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CN111436576B - 一种基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法及产品 - Google Patents

一种基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法及产品 Download PDF

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CN111436576B CN202010310396.5A CN202010310396A CN111436576B CN 111436576 B CN111436576 B CN 111436576B CN 202010310396 A CN202010310396 A CN 202010310396A CN 111436576 B CN111436576 B CN 111436576B
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Abstract

本发明公开了一种基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法及产品，该方法包括：将大豆分离蛋白与水混合后，依次加入盐类、色素和调味剂进行分别剪切搅拌混合；再加入植物油和大豆卵磷脂，通过剪切搅拌进行乳化反应；向其中加入亲水性多糖类物质；亲水性多糖类物质为结冷胶和木薯淀粉的混合物；添加mTG酶，在45～55℃下，持续搅拌；经灭酶处理后，得到蛋类替代品。本发明通过添加亲水性多糖类物质结冷胶和木薯淀粉改善大豆分离蛋白在加热过程中的凝胶品质，并利用mTG酶与大豆分离蛋白的共价交联作用，在特定温度条件下，解决了植物类蛋白凝胶制品结构松散、不易成型的问题，提供了一种新的蛋类替代品及其加工工艺。

Description

一种基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法及产品
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法及产品。
背景技术
鸡蛋是人们日常饮食中不可或缺的食品和食品组分。生产鸡蛋的每一个环节，如饲料生产、动物排泄物，都在加重地球环境的负担。联合国粮农组织(FAO)数据显示，与人类活动相关的温室气体排放量的9％来自畜牧业，但其产生的更为有害的温室气体的比例高得多。如果去掉饲养动物这一环节，直接使用植物作为原料来生产“鸡蛋”，无疑将节省大量耗能、减轻对环境的压力。因此，我们希望通过技术改变传统的鸡蛋生产过程，用植物生产具有同等营养价值与口感的“替代蛋”。鸡蛋富含充足的蛋白质，其蛋白质的氨基酸比例很适合人体生理需要、易为机体吸收，利用率高达98％以上，营养价值很高。但是，鸡蛋中也含有较高含量的胆固醇，以及存在沙门氏菌污染问题，对饮食健康可能存在一定影响。其次，鸡蛋有限的货架期、鸡蛋的供应与价格受季节性波动影响显著等，给大批使用鸡蛋的食品制造商带来困扰。为了满足消费者和食品制造商的需求，急需寻求可以替代传统鸡蛋的经济替代品，以植物蛋白为主要成分的组合物可替代蛋及蛋制品在食品中的应用。
目前，已有很多专利研究提出了各种鸡蛋代用品组合物。列举以下几个已有的专利：US4296134提供了一种液体鸡蛋混合物产品，不含胆固醇，脂肪含量低于1.25％，该混合物包含60-96份液态天然鸡蛋蛋清(按重量计)、0-18份水、2-10.5份蛋白质替代物和少量稳定剂、调味剂、着色剂等。US4120986公开了一种可替代全蛋的新型混料浓缩物，专门用于蛋糕和蛋糕相关产品。包含25-55％的蛋白质、5-15％的脂肪、25-50％的碳水化合物，并加入乳化剂、稳定剂、预凝胶化淀粉和树胶加工成了一种蛋替代品。US4360537提出了由蛋白质、食用油和其他食品成分组成的脂蛋白乳化体系，可替代蛋糕、甜甜圈、松饼等类似产品中的蛋黄。该专利中还描述了制备用于蛋糕的液体或干燥形式的脂蛋白乳剂的的方法。US4103038公开了一种包含超滤乳清蛋白、脂肪和乳化剂为基础的鸡蛋代用品组合物。US10070655B2公开了一种鸡蛋代用品组合物，包括淀粉、脂肪和水胶体体系(水胶体和交联剂的混合物)。