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大豆蛋白质的生产与应用

上一篇 / 下一篇  2009-02-25 20:03:24 / 个人分类:蛋白资料

大豆蛋白质生产应用

刘 长 贵

长春市轻工业局退休干部(长春130051)

摘 要:本文介绍了大豆蛋白质的经济价值、营养价值、生产原理,生产方法,食用方法、国内外发展概况和最新动态,并就促进我国大豆蛋白质工业的发展,提出了一些建议。

关键词:大豆;大豆蛋白质。

Abstract: This article introduced the economic value, nutritional value,production principle,production method,edible method,domestic and foreign the development tituation and newest tendency of the soya protein; And promotes our country the soya protein industry development, put forward some propositions.

Key wouds: Soybeen;Soya protein.

大豆蛋白质是大豆的主要成分之一,其氨基酸组成完全,营养价值高,可与动物蛋白相媲美,且不含胆固醇,对人体有益而无害。将大豆蛋白质从脱脂大豆即豆粕中,分离出来供人食用,不仅可以丰富食用蛋白质的品种和数量,有利人体健康,而且是对大豆这一宝贵资源综合利用的一条合理途径。我国盛产大豆,我国人民食用大豆蛋白质有悠久的历史,但是,直到现在,人群总体对大豆蛋白质及其制品的消费水平并不高,长期以来,中国人对大豆蛋白质的摄入基本是通过“豆腐”等低档的中间产品,很少有直接面对消费者的高纯度大豆蛋白质终端产品;我国的豆粕仍然主要是直接做饲料或出口,而没有将其中所含丰富的蛋白质成分充分分离出来食用,这是对大豆蛋白质这一宝贵资源的浪费。本文除对大豆蛋白质的经济价值、营养价值、主要特性、生产方法、食用方法,国内外发展概况和最新动态,做了概括叙述外,并对我国大豆蛋白质工业的发展,提出了一些建议。祈望这方面的专家和业内人士给予指教。

1、大豆蛋白质的经济价值

大豆的主要成分有蛋白质、脂肪和碳水化合物等。用有机溶剂将脂肪分离出来,剩余部分称为“豆粕”。大豆和豆粕的主要成分及含量如表1所列。

由表1可知:大豆和豆粕所含有的各种成分中,蛋白质所占比例最高。豆粕中蛋白质的含量约50%(以干基计,下同)或更高,其中有80%以上可以分离出来,即每2.5吨豆粕就可分离出1吨蛋白含量在前92%以上的食用分离大豆蛋白质,同时可行到1.5吨蛋白含量约15%以上的副产品,称“粗大豆蛋白质粉”,可做饲料。将大豆中的脂肪分离出来后,再把蛋白质也分离出来,不仅可使大豆蛋白质得以充分而合理的利用,而且有值得重视的经济价值。由表2可知,将豆粕中的蛋白质分离出食用,副产品粗蛋白质粉做饲料,可使大豆的经济价值提高3.01倍,使豆粕的经济价值提高4.24倍,较仅提油的方式提高2.39倍。大豆蛋白质的生产方法比较简单、成本低、利润高、产品既可内销,又可出口,经济效果显著。表3是对一个“3000吨/年食用分离大豆蛋白质项目”可行性研究经济效益的预测,其表明:经济效益是相当好的,每吨产品的净利润在1.0万元以上,财务内部收益率高达49.59%。因此,以豆粕为原料生产大豆蛋白质,是对大豆综合利用的一条合理途径。

表1、大豆和豆粕的主要成分及含量

序号 项 目 单 位 大 豆 豆 粕 备 注

01 水 分 % ﹤12.0 ﹤12.0

02 蛋 白 质 % ﹥40.0 ﹥50.0 干基计,下同

03 脂 肪 % 21.0 ﹤2.0

04 碳水化合物 % 34.0 43.0

05 粗纤维 % 3.5

05 灰 分 % ﹤4.5 ﹤6.5

06 可 溶 性 氮 % ﹥90.0

表2、大豆的不同利用方式经济价值比较

序号 项 目 一吨大豆可以 分离出的产物 经 济 价 值 经济效益

比 较 备注

名 称 数量.吨 单价.元 合计.元

一 直接食用 3000.00

大 豆 1.0 3000.00 3000.00

二 分 离 油 3556.00 为(一)的1.19倍

01 豆 油 0.18 7000.00 1260.00

02 豆 粕 0.82 2800.00 2296.00

三 分离蛋白 12042.00 为(一)的4.01倍,为豆粕的5.24倍

01 豆 油 0.18 7000.00 1260.00

02 蛋白质 0.33 30000.00 9900.00

03 豆粕渣 0.49 1800.00 882.00

表3、3000吨/年食用分离大豆蛋白质厂经济效益预测

序号 项 目 单 位 指 标 备 注

一 经 济 指 标

01 销售收入 万元/年 12510.00

02 销售税金 万元/年 1349.98

03 总 成 本 万元/年 5701.65

04 利润总额 万元/年 5458.47

05 所 得 税 万元/年 1801.30

06 税后利润 万元/年 3657.18

07 两项基金 万元/年 279.59

08 可分配利润 万元/年 3397.74

二 评 估 指 标

01 销售收入利润率 % 43.63

02 成本利润率 % 95.74

03 投资利润率 % 80.53

04 投资利税率 % 96.06

05 财务内部收益率 % 49.59 参比值16.0

06 投资回收期 年 2.63 不含建设期

2 大豆蛋白质的营养价值

2.1 蛋白质的生物功能

蛋白质是构成生物体的主要成分,占人体干物质总重的45%,占肌肉总重的70%。其具有多种重要生物功能。除了提供热量、参与人体的组成外,人体的运动、记忆、代谢及物质运转等过程,血液的输送、呼吸过程、细胞、酶、激素及抗体等的构成和作用,繁殖、生长、发育、遗传及进化等机制,保护机体免受细菌和病毒的侵害的免疫机能等等,这些极其复杂的生理过程,都与蛋白质密切相关。因此,蛋白质是生命的物质基础,有“生命素”之称,没有蛋白质就没有生命。

人体为维持上述正常的生理功能,必须从食物中摄取足够量的蛋白质,成人在正常情况下,每日应从食物中摄取70~103克蛋白质。食物中蛋白质并不能直接成为人体蛋白质,必须经过一系列生化反应,分解成氨基酸,再合成具在各种特异性的人体蛋白质。参与人体蛋白质组成的氨基酸有20种左右。其中有8种氨基酸,在人体内不能合成,必须依靠食物蛋白质来供给。这些氨基酸称为“必需氨基酸”,它们是:色氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。其余十余种,在人体内能够合成,不必完全由食物蛋白质来供给。含有8种必需氨基酸的蛋白质,称为“完全蛋白质”。蛋白质的营养价值,主是是以所含“必需氨基酸”的比值来衡量的。如果对人体所需的蛋白质供应不足,特别是“完全蛋白质”供应不足,则人体的蛋白质合成将受阻。这样,不仅人体的生长、发育要受影响;而且会有精神怠倦、记忆力减退、体重下降、肌肉萎缩、贫血、血蛋白减少、营养性水肿等病症发生;时间长了,则对疾病的抵抗力减弱、受损器官复原缓慢、病程延长,还可通过遗传造成后代发育不全和智力下降等等。由此可见,确保食物中有足够的“完全蛋白质”,对人体的健康是非常重要的。

