6. 豆制品的主要原料 —— 蛋白质

6. 豆制品的主要原料 —— 蛋白质

大豆 大豆由种皮、子叶和胚组成。种皮在籽粒的最外部,约占种子重量的 8%。大豆种皮的颜色可分为,青、双色、黄、黑、褐(蛋白质含量从高到低排序)。 大豆组成 尺寸: 子叶约占整个大豆重量的 90%。 大豆子叶细胞的平均大小为:44.9µm x 37.8µm。 观察到的最小细胞大小为:21.0µm x

大豆

大豆由种皮、子叶和胚组成。种皮在籽粒的最外部,约占种子重量的 8%。大豆种皮的颜色可分为,青、双色、黄、黑、褐(蛋白质含量从高到低排序)。

大豆组成

尺寸:

  • 子叶约占整个大豆重量的 90%。
  • 大豆子叶细胞的平均大小为:44.9µm x 37.8µm
  • 观察到的最小细胞大小为:21.0µm x 15.8µm
  • 最大细胞为:63.1µm x 57.9µm
  • 大豆子叶细胞壁的平均厚度为:2.84µm

营养物质组成:

  • 贮藏细胞中的蛋白质约占大豆蛋白质总量的 90%。蛋白质从大豆成熟中期就出现在细胞质中,成熟后就保留。
  • [[蛋白体间隙]]和圆柱体之间,还有呈现溶解状态的糖及呈小颗粒状态的淀粉;随着成熟度的增加,淀粉颗粒快速减少。
  • 胚由胚芽、胚轴、胚根构成,约占整个大豆重量的 2%,也是大豆生物活性蛋白的主要贮存之处。

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大豆蛋白质组成

2S 大豆蛋白(热稳定性高):

2S 大豆蛋白的分子量相对较小,一般在 8000~21500 Da,其占比约 15%,易溶于水,工业离心机难以回收,并且在制作豆制品方面几乎不发回作用。

2S 大豆蛋白的特性:

  • 2S 蛋白亲水性: 2S 蛋白表面含有较多的亲水性氨基酸残基。这使得它与水分子间的相互作用(水合作用)很强,能够被水分子很好地包围起来。
  • 无法参与凝胶网络: 豆腐制作过程中,凝固剂的作用是使蛋白质分子交联形成一个三维网络。但是 2S 蛋白分子太小,无法有效地被这个网络捕获。豆腐凝固和压制过程中,大部分 2S 蛋白会一直保持溶解状态,随着被挤压出的乳清一统流失。
  • 2S 蛋白与酸浆豆腐的关系: 酸浆豆腐制作过程中,利用乳清中的营养物质为乳酸菌提供养料,产生大量“乳酸”,即“酸浆”。而酸浆的凝固能力并不来源于蛋白质,而是来自于发酵过程中产生的乳酸,这些乳酸会降低豆浆的 pH 值,使其达到大豆蛋白的等电点,从而促使蛋白质凝固。这个机理与葡萄糖酸内酯(GDL)凝固豆腐的原理非常相似。而 2S 蛋白仅作为微生物的养料(分解为氨基酸)。

7S 大豆蛋白(热敏感、易变性):

7S 大豆蛋白约占大豆总蛋白的 30 ~ 40%,于 70℃ 开始热变性,蛋白质溶液的黏度显著增加,7S 组分含量高的大豆制得的豆腐组织就比较细腻。

7S 大豆蛋白的特性:

  1. 易热变性: 这是 7S 大豆蛋白的一个重要特性。7S 大豆蛋白对热相对更敏感,在加热到一定程度后会较早的发生 热变性
  2. 乳化性和起泡性: 7S 蛋白具有优异的乳化性和起泡能力。在制作豆浆或豆腐时,它的存在能 帮助脂肪和水均匀混合,并形成细腻稳定的泡沫 。这也是 嫩豆腐口感顺滑、细腻 的重要原因之一。
  3. 对豆腐质地的影响: 7S 蛋白含量高的大豆,生产出的豆腐通常质地更为柔软、更光滑。因此,更适合做嫩豆腐或内酯豆腐

