木瓜蛋白酶酶促豆漿蛋白凝固作用的研究

朱學坤，彭見林，韓鵬飛

（西南大學食品科學學院，重慶400715）

木瓜蛋白酶酶促豆漿蛋白凝固作用的研究

朱學坤，彭見林，韓鵬飛

（西南大學食品科學學院，重慶400715）

以木瓜蛋白酶為凝固劑，研究其對豆漿蛋白的凝固作用。所得豆腐凝膠品質較好，最佳工藝參數為：酶濃度1.5g/L，55℃水解2h，蒸汽殺酶5min，豆漿的蛋白質含量3.5%。

木瓜蛋白酶，豆漿蛋白，酶促凝固

傳統豆腐生產過程中常以二價金屬鹽物質或酸性物質作為凝固劑，而鮮有用酶作為凝固劑生產豆腐的報道[1]。將酶作為凝固劑應用于豆腐的工業生產，首先需要研究酶對豆漿蛋白的凝固作用。研究表明，酶可以使大豆蛋白凝固，并且通過控制酶的用量和作用時間，可制成不同強度和保水性的豆腐凝膠。在工業生產中，可以利用溫度及時控制酶的活性，生產強度不同的豆腐凝膠，豐富豆腐品種，滿足人們對多種硬度豆腐的需要[2-4]。另外，酶作用產生的大豆多肽更易吸收，其降血壓和膽固醇的效果更佳[5-6]。本文旨在研究木瓜蛋白酶作為大豆蛋白凝固劑水解豆漿蛋白，形成豆腐凝膠的最適作用條件，優化豆腐生產工藝參數，為酶應用于工業化生產提供科學實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

大豆 購于永輝超市；木瓜蛋白酶 北京奧博星生物技術有限責任公司，活性為50萬活力單位/g，最適宜溫度55℃。

膠體磨，恒溫水浴鍋，美國TAXT2T物性測定儀。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 以市售干大豆與水的重量比為1∶3浸泡大豆，在25℃下浸泡12h，膠體磨磨漿3次，干豆與水的質量比1∶7，紗布過濾得豆漿。生豆漿用蒸汽蒸煮到95℃，保持7min，然后冷卻至木瓜蛋白酶最適作用溫度55℃，加豆漿100mL到250mL的燒杯中，加入酶，用保鮮膜封住燒杯口，保持55℃，酶處理一定的時間，蒸汽殺酶，然后室溫冷卻放置2h，得成品。

本實驗采用單因素及正交實驗研究了酶添加量、酶水解時間及蛋白質濃度對豆漿蛋白凝固作用的影響。

1.2.2 測定方法 蛋白質含量測定[7]：采用GB 5009.5—2010測定豆漿中蛋白質含量。豆腐硬度、粘度、彈性測定：利用物性測定儀測定，測定參數為測前速度1.00mm·s-1，測試速度1.00mm/s，測后速度1.0mm/s，作用力5g，距離8mm，探頭為P0.5。

2 結果與分析

2.1 木瓜蛋白酶酶促豆漿蛋白凝固作用的單因素實驗

2.1.1 酶添加量 配制1mg/mL酶液100mL，取蛋白質濃度3.5%的豆漿100mL置于250mL燒杯中，分別加入0.5、1、1.5、2、2.5mL酶液，55℃水解2h，蒸汽殺酶7min，得成品的硬度如圖1所示，彈性、粘度如圖2所示。

從圖1可以看出，當酶添加量超過1mL時，隨著酶濃度升高，所得豆腐凝膠的硬度平緩下降，可能是由于過量的酶作用于大豆蛋白，使蛋白質水解過度，不易形成凝膠。從圖2中可以看出，酶添加量為1mL時，可以得到彈性較高但粘度一般的豆腐凝膠，而當酶添加量為2mL時，所得豆腐凝膠彈性粘度均較高。在評價豆腐凝膠品質時，硬度較粘度及彈性更為重要。綜合考慮酶添加量對豆腐凝膠硬度、彈性、粘度的影響，酶最適添加量為1mL。

圖1 酶添加量對豆腐凝膠硬度的影響

圖2 酶添加量對豆腐凝膠粘度、彈性的影響

2.1.2 酶水解時間 影響酶作用效果的另一個重要因素是酶作用時間。水解時間的單因素實驗結果如圖3、圖4所示。

圖3 酶水解時間對豆腐凝膠硬度的影響

從圖3可以看出，酶水解1h所得豆腐凝膠硬度最大，隨著時間的延長，豆腐硬度減小。時間延長，木瓜蛋白酶水解大豆蛋白加強，到達一定的時間，其形成的豆腐凝膠強度減小。從圖4可以看出，酶水解1h時所得豆腐凝膠粘度、彈性較小，而酶水解2h時所得豆腐凝膠粘度、彈性較高。綜合考慮酶水解時間對豆腐凝膠硬度、彈性、粘度的影響，酶最適水解時間為2h。