2.2 大豆蛋白质的营养价值

本文所谈的大豆蛋白质是指以脱脂大豆即豆粕为原料分离出来的蛋白质,其分类及组成如表4所列。

评价蛋白质的营养价值方法和指标很多,常用的方法是氨基酸组成评价和生化评分评价。

2.2.1 氨基酸组成评价 蛋白质营养价值的高低,主要取决于所含“必需氨基酸”的种类、含量及其相互比例是否近似于人体内的蛋白质。衡量蛋白质营养价值的高低,可以从蛋白质含量、“必须氨基酸”含量、蛋白质消化率和“蛋白质生物学价值”等方面加以评定。

大豆蛋白质除少量的白蛋白外,主要为大豆球蛋白(Glycinin),约占总蛋白质量的80~90%。大豆球蛋白的分子也是由若干个氨基酸残基组成的,基所含氨基酸种类相当丰富,自然界普遍存在的20种左右的氨基酸,它几乎全部含有。各种氨基酸的含量与牛奶蛋白、鸡蛋蛋白、动物肉蛋白极为相似。详见表2所列。在大豆球蛋白中,8种“必需氨基酸”全部含有;与各种动物蛋白质比较,除蛋氨酸的含量较低外,其余7种的含量都较高。大豆球蛋白质中“必须氨基酸”的总含量与动物蛋白质很接近,约为45.0%,而成人对“必需氨基酸”的需要量约等于对蛋白质需要量的20.0%,即大豆球蛋白中的”必须氨基酸”含量为成人所需量的2.25倍。所以,在营养上,大豆蛋白质属于“完全蛋白质”类型。据测定,它的生物学价值65,仅低于鸡蛋蛋白质(94)和猪肉蛋白质(74)。如果将大豆蛋白质与少量的动物蛋白质混合食用,由于蛋白质的“互补作用”,可使基生物学价值显著提高。比如:将大豆蛋白质与鸡蛋蛋白质以7:3的比例混合,其生物学价值可提高到77以上。据比例及其它大量实验表明,大豆蛋白质属“高营养价值”类型的“完全蛋白质”。另外大豆蛋白质在人体内极易消化,分离大豆蛋白质的消化率为93~97%,比动物蛋白质容易被人体消化和吸收。

2.2.2 生化评分评价 生化评分评价是用生物化学方法对蛋白质营养价值的数字指标评价,主要基于经水解的蛋白质的氨基酸,能够从新为人体吸收利用的数量。定义如下:

体重增重量

蛋白质效率比值PER=——————— X 100%

蛋白质摄入量

被利用的氮

蛋白质生物价BV=——————— X 100%

被吸收的氮

氮储留量

蛋白质净利用率NPU=——————— X 100%

氮摄入量

典型的大豆蛋白质制品即分离大豆蛋白质和其它一些食物的蛋白质的生化评分指标,如表7所列。由表7可知:大豆蛋白质的评分,高于大米和玉米等植物蛋白质,而略低于动物肉蛋白质。因此它是动物蛋白质唯一的代用品。

2.2.3 热量评价 人体为了维持生命、生长发育、从事劳动和各种活动,都需要消耗能量。人体所需能量由食物中的蛋白质、醣和脂肪在体内氧化分解产生的热量提供。其中11~13%由蛋白质提供。成年男子各种劳动强度的人平均需能量3080千卡/日。表8表明:在常见食物中,大豆蛋白质的能量最高,其为4.07千卡/克。成人食用蛋白质量为90克/日,如果全部食用大豆蛋白质,经计算可提供能量为366.3千卡/日,为人体所需能量的11.1%,与应由蛋白质提供能量11~13%相等。可见大豆蛋白质所含能量完全可以满足人体需要。

2.2.4 维生素和矿物质评价 维生素和矿物质是人体生长和保持健康不可缺少的物质,缺乏维生素和矿物质,会引起一系列的疾病。由表4可知:大豆蛋白质中的矿物质含量也是比较高的。大豆中的维生素含量是很高的,但制取大豆蛋白质时,经脱脂和分离提取过程,使维生素大部分流失,故在分离大豆蛋白质中的维生素含量很少。

2.2.5 胆固醇评价 胆固醇是对人体有害物质,可以导致人体患心脑血管病,如动脉硬化、冠心症、脑血栓等不可治愈的慢性病。由表8知:各种动物蛋白质都含有大量的胆固醇,而大豆蛋白质中不含有胆固醇。

2.2.6 综合评价 人体蛋白质的补充既可来源于动物蛋白质,也可来源于植物蛋白。发达国家的发展史证明,动物性食品的过多摄入,会造成心脑血管疾病、高血压、动脉硬化、肥胖病、癌症等病症发生,国外将含高胆固醇的动物性食品称为“餐桌上的魔鬼”。据吉林省疾病防控机构最近调查表明:全省35岁以上的人口患有上述慢性病的人比率高达53.0%,城市人口高血压症患病率为22.0%。其主要原因之一是生活水平提高后,食用动物蛋白质(动物肉)过多。与各种动物蛋白质相比,大豆蛋白质具有许多得天独厚的优点。大豆蛋白质属素食,味道鲜美,久食而无动物蛋白质等荤食的油腻感,有利食欲,易消化和吸收,此为其一。其二,从表7和表8可知:大豆蛋白质脂肪含量很低,特别是不含有可引起和加重心脑血管病症、动脉硬化、心肌梗塞、冠心症、脑血栓等疾病的胆固醇,而且有降低胆固醇的作用;所有动物蛋白质食品(动物肉)的脂肪和胆固醇含量都很高(见表7和表8);因此,大豆蛋白质不仅是健康人的食用佳品,而且是心脑血管疾病、动脉硬化、心肌梗塞、冠心病、脑血栓等疾病患者的最理想的蛋白质保健食品。第三,大豆蛋白质,尤其是经酶水解而制成的称为“要素膳”的制品,不仅是一种高级营养品,而且对高血压、动脉硬化、肝炎及肝功能衰竭、肠炎及消化不良、肾病及尿毒症、烧伤以及肿瘤等患者,都能起到改善营养不良的良好效果而加速病愈。

综上所述,大豆蛋白质的氨基酸组成完全,生化评分仅次于动物蛋白质,能量和矿物质含量高,易消化和吸收,特别是不含胆固醇,并有降低胆固醇的作用,可代替各种动物蛋白质食用,是最佳保健食品,堪称是一种十分理想的优质食用蛋白质和高级营养佳品。

