豆浆前处理工艺对大豆蛋白凝胶性的影响

高长城，张莉弘，李可人，吴琼，邹险峰，于淑艳，*

（1.长春大学农产品深加工省重点实验室，吉林长春130022；2.吉林省食品检验所，吉林长春130103）

豆浆前处理工艺对大豆蛋白凝胶性的影响

高长城1，张莉弘1，李可人2，吴琼1，邹险峰1，于淑艳1，*

（1.长春大学农产品深加工省重点实验室，吉林长春130022；2.吉林省食品检验所，吉林长春130103）

以乳化稳定性和凝胶强度为指标，通过单因素和正交试验，探讨料水比、热处理时间、均质压力、乳化剂等对大豆蛋白凝胶性的影响。结果表明：料水比1∶7 g/mL，热处理温度90℃，时间10 min，单甘酯添加量0.75%，均质压力20 MPa时，凝胶强度为44.691 g，对大豆蛋白凝胶形成的阻碍作用较小。

豆浆；凝胶性；乳化稳定性；正交试验

大豆蛋白质是优质的植物蛋白质，不仅营养价值较高，还具有许多功能特性。大豆蛋白质的凝胶性是指其在一定条件下可形成凝胶结构的特性［1］。蛋白质凝胶形成，需蛋白质部分变性，使蛋白质分子伸展，以利于分子间形成更多相互作用，从而形成一定网络结构，锁住水分。影响蛋白质凝胶形成因素有：蛋白质组成、蛋白质浓度、pH、离子强度、成胶温度或时间等［2］。

方便豆腐脑粉是具有凝胶性的速溶豆粉，在其生产过程中，影响其凝胶性的因素较多，其中豆浆前处理中的工艺条件，如磨浆的料水比、热处理时间、均质压力、乳化剂等不仅影响着豆浆的乳化稳定性，对后期产品凝胶的形成也起着重要的作用。本实验通过单因素和正交试验，在保证豆浆乳化稳定性的基础上，对豆浆前处理阶段影响大豆蛋白凝胶强度的主要因素进行分析，尽可能减小阻碍凝胶形成的因素影响，为后期生产凝胶性较好的方便豆腐脑粉提供参考。

1　材料与方法

1.1仪器与材料

UV-2550紫外可见分光光度计：日本岛津；FA2204B电子天平：上海精密科学仪器有限公司；TA XTplus物性测试仪：英国SMS公司；8011S-1L高速组织捣碎机：Waring公司。

AH100D纳米超高压均质机：加拿大；LD4-2A台式离心机：北京京立离心机有限公司；JCT-DFJ35型果蔬彩色豆腐机：上海超通食品包装机械制造有限公司；M-80胶体磨：廊坊通用机械厂；DK—98—IIA数显恒温水浴锅：天津泰斯特仪器有限公司。

大豆，市售；葡萄糖酸内酯、单甘酯均为食品级。

1.2方法

1.2.1凝胶强度测定

物性仪TA XTplus（英国），探头：P/0.5；测前速度：1.00 mm/s；测试速度：0.5 mm/s；测后速度：10 mm/s；模式距离：20.000mm；检测温度为室温。

1.2.2豆浆乳化稳定性的测定

将经过热处理、加入单甘酯的豆浆均质后，用蒸馏水稀释30倍，离心5 min，离心机转数：4 000 r/min，在785 nm波长下测定离心前后的吸光度A。豆浆的稳定性：R=A2/A1式中，R为稳定性系数；A2为离心后的吸光度；A1为离心前的吸光度。R值≤1，R值越大，说明豆浆的稳定性越好，乳化效果越好［3］。

1.2.3试验设计

将在常温下浸泡好的大豆，以不同料水比进行磨浆，将豆浆在90℃进行不同时间的热处理，冷至65℃～70℃加入单甘酯，用高速组织捣碎机充分混匀后进行均质，按豆浆质量的0.35%添加葡萄糖酸内酯，90℃保温10 min，冷却至常温，用物性仪测定凝胶强度。

