1、粮油加工学粮油加工学第十章第十章 植物蛋白质的提取和加工植物蛋白质的提取和加工张鹰第1页，共80页。主要内容植物蛋白质的基本特征、种类及性质植物蛋白质的基本特征、种类及性质大豆蛋白质大豆蛋白质油料蛋白质的提取与应用油料蛋白质的提取与应用谷物蛋白质的提取与应用谷物蛋白质的提取与应用10.310.210.410.1第2页，共80页。本章重点与学习目标本章重点与学习目标v了解植物蛋白的种类和主要特征；了解植物蛋白的种类和主要特征；v掌握主要植物蛋白的制取原理和加工方法；掌握主要植物蛋白的制取原理和加工方法；v掌握主要植物蛋白的性质和主要用途掌握主要植物蛋白的性质和主要用途第3页，共80页。10.1
2、植物蛋白质的基本特征、种类及性质v10.1.1 10.1.1 植物蛋白的基本特征植物蛋白的基本特征v10.1.2 10.1.2 植物蛋白的种类及性质植物蛋白的种类及性质第4页，共80页。10.1.1 植物蛋白的基本特征v食品中的蛋白质具有食品中的蛋白质具有3 3个方面的特性，即个方面的特性，即营养性营养性、加工特性加工特性及及有益于人体健康的功能特性。有益于人体健康的功能特性。v 对于植物蛋白来说对于植物蛋白来说:营养性：营养性：赖氨酸、苏氨酸、色氨酸和蛋氨酸的含量赖氨酸、苏氨酸、色氨酸和蛋氨酸的含量相对不足，谷物蛋白一般缺乏相对不足，谷物蛋白一般缺乏赖氨酸赖氨酸，而油料蛋白，而油料蛋白主要是
3、主要是蛋氨酸蛋氨酸不足。不足。加工特性加工特性：植物性蛋白质，特别是油料蛋白质具有：植物性蛋白质，特别是油料蛋白质具有较好的加工特性，既可以单独制成食品，也可以与较好的加工特性，既可以单独制成食品，也可以与蔬菜或肉类等相组合加工成各种各样的食品。它们蔬菜或肉类等相组合加工成各种各样的食品。它们在加工过程中，赋予制品保水性和保型性，防止加在加工过程中，赋予制品保水性和保型性，防止加热调理收缩变形，使制品有较好的物性品质。热调理收缩变形，使制品有较好的物性品质。健康功能特性：健康功能特性：同其它食物搭配，可起到营养补充同其它食物搭配，可起到营养补充，另外因不含胆固醇，具有减少心血管疾病的发病，另外
4、因不含胆固醇，具有减少心血管疾病的发病率的保健功效。率的保健功效。第5页，共80页。10.1.1 植物蛋白的种类及性质v10.1.1 10.1.1 油料种子蛋白油料种子蛋白v10.1.2 10.1.2 豆类蛋白质豆类蛋白质v10.1.3 10.1.3 谷类蛋白谷类蛋白第6页，共80页。10.1.1 油料种子蛋白v油料种子主要包括大豆、花生、芝麻、油菜子、油料种子主要包括大豆、花生、芝麻、油菜子、向日葵、棉子、红花、椰子等。其中大豆、油菜向日葵、棉子、红花、椰子等。其中大豆、油菜子产量最大子产量最大 。v10.1.1.1 10.1.1.1 花生蛋白质花生蛋白质v10.1.1.2 10.1.1.2
5、 芝麻蛋白质芝麻蛋白质v10.1.1.3 10.1.1.3 油菜籽蛋白质油菜籽蛋白质v10.1.1.4 10.1.1.4 向日葵蛋白质向日葵蛋白质v1010。1.1.5 1.1.5 棉籽蛋白质棉籽蛋白质v10.1.1.6 10.1.1.6 红花蛋白质红花蛋白质第7页，共80页。10.1.1 油料种子蛋白第8页，共80页。10.1.1.1 花生蛋白质v生仁中有生仁中有24243636的蛋白质，与几种重要的油的蛋白质，与几种重要的油料作物相比，是一种高营养的植物蛋白资源，其料作物相比，是一种高营养的植物蛋白资源，其生物价（生物价（BVBV）为）为5858，蛋白质效价（，蛋白质效价（PERPER）为
6、）为17,17,比面粉和玉米高，它对维护人体健康和幼儿发育比面粉和玉米高，它对维护人体健康和幼儿发育有重要作用。有重要作用。v花生蛋白质的营养价值与动物蛋白相近，其蛋白花生蛋白质的营养价值与动物蛋白相近，其蛋白质含量比鲫鱼、瘦猪肉、鸡蛋都高，且不含胆固质含量比鲫鱼、瘦猪肉、鸡蛋都高，且不含胆固醇。醇。第9页，共80页。生物效价生物效价v 所谓的所谓的生物效价生物效价通常是以其完成某种特定的生理作用的程度通常是以其完成某种特定的生理作用的程度作指标来衡量，而且标准参比物作为作指标来衡量，而且标准参比物作为100%100%进行比较而得，故进行比较而得，故生物效价是相对值，可大于或小于生物效价是相对
