脫敏大豆蛋白制備的豆腐物性研究

劉曉毅,薛文通

(1.國家食品質量安全監(jiān)督檢驗中心,北京 100094; 2.中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院,北京 100083)

脫敏大豆蛋白制備的豆腐物性研究

劉曉毅1,薛文通2

(1.國家食品質量安全監(jiān)督檢驗中心,北京 100094; 2.中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院,北京 100083)

對脫敏后大豆蛋白制備的豆腐物性研究表明,在 11S中添加少量的 7S肽可使其凝膠強度增加,但肽的加入卻降低了凝膠的凝聚性;咀嚼實驗表明,在 11S中添加 8%的 7S肽咀嚼性與 11S相當,添加低于 15%的肽咀嚼性比SPI高。

脫敏,大豆蛋白,豆腐,物性

大豆蛋白在食品工業(yè)中的廣泛應用使大豆過敏患者致敏的潛在風險加大。本文在先分離 7S和 11S球蛋白,再專一性水解 7S球蛋白α-亞基 (脫敏)[1]的基礎上,對經過酶解去 7S球蛋白α-基的 7S肽產物以及其與 11S球蛋白不同比例混合制備的豆腐物性進行研究,在我國尚屬首次。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

粗 7S球蛋白、11S球蛋白、脫敏 7S多肽 自制;葡萄糖酸-δ-內酯(GDL) 食品級,上海國泰生物制品廠。

RT2002D.D流變儀 日本 RHEO TECH公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同組成大豆蛋白中 7S、11S球蛋白比例的測定 將各組分的大豆蛋白根據(jù)表 2比例進行混合,得到具有不同11S/7S比例的大豆蛋白,SDS-PAGE凝膠電泳后用Bandscan確定 11S/7S的比例。

1.2.2 豆腐物性的測定 根據(jù)表 1設計制備蛋白凝膠(豆腐),蛋白濃度 5%,GDL添加量 0.3%,變性溫度 95℃,30min,凝固溫度 80℃,凝固時間 30min,豆腐凝固后于 4℃冷卻過夜,次日于室溫下平衡 2～3h,于流變儀測定質地特征曲線。流變儀各參數(shù)設置如下：測定范圍 200g,測定方式咀嚼實驗 (up&down),載物臺速度 6cm/min,咀嚼度 10mm,壓頭直徑 1cm,測得數(shù)據(jù)由計算機以電信號方式輸出,根據(jù)設定換算成強度單位(g),如圖 1所示。

表1 大豆蛋白的各種組成

由這一曲線,可以計算豆腐的各項質地參數(shù)：凝膠強度 (Hardness)：第一次循環(huán)中所受的最大壓力;破斷應力 (Fracturability)：第一次循環(huán)中第一個顯著破斷的力;彈性 (Springiness)：凝膠從第一次壓縮結束到第二次壓縮之前復原期間所恢復的高度, S2/S1;凝聚性 (Cohesiveness)：兩次壓縮曲線所為峰面積之比,A2/A1;咀嚼性 (Chewiness)：凝膠咀嚼到可以吞咽時所做的功,與硬度、凝聚性和彈性有關,咀嚼性 =硬度 ×彈性 ×凝聚性。

表 2 蛋白混合物中 11S/7S的測定比例

圖1 豆腐的質地特性曲線

2 結果與分析

2.1 脫敏 7S球蛋白及其不同組成大豆蛋白的凝膠強度和破斷應力

大豆致敏蛋白主要集中在 7S球蛋白中,目前雖然有采用育種法培育亞基缺失的品種,但也存在一定問題。Takahashi[2]研究發(fā)現(xiàn),高 11S而 7S的α′和α亞基缺失的品種并沒有良好的物性。

我們采用體內蛋白酶對7S進行脫敏,然后將其與11S按不同比例混合,制備豆腐凝膠,對不同組成的大豆蛋白的凝膠強度與破斷能力的測定結果如圖2所示。

圖 2 不同組成豆腐凝膠的凝膠強度與破斷能力

由圖 2可知,在給定的凝膠條件下,7S和脫敏后的 7S肽無法形成凝膠(C和D),而 11S的單獨凝膠強度遠遠高于大豆分離蛋白 (SPI)。一般認為,大豆球蛋白的巰基數(shù)目很多,加之其獨特的拓撲學結構,因而與 7S相比,它所形成的凝膠硬度高;因此 11S與 7S不同比例混合物中,當 11S/7S的比例高于 SPI中 11S/7S的比例時(表 2),其凝膠強度也高于 SPI;當添加 40%7S于 11S中時,11S/7S為 1.30,低于 SPI的 1.74,因此凝膠強度也明顯降低。但是,11S/7S比例的高低與凝膠強度并不總具有正相關性,這從 11S與 7S肽不同比例混合物的凝膠強度可以看出來,隨著 7S肽添加量的增加,其 11S/7S的比值一直在降低,可凝膠強度卻略有升高,并在添加量 8%時達到最大,之后隨著添加量的增加降低明顯,當添加 25% 7S肽時,即使其 11S/7S的值 2.13遠高于 SPI中的比例,凝膠性卻比 SPI差許多,這說明多肽在蛋白質凝膠過程中的作用根據(jù)添加量的不同有不同的機制。