7S 蛋白就像水泥中的添加剂,它能让豆浆更均匀、更细腻,是的最后的“墙面”看起来更光滑。

11S 大豆蛋白:

大豆蛋白中 11S 大豆蛋白时含量最高的蛋白质成分,占大豆蛋白质的 41.9%。但就组成而言,11S 大豆蛋白的组分比较单一,到目前为止仅发现一种 11S 球蛋白。11S 蛋白也是一种糖蛋白,由于疏水键和二硫键的作用,使其具有稳定坚实的结构。

11S 大豆蛋白的特性:

  1. 冷沉性: 脱脂大豆的水浸出蛋白液在 0 ~ 2℃ 的水中放置后,约有 86% 的 11S 组分蛋白沉淀出来。利用这一特点,可以分离浓缩 11S 组分(纯度可高达 80% ~ 85%)。

  2. 高温热变性:

  • 在没有氯化钠的条件下加热,11S 蛋白凝胶在 80℃ 时获得最大硬度。
  • 在高离子浓度下,在 90℃ 下才能获得最大的凝胶硬度。

因为 11S 蛋白对离子浓度很敏感,低离子浓度下,在 70℃ 下产生解离作用,80℃ 下完全解离;而在高离子浓度下,解离作用在 90℃ 时开始,100℃ 时解离完成。

  1. 较多的氢键: 变性后的 11S 蛋白相比 变性后的 7S 蛋白具有更多的氢键和疏水键,从而使疏水作用增强。较多的氢键和疏水键也是 11S 蛋白形成的豆腐更坚实、更有韧性、保水性强的原因。

11S 蛋白在 100℃ 下,形成凝胶的最低蛋白浓度是 2.5%。增加蛋白浓度和加热时间,凝胶可以变硬一些。

pH 值对 11S 组分蛋白的影响:

等电点(pl)与凝胶形成的关系:

每一种蛋白质都有一个等电点,这是指蛋白质分子所带的 净电荷为零 时的 pH 值。对于 11S 大豆蛋白来说,其等电点大约在 pH 5.0 左右。

当豆浆的 pH 值调整到接近 11S 组分蛋白的等电点时,会发生以下情况:

  • 电荷中和: 蛋白质分子表面的正电荷和负电荷相互抵消,分子间的静电斥力减到最小。
  • 聚集增强: 由于斥力减弱,蛋白质分子可以更自由地靠近,内部的疏水基团更容易相互结合。
  • 形成凝胶: 在加热和凝固剂的作用下,这些分子迅速聚集,形成一个坚固而致密的凝胶网络。

pH 值对豆腐质地的影响:

  • 酸性凝固剂(如葡萄糖酸内酯 GDL): 其在水中会缓慢水解产生葡萄糖酸,使豆浆的 pH 值从约 6.5 ~ 7.0 逐渐降低到 5.0 左右,正好接近 11S 组分蛋白的等电点。这种缓慢的 pH 值变化是的蛋白质分子有时间均匀地聚集,从而形成质地非常 细腻、光滑、保水性好 的内酯豆腐。

所以,在制作内酯豆腐时,我们并不需要添加二价阳离子来拉拢蛋白质,仅通过降低静电斥力,就能利用蛋白质自身的特性来产生凝胶。正是因为没有二价阳离子联合蛋白质形成的坚实三维网络,内酯豆腐的口感会极为嫩滑。

  • 碱性环境: 如果 pH 值高于等电点,蛋白质分子带负电荷,相互之间有 较强的静电斥力。在这种环境下,凝胶的形成会更困难,即使形成,也会比较 松散
  • 酸性环境(非等电点): 如果 pH 值远低于等电点,蛋白质分子带正电荷,同样会因为 静电斥力 而难以形成坚实的凝胶。
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