脱敏大豆蛋白制备的豆腐物性研究

刘晓毅,薛文通

(1.国家食品质量安全监督检验中心,北京 100094; 2.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083)

脱敏大豆蛋白制备的豆腐物性研究

刘晓毅1,薛文通2

(1.国家食品质量安全监督检验中心,北京 100094; 2.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083)

对脱敏后大豆蛋白制备的豆腐物性研究表明,在 11S中添加少量的 7S肽可使其凝胶强度增加,但肽的加入却降低了凝胶的凝聚性;咀嚼实验表明,在 11S中添加 8%的 7S肽咀嚼性与 11S相当,添加低于 15%的肽咀嚼性比SPI高。

脱敏,大豆蛋白,豆腐,物性

大豆蛋白在食品工业中的广泛应用使大豆过敏患者致敏的潜在风险加大。本文在先分离 7S和 11S球蛋白,再专一性水解 7S球蛋白α-亚基 (脱敏)[1]的基础上,对经过酶解去 7S球蛋白α-基的 7S肽产物以及其与 11S球蛋白不同比例混合制备的豆腐物性进行研究,在我国尚属首次。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

粗 7S球蛋白、11S球蛋白、脱敏 7S多肽 自制;葡萄糖酸-δ-内酯(GDL) 食品级,上海国泰生物制品厂。

RT2002D.D流变仪 日本 RHEO TECH公司。

1.2 实验方法

1.2.1 不同组成大豆蛋白中 7S、11S球蛋白比例的测定 将各组分的大豆蛋白根据表 2比例进行混合,得到具有不同11S/7S比例的大豆蛋白,SDS-PAGE凝胶电泳后用Bandscan确定 11S/7S的比例。

1.2.2 豆腐物性的测定 根据表 1设计制备蛋白凝胶(豆腐),蛋白浓度 5%,GDL添加量 0.3%,变性温度 95℃,30min,凝固温度 80℃,凝固时间 30min,豆腐凝固后于 4℃冷却过夜,次日于室温下平衡 2～3h,于流变仪测定质地特征曲线。流变仪各参数设置如下：测定范围 200g,测定方式咀嚼实验 (up&down),载物台速度 6cm/min,咀嚼度 10mm,压头直径 1cm,测得数据由计算机以电信号方式输出,根据设定换算成强度单位(g),如图 1所示。

表1 大豆蛋白的各种组成

由这一曲线,可以计算豆腐的各项质地参数：凝胶强度 (Hardness)：第一次循环中所受的最大压力;破断应力 (Fracturability)：第一次循环中第一个显著破断的力;弹性 (Springiness)：凝胶从第一次压缩结束到第二次压缩之前复原期间所恢复的高度, S2/S1;凝聚性 (Cohesiveness)：两次压缩曲线所为峰面积之比,A2/A1;咀嚼性 (Chewiness)：凝胶咀嚼到可以吞咽时所做的功,与硬度、凝聚性和弹性有关,咀嚼性 =硬度 ×弹性 ×凝聚性。

表 2 蛋白混合物中 11S/7S的测定比例

图1 豆腐的质地特性曲线

2 结果与分析

2.1 脱敏 7S球蛋白及其不同组成大豆蛋白的凝胶强度和破断应力

大豆致敏蛋白主要集中在 7S球蛋白中,目前虽然有采用育种法培育亚基缺失的品种,但也存在一定问题。Takahashi[2]研究发现,高 11S而 7S的α′和α亚基缺失的品种并没有良好的物性。

我们采用体内蛋白酶对7S进行脱敏,然后将其与11S按不同比例混合,制备豆腐凝胶,对不同组成的大豆蛋白的凝胶强度与破断能力的测定结果如图2所示。

图 2 不同组成豆腐凝胶的凝胶强度与破断能力

由图 2可知,在给定的凝胶条件下,7S和脱敏后的 7S肽无法形成凝胶(C和D),而 11S的单独凝胶强度远远高于大豆分离蛋白 (SPI)。一般认为,大豆球蛋白的巯基数目很多,加之其独特的拓扑学结构,因而与 7S相比,它所形成的凝胶硬度高;因此 11S与 7S不同比例混合物中,当 11S/7S的比例高于 SPI中 11S/7S的比例时(表 2),其凝胶强度也高于 SPI;当添加 40%7S于 11S中时,11S/7S为 1.30,低于 SPI的 1.74,因此凝胶强度也明显降低。但是,11S/7S比例的高低与凝胶强度并不总具有正相关性,这从 11S与 7S肽不同比例混合物的凝胶强度可以看出来,随着 7S肽添加量的增加,其 11S/7S的比值一直在降低,可凝胶强度却略有升高,并在添加量 8%时达到最大,之后随着添加量的增加降低明显,当添加 25% 7S肽时,即使其 11S/7S的值 2.13远高于 SPI中的比例,凝胶性却比 SPI差许多,这说明多肽在蛋白质凝胶过程中的作用根据添加量的不同有不同的机制。

Utsumi[3]比较 7S和 11S的热胶凝能力时发现,经 80℃、30min预热处理后,7S凝胶的强度明显高于11S凝胶,这可能是因为 7S的热变性温度较低,11S未得到充分变性的原因。就 GDL作为凝固剂时的凝胶情况本身有不同的结论,如 Ji[4]认为 7S与 11S的比例不会影响大豆蛋白的凝胶强度,而 Hashizume[5]则认为 11S的凝胶强于 7S。钟芳[6]用 GDL作为凝固剂研究了 7S和 11S组分单独胶凝时的流变学曲线,发现随着 GDL添加量的增大,起主要作用的组分将由 11S转变为7S。