表4、大豆蛋白质的分类和主要成分 单位:%

序号 项 目 分离蛋白质 浓缩蛋白质 组织蛋白质 纤维蛋白质 备 注

一 形 态 粉状 粉状 粒状 纤维状

二 主要成分

02 水 分 11.0~12.0 11.0~12.0 11.0~12.0 ﹥20.0

03 蛋白质 ﹥92.0 70~73 60~70 ﹥80 干基

04 脂 肪 ﹤0.3 ﹤0.4 ﹤0.5 ﹤0.3 下同

05 灰 分 ﹤3.2 ﹤6.5 ﹤5.0 ﹤7.0

06 粗纤维 0.2 3.8 4.0 0.2

07 碳水化合物 1.0 18.0~24.0

08 可溶性氮 ﹥80.0 ﹥80.0 ﹥80.0 ﹥80.0

三 微量矿物质 没有检测数 没有检测数

06 钾 0.096 2.34

07 钙 0.18 0.25

08 镁 0.038 0.29

09 磷 0.76 0.66

10 植磷酸 0.53

11 其 它 0.000246

表5、大豆球蛋白与某些动物蛋白质的氨基酸组成对比 单位:%

序号 项 目 大豆球蛋白 牛奶蛋白 鸡蛋卵蛋白 猪肉肌蛋白 备注

一 必须氨基酸 45.0 45.4 48.8 41.3

01 色氨酸 1.4 1.3 1.2 0.8

02 苯丙氨酸 9.2 5.5 6.8 4.3

03 赖氨酸 6.8 6.0 6.6 11.6

04 苏氨酸 4.3 4.6 4.1 3.0

05 蛋氨酸 2.4 3.1 5.2 3.4

06 亮氨酸 9.6 14.4 10.1 7.1

07 异亮氨酸 6.0 5.2 7.7 8.5

08 缬氨酸 5.3 5.3 7.1 2.6

二 非必须氨基酸 55.0 54.6 51.2 58.7

01 胱氨酸 1.9 0.4 1.8 1.4

02 精氨酸 7.3 3.9 5.7 6.4

03 组氨酸 2.9 2.0 2.3 2.4

04 酪氨酸 4.0 5.5 3.9 3.4

05 丝氨酸 4.2 5.0 5.5 4.3

06 谷氨酸 18.4 21.9 12.1 22.1

07 天门冬氨酸 3.7 4.2 6.3 8.3

08 甘氨酸 4.0 0.4 3.2 1.9

09 丙氨酸 3.3 2.3 6.2 6.5

10 脯氨酸 5.0 8.1 4.0 1.9

11 其 它 0.3 0.9 0.2 0.1

表6、几种食物蛋白质及其主要成分含量 单位:%

序号 项 目 水 分 蛋 白 质 脂 肪 醣 分 灰 分 备 注

01 大 豆 12.0 40.0 21.0 34.0 4.5

02 豆 粕 12.0 50.0 1.0 43.0 5.5

03 分离大豆蛋白质 11.0 93.0 0.5 0.0 5.0

04 瘦 猪 肉 53.9 13.4 31.7  

05 肥 猪 肉 42.9 12.0 44.3 0.1 0.7

06 瘦 牛 肉 71.6 21.0 6.1 0.3 1.0

07 肥 牛 肉 45.6 12.4 41.0 0.2 0.8

08 鸡 肉 72.1 24.9 17.0 0 1.2

09 鸡 蛋 75.0 12.7 11.2 0 1.1

10 牛 奶 88.6 2.9 3.3 4.5 0.7

表7、大豆蛋白质与一些食物蛋白质的生化评价指标 单位:%

序号 项 目 PER值 BV值 NPU值 化学评分 备 注

01 大豆分离蛋白质 0.7~1.9 58~69 48~65 69

02 花生蛋白质 1.7 56 43~54 70

03 大米蛋白质 1.9 75 70 80

04 玉米蛋白质 1.2 60 49~55 56

05 鸡蛋蛋白质 3.8 87~97 91~94 100

06 牛奶蛋白质 2.5 85~90 86 60

07 牛肉蛋白质 3.2 76 71~76 80

08 猪肉蛋白质 3.0 74 70 79

表8、大豆蛋白质和一些动物蛋白质中的胆固醇含量

序号 项 目 发 热 量

Cal/100g 胆 固 醇 含 量 mg/100g 备 注

01 大豆蛋白质 407 0

02 鸡 蛋 156 680

03 鸡 肉 122~135 117

04 瘦 羊 肉 146 65

05 瘦 牛 肉 46 63

06 瘦 猪 肉 279~344 77

07 肥 猪 肉 380 107

08 鱼 肉 230 150

09 牛 奶 59 13

3、大豆蛋白质的性质

大豆蛋白质主要为球蛋白,是六聚体,分子量约24000。它具有蛋白质所具有的各种重要性质。如:分子量大、胶体性、两性离解与等电点、变性作用、凝固作用、沉淀作用、成色反应、水解产物、结构与功能的关系等等性质。除此以外,它还具有一些特性。在此,仅简要介绍一些与大豆蛋白质生产有关的性质及其在生产中的应用,并从而阐明其生产原理。

3.1 两性离解与等电点及其溶解度与pH值的关系

蛋白质分子是由若干个氨基酸以肽键连接而成的,分子中有少数自由的氨基和羧基。氨基有硷性,羧基有酸性,故能在溶液中游离,并呈两性离解.其总离解式如下:

+ OH- + OH-

HOOC-P-NH3+ +NH3-P-COO- NH2-P-COO-

+ H+ + H+

蛋白质阳离子 蛋白质兼性离子 蛋白质阴性离子

上式表明:蛋白质分子,在酸性溶液中游离成阳离子,带正电荷;在碱性溶液中游离或阴离子,带负电荷;而在某一pH值溶液中,成为兼性离子,带等量的正、负两种电荷,呈中性,这一pH值称为“等电点”。蛋白质分子呈阳、阴离子状态时,可与酸、碱成盐,易溶解;呈现兼性离子时,为中性微粒,易沉淀。蛋白质游离程度和生成的离子性质及其溶解度,依pH值的不同而异。

大豆蛋白质具有上述蛋白质的两性离解的典型性。其离解程度的

变化,如果以其在溶液中的提取率(或者说是其在溶液中的溶解度)

对pH值做曲线来表示,则表现为图一的形式

图一表明:①.大豆蛋白质在pH1.5~2.5时,有较高的溶解度;在pH11~12时,有最高的溶解度。②.大豆蛋白质的等电点为pH4.2,此时溶解最低,几乎呈不溶状态。③.大豆蛋白质在不同酸硷介质的溶液中,溶解度有差异,由高至低的顺序是:

NaOH>Ca(OH)2>H2O>HCl>H3PO4>H2SO4>HO2C2Cl3

生产“分离大豆蛋白质”,就是以大豆蛋白质的上述性质为基本原理的。将豆粕与水的混合液的pH值调到适当位置,使大豆蛋白质溶解,除去不溶部分,再将pH值调到等电点,便可使大豆蛋白质沉淀而分离出来。为改善其质量和获得满意的提取率,可以采用不同的介质或者将几种不同的介质适量搭配使用来调解pH值。

在大豆蛋白质生产中,一般是用氢氧化钠水溶液将pH调到11,溶解蛋白质,然后再以盐酸水溶液将pH调到4.2,沉淀蛋白质。图二表明了提取率与pH值的关系。

3.2 变性作用

蛋白质因受物理或化学因素影响,分子内部副键断开,结构发生变化,致使性质发生变化,这种作用称“蛋白质变性”作用。变性蛋白质一般表现为消化率提高、粘度增大、旋光负值增加、溶解度降低、降低或失去生物活性和生理功效。大豆蛋白质也具有这种变性作用。

3.2.1 热 变 性 大豆蛋白质对热敏感,受热易变性。在其受热时,因分子内氢键被破坏,伴之有一系列理化性质发生变化。详见表6、图三、图四和图五所示。

表6表明:大豆蛋白质的溶解度,随大豆在脱脂时受热温度的升高而降低。图三和图四表明:提取温度的升高,使大豆蛋白质的产率降低,而使其粘度增大。图五表表明:提取液被加热的大豆蛋白质比未被加热的消化率高。另外,加热可使大豆蛋白质中的“毒性蛋白”(胰蛋白酶抑制剂)变性而失其毒性。综合以上各点可知:大豆蛋白质的热变性,即有“利”的一面,又有“害”的一面。因此,在大豆蛋白质生产中,应当注意选择适当的加热温度和加热方式,以“利”治“害”,转“害”为“利”,以便取得好的效果。

