大豆蛋白热变性程度对速溶豆腐花粉凝胶成型的影响

陶汝青，夏 宁，滕建文，韦保耀

（广西大学轻工与食品工程学院，南宁 530004）

大豆蛋白热变性程度对速溶豆腐花粉凝胶成型的影响

陶汝青，夏 宁※，滕建文，韦保耀

（广西大学轻工与食品工程学院，南宁 530004）

针对速溶豆腐花粉的制备工艺中需要对大豆进行热处理，热处理过程中大豆蛋白的热变性程度对豆腐花粉凝结的凝胶强度与凝结所需的时间具有显著影响，而现在速溶豆腐花粉的工业生产中还没有对豆浆热处理程度较为合适的标准。该文以大豆、大豆分离蛋白（soybean protein isolate, SPI）、大豆球蛋白（glycinin, 11S）、β-伴大豆球蛋白（beta-conglycinin, 7S）为原料，研究大豆蛋白热变性程度对速溶豆腐花粉凝胶成型的影响。研究表明11S比7S更难发生完全变性，SPI中的7S和11S比单独存在的7S、11S更难发生完全变性。传统制备方式、前热处理后喷雾干燥或冷冻干燥制备方式、先喷雾干燥或冷冻干燥后热处理制备方式对豆腐花凝结成型影响不同，其中传统方式制备的豆腐花凝胶效果最好，先干燥后热处理制备的豆粉凝胶效果比前热处理后干燥的豆粉好,引起豆腐花凝胶强度差异的主要原因是大豆蛋白中7S和11S热变性程度不同。制备同一凝胶强度的豆腐花，热处理温度越低，所需的热处理时间越长；制备高凝胶强度的豆腐花比制备低凝胶强度的豆腐花所能进行的热处理温度与时间范围小。大豆蛋白的7S处于完全变性而11S处于未完全变性的状态时，适合制备速溶豆腐花粉的大豆蛋白变性程度应控制热处理温度与时间范围为80 ℃时热处理20～65 min，85 ℃时热处理15～50 min，90 ℃时热处理10～35 min，95 ℃时热处理5～20 min。该研究结果为调控速溶豆腐花粉的凝胶特性提供理论依据。

热处理；蛋白；凝胶；豆腐花；凝胶成型

0 引 言

传统豆腐花是豆浆经煮浆后直接添加凝固剂制成的具有凝胶网络结构的植物蛋白产品，其产品凝胶特性与大豆中蛋白的热变性程度密切相关。目前工业化的豆腐花产品则是在此基础上经喷雾干燥制备粉体后，再添加凝固剂复配制成。为保证产品在复水后的快速分散性与凝胶效果，往往在生产中添加麦芽糊精、糖浆等糖类物质，使得产品甜味过高，不满足喜好咸味风味和糖尿病患者的需求；此外，由于豆腐花凝胶网络的形成主要通过豆浆中大豆蛋白发生一定的热变性后，蛋白展开成线性分子并在交联剂的作用下形成网络结构，而煮浆与喷雾干燥工序中的热处理会引起大豆中蛋白进一步变性，引起产品在复水后的凝胶强度的降低，因此通过对大豆中的蛋白进行热变性的控制可以调节豆腐花的凝胶特性。

有研究表明热处理会使大豆蛋白发生不同程度的变性，从而导致凝胶形成过程大豆蛋白聚集行为的改变，最终影响大豆蛋白的凝胶特性[1-2]。陈洋等[3]研究不同制浆工艺对豆腐品质的影响，发现生浆法制成豆腐的硬度、黏附性等指标高于熟浆法和热水套浆法制浆工艺制成的豆腐，这说明大豆蛋白热变性对其凝胶性具有一定影响。韩翠萍等[4]研究发现当热处理温度从60 ℃提高到100 ℃，豆-乳内酯凝胶的凝胶强度不断增强。当热处理温度为90～100 ℃时，凝胶强度达到最大。张明晶等[5]研究发现豆腐制作过程中生豆浆在95～100 ℃进行加热，添加凝固剂后保温5～10 min是制成高强度、高持水率豆腐花凝胶的最佳条件。李里特等[6]研究发现生豆浆在70～95 ℃下热处理10 min，随着热处理温度的提高制成豆腐的破断应力提高，失水率下降。刘昱彤等[7]将豆浆加热到90 ℃及95 ℃后保温不同时间，随着保温时间的延长制成豆腐的凝胶强度先增大后减小，热处理90 ℃，10 min时制成豆腐的凝胶强度最大。高长城等[8]研究发现在90 ℃下随着热处理时间的提高，大豆蛋白的凝胶强度先增加，15 min后由于加热时间的延长蛋白质的巯基被氧化，大豆蛋白分子间二硫键减少所以形成凝胶的凝胶强度降低。Hashizume等[9]研究表明随着豆浆加热处理时间增加巯基会发生氧化，使得豆腐凝胶强度降低，所以加热10 min比较合适。不同的热处理温度与时间会引起大豆中蛋白变性程度的差异，不足或过度的变性对大豆蛋白凝胶的影响都不利。因此在速溶豆腐花粉的生产中如何控制大豆蛋白的热变性程度，了解热处理温度与时间对大豆蛋白变性程度的影响，将有利于调控速溶豆腐花粉的凝胶特性。