按料水比、热处理时间、单甘酯添加量、均质压力进行单因素试验，在单因素试验的基础上进行正交试验，考察各因素对大豆蛋白凝胶强度的影响。

2　结果与分析

2.1单因素试验

2.1.1料水比对大豆蛋白凝胶强度和稳定性的影响

将浸泡好的大豆按料水比1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10 g/mL进行磨浆，除渣后，将豆浆加热到90℃，保温10 min，冷至65℃～70℃，分别按0.5%加入单甘酯，用高速组织捣碎机充分混匀后，在20 MPa进行均质，然后分别按0.35%加入葡萄糖酸内酯，90℃保温10 min。实验结果见图1。

图1　料水比对大豆蛋白凝胶强度和稳定性的影响Fig.1Effect of the ratio of water on the soy protein gel properties and emulsion stability

由图1可以看出，凝胶强度在料水比1∶7 g/mL时最高，随着料水比的增大，凝胶强度逐渐降低。这是随着料水比的增大，豆浆中的蛋白质含量逐渐降低，影响着凝胶强度逐渐降低。R值在料水比1∶7 g/mL时最高，稳定性最好。因此选择料水比1∶6、1∶7、1∶8 g/mL为正交因素水平。

2.1.2热处理时间对大豆蛋白凝胶强度和稳定性的影响

将浸泡好的大豆按料水比1∶7 g/mL进行磨浆，除渣后，将豆浆加热到90℃，分别保温5、10、15、20、25 min，冷至65℃～70℃，分别按0.5%加入单甘酯，用高速组织捣碎机充分混匀后，在20 MPa进行均质，然后分别按0.35%加入葡萄糖酸内酯，90℃保温10 min。实验结果见图2。

图2　热处理时间对大豆蛋白凝胶强度和稳定性的影响Fig.2Effect of the heat treatment time on the soy protein gel properties and emulsion stability

由图2可以看出，凝胶强度随加热时间增加而逐渐增高，在加热15 min后，凝胶强度有所降低。这是由于加热时间过长，蛋白上的巯基被氧化，可形成分子间的二硫键减少，因此凝胶强度降低［4］。R值在加热10 min时最高，随着加热时间增加逐渐降低。从保证食品安全、蛋白适度变性以及获得较好的乳化稳定性考虑，选择热处理时间10、15、20 min为正交因素水平。

2.1.3单甘酯添加量对大豆蛋白凝胶强度和稳定性的影响

将浸泡好的大豆按料水比1∶7 g/mL进行磨浆，除渣后，将豆浆加热到90℃，保温10 min，冷至65℃～70℃，分别按0.25、0.5、0.75、1.0、1.25%加入单甘酯，用高速组织捣碎机充分混匀后，在20 MPa进行均质，然后分别按0.35%加入葡萄糖酸内酯，90℃保温10 min。实验结果见图3。

图3　单甘酯添加量对大豆蛋白凝胶强度和稳定性的影响Fig.3Effect of the amount of monoglycerides on the soy protein gel properties and emulsion stability

单甘酯由于既包含亲油基团又包含亲水基团，在豆浆体系中会按其分子内极性发生定向排列，从而能降低油水的界面张力，并且可以形成提高脂肪颗粒的扩散性、阻止或减缓脂肪分离和使液滴在相互碰撞中不易聚结的界面膜，从而防止脂肪上浮，达到稳定的效果［5］，但乳化剂的加入确实会对凝胶的形成产生一定的影响［3］。

由图3可以看出，单甘酯添加量在0.5%时，凝胶强度和R值最高，说明对凝胶的形成阻碍作用最小，稳定性最好。因此选择单甘酯添加量0.25%、0.5%、0.75%为正交因素水平。

2.1.4均质压力对大豆蛋白凝胶强度和稳定性的影响

将浸泡好的大豆按料水比1∶7 g/mL进行磨浆，除渣后，将豆浆加热到90℃，保温10 min，冷至65℃～70℃，分别按0.5%加入单甘酯，用高速组织捣碎机充分混匀后，选择20、30、40、50、60 MPa进行均质，然后分别按0.35%加入葡萄糖酸内酯，90℃保温10 min。实验结果见图4。

图4　均质压力对大豆蛋白凝胶强度和稳定性的影响Fig.4Effect of the homogeneous pressure on the soy protein gel properties and emulsion stability