该组合物能应用到任何用到生鸡蛋的组合中。CN1069756A提供了一种不含蛋黄或蛋清的代蛋组合物，该组合物包含30-70％的乳清蛋白，5-65％的脂肪或油，0.2-17％的食品乳化剂(优选卵磷脂)。该组合物的胆固醇含量低，多不饱和脂肪与饱和脂肪的比例高，并且不含抗生素。AU2012332180A1公开了可以用作蛋代用品的非蛋组合物及其制造方法。该组合物中包含蛋白质(豆类或豌豆蛋白等植物基蛋白)、酶、脂肪、营养素(维生素和胆碱)、淀粉、树胶、卵磷脂等。可通过干混来制备组合物。CN102326795该发明公开了一种用于烘焙和非焙烤食品的鸡蛋替代品及其制备方法。所述替代品包含小麦蛋白和其他蛋白质、乳化剂、脂肪、食品胶、盐及碳水化物。对于用于焙烤和非焙烤食品的替代物来说，各组分的含量是不同的。CN1750763A提供了一种低胆固醇含量(低于0.5％)的鸡蛋代用品浓缩物。该鸡蛋代用品浓缩物包含40-85％的蛋白质(大豆蛋白、乳蛋白和卵清蛋白的组合物)，0.5-15％的碳水化合物。CN1917780A提供了一种低胆固醇含量的鸡蛋代用品组合物，可用于制备焙烤食品。它包括35-85wt％的蛋白质(以干物质计，包括大豆蛋白和卵清蛋白)、10-50wt％的植物油、0.5-5wt％的硬脂酸乳酸盐、0.5-5wt％的碳水化合物及不超过3wt％的卵磷脂。该专利还提供了利用该鸡蛋代用品组合物制备焙烤食品的方法。
上述研究都制备出既综合天然鸡蛋的期望特性而又剔除某些不期待因素的蛋替代品。但是，以上鸡蛋替代品中大多使用单一的动物蛋白(如乳清蛋白、卵蛋白等)或某动物蛋白与植物蛋白的组合物(如大豆蛋白和乳蛋白搭配使用)作为产品配方，很少有以单一植物蛋白作为主要原料。此外，在制备方面，鸡蛋代用品加工时可能涉及复杂的加工流程，还需要昂贵的仪器设备等。并且还发现，现有的蛋替代品主要注重于制备方面，常见于蛋类成品的制备，较少见用于煎蛋、炒蛋或焙烤等体系，且没有太多关注该鸡蛋替代物与天然鸡蛋的营养特性比较。
发明内容
本发明提供了一种基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法及产品，该方法能够将原属于植物蛋白的大豆分离蛋白制备成能够成型且符合消费者需求的蛋类替代品，该蛋类替代品不仅加工工艺简单，不需要复杂或昂贵的仪器设备，且具备低热量、低脂肪、零胆固醇和无抗生素等特点，价格成本相较传统鸡蛋也具有优势，适合于制备炒蛋、煎蛋、面包和小汉堡蛋夹层等中西式蛋类食物。
具体技术方案如下：
一种基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法，包括以下步骤：
(1)将大豆分离蛋白与水按比例混合均匀后，依次加入盐类、色素和调味剂分别进行剪切搅拌混合，得到混合物I；
(2)再向混合物I中加入植物油和大豆卵磷脂，通过剪切搅拌进行乳化反应，得到乳化混合物；
(3)取乳化混合物，向其中加入亲水性多糖类物质，搅拌混匀后，得到混合物II；
所述亲水性多糖类物质为结冷胶和木薯淀粉的混合物；所述大豆分离蛋白与亲水性多糖类物质的质量比为8～12:0.2～0.4；
(4)向混合物II中添加mTG酶，在45～55℃下，持续搅拌，得到混合物III；
(5)混合物III经灭酶处理后，得到蛋类替代品。
现有技术中，用于作为蛋类替代品制备原料的大多是动物类蛋白，而植物类蛋白(如大豆分离蛋白)在乳化状态下溶解度低，且所制备的凝胶产品结构松散、不易在加热条件下成型等原因，通常不作为蛋类替代品制备的常规原料。本发明创新之处就在于：克服现有技术的不足，通过添加亲水性多糖类物质结冷胶和木薯淀粉改善大豆分离蛋白在加热过程中的凝胶品质，并利用mTG酶与大豆分离蛋白的共价交联作用，在特定温度条件下，解决了植物类蛋白凝胶制品结构松散、不易成型的问题，提供了一种新的蛋类替代品及其加工工艺。
大豆分离蛋白的分子结构与鸡蛋蛋白质存在很大差异。大豆分离蛋白是一种大分子蛋白，具有植物球蛋白普遍的紧凑性结构，组成具有高度的不均一性，分子空间结构较为复杂，使其难以溶解；在自然状态下，大豆分离蛋白无法在谷氨酰胺转氨酶(mTG)的作用下发生交联。而试验发现，若使用加热改性和剪切搅拌配合的方式进行处理，可以提高大豆分离蛋白的溶解性，使其暴露底物氨基酸，提高与mTG酶发生交联作用的敏感性，并在mTG酶的作用下达到交联的目的，形成鸡蛋样网络凝胶状结构；当然，加热的温度有严格的要求，当反应温度太低则无法达到mTG酶的催化交联条件，而当温度过高时蛋白质发生变性且酶失活。此外，添加特定的亲水性多糖类物质能够使大豆分离蛋白在烹饪加热变性的过程中与多糖成分相互作用，起到提高凝胶强度、改善凝胶品质的作用，从而能更好地模拟鸡蛋的凝胶质地。