目前，方便豆腐花粉的产业开发已经具备了一定规模，虽然生产企业在生产中做了大量的改进来提高豆粉的品质，但在产品生产中还存在一些问题，比如豆粉凝胶性较弱、分散性不好等。国内的研究主要通过添加添加剂及凝固剂的筛选来解决速溶豆腐花粉的分散性及凝胶性问题[10-13]。国外从豆腐花粉产品开发的角度研究报道比较少，但研究主要集中在对影响豆腐花粉成胶关键的大豆蛋白及其亚基的结构和功能性上[14-15]。而速溶豆腐花粉的开发主要依据于大豆蛋白的凝胶性，热变性是大豆蛋白凝胶的前提，只有进行一定程度的热变性大豆蛋白才可以形成凝胶，目前在豆腐花粉的生产中还没有对豆浆热处理程度较为合适的标准，在一些热处理条件下虽能提高豆粉的营养，但是对于浆料中大豆蛋白热变性程度不合适导致大豆蛋白形成不溶性聚集体，影响后期豆粉的复溶性，最终冲调后豆腐花的凝胶性比较差，这限制了研究成果在工业中的进一步应用。所以本文采用喷雾与冷冻干燥方式制备豆粉，并在干燥前后分别采用不同温度的煮浆工艺处理，研究制备过程蛋白热变性程度对豆腐花凝胶强度的影响，并结合大豆分离蛋白（soybean protein isolate, SPI）、大豆球蛋白（glycinin, 11S）及β-伴大豆球蛋白（beta-conglycinin, 7S）在对应温度与时间下发生完全变性的情况来分析大豆蛋白热变性程度对豆腐花凝胶成型的影响，分析适合制备速溶豆腐花粉的豆浆热变性程度。

1 材料与方法

1.1 仪器和材料

DSC200PC型差示扫描量热仪，德国耐驰仪器公司；TA.XTplus质构仪，英国Stable Micro System公司；TGL-16G高速台式离心机，上海医用分析仪器厂。大豆分离蛋白（soy protein isolate）采用碱溶酸沉法[16]提取；β-伴大豆球蛋白（7S）、大豆球蛋白（11S）采用Nagano法[17]提取；东北黄豆市售；葡萄糖酸-γ-内酯（Glucono-γ-lactone）市售。