7、值，可大于或小于100%100%。v 生物学效价也称生物学效价也称“生物学利用率（生物学利用率（BioavailabilityBioavailability）”。Sibbald(1987)Sibbald(1987)指出，生物学效价本身是一个抽象的概念，可指出，生物学效价本身是一个抽象的概念，可以给出定义而无法直接测定。这一概念具有多重涵义。张子仪以给出定义而无法直接测定。这一概念具有多重涵义。张子仪(1994)(1994)指出，生物学效价包括消化率、代谢率、同化、有效性指出，生物学效价包括消化率、代谢率、同化、有效性和可利用率等多重涵义。一种营养素的生物学效价是指该营养和可利用率等多重涵义。一
8、种营养素的生物学效价是指该营养素被动物食入后，被小肠吸收并能参与代谢过程，贮存在动物素被动物食入后，被小肠吸收并能参与代谢过程，贮存在动物体内的部分占食入总量的比值体内的部分占食入总量的比值22，可概括为相对利用率和绝，可概括为相对利用率和绝对利用率对利用率33。第10页，共80页。蛋白质的功效比/效价（PER)v蛋白质的功效比（蛋白质的功效比（PER)PER)：通俗的来说，就是用来：通俗的来说，就是用来衡量你吃进去的蛋白质里有多少可以转化为你身衡量你吃进去的蛋白质里有多少可以转化为你身体组织的一部份。功效比越大，转化率越高，营体组织的一部份。功效比越大，转化率越高，营养价值越高。养价值越高。
9、第11页，共80页。v花生蛋白的营养价值高，含有大量易被人体吸收花生蛋白的营养价值高，含有大量易被人体吸收利用的氨基酸，同时还具有诱人香味，因此，花利用的氨基酸，同时还具有诱人香味，因此，花生蛋白粉既可作为食品的主要成分，又可作为食生蛋白粉既可作为食品的主要成分，又可作为食品的辅料被广泛应用于食品中。品的辅料被广泛应用于食品中。（1)1)花生蛋白在面包、饼干、面条、馒头等面制品花生蛋白在面包、饼干、面条、馒头等面制品中的应用中的应用(2)(2)花生蛋白在乳制品中的应用花生蛋白在乳制品中的应用 (3)(3)花生蛋白肉在肉制品中的应用花生蛋白肉在肉制品中的应用(4)(4)花生蛋白在营养保健品中的应
10、用花生蛋白在营养保健品中的应用 10.1.1.1 花生蛋白质第12页，共80页。10.1.1.1 花生蛋白质v(1)(1)花生蛋白在面包、饼干、面条、馒头等面制花生蛋白在面包、饼干、面条、馒头等面制品中的应用品中的应用 在面包、馒头等原料中加入含在面包、馒头等原料中加入含1818种氨基酸的花生蛋种氨基酸的花生蛋白粉白粉5 5，在饼干中掺，在饼干中掺1010的花生蛋白粉，生产出的花生蛋白粉，生产出来的面包、馒头、饼干口感好、有花生风味，营养来的面包、馒头、饼干口感好、有花生风味，营养价值高。在面条中加入价值高。在面条中加入2-3%2-3%的花生蛋白，生产出的的花生蛋白，生产出的面条筋道、不混汤。
11、面条筋道、不混汤。第13页，共80页。10.1.1.1 花生蛋白质v(2)(2)花生蛋白在乳制品中的应用花生蛋白在乳制品中的应用 花生蛋白具有与脱脂奶粉极其的功能特性，且花生蛋白具有与脱脂奶粉极其的功能特性，且不含乳糖，可代替脱脂奶粉应用于蛋糕、冰淇淋、不含乳糖，可代替脱脂奶粉应用于蛋糕、冰淇淋、乳饮料等产品中，提高蛋白质含量，增强其营养价乳饮料等产品中，提高蛋白质含量，增强其营养价值。值。以花生蛋白为主要原料制成的液体饮料，因其不含以花生蛋白为主要原料制成的液体饮料，因其不含胆固醇，含有丰富的蛋白质、人体必需氨基酸、维胆固醇，含有丰富的蛋白质、人体必需氨基酸、维生素和不饱和脂肪酸，更易被人体
12、吸收，是一种具生素和不饱和脂肪酸，更易被人体吸收，是一种具有保健功能的饮料。有保健功能的饮料。以花生蛋白和乳蛋白做成的双蛋白饮料和乳制品品以花生蛋白和乳蛋白做成的双蛋白饮料和乳制品品，融合了动植物蛋白优点，具有更高的营养价值和，融合了动植物蛋白优点，具有更高的营养价值和口感。口感。第14页，共80页。10.1.1.1 花生蛋白质v(3)(3)花生蛋白肉在肉制品中的应用花生蛋白肉在肉制品中的应用 花生蛋白具有良好的乳化性和凝胶性，是肉类花生蛋白具有良好的乳化性和凝胶性，是肉类制品的良好乳化剂、粘合剂、填充剂。将制品的良好乳化剂、粘合剂、填充剂。将3 36 6花生蛋白添加到香肠、鱼肉肠、火腿中，可
13、提高肉花生蛋白添加到香肠、鱼肉肠、火腿中，可提高肉制品的保水、保油性，促进脂肪乳化和蛋白胶凝，制品的保水、保油性，促进脂肪乳化和蛋白胶凝，不产生走油现象。生产出来的肉制品蛋白含量高、不产生走油现象。生产出来的肉制品蛋白含量高、组织细腻、口感好。用花生蛋白生产的花生组织蛋组织细腻、口感好。用花生蛋白生产的花生组织蛋白，具有和肉类似咀嚼感和口感，可代替肉用于各白，具有和肉类似咀嚼感和口感，可代替肉用于各种肉制品中或直接调味做成各种风味仿肉制品。种肉制品中或直接调味做成各种风味仿肉制品。第15页，共80页。10.1.1.1 花生蛋白质v(4)(4)花生蛋白在营养保健品中的应用花生蛋白在营养保健品中的