2.2 脱敏 7S球蛋白及其不同组成大豆蛋白的凝胶弹性和凝聚性

由图 3可以看出,虽然 SPI(A)和 11S(B)的凝胶强度相差很大,但弹性和凝聚性的相差并没有那么显著,特别是对于 11S和 7S的混合蛋白来说,随着7S组分的增加,凝胶强度下降,但弹性却无明显差异,凝聚性反而增加,这都与 7S的保水能力有一定的关系。11S与 7S肽的组合则又与此不同,水解后的 7S在弹性上与 7S有相同的功效,但在凝聚性上,则无法起到如凝胶性一样良好的作用,这一点需要进一步的深入研究。

图3 不同组成豆腐凝胶弹性和凝聚性

2.3 脱敏 7S球蛋白及其不同组成大豆蛋白的凝胶咀嚼性

各组分蛋白制作的豆腐的咀嚼难易程度如图 4所示,由于咀嚼性是由凝胶强度、弹性和凝聚性三个因素决定的,因此单独哪个值高都不能说明咀嚼性高。从图中可以看出,最难咀嚼的是 7S和 11S的组合,当 7S占 10%～30%时难度最大,其次是 11S与 7S肽(肽占 8%),SPI的咀嚼性较 11S和 7S肽略低。

可见,蛋白中各亚基在豆腐流变性的不同方面有不同的相互作用,这种交互的作用并不都是正相关或负相关的。但是,无论如何,脱敏后的 7S肽可以与 11S以需要的不同比例混合制作不同硬度和咀嚼性的豆制品。

图4 不同组成豆腐凝胶的咀嚼性

3 结论

蛋白质的功能特性与其种类、亚基组成比例以及加工条件密切相关。在给定条件的 GDL凝胶实验中,7S和 7S肽无法凝胶,11S的强度远高于 SPI,且11S与 7S不同比例混合时的凝胶强度也根据 11S/7S比例的增加而强度增加,但是弹性却相反,7S可以增加凝胶的弹性。11S与 7S肽的凝胶显示,小分子肽在凝胶过程中有特殊作用,其凝胶强度与 11S/7S比例并非正相关,在 11S中添加 8%的 7S肽使 11S的凝胶强度达最大,但是随着肽含量的再增加则凝胶强度下降很快,但是与 SPI相比,即使添加 15%的肽其凝胶强度也比 SPI高。虽然在 11S中添加少量的肽会增加凝胶性,但肽却降低了凝胶的凝聚性,可见,即使是有肽的参与,11S对凝聚性依然起到决定性的作用。最终的咀嚼实验表明,在 11S中添加30%以下 7S咀嚼性最强,在 11S中添加 8%的肽咀嚼性与 11S相当,添加 15%之内的肽咀嚼性比 SPI高。综上,脱敏处理后,虽然 7S肽凝胶性差,但只要合理组合就能够达到所需要的功能特性。

[1]刘晓毅,薛文通,胡小苹,等 .酶解法专一性去除大豆 7S球蛋白中的α-亚基[J].食品科技,2005(8)：16-18

[2]Takahashi K,Takada Y,Kikuchi A,et al.Agricultural Research[J],1998,51：71-72.

[3]Utsumi S,Kinsella J E.Force involve in soy protein gelation：effect of various reagents on the formation,hardness and solubility oh heat induced gels made from 7S,11S and soy is olate[J]. Journal of Food Science,1985,50：1278-1282.

[4]JiM P,Cai TD,Chang K C.Tofu yield and textural properties from three soybean cultivarsas as affected by ratio of 7S and 11S proteins[J].Journal of Food Science,1999,64：763-767.

[5]Hashizume K,Nakamura N,Watanabe T.Influence of ionic strength on conformation changes of soybean protein acaused by heatting,and relationship of its conformation changes to gel formation[J].Agricultural and Biological Chemistry,1975,39：1339-1347.

[6]钟芳,王璋,许时婴 .凝固剂种类对大豆蛋白质组分 7S和11S胶凝能力的影响[J].无锡轻工大学学报,2003,22(3)：12-17.

Study on the physicalproperties of tofu m ade of soybean proteins removed allergens

L IU Xiao-yi1,XUEW en-tong2
(1.China Food Quality Safty Supervision and Inspection Center,Beijing 100094,China; 2.College of Food Science and Nutritional Engineering,China AgriculturalUniversity,Beijing 100083,China)

In this p ap e r,the s tudy showed tha t the ge l s treng th can be inc reased when add ing a sm a ll am ount of7S p ep tide to11S g lobulin,but the add ition of p ep tide was reduced ge l cohes iveness.Chew ing exp e r im ents showed the chew ing p rop e rties of11S g lobulin added8% of the7S p ep tide sam e as11S g lobulin,and the chew ing p rop e rties of11S g lobulin added15%of the7S p ep tide be tte r than SPI.

rem oving a lle rgen;soybean p rote ins;tofu;p hys ica lp rop e rties

TS214.2

A

1002-0306(2010)03-0112-03

2009-04-08

刘晓毅 (1977-),女,博士,主要从事食品安全分析与预警工作。