1.2 试验方法

1.2.1 豆腐花的热处理及凝胶成型工艺流程

大豆→浸泡→热烫→手工脱皮→打浆→处理（1、2、3、4、5)→添加凝固剂→保温成型→冷却→成品

处理1：煮浆（热处理）→均质。

处理2：煮浆（热处理）→均质→喷雾干燥→冲调。

处理3：煮浆（热处理）→均质→冷冻干燥→冲调。

处理4：均质→喷雾干燥→冲调→煮浆（热处理）。

处理5：均质→冷冻干燥→粉碎→冲调→煮浆（热处理）。

处理条件：

1）浸泡[13]：采用质量分数为0.5%的NaHCO3溶液浸泡黄豆，黄豆:NaHCO3=1:2.5（g/mL），浸泡10～12 h。

2）热烫脱皮：浸泡后的黄豆用清水多次清洗，在95 ℃下热烫10 min，然后手工脱皮。

3）打浆：按照1:6(g/mL)的料水比打浆，打浆水温度为80～90 ℃，先在打浆机打浆，再过胶体磨。

4）煮浆：控制煮浆温度分别为70、75、80、85、90、95 ℃，煮浆时间为10 min。

5）均质[13]：采用二级均质，一级为40 MPa，二级为20 MPa，每级均质5 min。

6）喷雾干燥：喷雾干燥条件为进风温度为180 ℃，出风温度为75 ℃。

7）冷冻干燥：冷冻温度为−40 ℃，真空度为0.1 MPa，干燥48 h。

8）豆粉冲调：豆粉冲调的料液比为1:8(g/mL)。

9）凝固成型：采用葡萄糖酸-γ-内酯（GDL）为凝固剂，添加量为0.33%（按液体量）。

10）保温成型：80 ℃下保温30 min，使豆浆凝结为豆腐花。

11）冷却：冷却至室温（30 ℃），待测。

1.2.2 SPI、7S及11S的热处理

将SPI、7S及11S溶于0.1 mol/L的磷酸盐缓冲溶液（phosphate buffer saline, PBS）（pH值=7)溶液中，配置质量分数为20%的蛋白溶液，密封于带盖瓶中进行水浴处理，控制水浴温度70～95 ℃，水浴时间0～180 min，每5 ℃、5 min为热处理温度时间的间隔点，热处理结束后取出冷却、备用。

1.2.3 凝胶强度的测定

将豆腐花凝胶冷却成型后，切成1 cm×1 cm×1 cm的均匀小块，并进行凝胶强度测定[12]。测定条件：探头：P/0.5，测前速率：1.0 mm/s，测试速率：2.0 mm/s，测后速率：1.0 mm/s，测定距离：0.8 cm。

1.2.4 凝胶失水率的测定

将豆腐花切成0.3 cm×0.3 cm×0.3 cm的小粒，称取5～10 g左右的豆腐花装入10 mL离心管中，以1 789× g的离心力离心30 min，然后小心倒出离心管内被离心析出的水，并用滤纸将残留在离心管壁的水吸干净，最后称量[18]。

W=(W1−W2)/W1×100%

式中W1为离心前豆腐花质量，g；W2为离心后豆腐花质量，g；W为失水率，%。

1.2.5 SPI、7S和11S完全变性温度的测定

用差式扫描量热仪（differential scanning calorimeter, DSC）测定热处理后SPI、7S及11S的变性温度，以DSC图中不出峰即ΔH为0作为判断蛋白质全变性的依据。试验相关参数参考Molina Ortiz[19]的方法，精确称取5 mg的样品于铝盒中，设定升温速率为10 ℃/min，温度范围为20～120 ℃，以空白铝盒作为对照。

1.2.6 温度-时间拟合曲线

为了更好的分析大豆蛋白热变性程度与制成豆腐花凝胶强度的关系，特绘制7S和11S全变性t-T拟合线及制成各凝胶强度豆腐花热处理的t-T拟合线，绘制方法如下：以温度为横坐标，大豆分离蛋白及其组分蛋白7S和11S在各温度下完全变性所需的时间为纵坐标，其中DSC曲线上的热焓值为0表示蛋白的完全变性，制作全变性t-T拟合线，拟合线采用乘幂的方程表示。

