一、 蛋白质的生理功能 人类为了维护生命与健康,每天必须摄入一定量的含蛋白质的食物,这是因为蛋白质是一切细胞的重要组成成分,其生理功能表现在以下几方面:
(1)构成人体细胞组织。
蛋白质约占细胞内物质的80%,人体各种器官、组织都是以蛋白质为基础组成的,由于不同的器官和细胞所含蛋白质的不同,使得他们具有不同的生理功能。
(2)参与体内物质代谢的调节。
食物的消化过程和细胞内的代谢过程,都由各种酶起催化作用。酶就是由生物体细胞产生的蛋白质,此外,参与体内物质代谢的某些激素(如胰岛素)也是蛋白质。
(3)参与人体呼吸系统的运输。
人体在生命过程中,需要从空气中吸入氧气,呼出二氧化碳,完成这一生理功能的,则是靠血液循环中的红血球内的血红蛋白,没有这一工具,人类便不能维持生命。
4)供给热能。 蛋白质也是供给热能的营养素之一,每克蛋白质在体内可产生4.1千卡的热量,一般情况下蛋白质所产生的热量约占总消耗热量的11~13%。
(5)具有防御功能。 人体血浆中有一种抗体(主要是丙种球蛋白),它能保护机体免受细菌和病毒的侵害。防止失血的凝血过程,则是由血浆中的多种蛋白质协调完成的.
蛋白质的营养品质一般由三个因素决定:蛋白质的必需氨基酸组成、蛋白质消化率、人体对氨基酸的需求。 1.大豆蛋白质的消化率:不同大豆产品的蛋白消化率不尽相同。如煮大豆的蛋白消化率为65%,全脂豆粉的蛋白消化率为75%~92%,脱脂大豆粉的消化率为84%~90%,大豆分离蛋白的消化率为93%~97%。 2.大豆蛋白的氨基酸组成与人体的需求:大豆蛋白由许多种蛋白组成,其中90%以上为大豆球蛋白。大豆球蛋白主要是由11S球蛋白和7S球蛋白组成。不同大豆蛋白组分和不同大豆蛋白产品的必需氨基酸组成以及不同年龄段人体对必需氨基酸的推荐摄入量见下表。由表可见,除婴儿外,大豆蛋白产品的必需氨基酸含量均高于各年龄段的推荐摄入量。与婴儿的推荐摄入量相比,大豆蛋白产品的含硫氨基酸相对较少。
人体对必需氨基酸的需求和大豆蛋白的氨基酸组成
单位:毫克/克
必需氨基酸 | FAO/WHO推荐摄入量 | 大豆蛋白组分 | 大豆蛋白产品 |
-- | 婴儿(3-4月) | 幼儿(2-5岁) | 少年(10-12岁) | 成年 | 11S 球蛋白 | 7S球蛋白 | 脱脂大豆蛋白粉 |
-- | -- | -- | -- | -- | -- | β-伴大豆球蛋白 | γ-伴大豆球蛋白 | -- |
组氨酸 | 26 | 19 | 19 | 16 | 26 | 17 | 28 | 26 |
异亮氨酸 | 46 | 28 | 28 | 13 | 49 | 64 | 44 | 46 |
亮氨酸 | 93 | 66 | 44 | 19 | 81 | 103 | 76 | 78 |
赖氨酸 | 66 | 58 | 44 | 16 | 57 | 70 | 68 | 64 |
蛋氨酸+胱氨酸 | 42 | 25 | 22 | 19 | 100 | 110 | 76 | 88 |
苯丙氨酸+酪氨酸 | 72 | 63 | 22 | 19 | 100 | 110 | 76 | 88 |
苏氨酸 | 43 | 34 | 28 | 9 | 41 | 28 | 42 | 39 |
色氨酸 | 17 | 11 | 9 | 5 | 15 | 3 | 7 | 14 |
缬氨酸 | 55 | 35 | 25 | 13 | 49 | 51 | 64 | 46 |
3.大豆蛋白营养价值评价:
消化率校正后的氨基酸得分(PDCAAS)是一种新的评价蛋白质营养品质的方法和指标,是以1985年FAO/WHO对2~5岁儿童的推荐模式为标准蛋白,计算出待测定蛋白的各种必需氨基酸得,必需氨基酸的最低得分与待测蛋白消化率的乘积,就是待测蛋白的PDCAAS。大豆蛋白的PDCAAS值为满分(1.0),表明大豆蛋白是完全蛋白质,可满足2岁以上人体对各种必需氨基酸的需求;临床研究表明,大豆蛋白可显著降低LDL胆固醇浓度,而对HDL胆固醇浓度有一定程度的的提高作用,与其它优质蛋白相比,大豆蛋白有利于钙的代谢;用大豆蛋白代替膳食中的动物蛋白,对治疗肾脏病十分有益;大豆蛋白还具有抗高血压的潜在功能。
蛋白质: 35%~40% 脂肪: 16%~20%
碳水化合物: 约25% 灰分: 约5%
纤维素: 约5%
另外还含有维生素、磷脂、肌醇、异黄酮、皂甙、酶类等物质。
1.分类
根据蛋白质的溶解性不同,大豆蛋白分为清蛋白和球蛋白。其中清蛋白约占5%,球蛋白约占90%左右。
根据蛋白质生理功能分类法,大豆蛋白质分为贮藏蛋白和生物活性蛋白。贮藏蛋白为主体,约占蛋白质的70%左右(如11S、7S等),它与大豆制品的加工性质较密切。生物活性蛋白质包括胰蛋白酶抑制剂、β-淀粉酶、血球凝集素、脂肪氧化酶等,对大豆制品的质量起一定作用,所占比例不大。
2.组成:
按溶液在离心机中沉降速度来分,可分为4个组分,即2S、7S、11S、15S(S为沉降系数,S=10-3 秒)。2S约21%、7S约37%、11S约31%、15S约11%。
氨基酸 | 大豆蛋白质/% | 大豆球蛋白/% | 大豆蛋白 粉/(氨基酸g/16gN) |
异亮氨酸 | 4.2 | 6.0 | 5.1 |
亮氨酸 | 9.6 | 8.0 | 7.7 |
赖氨酸 | 6.1 | 6.8 | 6.9 |
蛋氨酸 | 2.4 | 1.7 | 1.6 |
胱氨酸 | 2.4 | 1.9 | 1.6 |
苏氨酸 | 4.3 | 3.9 | 4.3 |
色氨酸 | 1.2 | 1.4 | 1.3 |
缬氨酸 | 4.8 | 5.3 | 5.4 |
苯丙氨酸 | 9.2 | 5.3 | 5.0 |
酪氨酸 | 9.2 | 4.0 | 3.9 |
甘氨酸 | | 4.0 | 4.5 |
丙氨酸 | | 3.3 | 4.5 |
丝氨酸 | | 4.2 | 5.6 |
精氨酸 | | 7.3 | 8.4 |
组氨酸 | | 2.9 | 2.6 |
天门冬氨酸 | | 3.7 | 12.0 |
谷氨酸 | | 18.4 | 21.0 |
脯氨酸 | | 5.0 | 6.3 |
由表可见,其氨基酸组成相当完全,8种必需氨基酸成分全有、属全价蛋白,氨基酸评分远远高于其他谷物品种,特别是它的赖氨酸含量特别丰富,这是大豆蛋白质的重要优点。通常禾谷粮食都缺乏赖氨酸,若将大豆蛋白质与其他粮食混用,不仅可以补充蛋白质数量上的不足,而且由于补充了其他粮食所缺乏的氨基酸从而提高混合食品的营养价值,我公司生产的高营养面粉正是根据这一特性生产的。
| 水分 | 蛋白 | 脂肪 | 糖分 | 灰分 | 纤维 |
大豆 | 12 | 34.3 | 17.5 | 26.7 | 5 | 4.5 |
脱脂大豆 | 8 | 49 | 0.4 | 33.6 | 6 | 3 |
小麦 | 13 | 13.0 | 2.2 | 67.8 | 1.6 | 2.4 |
精白面 | 15.5 | 6.2 | 0.8 | 76.6 | 0.6 | 0.3 |
瘦猪肉 | 53.9 | 13.4 | 31.7 | | | |