3.2.2 化学试剂变性 同其他蛋白质一样,大豆蛋白质在酸、碱等无机物和乙醇、丙酮等有机溶剂的作用下,可发生变性。前者系因破坏分子内盐键所致,后者系因降低介电常数、破坏分子内次级键所致。为便于说明问题,仅选几个例证列于如下各表。

表7表明:①.用硫酸(H2SO4) 沉淀的大豆蛋白质,与用离心沉淀的比较,其溶解度降低、旋光和粘度增高,且硫酸(H2SO4)的浓度愈高其变化愈大。②.用氢氧化钠(NaOH)提取的大豆蛋白质,与用中性盐食盐(NaCl)提取的比较,其溶解度降低、旋光度和粘度增高,且氢氧化钠(NaOH)的浓度愈高其变化愈大。③.用乙醇、乙醚处理的大豆蛋白质,与未处理的比较,其溶解度降低、旋光度和粘度增高。综上各点可知:无机酸、碱和有机溶剂可使大豆蛋白质变性而引起一系理化性质发生变化。大豆蛋白质的这一性质,在生产中,是选择某些技术条件的依据。比如:在“分离大豆蛋白质“的生产中,为减少变性,对酸和碱应尽量少用并以水溶解稀释后再用。在“浓缩大豆蛋白质”的生产中,用酸或有机溶剂脱糖沉淀蛋白时,则应尽量对其用较高的浓度,以便获得高的产率。在“纤维大豆蛋白质”的生产中,用酸固化蛋白纤维时,更应用较高浓度的酸,以便有利蛋白纤维的凝固。

3.3 沉淀作用

蛋白质自溶液中结絮或凝聚析出的现象,称为沉淀。某些酸、中性盐、重金属盐、有机溶剂和生物碱试剂,都可以使蛋白质发生沉淀作用。大豆蛋白质也具有这一性质。向大豆蛋白质溶液中,加盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)等酸至等电点、加硫酸氨((NH4)2SO4)至55%饱和度、加少量的熟石膏(CaSO4)或盐卤(MgCl2)等,都可以使其沉淀。酸等的应用,前文已有叙述;石膏和盐卤在制豆腐脑和豆腐中的应用,为人所熟知,这里不赘述。

图一、豆粕中大豆蛋白质的提取率与不同pH值的关系

图二、豆粕中蛋白质提取率与盐酸和氢氧化钠pH的关系

图三、提取温度对大豆蛋白质产率的影响

图四、提取温度对大豆蛋白质黏度的影响

图五、加热对消化时间的影响

表9、温度对大豆中的蛋白质溶解度的影响

序号 名 称 脱脂温度 ℃ 蛋白质溶解率 % 备 注

01 大 豆 未加热 ﹥90

02 低变性豆粕 60~65 85~90

03 高变性豆粕 90~100 ﹤25

表10、不同处理条件对大豆蛋白质理化性质的影响

序号 项 目 溶解度 % 黏度η 旋光度α 备注

一 酸浓度影响

01 离心沉淀 49.59 0.053 -47.47

02 5%硫酸沉淀 31.29 0.100 -34.07

03 13%硫酸沉淀 0.053 0.105 -31.81

二 硷浓度影响

01 豆粕的10%NaCl溶液 33.90 0.095 -36.61

02 豆粕的0.12%NaOH溶液 31.29 0.100 -34.07

03 豆粕的0.2%NaOH溶液 29.48 0.104 -31.05

三 有机溶剂影响

01 蛋白质沉淀未以乙醇乙醚处理 49.59 0.053 -47.47

02 蛋白质沉淀以乙醇乙醚处理 40.76 0.060 -35.93

4、大豆蛋白质的生产方法

从大豆中提取蛋白质食用,在我国已有三千多年的历史。做豆浆、豆腐脑和豆腐等豆制品的方法,是我国古代劳动人民所首创的。从本世纪50年代起,美、日等国对大豆蛋白质在食品上的应用进行了深入研究,并获得显著进展和成功,从此大豆蛋白质的生产由以工业用制品为主转为以食用制品为主。随着人类对食用蛋白质需要量的增长,从70年代起,年产1~2万吨生产规模的大豆蛋白质工厂相继出现;目前,完整而应用了现代技术的生产工艺和设备已建立起来。近年,国内对食用大豆蛋质的研究和生产,已开始重视,并取得了可喜的进展和成果。在此仅将部分制品的生产方法做简要介绍。

4.1 主要生产原料低变性豆粕的制备

各种大豆蛋白质的生产,不是直接以大豆而是直接以低温脱皮脱脂的低变性豆粕为原料,所以在介绍大豆蛋白质生产过程之前,先介绍一下豆粕的生产过程。

做为生产大豆蛋白质的主要原料豆粕,应当是低变性的。主要成分在表1中已示出。其蛋白质的可溶性氮(NSI),应占总蛋白氮的85%以上。其制备步骤如图六所示。

大豆 → 除杂 → 去皮 → 干燥 → 轧胚 → 溶剂脱脂 → 豆油脱溶剂

↓ ↓ ↓

豆 皮 豆粕脱溶剂 豆 油

冷 却

低变性豆粕

图六、低变性豆粕制备过程示意图

在制备过程中,应特别注意的是:干燥大豆的温度和豆粕中溶剂脱出的温度,都不应过高,应将品温控制在60~65℃左右,以便减少蛋白质的变性。如将大豆经高频处理后,再在更低温度下脱脂,则效果好。

“低温脱皮脱脂豆粕”生产步骤要点如下所述:

4.1.1 请选除杂 取优质未霉变的大豆,以振动筛除去杂质,以

除铁机除出去铁质。

4.1.2 洪 干 以转筒式洪干机在80~90℃下,将大豆的水分洪干至5~6%,以便有利于脱皮。

4.1.3 脱 皮 用破碎机将洪干的大豆粗破碎,然后用吸风式振动筛将豆皮吸出去,控制豆皮去除率在90%以上。

4.1.4 轧 胚 用轧胚机将破碎的大豆轧成片粒状,片厚为0.35~4.0㎜。

4.1.5 油脂浸出 用平转式或其它形式的连续浸出器,用溶剂浸出大豆中的油脂。即使油脂溶于溶剂中。

4.1.6 油脂脱溶剂 用蒸脱器经蒸汽加热蒸发溶剂,将溶剂从豆油中脱出;蒸出的溶剂经冷凝回收再用于油脂浸出。

4.1.7 豆粕脱溶剂 用蒸脱器通过蒸汽加热将豆粕中的溶剂脱出,控制豆粕品温保持在60~65℃。蒸出的溶剂经冷凝回收再用于油脂浸出。

4.1.8 豆粕冷却 将脱去溶剂的豆粕冷却到常温,装袋制得低温脱皮脱脂豆粕,供做生产各种大豆蛋白质的原料。

美国规定的低温脱皮脱脂豆粕的质量标准指标,如表1所列。

4.2 “分离大豆蛋白质”的生产方法

“分离大豆蛋白质”是一种粉状高级精制品。蛋白纯度:92%以上,可溶性氮:80%以上,脂肪0.5%以下,水分:7~8%,灰分3.0%以下。具有良好的发泡、乳化、吸油和纺丝性。它是通过以碱溶液使豆粕中的蛋白质溶解、以酸溶液使其沉淀析出等过程制成的。其生产工艺流程如图六所示。`