1.3 数据处理

所有试验重复3次，取平均值，用Excel 2016和SPSS17.0软件进行统计和方差分析（ANOVA），用Duncan法进行差异显著性分析，P=0.05。

2 结果与分析

2.1 热处理顺序及温度对豆腐花凝胶性质的影响

豆浆中大豆蛋白发生一定程度的热变性是制备豆腐花的前提，不同热处理强度对豆腐花凝胶强度的影响不同，过度的热处理会使大豆蛋白发生热降解丧失凝胶性，因此何时对豆浆进行热处理及处理强度对豆腐花的后续凝胶工序至关重要。对速溶豆腐花粉制备工艺中热处理顺序、温度的调整及速溶豆腐花粉干燥方式的选择主要是为了使大豆中的大豆蛋白处于不同的热变性程度，以此来研究大豆蛋白热变性的程度对豆腐花凝结成型的影响。图1a为在喷雾干燥或冷冻干燥前后分别采用不同温度的煮浆工艺处理后制备的豆腐花的凝胶强度。从图中可知传统方式制备的豆腐花样品（处理1）凝胶强度最大，当热处理温度为70 ℃时开始形成弱凝胶，并随着温度的提高，豆腐花的凝胶强度急剧增加，到90 ℃时达到最大，此时凝胶强度为32.13 g，随后凝胶强度开始下降。本文结果与于国萍等[20]研究大豆蛋白在不同的预处理温度下凝胶强度发生的变化趋势相近，即随着热处理温度的增加，大豆蛋白凝胶强度逐渐增加，当温度达到90 ℃时凝胶强度最大，随后温度的提高，凝胶强度逐渐下降。当对经过喷雾干燥（处理4）与冷冻干燥（处理5）的样品进行凝胶成型前的热处理，发现在不同的热处理温度下，豆腐花的凝胶强度随着热处理温度的提高，凝胶强度增加并在90 ℃时呈现最大的凝胶强度，但是与传统方式制备的豆腐花样品相比，凝胶强度较低，且经过喷雾干燥后成型的样品的凝胶强度更低。与未经过制粉处理的空白样品（处理1）及只经过冷冻干燥的样品（处理3和处理5）相比，喷雾干燥过程中蛋白发生的变性影响了后续豆腐花的凝胶强度。郭凤仙[21]在研究热处理对大豆蛋白结构和功能特性的影响时发现，喷雾干燥后的豆粉在复溶过程会有更多阻碍蛋白质凝胶网络结构形成的物质，影响到喷雾干燥豆粉的凝胶效果。此外，在喷雾干燥前进行热处理的样品（处理2），其中的蛋白经过两次热变性处理，几乎不能形成凝胶（图2中没有处理2的数据显现）；而冷冻干燥前进行热处理的样品（处理3），尽管蛋白有部分变性处理，但与进行后热处理的样品相比（处理4），其凝胶强度明显降低。

图1b反映在喷雾干燥或冷冻干燥前后分别采用不同温度的煮浆工艺处理后制备的豆腐花凝胶失水率的变化情况。同样，传统方式制备的豆腐花样品（处理1）的凝胶失水率最小，且随着处理温度的增加，对应凝胶强度的增加，豆腐花的网络结构越紧密，失水率逐渐降低。在干燥前后采取热处理的样品的凝胶失水率均随着温度的增加而降低，其中处理3样品的失水率最大，部分样品与处理2的样品均难以检测到失水率。

图1 热处理顺序和温度对豆腐花凝胶强度和失水率的影响Fig.1 Effect of hot treatment process and temperature on gel strength and water losing rate of soybean curd

通过对速溶豆腐花粉生产过程中煮浆工艺（热处理）在干燥前后顺序的调整，发现影响速溶豆腐花粉能否凝胶成型的关键在于豆腐花粉制作过程中大豆蛋白的热变性程度。豆腐花凝胶形成的前提是大豆蛋白必须经过热处理，且热处理的时机最好在豆腐花凝胶成型之前；制成速溶豆粉后制备的豆腐花凝胶强度降低，且干燥制粉的方式会降低豆腐花的凝胶强度。较低的热处理温度形成的豆腐花的凝胶强度比较小甚至不能形成凝胶，这可能是由于大豆蛋白的变性程度不够，蛋白的结构没有舒展开来，暴露的疏水基团比较少，无法在葡萄糖酸-γ-内酯的作用下凝胶。而随着热处理温度的提高形成豆腐花的凝胶强度会提高，当达到一定的热处理温度时凝胶强度会达到一个峰值，随着温度继续提高反而不利于凝胶，这说明在豆腐花粉的制备过程中要保证大豆蛋白的热变性在一定的范围内，超出这个范围则会影响豆腐花粉的凝胶性质。

2.2 热处理对大豆蛋白热变性及凝胶性的影响

要使速溶豆腐花粉能够凝胶成型，在成型之前热处理是前提条件，而热处理的温度和时间同样会影响豆粉凝胶成型的效果。由图1可知，热处理至少为80 ℃、10 min时才能制成具有一定凝胶强度的豆腐花，这说明豆粉中大豆蛋白的变性程度的大小是影响豆粉凝结成型最关键的因素。由于大豆蛋白的主要成分7S和11S的热变性温度范围分别为68～82 ℃和83～95 ℃[22~24]，速溶豆粉在后续阶段凝胶成型与控制大豆蛋白中的7S和11S的热变性程度有关。因此，通过对大豆中的分离蛋白（SPI）、伴球蛋白（7S）及球蛋白（11S）热变性过程进行控制，以热焓值变化为0作为蛋白完全变性的依据，绘制7S和11S发生全变性情况下的温度与时间曲线图，并做拟合分析，解析不同大豆蛋白组分热变性程度对速溶豆粉后续凝胶成型的影响。

