CN101744095A

CN101744095A - 纤维化植物蛋白的制备方法及其产品

Info

Publication number: CN101744095A
Application number: CN201010001652A
Authority: CN
Inventors: 于国萍; 张英华; 张立钢
Original assignee: Northeast Agricultural University
Current assignee: Northeast Agricultural University
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2030-01-19
Also published as: CN101744095B

Abstract

本发明公开了一种纤维化植物蛋白的制备方法及其产品。该制备方法包括以下步骤：将原料与水混合搅拌，得到混合物；将混合物用带冷却模具的双螺杆挤压机进行高湿挤压，即得纤维化植物蛋白；其中，所述的原料包括大豆分离蛋白粉和低温脱脂豆粉。本发明研究了不同蛋白质含量原料在高湿挤压条件下对产品的性能的影响，优化了原料的组成和配比，本发明方法所生产的纤维化植物蛋白产品表面亮白，感官好；组织化程度高，耐咀嚼。

Description

纤维化植物蛋白的制备方法及其产品

技术领域

本发明涉及一种植物蛋白产品的制备方法，尤其涉及一种采用高湿挤压方法制备纤维化植物蛋白的方法以及由该制备方法所制备得到的植物蛋白产品，属于制备蛋白的制备领域。

背景技术

高湿挤压技术是近年来国际上用于生产纤维化植物蛋白产品的一种新兴技术，此法生产的组织蛋白具有很好的纤维化结构。高湿挤压技术生产纤维化植物蛋白产品的主要工艺路线见图1。

在植物蛋白原料的挤压纤维化过程中，原料的组成和特性至关重要。原料中除必需具备一定含量的低变性蛋白质(50％以上，干基)外，适宜的粒度、pH值、油脂和淀粉含量等也会对挤压产品的组织结构产生明显影响。在20世纪90年代中期，日本曾以全脂大豆为原料，对高湿挤压技术进行了较为系统的研究；美国近年来以大豆分离蛋白为主要原料，添加部分小麦淀粉，生产出高湿纤维化蛋白产品(Lin，2002)。在国内，王洪武等(2004)以大豆蛋白、猪肉和淀粉为原料，进行复合组织蛋白的共混挤压工艺研究；张汆(2007)以花生蛋白为原料，研究了原料特性对高湿挤压纤维化蛋白产品的影响。但对以大豆蛋白为主要原料辅以小麦蛋白，研究原料特性对高湿挤压纤维化产品特性影响的研究在国内外尚未有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种纤维化植物蛋白的制备方法，本发明制备方法以大豆蛋白为主要原料辅以小麦蛋白并对各原料的组成比例进行优化，所制备得到的纤维化植物蛋白产品的感官质量好，组织化度高。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种纤维化植物蛋白的制备方法，包括以下步骤：将原料与水混合搅拌，得到混合物；将混合物用带冷却模具的双螺杆挤压机进行高湿挤压，即得纤维化植物蛋白；其中，所述的原料包括大豆分离蛋白粉(SPI)和低温脱脂豆粉(DSPF)；优选的，所述的原料中含有61.01-75.70wt％的大豆蛋白；更优选的，含有68.35wt％的大豆蛋白。

本发明所述的“大豆分离蛋白”为蛋白质含量83wt％-89wt％的大豆粗蛋白。

本发明方法基于研究原料配比对高湿挤压纤维化蛋白产品的影响，分别选用低温脱脂豆粉(DSPF，defatted soy proteinflour)、小麦蛋白和大豆分离蛋白(SPI，soy proteini solate)为原料进行试验。研究了不同蛋白质含量原料、不同油脂含量原料、不同淀粉含量原料及不同水分含量原料在高湿挤压条件下产品的特性，同时对氮溶解指数(NSI值)、粒度及大豆蛋白7S/11S不同比值原料高湿挤压纤维化产品特性进行了研究。

本发明通过大量的试验发现，当原料中大豆蛋白含量在61.01-75.70wt％变化范围内，挤压纤维化产品感官质量随大豆蛋白含量的增加而有所改善，但当大豆蛋白含量过高时，反而不利于产品感官质量的改善。当大豆蛋白含量为68.35％时，挤压纤维化产品最亮白，感官评分最高。