14、应用 花生蛋白含有花生蛋白含有60%60%以上的优质蛋白，人体不能以上的优质蛋白，人体不能合成的九种必需氨基酸，不含抗营养因子和乳糖，合成的九种必需氨基酸，不含抗营养因子和乳糖，极易为人体消化吸收，可作为营养品原料或蛋白补极易为人体消化吸收，可作为营养品原料或蛋白补充剂广泛应用于中老年保健品、儿童营养品、植物充剂广泛应用于中老年保健品、儿童营养品、植物蛋白质分等营养品中蛋白质分等营养品中.第16页，共80页。10.1.1.2 芝麻蛋白质v皮占种子的皮占种子的15152020，约含油，约含油4545，蛋白质，蛋白质2020，其中富含甲硫氨酸，赖氨酸含量相对不足。蛋白，其中富含甲硫氨酸，赖氨酸含量
15、相对不足。蛋白质的质的8585为球蛋白，由为球蛋白，由a a一球蛋白质和一球蛋白质和B B一球蛋白质一球蛋白质组成，两者比例为组成，两者比例为4 4：1 1，均为，均为13s13s，相对分子质量约，相对分子质量约3030万。万。芝麻蛋白质溶解性低芝麻蛋白质溶解性低，其功能性利用受到一，其功能性利用受到一定限制。因为芝麻含有定限制。因为芝麻含有2 23 3的的草酸草酸，所以要食，所以要食用芝麻脱脂物，必须重新脱皮。脱皮后，蛋白质的用芝麻脱脂物，必须重新脱皮。脱皮后，蛋白质的相对含量约增加相对含量约增加6060，且口感好，且口感好 第17页，共80页。10.1.1.3 油菜籽蛋白v 油菜子颗粒小，
16、含有油菜子颗粒小，含有40%40%4545油脂和油脂和20202525蛋白质蛋白质。蛋白。蛋白质中的大部分为质中的大部分为12s12s球蛋白，相对分子质量约球蛋白，相对分子质量约3030万。与大豆球蛋万。与大豆球蛋白相似，含有酸性和碱性亚基。白相似，含有酸性和碱性亚基。在植物蛋白质中，油菜子蛋白在植物蛋白质中，油菜子蛋白的营养价值最高，的营养价值最高，没有限制性氨基酸，特别是含有许多在大没有限制性氨基酸，特别是含有许多在大豆中含量不足的含硫氨基酸。豆中含量不足的含硫氨基酸。v 以油菜子的脱脂物为原料可加工浓缩蛋白。蛋白质在提取、以油菜子的脱脂物为原料可加工浓缩蛋白。蛋白质在提取、分离等加工过程
17、中，易受到加热变性的影响，使蛋白质溶解分离等加工过程中，易受到加热变性的影响，使蛋白质溶解度降低，不能形成胶体，但该种蛋白质制品具有度降低，不能形成胶体，但该种蛋白质制品具有很好的保水很好的保水性与持油性性与持油性，因而可应用于红肠等畜肉制品的加工。此外，因而可应用于红肠等畜肉制品的加工。此外，经分离得到的变性少的蛋白质，其乳化性、发泡性、凝胶形经分离得到的变性少的蛋白质，其乳化性、发泡性、凝胶形成性均很好。成性均很好。第18页，共80页。10.1.1.4 向日葵蛋白质v向日葵中向日葵中70708080蛋白质由具有盐溶性的球蛋蛋白质由具有盐溶性的球蛋白构成。从营养角度来看，白构成。从营养角度来
18、看，向日葵蛋白的赖氨酸向日葵蛋白的赖氨酸含量少，是营养上的限制因子含量少，是营养上的限制因子。v 向日葵蛋白质不易形成凝胶，但具有向日葵蛋白质不易形成凝胶，但具有优良的起优良的起泡性和发泡稳定性泡性和发泡稳定性。并且向日葵的脱脂物具有很。并且向日葵的脱脂物具有很好的组织形成性，利用挤压成型机，能制成组织好的组织形成性，利用挤压成型机，能制成组织状向日葵蛋白制品，但不足之处是产品的外观颜状向日葵蛋白制品，但不足之处是产品的外观颜色较灰暗。色较灰暗。第19页，共80页。10.1.1.5 棉籽蛋白质v棉子中约含棉子中约含2020蛋白质，是较丰富的蛋白质资源蛋白质，是较丰富的蛋白质资源。可是其中含有。
19、可是其中含有棉子酚棉子酚这一毒性物质，使得它在这一毒性物质，使得它在食品和饲料的利用方面受到限制。食品和饲料的利用方面受到限制。棉子酚可通过棉子酚可通过育种或采取适当的加工技术去除。育种或采取适当的加工技术去除。v 棉子的氨基酸组成中，棉子的氨基酸组成中，赖氨酸、蛋氨酸含量赖氨酸、蛋氨酸含量较少较少。由棉子脱脂粉加工的蛋白质具有在酸性条。由棉子脱脂粉加工的蛋白质具有在酸性条件下易溶的特性，因此该蛋白质制品适用于件下易溶的特性，因此该蛋白质制品适用于制作制作酸性饮料酸性饮料；又因其在中性环境中难溶，机能特性；又因其在中性环境中难溶，机能特性很少，也常被利用于很少，也常被利用于制面包和点心。制面包