2.2.1 大豆蛋白发生全变性时的温度时间曲线

大豆分离蛋白中的7S和11S的变性温度分别为70.22和89.72 ℃，大豆蛋白中分离出来的7S和11S变性程度分别为68.47和86.52 ℃。图2为大豆蛋白中的11S和7S以及从大豆蛋白中分离出来11S和7S发生全变性时的温度时间曲线拟合图。以图中11S的t-T拟合线为例，该拟合线上的点表示在某一特定的温度下使11S完全变性，即11S的焓变ΔH为0时所需的热处理时间。从图2中可知，在相同的温度下11S蛋白发生完全变性所需要的时间要长于7S蛋白，即在相同的变性时间下，7S具有更低的变性温度，更容易发生变性。存在这种差异的原因与两者的分子结构密切相关，11S中含有大量的二硫键，而7S中几乎不存在二硫键，11S的二硫键有利于提高蛋白质对热的稳定性，相对于7S而言，需要更高的温度[25]。此外，未从大豆蛋白中分离出来的11S与7S比从大豆蛋白中分离出来的11S与7S需要更长的热变性时间，更高的变性温度，这可能是因为当7S与11S共同存在于SPI中，它们在热处理的过程中7S对11S的变性具有延缓保护作用，最终导致各组分更难变性。Renkema等[26]将11S和7S按照不同比例混合成SPI，对其进行热处理，发现7S和11S之间存在交互作用使得混合物的热变性程度具有一定的差异。这可能与7S与11S的混合物进行热处理后亚基解离生成二硫键连接的物质有关[27]。由图2可看出，大豆分离蛋白中的7S在65 ℃下开始发生全变性，Iwabuchi等[28]利用圆二色光谱和傅立叶红外光谱技术观察7S在中性条件下热处理后的构象变化过程，发现7S的构象在65℃时开始发生变化,当温度为87 ℃时，约有80%的变性程度。由图1中可知，要保证豆腐花具有一定的凝胶强度，其热处理的温度应该在75～95 ℃之间，在此温度范围下，豆腐花中的7S蛋白发生完全变性，而11S蛋白可能发生未完全的变性，表现在图2中的阴影区域。

2.2.2 豆腐花在不同凝结强度下的温度时间曲线

为了进一步说明图2中阴影区域内的热处理温度与时间对豆腐花成型后的凝胶强度的影响，以不同凝胶强度的豆腐花为依据，细化热处理温度与时间范围对豆腐花凝胶强度的影响，进而为豆腐花生产过程如何控制11S与7S蛋白的变性程度提供依据。目前，市售的豆腐花凝胶强度在20 g之内。因此，在凝胶强度的测定中以能形成5、10及20 g凝胶强度对7S与11S的温度时间范围进行区分，具体如图3。图中阴影区域来源于制备对应凝胶强度的豆腐花的热处理温度与时间范围与图2中阴影区域的交集，其中图3a中阴影区域代表能形成至少5 g凝胶强度豆腐花的热处理温度时间范围，图3b中阴影区域代表能形成至少10 g凝胶强度豆腐花的热处理温度时间范围，图3c中阴影区域代表能形成至少20 g凝胶强度豆腐花的热处理温度时间范围。由图3可知，要制备具有一定凝胶强度的豆腐花，对煮浆工艺中热处理必须确保11S未发生完全变性，而7S处于完全变性的状态，即大豆蛋白中的7S与11S发生完全变性或者均未发生变性时，豆腐花的凝胶强度低。在相同热处理温度下，要制成不同凝胶强度的豆腐花所需的最低热处理时间不同，可持续的最长热处理时间也不同，其中要制成至少20 g凝胶强度的豆腐花的热处理温度时间范围最小，要制成至少5 g凝胶强度的豆腐花的热处理温度时间范围最大。

图2 温度和时间对7S和11S完全热变性的影响Fig.2 Effect of temperature and time on completely thermal denaturation of 7S and 11S