Utsumi[3]比較 7S和 11S的熱膠凝能力時發(fā)現(xiàn),經 80℃、30min預熱處理后,7S凝膠的強度明顯高于11S凝膠,這可能是因為 7S的熱變性溫度較低,11S未得到充分變性的原因。就 GDL作為凝固劑時的凝膠情況本身有不同的結論,如 Ji[4]認為 7S與 11S的比例不會影響大豆蛋白的凝膠強度,而 Hashizume[5]則認為 11S的凝膠強于 7S。鐘芳[6]用 GDL作為凝固劑研究了 7S和 11S組分單獨膠凝時的流變學曲線,發(fā)現(xiàn)隨著 GDL添加量的增大,起主要作用的組分將由 11S轉變?yōu)?S。

2.2 脫敏 7S球蛋白及其不同組成大豆蛋白的凝膠彈性和凝聚性

由圖 3可以看出,雖然 SPI(A)和 11S(B)的凝膠強度相差很大,但彈性和凝聚性的相差并沒有那么顯著,特別是對于 11S和 7S的混合蛋白來說,隨著7S組分的增加,凝膠強度下降,但彈性卻無明顯差異,凝聚性反而增加,這都與 7S的保水能力有一定的關系。11S與 7S肽的組合則又與此不同,水解后的 7S在彈性上與 7S有相同的功效,但在凝聚性上,則無法起到如凝膠性一樣良好的作用,這一點需要進一步的深入研究。

圖3 不同組成豆腐凝膠彈性和凝聚性

2.3 脫敏 7S球蛋白及其不同組成大豆蛋白的凝膠咀嚼性

各組分蛋白制作的豆腐的咀嚼難易程度如圖 4所示,由于咀嚼性是由凝膠強度、彈性和凝聚性三個因素決定的,因此單獨哪個值高都不能說明咀嚼性高。從圖中可以看出,最難咀嚼的是 7S和 11S的組合,當 7S占 10%～30%時難度最大,其次是 11S與 7S肽(肽占 8%),SPI的咀嚼性較 11S和 7S肽略低。

可見,蛋白中各亞基在豆腐流變性的不同方面有不同的相互作用,這種交互的作用并不都是正相關或負相關的。但是,無論如何,脫敏后的 7S肽可以與 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。

圖4 不同組成豆腐凝膠的咀嚼性

3 結論

蛋白質的功能特性與其種類、亞基組成比例以及加工條件密切相關。在給定條件的 GDL凝膠實驗中,7S和 7S肽無法凝膠,11S的強度遠高于 SPI,且11S與 7S不同比例混合時的凝膠強度也根據(jù) 11S/7S比例的增加而強度增加,但是彈性卻相反,7S可以增加凝膠的彈性。11S與 7S肽的凝膠顯示,小分子肽在凝膠過程中有特殊作用,其凝膠強度與 11S/7S比例并非正相關,在 11S中添加 8%的 7S肽使 11S的凝膠強度達最大,但是隨著肽含量的再增加則凝膠強度下降很快,但是與 SPI相比,即使添加 15%的肽其凝膠強度也比 SPI高。雖然在 11S中添加少量的肽會增加凝膠性,但肽卻降低了凝膠的凝聚性,可見,即使是有肽的參與,11S對凝聚性依然起到決定性的作用。最終的咀嚼實驗表明,在 11S中添加30%以下 7S咀嚼性最強,在 11S中添加 8%的肽咀嚼性與 11S相當,添加 15%之內的肽咀嚼性比 SPI高。綜上,脫敏處理后,雖然 7S肽凝膠性差,但只要合理組合就能夠達到所需要的功能特性。

[1]劉曉毅,薛文通,胡小蘋,等 .酶解法專一性去除大豆 7S球蛋白中的α-亞基[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]鐘芳,王璋,許時嬰 .凝固劑種類對大豆蛋白質組分 7S和11S膠凝能力的影響[J].無錫輕工大學學報,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

劉曉毅 (1977-),女,博士,主要從事食品安全分析與預警工作。