20、和点心。第20页，共80页。10.1.1.6 红花蛋白v151519 19 为蛋白质，为蛋白质，20202525为纤维。用为纤维。用70708080酒精处理，提取出具有苦味的成分和酒精处理，提取出具有苦味的成分和导致腹泻的物质。导致腹泻的物质。v红花种子蛋白质的必需氨基酸中红花种子蛋白质的必需氨基酸中赖氨酸含量不足赖氨酸含量不足。该蛋白质有与棉子蛋白质相似的性质，即在酸。该蛋白质有与棉子蛋白质相似的性质，即在酸性环境中也能溶解，因此用于性环境中也能溶解，因此用于酸性饮料的制作酸性饮料的制作。在机能特性方面，它在机能特性方面，它具有起泡性具有起泡性，它还能，它还能部分地部分地代替面粉，用于面包。
21、代替面粉，用于面包。第21页，共80页。10.1.2 豆类蛋白质v 豆类的品种很多，主要有大豆、蚕豆、绿豆类的品种很多，主要有大豆、蚕豆、绿豆、豌豆、赤豆、等。豆、豌豆、赤豆、等。v 豆类的营养价值非常高，我国传统饮食豆类的营养价值非常高，我国传统饮食讲究讲究“五谷宜为养，失豆则不良五谷宜为养，失豆则不良”，意，意思是说五谷是有营养的，但没有豆子就思是说五谷是有营养的，但没有豆子就会失去平衡。，用豆类食品代替一定量会失去平衡。，用豆类食品代替一定量的肉类等动物性食品，是解决城市中人的肉类等动物性食品，是解决城市中人营养不良和营养过剩双重负担的最好方营养不良和营养过剩双重负担的最好方法。法。v
22、豆类所含蛋白质含量高、质量好，豆类所含蛋白质含量高、质量好，其营养价值接近于动物性蛋白质，是最其营养价值接近于动物性蛋白质，是最好的植物蛋白。好的植物蛋白。第22页，共80页。10.1.2.1 豆类蛋白质特征v豆类中含有的储藏蛋白几乎都存在于蛋白质体中豆类中含有的储藏蛋白几乎都存在于蛋白质体中。蛋白质体中的。蛋白质体中的8080左右是蛋白质，除此之外，左右是蛋白质，除此之外，还有大量的植酸钙镁盐。豆类蛋白质中谷氨酸、还有大量的植酸钙镁盐。豆类蛋白质中谷氨酸、天门冬氨酸等酸性氨基酸含量较多，而碱性氨基天门冬氨酸等酸性氨基酸含量较多，而碱性氨基酸含量较少，因此豆类中等电点偏向弱酸性的蛋酸含量较少，
23、因此豆类中等电点偏向弱酸性的蛋白质含量多。白质含量多。v豆类中的主要蛋白质是豆类中的主要蛋白质是球蛋白球蛋白，从其类似性来划，从其类似性来划分，可分为分，可分为豆球蛋白豆球蛋白和和伴豆球蛋白伴豆球蛋白两种，两者共两种，两者共占蛋白质总含量的占蛋白质总含量的80%80%左右。左右。其性质见书其性质见书P259P259表表10-310-3第23页，共80页。10.1.2.1 豆类蛋白质特征第24页，共80页。10.1.3 谷类蛋白v 米、面、玉米、高粱等谷类，蛋白质含量在之间米、面、玉米、高粱等谷类，蛋白质含量在之间，蛋白质氨基酸中，蛋白质氨基酸中，赖氨酸含量都比较低，是谷类的第一限赖氨酸含量都比
24、较低，是谷类的第一限制氨基酸。制氨基酸。v 此外，谷类中还缺乏苏氨酸，玉米中缺乏色氨酸等人体所需的必此外，谷类中还缺乏苏氨酸，玉米中缺乏色氨酸等人体所需的必需氨基酸。所以谷类蛋白质的生物价都较低，为，属需氨基酸。所以谷类蛋白质的生物价都较低，为，属于于不完全蛋白质不完全蛋白质。小米、玉米和高粱中的蛋白质还含有过高的亮。小米、玉米和高粱中的蛋白质还含有过高的亮氨酸，不利于氨基酸的平衡。谷类蛋白质的消化吸收率也只有氨酸，不利于氨基酸的平衡。谷类蛋白质的消化吸收率也只有。而肉类蛋白质平均含量为高于谷类；。而肉类蛋白质平均含量为高于谷类；消化吸收率为，也高于谷类；肉类蛋白质中的必需消化吸收率为，也高于
25、谷类；肉类蛋白质中的必需氨基酸含量和比例也比较合适，生物价为（猪肉）（氨基酸含量和比例也比较合适，生物价为（猪肉）（牛肉），接近鸡蛋的蛋白质，属于完全蛋白质。牛肉），接近鸡蛋的蛋白质，属于完全蛋白质。第25页，共80页。10.1.3 谷类蛋白v从蛋白质的含量、消化吸收率和必需氨基酸的平从蛋白质的含量、消化吸收率和必需氨基酸的平衡比较，谷类蛋白质都不如肉类蛋白质。如果儿衡比较，谷类蛋白质都不如肉类蛋白质。如果儿童膳食中仅有谷类作为蛋白质唯一来源，就不能童膳食中仅有谷类作为蛋白质唯一来源，就不能满足儿童生长发育的需要。因此，在儿童膳食中满足儿童生长发育的需要。因此，在儿童膳食中要提倡几种粮食混合食
