醇法大豆浓缩蛋白改性及在肉制品中的应用

樊永华

摘 要：采用醇法提取大豆浓缩蛋白具有明显优势，但此方法提取的大豆浓缩蛋白功能性不好，应用受限。本文介绍了通过物理、化学、酶法、基因工程等方法对醇法大豆浓缩蛋白进行改性，改性后醇法大豆浓缩蛋白的功能性明显提高。改性后的醇法大豆浓缩蛋白应用于肉制品中具有优良的持水持油性、乳化性以及凝胶性，可以提高肉制品的组织结构特性，并降低生产成本，且价格低廉，是一种性价比很高的大豆蛋白产品。

关键词：醇法大豆浓缩蛋白；改性；肉制品

Modification of Alcohol-Extracted Soy Protein Concentrate and Application in Meat Products: A Review

FAN Yong-hua

(Department of Food Chemical Engineering, Yongcheng Vocational College, Yongcheng 476600, China)

Abstract: Although the alcohol extraction method is significant advantageous in extracting soy protein concentrate (SPC), its application is limited by the poor functionalities of SPC extracted by it. This paper makes a brief description of physical, chemical and enzymatic methods as well as genetic engineering for the modification of alcohol-extracted SPC by which the functionalities are remarkably improved. Moreover, the modified SPC shows good oil holding capacity, and emulsification and gelling properties when applied in meat products, while improving the texture and structure and reducing the production costs. Thus, it is a low-cost and highly cost-effective soybean protein product.

Key words: alcohol-extracted soy protein concentrate; modification; meat products

中图分类号：TS214.2 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2014）02-0034-03

大豆蛋白氨基酸比例合适，是一种营养价值较高的优质蛋白质。大豆蛋白可以分为大豆分离蛋白和浓缩蛋白。从营养角度讲，两者蛋白无明显区别，但是浓缩蛋白的价格远低于分离蛋白，因此不少生产厂家希望能够用大豆浓缩蛋白代替大豆分离蛋白应用于食品加工中。

大豆浓缩蛋白可以采用稀酸浸提法、湿热浸提法、乙醇浸提法和超滤法等方法提取。醇法提取大豆浓缩蛋白相对于其他方法具有有污水排放少，乙醇可以回收，能够避免环境污染，有利于低聚糖、异黄酮、皂甙等副产品的开发等优点。但是乙醇溶液的浸提导致大豆蛋白的溶解度较低，影响其在食品中的应用。因此，通过改性提高醇法大豆浓缩蛋白溶解性、乳化性、凝胶性、吸油性、吸水性与保水性、附着性及其他功能特性，具有非常重要的意义。改性后的醇法大豆浓缩蛋白价格低廉、营养价值高，能够应用于婴幼儿食品、乳制品、冰淇淋制品、焙烤制品、肉制品等多种食品体系中，最有市场的是应用于肉制品中。改性醇法大豆浓缩蛋白添加于肉制品中能够与肉蛋白形成蛋白质互补作用，提高蛋白质的营养价值，提高肉制品的弹性、硬度、吸油性、持水性和切片性等，并能使肉制品的结构致密、肉感更强、口感更好。改性的醇法大豆浓缩蛋白的加入还能防止肉制品中脂肪的离析，减少蒸煮损失和收缩率，从而提高产品的出品率。因此，研究大豆浓缩蛋白的改性和应用具有实际的价值[1-6]。

1 醇法大豆浓缩蛋白的改性

所谓蛋白质的改性就是利用理化因素或酶制剂使蛋白质的氨基酸残基和多肽链发生某种变化，引起蛋白大分子空间结构和理化性质的改变，从而获得较好功能特性和营养特性的蛋白质。大豆蛋白改性技术传统方法主要有物理改性和化学改性，新型的改性技术有酶法改性和基因工程改性[7]。

1.1 物理改性

物理改性是指利用物理作用形式（如热、电、磁、机械剪切），通过改变蛋白质的结构而改善蛋白质的功能性[8]。主要包括高温高压处理、超声波处理、挤压、超滤、高频增溶、低剂量辐射及加入小分子双亲物质等方法。