由图4可以看出，凝胶强度随均质压力增高逐渐降低，说明均质压力增高对凝胶的形成有较大的阻碍。R值在均质压力30 MPa时较高，随着压力增高，其稳定性也逐渐降低，因此选择均质压力20、30、40 MPa为正交因素水平。

2.2正交试验

根据单因素试验，确定正交试验因素水平见表1，正交试验设计及结果见表2。

表1　正交试验因素水平表Table 1Factors and levels for orthogonal array design

表2　正交试验结果表Table 2Results of the orthogonal test

由表2可看出，各因素对大豆蛋白凝胶强度影响的顺序为，料水比＞单甘酯添加量＞热处理时间＞均质压力＞，最佳因素为A2B1C3D1，即料水比1∶7 g/mL，热处理时间10 min，单甘酯添加量0.75%，均质压力20 MPa。

各因素对R值影响的顺序为，均质压力＞热处理时间＞料水比＞单甘酯添加量，最佳因素为A2B3C3D1。即料水比1∶7 g/mL，热处理时间20 min，单甘酯添加量0.75%，均质压力20 MPa。

在方便豆腐脑粉生产中，豆浆前处理工艺是加工的重要环节。本实验在保证豆浆乳化稳定性的基础上，尽可能减少豆浆前处理阶段对大豆蛋白凝胶的形成产生阻碍，以保证喷雾干燥后的产品有较好的凝胶性。综合考虑，确定豆浆前处理工艺为：料水比1∶7g/mL，热处理温度90℃，时间10 min，单甘酯添加量0.75%，均质压力20 MPa。在此条件下做验证实验，3次平行实验取平均值，凝胶强度为44.691 g，R值为0.956。

3　结论

通过单因素和正交试验，综合考虑，优化豆浆前处理工艺条件为：料水比1∶7g/mL，热处理温度90℃，时间10 min，单甘酯添加量0.75%，均质压力20 MPa。在此条件下，凝胶强度为44.691 g，豆浆的乳化稳定性较好，对豆浆前处理阶段大豆蛋白凝胶阻碍较小，为方便豆腐脑粉加工生产提供了参考。

［1］赵晋府．食品工艺学［M］．北京：中国轻工业出版社，2013：482

［2］田其英．两种干燥方式对大豆分离蛋白凝胶强度影响［J］．粮食与油脂，2009（4）：18-19

［3］任媛媛．不同乳化剂对大豆蛋白质凝胶特性的影响及乳化条件的优化［J］．粮油加工，2005（3）：69-71

［4］任媛媛．即食豆腐脑加工工艺［D］．北京：中国农业大学，2005：12

［5］朱伟光，汪立平，余骏．豆浆稳定性工艺优化的研究［J］．大豆科学，2009，28（5）：898-901

［6］李荣和．大豆深加工技术［M］．北京：中国轻工业出版社，2010：138

［7］石彦国．大豆制品工艺学［M］．北京：中国轻工业出版社，1993：116

Effect of Soya-bean Milk Pretreatment on Soy Protein Gel Properties

GAO Chang-cheng1，ZHANG Li-hong1，LI Ke-ren2，WU Qiong1，ZOU Xian-feng1，YU Shu-yan1，*
（1.Key Laboratory of Agricultural Products Processing，Changchun University，Changchun 130022，Jilin，China；2.Jilin Province Food Inspection Institute，Changchun 130103，Jilin，China）

Using emulsion stability and gel strength as indicator，through single factor and orthogonal experiment，the effect of the ratio of water，treatment time，homogeneous pressure and emulsifier on the soy protein gel properties were investigated.The results showed that water ratio was 1∶7 g/mL，heat treatment temperature was 90℃，treatment time was 10 min，the amount of monoglycerides was 0.75%and homogeneous pressure 20 MPa，the gel properties was 44.691 g and the effect on hinder the formation of soy protein gel was smaller.

soya-bean milk；gel properties；emulsion stability；orthogonal experiment

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.13.003

2014-07-18

长春市科技计划项目（2013179）

高长城（1962—），男（汉），教授，本科，研究方向：大豆深加工。

于淑艳（1962—），女（汉），高级工程师，本科，研究方向：农产品深加工。