26、用，粗细搭配，或同时食要提倡几种粮食混合食用，粗细搭配，或同时食用一些富含赖氨酸的食物（如豆类、肉类等），用一些富含赖氨酸的食物（如豆类、肉类等），起到互相补充，取长补短，提高谷类蛋白质的营起到互相补充，取长补短，提高谷类蛋白质的营养价值，促进儿童的生长发育。养价值，促进儿童的生长发育。第26页，共80页。10.1.3.1小麦蛋白质v小麦约含有小麦约含有1313蛋白质，构成面筋的蛋白质，构成面筋的麦胶蛋白麦胶蛋白和和麦谷蛋白麦谷蛋白是小麦子粒中的主要蛋白质。是小麦子粒中的主要蛋白质。v麦胶蛋白麦胶蛋白溶解于中等浓度的乙醇溶解于中等浓度的乙醇(在在60607070乙醇中溶解度最大乙醇中溶解度最大
27、)，而不溶于无水乙醇。在稀，而不溶于无水乙醇。在稀甲醇、丙醇、苯、醇溶液和酚对甲苯、冰醋酸溶甲醇、丙醇、苯、醇溶液和酚对甲苯、冰醋酸溶液中都能溶解，也能在弱酸和弱碱溶液中溶解。液中都能溶解，也能在弱酸和弱碱溶液中溶解。v麦谷蛋白不溶于水和酒精，稍溶于热的稀乙醇中麦谷蛋白不溶于水和酒精，稍溶于热的稀乙醇中，但冷却后便成絮状而沉淀。，但冷却后便成絮状而沉淀。第27页，共80页。10.1.3.1小麦蛋白质v面筋面筋：当小麦面团在水中揉洗的时候，它的一：当小麦面团在水中揉洗的时候，它的一部分淀粉粒和麸皮微粒脱离面团成为悬浮状态，部分淀粉粒和麸皮微粒脱离面团成为悬浮状态，另一部分溶解于水中，剩余部分为块
28、状的胶皮状另一部分溶解于水中，剩余部分为块状的胶皮状物，称之为面筋。物，称之为面筋。v小麦面筋的质量和数量，主要与小麦粉中蛋白质小麦面筋的质量和数量，主要与小麦粉中蛋白质的含量、构成及性质有关。对洗净的小麦面筋的的含量、构成及性质有关。对洗净的小麦面筋的化学分析证明，面筋是多种蛋白质聚合物，还含化学分析证明，面筋是多种蛋白质聚合物，还含有少量的淀粉、纤维素、脂肪和矿物质。面筋的有少量的淀粉、纤维素、脂肪和矿物质。面筋的干物质按面粉品质的不同含干物质按面粉品质的不同含70708080蛋白质。蛋白质。其成分大致如下：其成分大致如下：第28页，共80页。面筋v麦胶蛋白麦胶蛋白 43430202 脂肪
29、脂肪 2 28080v麦谷蛋白麦谷蛋白 39391010 糖糖 2 21313v其他蛋白质其他蛋白质 4 44141 淀粉淀粉 6 64545第29页，共80页。限制性氨基酸v 定义定义1 1：食品蛋白质中，按照人体的需要及其比例关系相对不足的氨：食品蛋白质中，按照人体的需要及其比例关系相对不足的氨基酸称为限制性氨基酸。基酸称为限制性氨基酸。v 定义定义2 2：限制性氨基酸是指一定饲料或饲粮所含必需氨基酸：限制性氨基酸是指一定饲料或饲粮所含必需氨基酸的量与动物所需的蛋白质必需氨基酸的量相比，比值偏低的氨的量与动物所需的蛋白质必需氨基酸的量相比，比值偏低的氨基酸。由于这些氨基酸的不足，限制了动物
30、对其他必需和基酸。由于这些氨基酸的不足，限制了动物对其他必需和非必非必需氨基酸需氨基酸的利用。的利用。v 在吸收消化利用过程中，氨基酸需要一定的比例才能被充在吸收消化利用过程中，氨基酸需要一定的比例才能被充分的吸收利用。当某食物中某氨基酸远远不能达到这个比例时分的吸收利用。当某食物中某氨基酸远远不能达到这个比例时，即使蛋白质含量再高，也发挥不出他的优势，这个氨基酸就，即使蛋白质含量再高，也发挥不出他的优势，这个氨基酸就是限制性氨基酸。比如豆类中的蛋氨酸，谷类中的是限制性氨基酸。比如豆类中的蛋氨酸，谷类中的赖氨酸赖氨酸，都，都是各自的限制性氨基酸是各自的限制性氨基酸 v 其中缺乏最多的称第一限制
31、性氨基酸，以后依次为第二其中缺乏最多的称第一限制性氨基酸，以后依次为第二、第三、第四、第三、第四.限制性氨基酸。限制性氨基酸。第30页，共80页。10.2 大豆蛋白质v10.2.1 10.2.1 大豆蛋白质的特点大豆蛋白质的特点v10.2.2 10.2.2 大豆蛋白质的结构和性质大豆蛋白质的结构和性质v10.2.3 10.2.3 大豆蛋白质的制取大豆蛋白质的制取v10.2.4 10.2.4 大豆蛋白的应用大豆蛋白的应用第31页，共80页。10.2.1 大豆蛋白质的特点v 大豆（学名：大豆（学名：Glycine maxGlycine max），中国），中国古称菽，是一种其种子含有丰富的古称菽，是
32、一种其种子含有丰富的蛋白质的豆科植物。大豆呈椭圆形蛋白质的豆科植物。大豆呈椭圆形、球形，颜色有黄色、淡绿色、黑、球形，颜色有黄色、淡绿色、黑色等，故又有色等，故又有黄豆黄豆、青豆、黑豆之、青豆、黑豆之称。大豆最常用来做各种豆制品、称。大豆最常用来做各种豆制品、压豆油、炼酱油和提炼蛋白质。豆压豆油、炼酱油和提炼蛋白质。豆渣或磨成粗粉的大豆也常用于禽畜渣或磨成粗粉的大豆也常用于禽畜饲料。在中国，日本和朝鲜，不同饲料。在中国，日本和朝鲜，不同软硬的豆腐已经吃了几千年了。大软硬的豆腐已经吃了几千年了。大豆加工之后，也可以成为酱油或豆加工之后，也可以成为酱油或腐乳腐乳。欧美现代也开始吃豆腐，但是。欧美现