由图3可知，要形成凝胶强度越大的豆腐花产品，7S与11S发生完全变性的热处理的温度时间范围就越窄。当要制成至少5 g凝胶强度的豆腐花所需热处理温度与时间拟合曲线在t=6.40T-8.13与t=3.79T-4.02（t表示时间，单位为min；T表示温度，单位为℃）的两条曲线之内，且此时热处理的温度范围为70～95 ℃内；当要制成至少10 g凝胶强度的豆腐花所需热处理温度与时间拟合曲线在t=6.40T-8.13与t=3.44T-4.54的两条曲线之内，且此时热处理的温度范围为75～95 ℃；当要制成至少20 g凝胶强度的豆腐花所需热处理温度与时间拟合曲线在t=6.40T-8.13与t=1.38T-5.95的两条曲线之内，且此时热处理的温度范围为80～95 ℃。

从7S与11S发生完全变性的t-T拟合曲线与形成一定凝胶强度的豆腐花样品的拟合曲线的交集可知，制备同一凝胶强度的豆腐花，热处理温度越低，需要更长的热处理时间；如果需要制备凝胶强度大的产品，对其进行热处理所需的温度与时间范围越窄。因此，为了速溶豆腐花粉在复水后保持一定的凝胶强度，必须考虑到干燥的方式及煮浆工序的热处理程度对蛋白变性程度的影响，必须保证在热处理过程中的大豆7S蛋白处于完全变性而11S蛋白处于未完全变性的条件下，即控制温度与时间的曲线处于图3c所示阴影区域内，即当温度处于80～95 ℃内，热处理温度与时间范围在t=6.40T-8.13与t=1.38T-5.95的两条曲线之内，即80 ℃时热处理20～65 min，85 ℃时热处理15～50 min，90 ℃时热处理10～35 min，95 ℃时热处理5～20 min。

图3 形成至少5、10、20 g凝胶强度豆腐花的热处理温度时间范围Fig.3 Rang of heat treatment temperature and time on forming at least 5, 10, 20 g gel strength of soybean curd

大豆中含有胰蛋白酶抑制剂，胰蛋白酶抑制剂（soybean trypsin inhibitor, STI）在大豆中质量分数一般为20～30 mg/g[29]，当大豆中的STI含量至少变性失活90%才认为是可食用的[30]。王瑞军[31]研究发现，STI最适温度为50～70 ℃，当温度不断升高时STI活性不断降低，且80 ℃以后STI活性明显降低。程芬芬等[32]研究发现当加热处理温度大于80 ℃时，STI的抑制活力显著降低，说明80 ℃以上的热处理温度对STI的变性失活具有显著作用。本文得出的适合制备速溶豆腐花粉的豆浆热处理（煮浆）温度范围为80～95 ℃，结合他人研究结果可知此温度范围对STI的变性失活具有较明显的作用。豆腐花粉的制备过程中，STI的变性失活除了与豆浆热处理（煮浆）过程的温度时间密切相关外，还与热烫的温度时间、打浆用水温度及打浆时间、均质压力及时间和保温凝胶的温度及时间有关。豆子打浆过程会升温，打浆结束后豆浆的温度对蛋白酶会有一定的影响，较高的温度可以使蛋白酶活性降低[33]。高温、高压和高剪切力可以有效减少大豆中STI的含量[34]。经过一系列的工艺，本文研究制备的样品中STI会发生一定程度的变性失活，但具体的还有待进一步研究。

3 结 论

1）不同制备方式（喷雾与冷冻干燥）对豆腐花凝结成型影响不同，其中传统方式制备的豆腐花凝胶效果最好，干燥后进行热处理的豆粉凝胶效果比干燥前进行热处理的效果好，当热处理温度与时间至少为80 ℃，10 min时，才能制成具有一定凝胶强度的豆腐花。引起豆腐花凝胶强度差异的主要原因是大豆蛋白中β-伴大豆球蛋白（beta-conglycinin, 7S）和大豆球蛋（glycinin,11S）的热变性程度不同。SPI（soybean protein isolate, SPI）中的7S和11S比单独存在的7S、11S更难发生完全变性。

2）大豆蛋白热变性程度的不同，制备的豆腐花的凝胶特性差异显著，制备同一凝胶强度的豆腐花，热处理温度越低，需要更长的热处理时间；当要使样品的凝胶强度越大，对其进行热处理的温度与时间范围越窄。