进一步地，步骤(1)中，所述水与大豆分离蛋白的质量比为80～90:8～12；各组分加入时，分别剪切搅拌2～5min与大豆分离蛋白充分混匀。
进一步地，步骤(1)中，所述盐类为0.1～0.3:0.2～0.4的焦磷酸钠和氯化钠的混合物，盐类与大豆分离蛋白的质量比为0.4～1:8～12。
进一步地，步骤(1)中，所述色素为姜黄素，色素与大豆分离蛋白的质量比为0.01～0.03:8-12；所述调味剂为洋葱粉末，调味剂与大豆分离蛋白的质量比为0.1～0.5:8～12。
进一步地，步骤(1)中，所述剪切搅拌的剪切速率为20000-30000r/min。
进一步地，步骤(2)中，以步骤(1)加入的大豆分离蛋白为基准，所述植物油与大豆分离蛋白的质量比为2～4:8～12；大豆卵磷脂与大豆分离蛋白的质量比为0.2～1:8～12；各组分加入时，分别剪切搅拌2～5min与大豆分离蛋白充分混匀。
进一步地，步骤(3)中，所述结冷胶和木薯淀粉的质量比为0.1～0.2:0.2～0.3。
进一步地，步骤(4)中，以步骤(1)加入的大豆分离蛋白为基准，所述mTG酶与大豆分离蛋白的质量比为0.4～0.8:8～12；所述持续搅拌的时间为10～20min。
进一步地，步骤(5)中，所述灭酶处理为：90-95℃加热处理1-2min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过添加亲水性多糖类物质结冷胶和木薯淀粉改善大豆分离蛋白的凝胶品质，并利用mTG酶与大豆分离蛋白的共价交联作用，在特定温度条件下，解决了植物类蛋白结构松散、不易成型的问题，提供了一种新的蛋类替代品及其加工工艺。
(2)本发明方法能够将原属于植物蛋白的大豆分离蛋白制备成能够成型且符合消费者需求的蛋类替代品，该蛋类替代品不仅加工工艺简单，不需要复杂或昂贵的仪器设备，且具备低热量、低脂肪、零胆固醇和无抗生素等特点，价格成本相较传统鸡蛋也具有优势，适合于制备炒蛋、煎蛋、面包和小汉堡蛋夹层等中西式蛋类食物。
附图说明
图1为实施例1制得的植物基蛋类替代品制作的炒蛋和真鸡蛋制作的炒蛋的感官评价分析图；
其中，图A为由植物基蛋类替代品制作的炒蛋和由真鸡蛋制作的炒蛋的感官评价分析图；图B为由植物基蛋类替代品制作的炒蛋和由真鸡蛋制作的炒蛋在口感上对比图；由真鸡蛋制作的炒蛋以满分10分作为参考。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，以下列举的仅是本发明的具体实施例，但本发明的保护范围不仅限于此。
实施例1
一种基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法，各原料组分的配比如下：
Figure BDA0002457369360000041
Figure BDA0002457369360000051
具体步骤如下：
(1)将大豆分离蛋白与水按比例混合均匀后，依次加入焦磷酸钠、氯化钠、姜黄素和洋葱粉末分别进行剪切搅拌混合，得到混合物I；各组分加入时，分别剪切搅拌3min与大豆分离蛋白充分混匀，剪切搅拌的剪切速率为25000r/min。
(2)再向混合物I中加入植物油和大豆卵磷脂，通过剪切搅拌进行乳化反应，得到乳化混合物；
(3)取乳化混合物，向其中加入结冷胶和木薯淀粉的混合物，搅拌混匀后，得到混合物II；各组分加入时，分别搅拌3min与大豆分离蛋白充分混匀；
(4)向混合物II中添加mTG酶，在50℃下，持续搅拌，时间为15min，得到混合物III；
(5)混合物III经92℃-1min加热灭酶处理后，得到蛋类替代品(即植物基蛋类替代品)。
将所制备的蛋类替代品按平常煎鸡蛋或炒鸡蛋的方式进行加工烹饪即可，将其倒入不粘锅中，可先在锅中添加少许油，翻动炒制，就可获得煎蛋或炒蛋了。由该实施例所加工形成的煎蛋和炒蛋，整体效果最好。在色泽、组织形态、质地和口感上和真正的炒鸡蛋和煎蛋相似度最好。