肥猪肉 | 42.9 | 12.0 | 44.3 | 0.1 | 0.7 | |
瘦牛肉 | 71.6 | 21.0 | 6.1 | 0.3 | 1.0 | |
肥牛肉 | 45.6 | 12.4 | 41.0 | 0.2 | 0.8 | |
鸡肉 | 72.1 | 24.9 | 17 | 0 | 1.2 | |
鸡蛋 | 75 | 12.7 | 11.2 | 0 | 1.1 | |
牛奶 | 88.6 | 2.9 | 3.3 | 4.5 | 0.7 | |
蛋白的功能特性是批蛋白质在食品加工中所表现出的理化特性的总称。大豆蛋白具有吸水、起泡、凝胶、粘结、吸油、调色、乳化 等功能特性。
蛋白质的溶解度
高溶解度的植物蛋白具有良好的功能性质,比较容易参与到各种食品中,包括其凝胶、乳化、发泡的功能。蛋白质的溶解度采用氮溶解指数(NSI)和蛋白质分散指数(PDI)来表示。
水溶解氮 水分散蛋白质
NSI= —————— *100% PDI= ———————— *100%
总氮 总蛋白质
蛋白质的溶解度与温度有关,在蛋白质变性范围内适当的提高温度,助于溶解度的提高。但达到变性区域后,蛋白质的溶解度则随温度的升高、加热的延长而迅速下降。
不同加热温度对溶解度的影响
微热 轻热 中等 完全蒸烤
NSI 85~90 40~60 20~40 10~20
蛋白质的溶解度与PH值有关。PH增大,溶解度增大。PH值为10.5时,蛋白质发生解离和解聚。降低PH值,溶解度降低。在蛋白质的等电点,蛋白质溶解度最低,再降低PH值,溶解度又增大。其溶解度还受电离解度、化学溶剂等影响。
(2)蛋白质的吸水性和保水性
吸水性是指干燥蛋白质在一定湿度达到水分平衡时的水分含量。保水性是指离心分离后,蛋白质中残留的水分含量。
(3)蛋白质的乳化性
蛋白质的乳化性是指将油和水混合在一起成乳状液的性能。大豆蛋白质的乳化作用不但能促进油-水型乳状液的形成,而且一旦形成,它可以起到稳定乳状液的作用。
(4)蛋白质的吸油性
蛋白质的吸油性是指促进脂肪吸收和脂肪结合的能力。吸油性与蛋白含量有密切关系,大豆粉、浓缩蛋白和分离蛋白的吸油率分别为84%、133%、T和154%,组织蛋白的吸油率在60%~130%之间,粉越细吸油率越高。
(5)蛋白质的粘结性
蛋白质是高分子化合物,它分散到溶液中形成的颗粒都在胶体范围内,这种胶体具有较高的粘结性,随蛋白质浓度增加而增加,对保持食品水分、风味和糖有重要的作用,而且使食品易于加工。
(6)蛋白质的凝胶性
蛋白质的凝胶性是指蛋白质形成胶体结构的性能。蛋白质的凝胶性的形成受下列因素影响,即固形物浓度、速度、温度、加热时间、制冷时间等加热是胶凝的必备条件。
(7)蛋白质的起泡性
蛋白质的起泡性是批大豆蛋白质在加工中体积的增加率, 即形成泡沫的能力。天然未变性的大豆蛋白质具有一定的发泡性,若将大豆蛋白进行适当溶解,其发泡性和稳定性会大大提高。发泡性与浓度、PH值、温度有关,以偏碱性的PH值为有利、一般最佳发泡温度为30℃,制品中存有脂质对发泡有害。而糖类则可提高粘度、增加泡沫的稳定性。
(8)蛋白质的调色性
蛋白质有增白和增色作用。因活性大豆粉中含有脂肪氧化酶、高氧化面粉中的类胡萝卜素起到增白作用,而在面包生产中大豆蛋白可与面粉中的糖类发生美拉德反应即褐变,从而增加其表皮的颜色。
肉制品:乳化性、吸油性、吸水性、保水性、粘结性、凝胶性
乳制品:溶解性、乳化性、保水性、起泡性
面制品:乳化性、吸油性、调色性、亲水性、发泡性
冰制品:乳化性、发泡性、溶解性