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督檢驗中心,北京 100094; 2.中國農業大學食品科學與營養工程學院,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督檢驗中心,北京 100094; 2.中國農業大學食品科學與營養工程學院,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,測得數據由計算機以電信號方式輸出,根據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：凝膠強度 (Hardness)：第一次循環中所受的最大壓力;破斷應力 (Fracturability)：第一次循環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]研究發現,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的熱膠凝能力時發現,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,發現隨著 GDL添加量的增大,起主要作用的組分將由 11S轉變為7S。

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 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。