例如，利用超声波技术对醇法大豆浓缩蛋白进行改性。超声波是一种高频的机械振荡，在物料中的局部小区域压缩和膨胀迅速交替，对物料施加张力和压溃作用，产生“空蚀”，对大分子产生机械性断键作用[9]。石富国等[10]采用超声波处理醇法大豆浓缩蛋白，通过单因素和正交试验，最终得出在固液比1∶7、功率密度0.6W/cm、时间5 min的条件下，醇法大豆浓缩蛋白的吸油率可提高97.8%。

孟小波等[11]通过控制加热温度对醇法大豆浓缩蛋白进行改性。结果表明，加热改性后醇法大豆浓缩蛋白的溶解度由原来的5%左右提高到50%以上；凝胶性在150 ℃加热时有明显改善，其凝胶硬度可达到400 g左右。

物理改性比较温和安全、作用时间短、对蛋白质的营养破坏性小，但物理改性的效果不是很明显。

1.2 化学改性

化学改性的实质是通过改变蛋白质的结构、静电荷和疏水基团分布，去除抗营养因子，从而改善大豆蛋白的性质。蛋白质化学改性如酯化、酰化、糖基化和酸碱处理等。

例如，张彩猛[12]采用不同条件下酸处理醇法大豆浓缩蛋白进行改性，通过实验得出蛋白质功能性的改变与酸处理条件和温度有关。据Wagner等[13]研究，酸处理会使大豆蛋白11S和7S构象发生改变。11S球蛋白和7S在酸性环境中变性的时间不同，因此可通过控制酸处理时间，得到11S和7S变性程度不同的大豆蛋白。当大豆蛋白从酸性回调时，回调时间的长短虽然不会对蛋白变性程度产生影响，但对蛋白溶解度影响很大。另据前人研究，保持蛋白在等电点较长时间会使酸变性蛋白聚集体不溶性增强，从而降低蛋白溶解度[13-16]。

谌卉等[17]采用高碱性条件下处理醇法大豆浓缩蛋白再经过高压均质和闪蒸改性，结果表明，醇法大豆浓缩蛋白在高碱性条件下溶出，溶解度明显增加，乳化性和凝胶性等功能特性也有不同程度的改善。

化学改性效果较为显著、成本较低，但是由于安全性的考虑，多用于基础理论研究的分析手段。

1.3 酶改性

大豆蛋白通过加入酶制剂，在特定的温度和pH值下利用蛋白酶的内切及外切作用将蛋白分子切割成较小的分子，可以改变蛋白质的溶解性、乳化性等功能性质，提高其营养价值[18-19]。孙冰玉等[20]采用木瓜蛋白酶对醇法大豆浓缩蛋白进行改性，通过实验得到的改性蛋白比未改性蛋白乳化能力提高了3.8倍，乳化稳定性提高了3.9倍。

酶制剂在食品工业中的应用效果显着并且安全可靠，也不破坏氨基酸结构，但是动物酶制剂和植物酶制剂价格较为昂贵，目前比较看好的微生物酶制剂价格低廉、来源广泛、效果显着。

1.4 生物工程改性

通过基因工程或选育优良野生品种也可改善大豆蛋白的功能和营养[21]。通过蛋白质工程对11S球蛋白亚基基因进行修正，使新产品的大豆蛋白的乳化力提高130%～215%[22]。目前，对于改变基因的食品争议性比较大。

1.5 复合改性

复合改性是指利用两种以上的改性方法对浓缩蛋白进行改性。武玉娟等[23]在热、剪切和弱碱条件下对醇法浓缩蛋白的改性进行了研究，结果表明，大豆浓缩蛋白经过改性后能提高醇法大豆浓缩蛋白的溶解性和乳化性。

如果酶改性结合物理改性、化学改性等的复合改性，将是大豆蛋白改性的发展趋势。

2 改性醇法大豆浓缩蛋白在肉制品中的应用

在肉制品加工中添加大豆蛋白被认为是纯天然成分的添加，原因如下：1）在肉制品中添加醇法大豆浓缩蛋白，能提高蛋白质的含量，与肉类蛋白形成蛋白质互补，提升蛋白质的营养价值；2）利用大豆浓缩蛋白的功能性提高肉制品的品质和风味。大豆浓缩蛋白的亲水亲油性，使其水油界面张力降低，形成稳定的均匀乳化系统。大豆蛋白还具有良好的结合性，可以亲和肉汁，防止肉制品中脂肪的离析，从而减小蒸煮损失和收缩率，提高肉制品的凝胶强度、弹性和切面感官等指标；3）大豆蛋白是性价比最高的蛋白质[24-28]。