3）要保证速溶豆腐花粉复水后的凝胶强度，必须保证7S蛋白发生完全变性，而11S蛋白发生不完全的变性，适合制备速溶豆腐花粉的大豆蛋白变性程度应控制热处理温度与时间范围为80 ℃时热处理20～65 min，85 ℃时热处理15～50 min，90 ℃时热处理10～35 min，95 ℃时热处理5～20 min。本文通过对热处理温度与时间对大豆中的7S与11S蛋白热变性程度与凝胶强度的关系的研究与探讨，对在速溶豆腐花粉在生产过程中如何通过煮浆工序及干燥工序的工艺参数控制大豆蛋白的热变性程度，对于调控速溶豆腐花粉的凝胶特性提供一定的指导意义。但鉴于豆浆中胰蛋白酶抑制剂（soybean trypsin inhibitor, STI）的变性失活与热处理温度、时间密切相关。今后可以重点研究热处理温度、时间与豆浆中STI变性失活的关系，为速溶豆腐花粉的工业化生产提供豆浆热处理程度的直接指导。

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Effects of heat denaturation degree of soybean protein on gel property of instant soybean curd

Tao Ruqing, Xia Ning※, Teng Jianwen, Wei Baoyao
(College of Light Industry and Food Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China)

For the heat treatment of soybean is very necessary for the preparation process of instant soybean curd, the thermal denaturation degree of soy protein in the heat treatment process has significant influence on the gel formation strength and gel formation time in the gel forming of instant soybean curd, but there is no suitable standard for the heat treatment degree of soybean milk in the production process of instant soybean curd. In this paper, soybean, soybean protein isolate (SPI), glycinin (11S) and beta-conglycinin (7S) were used as raw material to investigate the gel formation property of instant soybean curd affected by different thermal denaturation degree of soybean protein in soybean. The study showed, the glycinin component was harder to be completely denatured than the beta-conglycinin component, and the beta-conglycinin component and the glycinin component in soybean protein isolate were harder to be completely denatured than the beta-conglycinin component and glycinin component separated from soybean protein isolate. The traditional preparation method, the pre-heat treatment and then spray drying or freeze-drying preparation method, the pre-spray drying or pre-freeze drying and then heat treatment preparation method of soybean curd had different effect on gel formation property. The study found that the traditional preparation of soybean curd had the best gel effect, and the pre-spray drying or pre-freeze drying and then heat treatment preparation of soybean curd had better gel effect than pre-heat treatment and then spray drying or freeze drying preparation of soybean curd. The main reason to the difference in gel strength of soybean curd was the different thermal denaturation degree of soybean protein in soybean, and the beta-conglycinin component and the glycinin (component in the soybean protein isolate had different thermal denaturation degree. When preparing the same gel strength of soybean curd, the lower temperature in the heat treatment needs longer time, and the higher temperature in the heat treatment needs shorter time. When obtaining higher gel strength of soybean curd, the heat treatment temperature and time range of soybean milk would be narrower than to obtain lower gel strength of soybean curd. When the beta-conglycinin component is fully denatured and the glycinin component is incompletely denatured, the suitable conditions for the degeneration degree of soybean protein for preparing instant soybean curd should be controlled as follows: the heat treatment temperate is 80 ℃with the heat treatment time of 20-65 min, the heat treatment temperate is 85 ℃with the heat treatment time of 15-50 min, the heat treatment temperate is 90 ℃with the heat treatment time of 10-35 min and the heat treatment temperate is 95 ℃with the heat treatment time of 5-20 min. The results of this study provide the important theoretical basis for regulating and controlling the gel characteristics of instant soybean curd. Keywords: heat treatment; proteins; gel; soybean curd; gel forming

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.11.038

TS214.2

A

1002-6819(2017)-11-0299-06

陶汝青，夏 宁，滕建文，韦保耀. 大豆蛋白热变性程度对速溶豆腐花粉凝胶成型的影响[J]. 农业工程学报，2017，33(11)：299－305.

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.11.038 http://www.tcsae.org

Tao Ruqing, Xia Ning, Teng Jianwen, Wei Baoyao. Effects of heat denaturation degree of soybean protein on gel property of instant soybean curd[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(11): 299－305. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.11.038 http://www.tcsae.org

2016-11-21 修订如期：2017-02-20

广西自然科学基金项目（桂自科2016GXNSFAA380288）；广西八桂学者团队项目及广西高校“广西特色农产品精深加工及安全控制”重点实验室项目资助。

陶汝青，女，研究方向：植物蛋白。南宁 广西大学轻工与食品工程学院，530004。Email：taorq138@163.com.

※通信作者：夏 宁，女，博士，副教授，研究方向：粮食油脂植物蛋白工程。南宁 广西大学轻工与食品工程学院，530004。Email：50597864@qq.com