本发明对挤压纤维化大豆蛋白产品的组织化度等质构特性进行测定，结果显示，随原料大豆蛋白质含量的增加，产品的组织化度呈逐渐上升趋势，在68.35％达到最高，随后组织化度逐步降低(图2)，这与感官评价的结果相一致。

小麦蛋白在纤维化蛋白食品中有着广泛的应用。小麦蛋白的主要成分是麦谷蛋白和麦醇溶蛋白。麦谷蛋白分子为纤维状，以分支状方式高度交叉连接在一起，在双螺杆挤压机高温加热的机筒内，麦谷蛋白失去形成多孔性结构的能力，使其变得更有可塑性，从而利于纤维化蛋白的形成。但当小麦蛋白含量增加时，麦醇溶蛋白吸水后，通过二硫键形成黏性面筋，导致挤压产品纤维化程度下降。植物蛋白在物理化学作用下，使蛋白质分子的球状构象解体而变成完全伸展的多肽链，在分子内力的作用下，重新排列组合成像动物肉的纤维状结构，而呈现出具有动物纤维咀嚼感的仿肉食品。

小麦蛋白的添加对挤压纤维化产品组织化度有较明显的影响(图3)。小麦蛋白的添加对挤压纤维化产品的组织化度也有明显的影响，随小麦蛋白的加入，挤压纤维化产品的纤维丝增多，表面逐渐光滑，并且略带谷物香味。当小麦蛋白的含量从0-30％变化时，组织化度随小麦蛋白含量的增加而上升，当小麦蛋白的含量在30％时，产品的感官质量最好。当小麦蛋白含量超过30％以后，组织化度随其增加而下降。

本发明研究了不同蛋白质含量原料在高湿挤压条件下对产品的性能的影响，优化了原料的组成和配比，本发明方法所生产的纤维化植物蛋白产品表面亮白，感官好；组织化程度高，耐咀嚼。

附图说明

图1高湿挤压技术生产纤维化复合蛋白产品技术路线。

图2大豆蛋白含量对挤压纤维化产品组织化度的影响。

图3小麦蛋白含量对挤压纤维化产品组织化度的影响。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

试验设备及有关工艺参数

以带冷却模具的SYSLG30-IV型双螺杆挤压机(以济南赛百诺科技开发有限公司生产的SYSLG30-IV型双螺杆挤压实验机为主要试验设备，挤压机筒共分4个加热区，并在机器出口处安装了冷却模头。)为主要设备，SYSLG30-IV双螺杆挤压机的主要结构由供料系统、挤压系统、旋切系统、加热系统、润滑系统、传动系统、控制系统七部分组成。机器由4个加热区组成，各区温度可设定。主电机功率：4-7.5KW；螺杆直径30mm；螺杆形式：积木组合式；转速范围0～500r/min；温度范围：常温～300℃；水分含量范围6％～60％；产量10～15kg/h。

挤压机筒共分四个加热区，其中第一区和第二区温度分别固定为30℃和60℃，第四区温度(以下称机筒温度)依据实验设计进行调整，第三区温度比第四区低10℃，随第四区温度的改变而变化。冷却模具处采用外套式循环水冷却系统。喂料量设为1.5kg/h，以此作为本实验的基础。挤压产品在室温下冷却5min后，装入聚乙烯封口袋内密封，待进一步分析。

试验例1不同大豆蛋白含量对挤压纤维化产品影响

将大豆分离蛋白(SPI)、低温脱脂豆粉(DSPF)按表1比例进行调配，得到不同大豆蛋白含量的6种挤压原料。

表1原料SPI与DSPF含量配比

将大豆分离蛋白、低温脱脂豆粉按表1比例进行调配后，得到大豆蛋白质含量分别为83.04％、75.70％、68.35％、61.01％、53.67％和46.31％的混合挤压原料。