硷溶浸 → 离心分离 → 酸沉淀 → 离心分离 → 水洗与硷中和  

↑ ↑   ↑ ↓

豆粕及水和硷 盐酸 水和硷 加热灭菌改质

分离大豆蛋白质 ← 筛分与包装 ← 喷雾干燥 ← 浓缩与均质

图六、分离大豆蛋白质制备过程示意图

“分离大豆蛋白质”生产步骤要点如下所述:

4.2.1 溶 浸 在罐或连续提取器中,将豆粕分散在15~20倍的水中,以氢氧化钠(NaOH)水溶液将pH值调到9~11,于常温或55~60℃下搅拌溶浸2个小时左右;加入适量的Na2SO3或完全用Na2SO4调pH值,能改善产品的质量;加入适量的Ca(OH)2,能提高产率。溶浸后,采用空气压滤机过滤或离心机分离,除去不溶部分,将溶有蛋白质的溶液收集起来。

4.2.2 沉 淀 在罐或连续中和器中,用盐酸(HCl)或醋酸(CH3COOH)水溶液,将溶有蛋白质的溶液pH值调到大豆球蛋白的等电点4.2,使蛋白结絮凝聚沉淀。如果予先将溶液加热到80℃,并维持一定时间,然后急速冷却至5℃后再调pH值,则可改善产品的消化性及其他性质;通入SO2,可以使颜色增白。采用离心机离心分离除去清液,将蛋白凝乳收集起来。

4.2.3 中 和 在罐或连续中和器中,将蛋白凝乳分散在2~3倍的清水中,搅匀,再离心分离除去清液,收集蛋白凝乳。如此反复水洗2~3次。然后在罐或连续中和器中,以NaOH水溶液将水洗过的蛋白凝乳的pH值调到6~7,进行中和,使其接近中性。

4.2.4 改 质 在板式热交换器或管式加热器中,将中和了的蛋白凝乳急速加热到125-135℃,持续15~20秒,进行改质和灭菌,然后急速冷却到80℃以下。将经改质和灭菌了的蛋白凝乳,在浓缩罐中减压浓缩,使其蛋白浓度达到20~30%,并在均质机中将其均质。

4.2.5 干 燥 以压缩空气使调好浓度的蛋白凝乳经气流喷咀在喷雾干燥塔中形成雾状,进行喷雾干燥。进塔热风温度:180~250℃,出塔潮气温度:80~85℃;蛋白在塔中干燥历程时间:15~20秒。通过连续出料器,使干燥成的“分离大豆蛋白质”粉,从塔中排出并冷却到常温,筛分后包装于密闭的袋或容器中,制得分离大豆蛋白质成品。

4.3 “浓缩大豆蛋白质”的生产方法

“浓缩大豆蛋白质”也是一种粉状制品。蛋白纯度:70%以上,可溶性氮:80%以上,水分:8~10%;具有较好的乳化、吸油和吸水性。它是通过将豆粕中可溶性糖类溶解除去,使蛋白质沉淀分离出来的过程制成的。其生产工艺流程如图七所示。

豆 粕 → 脱糖。方法:盐酸法、有机溶剂法、金属盐法、蒸汽法、加热法

水溶性糖 ← 离心分离 → 水洗和硷中和 → 加热改质 → 浓缩和均质

↑ ↓

水和硷 浓缩大豆蛋白质 ← 喷雾干燥

图七、浓缩大豆蛋白质生产工艺流程示意图

“浓缩大豆蛋质”生产步骤要点如下所述:

4.3.1、脱 醣 豆粕中含有42%左右的碳水化合物(见表1),其中有半成数以上可溶性醣类。采用一定的方法,将其溶解分离出去,并出去盐类和一些低分子物质,获得一定纯度的大豆蛋白质。这个过程称为“脱醣”。脱醣有五种方法:①.等电点法:用稀HCl将豆粕与水的混合物的pH值调到4.2,使蛋白质结絮沉淀。②.有机溶剂法:用60~80%的乙醇或丙铜等有机溶剂,浸泡豆粕,使蛋白质变性凝聚沉淀。③.盐 法:将石膏(CaSO4)、盐卤(MgCl2)等金属盐加入豆粕与水的混合物中,使蛋白质凝聚沉淀.④.加热法:将豆粕与水的混合物加热至70℃(或用水直接浸泡热变性豆粕),使蛋白质凝聚沉淀。⑤.蒸汽法:用蒸汽加热豆粕,使蛋白质成为非溶解状态,再用水浸泡,则蛋白质凝聚沉淀出来.

4.3.2 后 处 理 经上述任意一种方法处理后,豆粕中的可溶性醣类等物质被溶解,用离心机离心分离除去溶液,所得沉淀物即为蛋白凝乳。将此蛋白凝乳,以在“分离大豆蛋白质”的生产中所采用的水洗与中和、加热灭菌与改质、浓缩与均质和喷雾干燥等相同方法处理,便使制得“浓缩大豆蛋白质”。

4.4 “组织大豆蛋白质”的生产方法

“组织大豆蛋白质”一般是颗粒状,所以又称颗粒大豆蛋白质。蛋白质纯度:60~80%,干品水分:10%左右。可烹调、有肉触感和咀嚼感。它是通过将蛋白质调成膏状并挤压或膨化成型等过程制成的。其生产工艺流程如图9所示。

分离大豆蛋白质工艺中的加热灭菌改质的蛋白乳

或者:浓缩或分离大豆蛋白质成品

固化剂 请水

↓ ↓ ↓

添加剂 → 制取蛋白膏 → 造粒机 → 固化 → 水洗 → 干燥

或者↓ ↓

翘式搅拌机 → 膨化机 → 粉碎 → 干燥 → 冷却 → 组织大豆蛋白质成品

图九、组织大豆蛋白质生产工艺示意图

“颗粒大豆蛋白质的生产步骤要点如下所述:

4.4.1 制 膏 将“分离大豆蛋白质“的生产中,制取的经“加热改质了的蛋白凝乳”,或直接将分离大豆蛋白质、浓缩大豆蛋白质成品,分散在水中;用碱(HCl)水溶液调节PH值,制成蛋白质凝乳,控制含水在20~30%左右;将其与适量的食盐、香料、味素和色素等调料混合,在研磨机中制成蛋白膏。

4.4.2 成 型 成型有两种方法:造粒法和膨化法。

4.4.2.1 造粒法成型 ①.造 粒:用造粒机机于120~150℃以下,将蛋白膏挤压成所需要的各种形状的颗粒。②.固 化:将挤出的颗粒浸于凝固浴中,于70~80℃下,固化5分钟。凝固液由浓度为2~5%的硫酸钙(CaSO4)、硫酸钠(NaSO4)的水溶液配成。③.水 洗:在水浴中浸泡固化了的蛋白颗粒,洗去其附在表面的酸、碱和盐,以筛除去洗液,成品于食盐水浸泡湿态下低温贮存或热风干燥后装袋密闭贮存。

4.4.2.2 膨化法成型 ①.膨 化:通过翘式搅拌机将蛋白膏送入膨化机中,膨化机壳体内有不同形状的齿形槽,向壳体内通入蒸汽,加热到180℃,压力为40~80KKg/C㎡,在此高温下蛋白质分子发生变性,颗粒状的形成分子排列整齐均匀的物体,在出口处由于减压蒸汽蒸发,蛋白颗粒成为空膛体状纤维状,整个过程约2分钟。②.粉 碎:用湿式粉碎机将上述纤维状物粉碎成一定大小的颗粒.③.干 燥:将制成的颗粒干燥并冷却后包装储存。