33、代也开始吃豆腐，但是一般用来代替奶制品。一般用来代替奶制品。第32页，共80页。10.2.1 大豆蛋白质的特点v 蛋白质含量丰富，一般在蛋白质含量丰富，一般在40%40%左右，按蛋白质左右，按蛋白质4040计算，计算，1 kg1 kg大豆大豆的蛋白质含量相当于的蛋白质含量相当于2 23 kg3 kg猪瘦肉或猪瘦肉或2 kg2 kg牛瘦肉中的蛋白含量牛瘦肉中的蛋白含量，所以被誉为，所以被誉为“绿色牛乳绿色牛乳”、“植物肉植物肉”。v 大豆蛋白中含有的氨基酸，尤其是必需氨基酸含量接近大豆蛋白中含有的氨基酸，尤其是必需氨基酸含量接近FAOFAOWHOWHO的推荐模式，与其他植物的推荐模式，与其他植物
34、(如谷类如谷类)蛋白相比，大豆蛋白中赖氨蛋白相比，大豆蛋白中赖氨酸含量最高，很适合添加到谷类食品中弥补谷物中的赖氨酸的不酸含量最高，很适合添加到谷类食品中弥补谷物中的赖氨酸的不足。足。第33页，共80页。10.2.1 大豆蛋白质的特点v蛋氨酸是大豆蛋白的限制性氨基酸。但最近的研蛋氨酸是大豆蛋白的限制性氨基酸。但最近的研究表明，若按蛋白质消化率校正氨基酸评分究表明，若按蛋白质消化率校正氨基酸评分(PDCAAS)(PDCAAS)相比较，大豆蛋白质的分值与牛奶、鸡相比较，大豆蛋白质的分值与牛奶、鸡蛋白的蛋白质相当，而高于牛肉、杂豆等其他蛋蛋白的蛋白质相当，而高于牛肉、杂豆等其他蛋白质白质 。见书。见
35、书P263P263第34页，共80页。10.2.1 大豆蛋白质的特点v大豆中的蛋白质主要是球蛋白，占大豆总蛋白量大豆中的蛋白质主要是球蛋白，占大豆总蛋白量的的80809090，也含有少量的清蛋白。大豆球蛋，也含有少量的清蛋白。大豆球蛋白在水中呈乳状液。在加入酸、熟石膏白在水中呈乳状液。在加入酸、熟石膏(CaSO(CaSO4 4)或或盐卤盐卤(主要成分为氯化镁主要成分为氯化镁)的情况下，大豆球蛋白的情况下，大豆球蛋白粒子周围的水化膜遭到破坏，且粒子带的负电荷粒子周围的水化膜遭到破坏，且粒子带的负电荷被中和，粒子之间失去相互静电排斥作用，从而被中和，粒子之间失去相互静电排斥作用，从而蛋白质粒子之间
36、相互结合形成网络结构或凝聚沉蛋白质粒子之间相互结合形成网络结构或凝聚沉淀。各种豆腐、大豆分离蛋白等加工就是基于此淀。各种豆腐、大豆分离蛋白等加工就是基于此原理。此外，在食品工业中，还利用大豆氨基酸原理。此外，在食品工业中，还利用大豆氨基酸平衡性好，谷氨酰胺含量丰富的特点，调制水解平衡性好，谷氨酰胺含量丰富的特点，调制水解大豆蛋白或氨基酸用于酱油、快餐面、调味料等大豆蛋白或氨基酸用于酱油、快餐面、调味料等生产或对食品进行营养强化。生产或对食品进行营养强化。第35页，共80页。10.2.2.1 大豆蛋白质的结构v（1 1）分类）分类 将大豆或脱脂大豆用水提取，约有将大豆或脱脂大豆用水提取，约有90
37、90的蛋白质可的蛋白质可被提取出来。通过超速离心分析，这部分蛋白质可被提取出来。通过超速离心分析，这部分蛋白质可分为分为2s2s，7s7s，11s11s，15s 415s 4种组分种组分(s(s为沉降系数为沉降系数)。胰蛋白酶抑制剂主要成分第36页，共80页。沉降系数v颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。沉降系颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。沉降系数是以时间表示的。数是以时间表示的。v蛋白质，核酸等生物大分子的蛋白质，核酸等生物大分子的S S实际上时常实际上时常在在1010的的-13-13次秒左右，故把沉降系数次秒左右，故把沉降系数1010的的-13-13次秒次秒称为一个称为一个Svedb
38、ergSvedberg单位，简写单位，简写S S，量纲量纲为秒为秒 v沉降系数越大，离心时越先沉淀。沉降系数越大，离心时越先沉淀。第37页，共80页。v(2)(2)大豆蛋白的氨基酸组成和糖大豆蛋白的氨基酸组成和糖 大豆蛋白质的氨基酸主要是大豆蛋白质的氨基酸主要是大豆球蛋白大豆球蛋白和和一伴大一伴大豆球蛋白豆球蛋白的氨基酸构成的，的氨基酸构成的，其中最多的是谷氨酸和天门冬氨酸，两者的总量达其中最多的是谷氨酸和天门冬氨酸，两者的总量达到到4545，谷氨酸含量尤其多。，谷氨酸含量尤其多。两种蛋白质相比较，必需氨基酸中的色氨酸、蛋氨两种蛋白质相比较，必需氨基酸中的色氨酸、蛋氨酸、胱氨酸含量以大豆球蛋白