表2大豆蛋白质含量对挤压纤维化产品色度及感官质量的影响

不同大豆蛋白含量的原料，其挤压产品的色度变化和感官质量评价结果如表2所示，随大豆蛋白含量的增加，产品明度指数呈先上升后下降的趋势，其表观状态和纤维丝形成状态也符合这个规律。这说明：当原料中大豆蛋白含量在61.01-75.70wt％变化范围内，挤压纤维化产品感官质量随大豆蛋白含量的增加而有所改善，但当大豆蛋白含量过高时，反而不利于产品感官质量的改善。当大豆蛋白含量为68.35％时，挤压纤维化产品最亮白，感官评分最高。

对挤压纤维化大豆蛋白产品的组织化度等质构特性进行测定，结果显示，随原料大豆蛋白质含量的增加，产品的组织化度呈逐渐上升趋势，在68.35％达到最高，随后组织化度逐步降低(图2)，这与感官评价的结果相一致。

这说明大豆蛋白含量的增加有助于产品纤维化的形成，但当大豆蛋白质含量过高时，产品硬度过大，结构过于致密，导致产品组织化度的下降。较适宜的大豆蛋白含量应该在61.01-75.70wt％之间。这可能是因为，大豆蛋白含量在此范围内，维系其四级结构的疏水键和范德华力受高湿挤压加工的破坏，易于蛋白质分子打开，形成纤维状分子；而大豆蛋白含量过高，会使蛋白质分子结合的更紧密，从而不利于纤维化的形成。

试验例2小麦蛋白含量对挤压纤维化产品影响

小麦蛋白在纤维化蛋白食品中有着广泛的应用。植物蛋白在物理化学作用下，使蛋白质分子的球状构象解体而变成完全伸展的多肽链，在分子内力的作用下，重新排列组合成像动物肉的纤维状结构，而呈现出具有动物纤维咀嚼感的仿肉食品。本发明中添加的为蛋白质含量为80％的谷朊粉。

从表3中可以看出，三种原料在添加小麦蛋白以后其挤压纤维化产品的L*值均显著增加，这说明小麦蛋白的加入对提高产品的亮度和白度起到一定的作用；当在原料中加入小麦蛋白以后，各种产品的a*值都有所下降；以低温脱脂豆粉为主要原料的产品，其b*值随小麦蛋白的加入而下降，以大豆分离蛋白为主要原料的产品，随小麦蛋白的增加其b*值变化不明显。

随小麦蛋白的加入，挤压纤维化产品的纤维丝增多，表面逐渐光滑，并且略带谷物香味。当小麦蛋白的含量在30％时，产品的感官质量最好。

表3小麦蛋白含量对挤压纤维化产品色度及感官质量的影响

小麦蛋白的添加对挤压纤维化产品组织化度有较明显的影响(图3)。小麦蛋白的添加对挤压纤维化产品的组织化度也有明显的影响，当小麦蛋白的含量从0-30％变化时，组织化度随小麦蛋白含量的增加而上升，当小麦蛋白含量超过30％以后，组织化度随其增加而下降。

小麦蛋白的主要成分是麦谷蛋白和麦醇溶蛋白。麦谷蛋白分子为纤维状，以分支状方式高度交叉连接在一起，在双螺杆挤压机高温加热的机筒内，麦谷蛋白失去形成多孔性结构的能力，使其变得更有可塑性，从而利于纤维化蛋白的形成。但当小麦蛋白含量增加时，麦醇溶蛋白吸水后，通过二硫键形成黏性面筋，导致挤压产品纤维化程度下降。

从试验结果中可以明显看出，以大豆分离蛋白为主要原料的挤压纤维化产品组织化度最高，以低温脱脂豆粉为主要原料的产品次之，大豆浓缩蛋白的产品各项指标均最低。这与不同大豆蛋白原料的挤压结果相符合。

Claims

1.一种纤维化植物蛋白的制备方法，包括以下步骤：将原料与水混合搅拌，得到混合物；将混合物用带冷却模具的双螺杆挤压机进行高湿挤压，即得纤维化植物蛋白；其特征在于：所述的原料包括大豆分离蛋白粉和低温脱脂豆粉。

2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的原料中含有61.01-75.70wt％的大豆蛋白。

3.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的原料中含有68.35wt％的大豆蛋白。

4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的原料中含有0-30wt％的小麦蛋白。

5.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的原料中含有30wt％的小麦蛋白。

6.由权利要求1-5任何一项所述制备方法所得到的纤维化植物蛋白产品。