4.5 “纤维大豆蛋白质”的生产方法

“纤维大豆蛋质”是一种纤维丝状高级制品。蛋白纯度:70~80%,水分:20~30%,有韧性,可粘合成型,有动物瘦肉的咀嚼感。它是通过将蛋白质溶制成胶体,经纺丝、固化等过程制成的。其生产工艺流程如图八所示。

分离大豆蛋白质工艺中的加热灭菌改质的蛋白乳和HaOH或者:

大豆分离蛋白质和HaOH 凝固剂:食盐和醋酸 HaOH 清 水

↓ ↓ ↓ ↓

解 胶 → 过滤除杂 → 喷丝 → 固 化 拉 伸 → 中 和 → 水 洗

↓ ↓

干态纤维壮大豆蛋白质 ← 干 燥 ← 黏 合 ← 食盐水浸泡

↑ ↓

黏合剂 湿态纤维壮大豆蛋白质

图八、纤维大豆蛋白质生产工艺流程示意图

“纤维大豆蛋白质”生产步骤要点如下所述:

4.5.1 解 胶 在罐中,将在“分离大豆蛋白质”生产中制成的经“加热灭菌改质”了的蛋白凝乳,或将“分离大豆蛋白质”成品,分散在水中,以氢氧化钠(NaOH)水溶液调pH值到10~11,于50℃下搅拌半小时,制成浓度为15~18%的蛋白质胶液。

4.5.2 净 化 用空气压滤机或离心机过滤蛋白质胶液,除去未溶物,再在密闭罐中抽真空减压半小时,除去胶液中的气泡,制成纺丝原液。

4.5.3 喷 丝 用计量泵在2~3 Kg/C㎡的压力下,将纺丝原液压入喷丝头中,并使之喷出成纤维状。喷丝头以钛(Ti)或金(Au)、铂(Pt)的合金制成,孔径为φ0.1~0.075mm,孔数10000个以上。

4.5.4 固 化 将喷出的纤维丝直接浸入酸固化浴中,用盐酸(HCl)或醋酸(CH3COOH)固化,注意保持pH值稳定3~4。固化液由盐酸(HCl)及适量的硫酸钙(CaSO4)、氯化钙(NaCl)和明矾(KAl(SO4)2)的水溶液配成。

4.5.5 拉 伸 为增加纤维丝的强度和韧性,利用导辊直径和转速的不同,将固化了的丝拉伸。拉伸倍数1~1.5以宜。

4.5.6 中 和 将拉伸了的纤维丝浸入碱中和浴中,以氢氧化钠(NaOH)水溶液中和附在纤维丝体上过量的酸。注意使pH值稳定在5.0左右。

4.5.7 水 洗 将经中和的纤维丝浸入80℃的水浴中,洗去其丝体表面的酸、碱和盐。最后将制成的“纤维大豆蛋白质”于-5℃的食盐水中下保存。

4.5.8 最终处理 一种方法是将水洗过的纤维物浸在食盐水中低温保存;另一种方法是:用有热凝固性的蛋白质、糊精、树胶、鸡蛋清等做黏合剂,将纤维状物黏合,热风干燥后保存。

5 国内外对大豆蛋白质在食品中的应用

按上述方法制取的各种大豆蛋白质,都不是可以直接食用的最终产品,一般需以其做原料加工成各种食品制品的方式食用。国内外在食品中的应用状况,简要介绍如下。

5.1 国外对大豆蛋白质的应用

在美、日和欧洲等发达国家,大豆蛋白质已经广泛用于食品的各个领域,并被视为是最佳的保健和美容食品,可概括为如下六个方面。

5.1.1 在面食中的应用 大豆蛋白质可以广泛用于各种面食品中。将5~10%大豆蛋白质与面粉混合,可制取馒头、面包、饼干、蛋糕、米饼、小薄甜饼等各种西式糕点和面食等食品,不仅增加了蛋白质含量,而且可以改善色泽、口感、增加弹性和膨松度、防止变干变硬,有增白效果,并且增加吸水量。在面条、方便面、通心粉中,加入大豆蛋白质,会使其抗煮,吸水多出面率高,并且外观光泽好,有强力粉的口感。用于炸面圈时,由于大豆蛋白质可以防止油的浸透从而减少油的耗量,并能调节吸水量,使味道及表面颜色变好,膨松度更高。

5.1.2 在肉制品中的应用 在各种动物肉制品中添加大豆蛋白质,不仅可以改善制品的质量,而且由于蛋白质的“互补作用”,可以大大提高其营养价值。大豆蛋白质可以在香肠和大红肠等各种灌肠、火腿肉、肉丸子、肉饼、鸡卷、土耳其卷等肉制品中,代替淀粉做黏合剂和添加剂,可以改善口感、争强弹性、增加产品的吸水量。也可以与牛肉、鸡肉、猪肉混合在一起,制成汤和脱水肉等食品。加入5%的大豆蛋白质可以增加15%的吸水量,从而可以大大降低产品的成本。

在传统的中国食品馅饼、包子、饺子等食品中,掺加适量的(30%左右)大豆组织蛋白质,代替部分猪肉、牛肉、羊肉,不仅能减少食品中的动物脂肪和胆固醇含量,提高蛋白质含量,改善质量,而且还使其成本降低。

日本人习惯食用鱼肉。将大豆蛋白质与鱼肉混合制成“鱼糜”,不仅增加了营养价值,而且可以消除鱼的腥味;将组织或纤维大豆蛋白质与粉碎了的鱼肉混合制成“鱼肉松”,口感非常好,倍受欢迎。

各种肉罐头食品中,都可以添加大豆蛋白质。

5.1.3 在饮料和糖果中的应用 近年来国外含大豆蛋白质的饮料得到了发展,以大豆蛋白质为基础生产饮料,例如:用分离大豆蛋白质配以糊精、植物油、果葡糖浆、维生素等,制成“豆奶”、“豆奶粉”来代替“牛奶”、“全脂奶粉”饮用,也可以制成甜炼乳、酸奶饮用,还可以制成即冲即饮的类似“豆浆”的饮品和早餐麦片,也有制成类似柑橘等各种果汁的果汁清凉饮料的;在冷冻清凉食品中,以大豆蛋白质部分代替奶粉,制取冰淇淋、冰糕等清凉食品非常普遍。

碳酸饮料也可以添加大豆蛋白质。

以粉状大豆蛋白质全部或部分代替奶粉或牛奶,可以制造奶糖、蛋白糖、巧克力糖等糖果制品和奶酪。

5.1.4 在仿肉食品中的应用 为了增强食欲和情趣,在素膳中往往要求素食品与真正的动物肉食品相象。组织和纤维大豆蛋白质可做到这样。将组织或纤维大豆蛋白质湿化后配以各种佐料,可以作成各种面食品如包子、饺子等的馅和油炸肉饼、肉铺、培根肉片等“仿肉”食品。