圖4 酶處理時間對豆腐凝膠粘度、彈性的影響

2.1.3 蛋白質濃度 在利用金屬鹽作為凝固劑生產豆腐的過程中，制作豆漿時，保持干豆與水的重量比為1∶6～1∶11，考慮到實際生產需要，在本實驗中，采用干豆與水的重量比為1∶7，制得原豆漿，其蛋白質含量為3.5%。實驗中分別取原豆漿90、80、70mL，加水稀釋到100mL，制成不同蛋白質含量的豆漿，單因素實驗結果如圖5、圖6所示。

圖5 蛋白質濃度對豆腐凝膠硬度的影響

圖6 蛋白質濃度對豆腐凝膠粘度、彈性的影響

從圖5和圖6可以看出，隨蛋白質濃度的降低，制得豆腐的硬度、粘度和彈性逐漸減小，原漿制得豆腐的硬度、粘度和彈性最大。喬支紅等的研究表明，在蛋白質濃度為7%時，酶凝固大豆蛋白的效果最好，但是在實際豆腐加工過程中難以達到。綜合考慮蛋白質濃度對豆腐凝膠品質的影響，取豆漿蛋白質濃度為3.5%。

2.2 正交實驗優化工藝

在以酶作為凝固劑制作豆腐的過程中，主要的影響因素有酶處理時間、酶濃度、蛋白質濃度和滅酶時間。在55℃水解完成后，酶仍然具有活性，必須經過滅酶處理。由于在本實驗制作豆腐的流程中，沒有傳統制作豆腐的蹲腦和壓榨，而是直接在燒杯中成型，測定質構參數，蒸汽滅酶處理對豆腐的質構會有影響，因此把滅酶時間也作為一個重要影響因素，正交實驗因素水平見表1。

表1 正交實驗因素與水平

從單因素實驗中可以看出，所得豆腐凝膠的粘度和彈性沒有明確的規律，硬度變化有明顯的趨勢。在蛋白酶促進大豆蛋白形成凝膠的實驗中，形成凝膠的硬度較小，提高硬度是酶法制作豆腐凝膠最關鍵的問題。在正交實驗中，以形成豆腐凝膠的硬度為考察目標，實驗方案及結果如表2所示。

表2 正交實驗方案及結果

從正交實驗結果可以看出，組合A3B3C1D2所得豆腐凝膠硬度最大，為11.22g·cm2，因此最佳工藝為：加入1.5mL濃度為1mg/mL的酶液，55℃水解2h，蒸汽殺酶5min。在這組實驗中，蛋白質的濃度為3.5%，從單因素結果看，3.5%并不是最適濃度，提高蛋白質濃度可能使形成的豆腐凝膠品質更好。但是考慮實際生產需要，仍然采用3.5%蛋白質含量的豆漿。

3 結論

用木瓜蛋白酶作為凝固劑生產豆腐凝膠的最佳工藝參數為：酶濃度1.5g/L，55℃水解2h，蒸汽殺酶5min，豆漿的蛋白質含量3.5%。提高蛋白質含量，形成的豆腐硬度可能更好，但實際生產中不易達到。

本實驗僅對酶法制豆腐凝膠做了初步研究，即研究了木瓜蛋白酶對豆漿蛋白的凝固作用，且僅限于實驗室水平。另外，用木瓜蛋白酶做凝固劑生產的豆腐凝膠硬度較低，為了滿足實際生產的需要，可以考慮將酶與傳統的凝固劑結合，如酶與金屬鹽，或者酶與葡萄糖酸內酯結合制備品種更為豐富的豆腐凝膠。總之，用木瓜蛋白酶做凝固劑生產出品質優良且能贏得消費者青睞的豆腐有待于進一步深入的研究。

[1]MURATA K,KUSAKABE I,KOBAYASHI H,et al.Studies on the Coagulationof Soymilk-proteinby Commercial Proteinase[J]. Agricultural and Biology Chemistry,1987，51(2):385-389.

[2]鐘芳,王璋,許時嬰.大豆蛋白質的酶促速凝[J].無錫輕工大學學報，2002，21（6）：559-563.

[3]欒廣忠,程永強,魯戰會.豆乳凝固酶的研究進展[J].農產品加工，2006(10)：41-43.

[4]巫慶華.木瓜蛋白酶凝固大豆蛋白質機理[J].乳業科學與技術，2002(1)：6-9.

[5]鐘振聲.木瓜蛋白酶與中性蛋白酶水解大豆分離蛋白的研究[J].現代食品科技，2009，25（9）：1039-1042.

[6]楊欣.木瓜蛋白酶中主要組分凝固大豆蛋白的特性[J].食品與生物技術學報，2005，24（3）：1-7.

[7]GB 5009.5—2010食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定[S].

Study on enzymatic coagulation of papain for soybean protein

ZHU Xue-kun,PENG Jian-lin,HAN Peng-fei
（College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China）

Using papain as coagulant to study its enzymatic coagulation on soybean protin.A series of tofu-gel with good quality had been achieved.The optimal parameters were as follows:papain concentration 1.5g/L，55℃hydrolyze for 2h，steam inactivate papain for 5min，protein concentration 3.5%.

papain；soybean protein；enzymatic coagulation

TS201.2+5

A

1002-0306（2011）10-0256-03

2010-10-13

朱學坤（1987-），男，在讀碩士研究生，研究方向：農產品加工與貯藏工程。