2.1 改性醇法大豆浓缩蛋白在肉制品中的添加方法

在肉制品中，改性醇法大豆浓缩蛋白与大豆浓缩蛋白的添加方法相同，主要有水化法、干法、注入法、乳化法和复水脱腥法等。注入法是先将大豆浓缩蛋白溶于腌渍液中，随腌渍液一起注入生鲜肉中。干法是将大豆浓缩蛋白干粉先于脂肪加入肉制品中。水化法是大豆浓缩蛋白加入肉制品之前先配制成一定浓度的水溶液[29]。肉制品加工时，也可以在添加脂肪的同时加入干粉状浓缩蛋白，主要是由于醇法大豆浓缩蛋白具有耐盐性，这样既有助于提高盐溶性蛋白的萃取，又可省去附水或斩胶等工艺，有利于经济效益的提高[30-31]。

2.2 改性醇法大豆浓缩蛋白在香肠中的应用

在香肠中添加适量的大豆浓缩蛋白可以得到风味和品质更佳的产品，主要原因如下：1）大豆浓缩蛋白在低脂肪、高水分的乳液中更能发挥出其特性；2）香肠产品的总体可接受性随蛋白质含量的增加而提高；3）添加了大豆浓缩蛋白的产品在多汁性和感官质构上和普通产品没有明显差异，但大豆浓缩蛋白乳液导致的热收缩略优于普通产品[28]。

2.3 改性醇法大豆浓缩蛋白在火腿肠中的应用

娄巍等[32]通过在火腿肠配方中添加不同量的改性醇法大豆浓缩蛋白、未改性的醇法大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白考察改性醇法大豆浓缩蛋白在肉制品中的添加效果经实验得出添加改性醇法大豆浓缩蛋白的火腿肠表现出良好的蒸煮率、持水性以及硬度、弹性、内聚性和咀嚼性。添加效果与加入大豆分离蛋白相似，比添加未改性的醇法大豆浓缩蛋白的效果有大幅度提高。

宋宏哲等[33]对醇法功能性大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白在肉制品中应用的对比实验进行研究分析。以等量的醇法功能性大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白添加于相同配方的火腿中进行感官评定和质构分析，以加入相同蛋白质含量的醇法功能性大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白，并相应调整辅料的比例，进行肉制品组织结构分析，出品率和成本分析。结果发现，醇法功能性大豆浓缩蛋白具有优良的持水持油性、乳化性以及凝胶性，可以提高肉制品的组织结构特性，并降低生产成本，且价格低廉，是一种性价比很高的大豆蛋白产品。

2.4 改性醇法大豆浓缩蛋白在火腿罐头中的应用

王刘刘等[34]在火腿罐头加工中添加1%大豆浓缩蛋白粉比未添加大豆浓缩蛋白粉的罐头具有更好的弹性、持水性、吸油性和切片性，并且罐头的感官和理化指标都达到了部颁标准。娄巍等[24]研究认为改性的醇法大豆浓缩蛋白添加于火腿罐头中效果更好，部分产品的功能性甚至要好于大豆分离蛋白。

2.5 改性醇法大豆浓缩蛋白在肉灌制品中的应用

经过超声改性的醇法大豆浓缩蛋白具有良好的凝胶性和乳化性，可以代替大豆分离蛋白应用于肉灌制品中，提高肉制品的保水和保油性。改性的大豆浓缩蛋白其添加量可以达到4%左右，大大降低了肉灌制品的生产成本[35]。

3 结 论

大豆浓缩蛋白的提取方法中醇法明显优于其他方法，是一种绿色无污染的生产技术，但功能性不好，影响其应用。通过物理、化学、酶法、基因工程等方法对醇法大豆浓缩蛋白进行改性，改性后醇法大豆浓缩蛋白的功能性明显提高。醇法大豆浓缩蛋白经改性后具有优良的功能性，称之为功能性醇法大豆浓缩蛋白，可以应用于肉制品中，它能够保留或乳化肉制品中的脂肪，结合水分，并改进组织，提高肉制品的硬度、弹性、咀嚼性等特性，增强肉感，提升产品质量，并可提高出品率、降低成本，是一种性价比很高的大豆蛋白产品[36-38]。

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