纤维大豆蛋白质可以加工成多种形式的“仿肉”食品和菜肴,除可直接煎炒外,将其切断,调和入植物油、酱油、盐、味精、色素和香料等,用蛋清或淀粉等粘合剂粘合并整型,可制成肉脯、腊肉片、各种肉罐头、午餐肉、培根肉片等便于贮和推带的食品;也可整型成牛排、鸡腿、猪肉段等形状并着色,经煎炒烹炸,制成各式“仿肉素菜膳”菜肴;如果加入肉汁,会具有真动物肉的滋味;这种菜肴,从外观到咀嚼感、从品味到营养价值,几乎与用猪、牛、鸡、鱼等动物肉制成的制品没有区别,被称为“植物肉”(Soymee),在市场上很受欢迎。

另外,以调味加工过的组织或纤维大豆蛋白质为主,与磨碎的鱼肉或牛肉混合制成“鱼肉松”或“牛肉松”,它的保存性能好、蛋白价值高、胆固醇低,倍受到各种年龄人的欢迎。

5.1.5 在婴儿和儿童食品中的应用 美国对婴儿和儿童食品添加大豆蛋白质非常重视,2000年3月,美国政府正式批准:在学校和托儿所的午餐副食中,完全以大豆蛋白质取代动物肉类,并取消在1983年曾规定的在学生午餐副食中,大豆蛋白仅可占蛋白质摄入总量得30%,动物蛋白质应占70%的规定。

国外出售的很多婴儿和儿童食品中,都含有不同形式的大豆蛋白质。例如,一种蛋白含量高达35%的婴儿食品中,主要添加剂为大豆蛋白质。一家公司在他们生产的瓶装蔬菜和肉食品中应用了大豆蛋白质。有的公司生产的以大豆蛋白质为基础的婴儿食品是专为那些对牛奶有过敏反应的婴儿生产的。

5.1.6 其它用处 ①.作“要素膳”:将分离大豆蛋白质水解成低肽和氨基酸,称为“要素膳”,健康人服用可以增补营养和增强免疫力,患病者服用可以加速病愈。②.作发泡剂:用胃蛋白酶将大豆蛋白质水解,蛋白质在等电区的不可溶性即可消失。水解物可用作糖蜜的起泡剂,发泡糕饼中的起泡剂。这种水解物也可加到食品、糕饼的混合料中去,以增加鸡蛋蛋白质发泡时的体积。③.作泡沫稳定剂:用酸水解大豆蛋白质,水解物作酱油和与肉相似的香料啤酒中的泡沫稳定剂。这种与肉相似的香料是这样制成的:用盐酸水解大豆浓缩蛋白质,直至35~38%的总氮转变成氨基氮或54~89%的肽链断裂为止,然后用氢氧化钠调水解物pH值为4.5~7.0,并进行喷雾干燥。这种水解产物赋予性能温和的材料一种与肉相似的风味,这些材料可加到肉中作为增补剂或粘结剂,也可加到人造肉中。④.大豆蛋白质还有其他一些用途,例如可以作降低糖果生产中的粘稠度和通心粉的补充剂;也可以做冰激凌、甜炼乳、酸奶及其他食品中奶的代用品。美、日等国按照食品加工需求,生产出注射型、乳化型、凝胶型、分散型、肉粒、肉粉等80多种类型的产品,广泛应用于肉制品、乳制品、面制品、饮品、儿童食品、糖果、方便食品、冷冻食品等几十类食品中。

5.2 国内对大豆蛋白质的应用

大豆蛋白质在我国的应用数量很少且处于低级阶段,除主要以“豆腐”等形式食用外,刚刚开始的新用处主要在如下四各方面。

5.2.1 作黏合剂和添加剂 主要是制作香肠、火腿方肉等灌肠制品的黏合剂和添加剂,双汇集团在这方面获得成功,产品创出了名牌。可惜用的是外国技术和原料。 

5.2.2 分离大豆蛋白质饮品 北京九合食品有限公司最近推出了“分离大豆蛋白质饮品”, 以分离蛋白质添加大豆磷脂和大豆低聚糖及维生素E强化营养, 口感清香、柔滑、细腻,盒装,每盒含有12.5克的分离大豆蛋白质,在市场上很受欢迎。但刚开发出来不久,销量不大。

5.2.3 作 豆 奶 以全豆或高温脱脂豆粕,采用特定的工艺,配以糖等添加剂,有的加入牛奶或奶粉,,制成”豆粉”或称”豆奶”;目前有液体和固体两种剂型;液体的以维维集团的“七色豆奶”为最佳,据说年销售额已达十几亿元,占有豆奶国内市场80%的份额。固体的豆奶,多半是小厂生产,由于政府管理不到位、厂家粗制乱造,产品质量不好,主要供作中小学生早餐;学生被迫买回家后,多半扔到垃圾箱中。

5.2.4 作”植物肉 以高温脱脂豆粕,在小作坊理用膨化机膨化成片状的所谓“植物肉”,上不去柜台,只能在地摊上叫卖,质量极差、口感不好、难于下咽,吃过一次后再不问津,严重损害了大豆蛋白质的名誉;滑稽的是发明者却被破格提升为“教授”。

6、国内外生产发展概况与最新动态

6.1 国内外生产发展情况

6.1.1 国外情况 美、日等国在大豆蛋白质技术开发领域,早已居于垄断地位。大豆蛋白质产业在美国已经有40多年的历史,其于1883年开始对大豆蛋白质进行系统研究,在1939年大豆蛋白质在加工铜版纸上的应用获得成功,从而开始了以豆粕为原料的工业用大豆蛋白质的工业化生产。从二十世纪50年代起,美、日等国对大豆蛋白质在食品上的应用进行了深入研究,并获得显著进展和成功,从此大豆蛋白质的生产由以工业用制品为主转为以食用制品为主。随着人类对食用蛋白质需要量的增长,从二十世纪70年代起,年产1~2万吨生产规模的大豆蛋白质工厂相继出现;目前,完整而应用了现代技术的生产工艺和设备的产业体系已建立起来。美国目前年产量约70.0万吨,人均年占有量2800.0克,为成人年必须食用蛋白质量的8.5%,现在大豆蛋白质及其深加工产品遍及食品的各个领域,从提高国民身体健康水平出发,政府非常重视大豆蛋白质在食品中的应用,政府立法规定在一些食品中必须添加大豆蛋白质,并且对某些食品规定了最低添加量,目前添加大豆蛋白质的食品已有2500多种,2005年大豆蛋白质食品总销售额达到了69亿美元,较5年前增加12倍。丛生产到应用,日本并不亚于美国,特别是在低温脱皮脱脂豆粕的生产、纤维大豆蛋白质的生产和利用方面,居领先地位。从上世纪末期开始,美、日两国厂商加大了投资力度,在我国建设工厂,开始向我国市场进军,仅日本在我国就设了7个独资企业,目前我国大豆蛋白质市场60%以上的份额已被美、日两国占领。