39、居多，是酸、胱氨酸含量以大豆球蛋白居多，是一伴大豆一伴大豆球蛋白的球蛋白的5 56 6倍；而倍；而一伴大豆球蛋白赖氨酸含量一伴大豆球蛋白赖氨酸含量多，含硫氨基酸很少。多，含硫氨基酸很少。从两者的氨基酸构成比较来看，从两者的氨基酸构成比较来看，一伴大豆球蛋白一伴大豆球蛋白代表了大豆蛋白质的特征。代表了大豆蛋白质的特征。10.2.2.1 大豆蛋白质的结构第38页，共80页。10.2.2.2 大豆蛋白质的高级结构v在蛋白质的结构中，氨基酸的排列顺序被称为一在蛋白质的结构中，氨基酸的排列顺序被称为一级结构，在一级结构基础上，分子内相结合形成级结构，在一级结构基础上，分子内相结合形成二级、三级结构，如二
40、级、三级结构，如a a一螺旋、一螺旋、B B一折叠不规则结一折叠不规则结构等，在二级结构基础上以亚基为单位的解离和构等，在二级结构基础上以亚基为单位的解离和聚合状态被称为四级结构。二级、三级、四级结聚合状态被称为四级结构。二级、三级、四级结构总称为高级结构。构总称为高级结构。第39页，共80页。蛋白质的结构v 一级结构：一级结构：构成蛋白质的单元氨基酸通过肽键连接形成的线性构成蛋白质的单元氨基酸通过肽键连接形成的线性序列，为多肽链。序列，为多肽链。一级结构稍有变化，就会影响蛋白质的功一级结构稍有变化，就会影响蛋白质的功能。能。v 二级结构：二级结构：一级结构中部分肽链的弯曲或折叠产生二级结构。
41、多肽一级结构中部分肽链的弯曲或折叠产生二级结构。多肽链的某些部分氨基酸残基周期性的空间排列。链的某些部分氨基酸残基周期性的空间排列。卷曲所形成的二级结卷曲所形成的二级结构称为构称为-螺旋，折叠所形成的二级结构称为折叠片。这两种二螺旋，折叠所形成的二级结构称为折叠片。这两种二级结构的形成都是级结构的形成都是 由于距离一定的由于距离一定的N NH H基团和基团和C=OC=O基团之基团之间形成氢键的。间形成氢键的。v 三级结构：三级结构：在二级结构基础上进一步折叠成紧密的三维形式。三维在二级结构基础上进一步折叠成紧密的三维形式。三维形状一般都可以大致说是球状的或是纤维状的。形状一般都可以大致说是球状
42、的或是纤维状的。v 四级结构：四级结构：由蛋白质亚基结构形成的多于一条多肽链的蛋白质分子由蛋白质亚基结构形成的多于一条多肽链的蛋白质分子的空间排列。的空间排列。v 超二级结构：超二级结构：是指在多肽链内顺序上相互邻近的二级机构常常在是指在多肽链内顺序上相互邻近的二级机构常常在空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚集体。空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚集体。第40页，共80页。10.2.3 大豆蛋白质的制取v10.2.3.1 10.2.3.1 浓缩蛋白质浓缩蛋白质制取方法制取方法v10.2.3.2 10.2.3.2 分离蛋白质分离蛋白质生产技术生产技术v10.2.3
43、.3 10.2.3.3 组织蛋白质组织蛋白质的制取方法的制取方法第41页，共80页。10.2.3.1 浓缩蛋白质制取方法v浓缩蛋白质浓缩蛋白质(SPC(SPC，soy protein concentrate)soy protein concentrate)主主要是指以低温脱溶豆粕为原料，通过不同的加工要是指以低温脱溶豆粕为原料，通过不同的加工方法，除去低温粕中的可溶性糖分、灰分以及其方法，除去低温粕中的可溶性糖分、灰分以及其他可溶性的微量成分，使蛋白质的含量从他可溶性的微量成分，使蛋白质的含量从45455050提高到提高到7070左右而获得的制品。左右而获得的制品。大豆浓缩大豆浓缩蛋白也称蛋白
44、也称70%70%蛋白。蛋白。v浓缩蛋白质的制取方法主要有酒精浸提法、稀酸浓缩蛋白质的制取方法主要有酒精浸提法、稀酸浸提法和热处理浸提法和热处理3 3种。种。第42页，共80页。10.2.3.1 浓缩蛋白质制取方法v这些方法的共同点是：这些方法的共同点是：首先用一定的方法（如加热、加酒精）将大豆粉中首先用一定的方法（如加热、加酒精）将大豆粉中的蛋白质沉淀出来，然后将体系中的可溶性成分分的蛋白质沉淀出来，然后将体系中的可溶性成分分离出去，从而达到提高蛋白质含量的目的。离出去，从而达到提高蛋白质含量的目的。大豆浓缩蛋白的生产原料一般为低变性脱脂豆粕。大豆浓缩蛋白的生产原料一般为低变性脱脂豆粕。第43