6.1.2 国内情况 我国是大豆的故乡,自公元前164年汉朝刘安发明“豆腐”以来,对大豆的食用已有近2200年的历史。大豆蛋白质的生产,起步也比较早,长春蛋白质厂于1958年在我国首先开始了以豆粕为原料的工业用分离大豆蛋白质的生产,同时开展了食用分离大豆蛋白质研究和试制,并于1974~1976年,对粉状和纤维状食用分离大豆蛋白质及其部分制品的研究和试制,在国内首先获得成功。1994年日本不二株式会社在吉林省合资建厂,我国从此开始了食用分离大豆蛋白质的生产。国务院于1995年发布了“大豆行动计划”,并成立了“领导小组”,对大豆蛋白质的开发和利用,做出了具体要求和布属,大大推动了我国大豆蛋白质工业的发展。经十余年的努力,目前已有20个厂家,但主要厂家都是外商独资或中外合资,国内厂家规模小,技术和设备落后,即便是引进的,也仅是世界中下等水平。目前年产量约20万吨,50%出口,内销部分人均年占有量仅76.9克,为成人年必须食用蛋白质量的0.23%,仅为美国的2.7%。如前所述,在食品应用方面极为落后,还处于低级阶段。我国食用大豆蛋白质的生产和应用的发展速度,与国民经济的高速发展极不协调。我国大豆蛋白质的市场是非常大的,如果按人体必须摄取的蛋白质量的30%使用大豆蛋白质计算,则全国每年需要1280万吨的大豆蛋白质,价值约2600亿元,需要有5200万吨的大豆作基础生产原料。可见大豆蛋白质不仅有极大市场可开发,有利可图,而且与提高大豆的经济价值和增加农民收入也是休戚相关的。

6.2 国内外最新动态

6.2.1 国外最新动态 大豆蛋白质生产与应用最先进国家美国和日本,其生产技术成熟先进,已居于世界垄断地位;在食品中的应用也十分普遍。近年的最新动态主要是着重最终应用食品产品的开发和推广。按照食品加工需求,他们研究开发出了注射型、乳化型、凝胶型、分散型、肉粒、肉粉等80多种类型的产品,广泛应用于肉制品、乳制品、面制品、饮品、儿童食品、糖果、方便食品、冷冻食品等几十类食品中,在美国50个州中已有40个州立法规定将大豆分离蛋白质加入中小学生的营养餐中。美国FDA已通过相关法规,在一些食品中必须添加大豆蛋白质,并允许含有大豆蛋白的食品在标签上注明其具有保健作用。从20世纪90年代初起,大豆蛋白质食品在美国每年以10%~15%的速度增长,成为美国食品工业发展最快的行业之一。美国在制订政策鼓励大豆生产的同时,还特别大力发展大豆蛋白质食品的生产和应用。

大豆蛋白质食品在国外正以极高的速度发展。据报道,全世界含有大豆蛋白质的食品已达1.2万种以上,美国含大豆蛋白质食品的市场从2003年的1880亿美元,以年平均增长15%,预计到2008年将达到2020亿美元。其中含大豆蛋白质主食品年平均增长13%,2008年将达到1970亿美元;含大豆工程食品以年平均增长12.3%,到2008年将达到50亿美元,成为美国食品工业发展最快的行业之一。2002年欧洲大豆蛋白质食品销售额约14亿欧元,以大豆为基料的奶品,酸奶品,甜品,英国居最,占欧共体市场的30%,并以年超20%的速度增长。法国增长最快,2002年增幅达到了40%。新风味的豆奶,新功能的豆奶如雨后春笋出来,如大豆蛋白质饮料增幅达到15%~20%;并根据不同人群的特点,开发一系列的大豆分离蛋白质与不同的果蔬汁、多种维生素等结合的新一代营养复合型饮料;大豆营养棒的增长率达30%左右,市场规模达23亿美元左右。由于大豆具有得天独厚的营养保健优势,世界各国都争先研究开发。

6.2.2 国内最新动态 我国与发达国家大豆蛋白质工业和食品应用相比差距主要表现在:一是大多数企业的规模较小、加工设备和销售网络落后;二是传统大豆蛋白质食品仍为初级产品,在市场上多属低等级品;三是缺乏加工新型大豆蛋白质食品的先进技术,一些新型大豆蛋白质食品的纯度不够,还停留在原料级水平;四是应用产品品种少,国外添加大豆蛋白质的食品有一万多种,而我国不过数十种而已。我国大豆蛋白质生产和应用落后的状况,已经引起政府和有关方面的重视。2005年5月在北京召开了“第二届大豆食品发展论坛暨中国食品科学技术学会大豆食品分会成立大会”,分会的宗旨是“发挥学会的跨部门,跨地区,跨行业,跨学科,包容社会各界的优势,以及与国际食品科技组织联系广泛的特点,通过开展大豆食品方面国内外学术交流合作,倡导科学发展观,有效应用现代先进科技手段,提升研发水平,促进传统大豆食品推陈出新,创新产品层出不穷,不断满足人民营养健康的需求”。在科研方面。开始了大豆蛋白生产关键技术研究,主要是膜技术在大豆蛋白质生产中的应用,大豆生理活性因子的提取和纯化,新技术和新产品研发,大豆制品腥味快速检测技术,高水分大豆蛋白质组织化技术等;特别是大豆蛋白质水解的研究进展比较快,郑州粮食学院利用木瓜蛋白酶水解分离大豆蛋白质,获得较好的成果,但仅是实验室水平。在应用方面,仍然停留在灌肠、豆奶的初级阶段;新产品开发缓慢,仅北京九合食品有限公司在2005年开发出了“大豆分离蛋白饮品”新产品。

7 关于促进我国大豆蛋白质生产与应用的建议

鉴于上述情况,为加速我国食用大豆蛋白质工业的发展和提高国民的身体健康水平,提出如下几点建议。

7.1 政府采取有效措施,增强促进发展力度

建议政府和“‘国家大豆行动计划’领导小组”,进一步强化组织领导,在各级政府成立专门负责规范实施“国家大豆行动计划”的权威机构;把加速食用大豆蛋白质的生产和应用列为重点工作, 增大投资力度,出台扶持政策,促进食用大豆蛋白质的生产发展;“‘国家大豆行动计划’领导小组”协同国家食品工业生产和产品质量管理部门,出台像美国那样的在一些食品中必须添加大豆蛋白质的法规法令和各种大豆蛋白质食品质量标准,并给与技术与经济扶持政策。

7.2 工厂增强调整产品结构力度,生产有中国特色的产品

建议现有内资的相关企业,强化经营管理,联合科研和大专院校研究攻关,积极研究开发有自己知识产权的先进生产技术与设备和产品,多多生产符合中国人口味的、有中国特色的食品产品;借鉴发达国家的经验,改革经营方式和销售手段,创建富有竞争力的大型现代化集团企业,尽快夺回已经丢失的大豆蛋白质市场,大力开发13亿人口吃大豆蛋白质的广阔市场。

7.3 提高认识,加大宣传力度

建议把“发展食用大豆蛋白质的生产和应用”,提高到是“建设小康社会的一项任务“、是“增强国民身体健康素质的重要措施”的高度来认识;各相关报刊、网站、电视台等媒体部门,采取“科普教育”等形式,大力宣传“发展大豆蛋白质生产的意义、食用大豆蛋白质对提高身体健康的好处”,为推动大豆蛋白质产业的发展、普及大豆蛋白质的应用,担起积极导向作用。

笔者深信:在政府的重视下,在行业的拼搏下,在各个方面的支持下,我国的食用大豆蛋白质工业,一定会很快蓬勃发展起来,跨进世界先进行列!

[2006年3月23日于长春]

主要参考文献

1.刘长贵、曲永询:大豆蛋白质制造技术,1973.

2.商业部科技司:大豆蛋白质技术,1994.

3.Markley:Soyneans and Soybean products.1960.

4.柯 华:美国大豆加工技术新进展,2003.

5.经济参考:瞄准大豆蛋白引领健康消费,2006.

作者简介:刘长贵,男,1939年出生,高级生物化学工程师。呈经长期从事大豆蛋白质的研究与生产工作和玉米转化与深加工项目策划与管理工作。


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