45、页，共80页。10.2.3.1 浓缩蛋白质制取方法v（1 1）酒精浓缩蛋白质生产原理）酒精浓缩蛋白质生产原理 一定浓度的乙醇溶液可以使大豆中的蛋白质变性一定浓度的乙醇溶液可以使大豆中的蛋白质变性沉淀，分离除去可溶性成分，干燥后即可得到大豆沉淀，分离除去可溶性成分，干燥后即可得到大豆浓缩蛋白。浓缩蛋白。酒精体积分数为酒精体积分数为6070%6070%时，蛋白质的溶解度最低，时，蛋白质的溶解度最低，因而酒精浓度控制在这一范围最好。因而酒精浓度控制在这一范围最好。方法特点：产品色泽好与风味好，蛋白质损失也较方法特点：产品色泽好与风味好，蛋白质损失也较少，缺点是产品仍含有少，缺点是产品仍含有0.25%
46、1%0.25%1%不易除去的酒精，不易除去的酒精，从而使产品的食用价值受到了一定的限制。另外，从而使产品的食用价值受到了一定的限制。另外，此工艺需增加酒精回收设备。此工艺需增加酒精回收设备。第44页，共80页。v（2 2）稀酸浓缩蛋白生产原理）稀酸浓缩蛋白生产原理 大豆中的蛋白质在等电点时溶解度最低，因而可大豆中的蛋白质在等电点时溶解度最低，因而可用稀酸将脱脂大豆粉分散体系中的用稀酸将脱脂大豆粉分散体系中的pHpH调解到大豆调解到大豆蛋白质的等电点，使大豆蛋白质凝聚沉淀，然后蛋白质的等电点，使大豆蛋白质凝聚沉淀，然后分离出可溶性成分，再经中和、杀菌、浓缩和干分离出可溶性成分，再经中和、杀菌、浓
47、缩和干燥便得到大豆浓缩蛋白粉。燥便得到大豆浓缩蛋白粉。特点：特点：该法得到的大豆浓缩蛋白溶解性好，并可该法得到的大豆浓缩蛋白溶解性好，并可以除去大豆的豆腥味，但需要大量的酸和碱，并以除去大豆的豆腥味，但需要大量的酸和碱，并排出大量含糖等营养物质的废水，从而造成后处排出大量含糖等营养物质的废水，从而造成后处理的困难。一部分蛋白质也会随浸出物流失，产理的困难。一部分蛋白质也会随浸出物流失，产品的风味不如酒精沉淀法生产的大豆浓缩蛋白。品的风味不如酒精沉淀法生产的大豆浓缩蛋白。10.2.3.1 浓缩蛋白质制取方法第45页，共80页。10.2.3.2 分离蛋白生产技术v分离蛋白质分离蛋白质(SPI(SP
48、I，soy protein isolate)soy protein isolate)是指除是指除去大豆中的油脂、可溶性及不可溶性碳水化合物去大豆中的油脂、可溶性及不可溶性碳水化合物、灰分等的可溶性大豆蛋白质。提取过程比较复、灰分等的可溶性大豆蛋白质。提取过程比较复杂，主要包括浸提、除渣、酸沉、分离、解碎、杂，主要包括浸提、除渣、酸沉、分离、解碎、中和、杀菌及喷雾干燥等工艺。中和、杀菌及喷雾干燥等工艺。v大豆分离蛋白质是一种大豆分离蛋白质是一种含蛋白质高达含蛋白质高达90%90%的的大豆大豆蛋白制品。种产品不但去除了豆粕中的某些可溶蛋白制品。种产品不但去除了豆粕中的某些可溶性非蛋白成分，而且还去
49、除了原料中的大部分不性非蛋白成分，而且还去除了原料中的大部分不溶性成分，因而蛋白质得到了进一步的浓缩。溶性成分，因而蛋白质得到了进一步的浓缩。v生产方法主要有生产方法主要有碱溶酸沉淀法、碱溶酸沉淀法、膜分离法及离子膜分离法及离子交换法。交换法。第46页，共80页。10.2.3.2 分离蛋白生产技术v生产原理：生产原理：碱溶酸沉淀法碱溶酸沉淀法是大豆分离蛋白的传统生产是大豆分离蛋白的传统生产方法，其原理是大豆中的大多数蛋白质都溶于稀碱液方法，其原理是大豆中的大多数蛋白质都溶于稀碱液，因而将脱脂豆粕粉的水分散体系调制碱性可使蛋白，因而将脱脂豆粕粉的水分散体系调制碱性可使蛋白质溶出。离心分离后不溶性
50、的纤维等物质被除去，将质溶出。离心分离后不溶性的纤维等物质被除去，将得到蛋白质溶液的得到蛋白质溶液的pHpH调至大豆蛋白质的等电点使蛋白调至大豆蛋白质的等电点使蛋白质沉淀出来，再次分离除去可溶性成分，剩下的沉淀质沉淀出来，再次分离除去可溶性成分，剩下的沉淀再经洗涤、回调再经洗涤、回调pH,pH,改性杀菌和喷雾干燥即得大豆分离改性杀菌和喷雾干燥即得大豆分离蛋白粉。蛋白粉。第47页，共80页。10.2.3.3 组织蛋白生产技术v组织蛋白组织蛋白(structured protein)(structured protein)是指蛋白质经加是指蛋白质经加工成型后其分子发生了重新排列，形成具有同方工成型