将实施例1制得的植物基蛋类替代品制作的炒蛋和真鸡蛋制作的炒蛋做感官评价分析；由图1所示，总体上，由所述植物基蛋类替代品制作的炒蛋和真鸡蛋制作的炒蛋，在色泽、组织形态、气味及口感上都较为接近，相似度较高。
下表中对普通鸡蛋和本实施例制得的植物基蛋类替代品在营养方面做出了比较。
Figure BDA0002457369360000052
Figure BDA0002457369360000061
对比例1
本对比例除步骤(1)不同外，其余内容与实施例1相同。
步骤(1)为：将绿豆分离蛋白与水按比例混合均匀后，依次加入焦磷酸钠、氯化钠、姜黄素和洋葱粉末分别进行剪切搅拌混合，得到混合物I；各组分加入时，分别剪切搅拌3min与大豆分离蛋白充分混匀，剪切搅拌的剪切速率为30000r/min。
结果：将大豆分离蛋白替换为绿豆分离蛋白后，按照相同的配方比例和加工步骤所得到的蛋类替代品无法达到类似于真实蛋液的粘稠态，在煎/炒制时不可成型，因此，本产品制备对蛋白质类型具有一定选择性。
对比例2
本对比例除步骤(4)不同外，其余内容与实施例1相同。
步骤(4)为：向混合物II中添加mTG酶，在室温(25℃)下，持续搅拌，时间为15min，得到混合物III。
结果：因反应温度太低无法达到mTG酶的最佳催化条件，所形成的混合物整体较稀，交联程度低。该对比例所形成的蛋类替代品在煎/炒制时无法成形，结构松散。
对比例3
本对比例除步骤(4)不同外，其余内容与实施例1相同。
步骤(4)为：向混合物II中添加mTG酶，在55℃下，持续搅拌，时间为5min，得到混合物III；
结果：由于酶作用交联反应时间过短，凝胶网络状结构形成未达到最佳状态，所制成的蛋类替代品整体效果一般，不如实施例1所获得的煎蛋/炒蛋的品质。煎/炒后可成型，但口感较差。
对比例4
本对比例除步骤(1)不同外，其余内容与实施例1相同。
步骤(1)为：将大豆分离蛋白与水按比例混合均匀后，依次加入焦磷酸钠、氯化钠、姜黄素和洋葱粉末分别进行手动搅拌混合，得到混合物I；各组分加入时，分别手动搅拌3min与大豆分离蛋白充分混匀。
结果：由于未采用剪切搅拌的方式，大豆分离蛋白溶解不完全，与其他成分混合不均匀，所得到的混合物中存在大量颗粒，且未能实现大豆分离蛋白在剪切作用力下的物理改性，因此，无法在mTG酶的作用下发生交联反应，从而不能生产出类鸡蛋状凝胶网络状结构。
对比例5
本对比例除步骤(3)和步骤(4)不同外，其余内容与实施例1相同。
步骤(3)为：取乳化混合物，向其中加入结冷胶和木薯淀粉的混合物，剪切搅拌混匀后，得到混合物II；各组分加入时，分别剪切搅拌3min与大豆分离蛋白充分混匀，剪切搅拌的剪切速率为25000r/min。
步骤(4)为：向混合物I中添加mTG酶，在50℃下，持续剪切搅拌，时间为10min，得到混合物III，剪切搅拌的剪切速率为25000r/min。
结果：加入亲水性多糖和mTG酶后，由蛋白质分子间共价交联及多糖分子间离子作用和氢键作用形成了网络状结构。此时采用剪切搅拌的方式进行混合，导致该网络状结构受到破坏。因此，所形成的蛋类替代品在煎/炒制时也不能很好地成型。
对比例6
本对比例除步骤(3)不同外，其余内容与实施例1相同。
步骤(3)为：取乳化混合物，向其中加入黄原胶和木薯淀粉的混合物，搅拌混匀后，得到混合物II；各组分加入时，分别搅拌3min与大豆分离蛋白充分混匀；
结果：最终得到的蛋类替代品结构柔软松散，无法形成稳定的凝胶状，煎/炒制后没有弹性、黏度较大、口感差。
对比例7
本对比例除步骤(3)不同外，其余内容与实施例1相同。
步骤(3)为：取乳化混合物，向其中加入结冷胶和玉米淀粉的混合物，搅拌混匀后，得到混合物II；各组分加入时，分别搅拌3min与大豆分离蛋白充分混匀；
结果：最终得到的蛋类替代品经煎/炒制后，质地坚硬，缺乏韧性，与鸡蛋成品口感差别大。
实施例2
一种基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法，各原料组分的配比如下：
Figure BDA0002457369360000071
Figure BDA0002457369360000081
具体步骤如下：
(1)将大豆分离蛋白与水按比例混合均匀后，依次加入焦磷酸钠、氯化钠、姜黄素和洋葱粉末分别进行剪切搅拌混合，得到混合物I；各组分加入时，分别剪切搅拌3min与大豆分离蛋白充分混匀，剪切搅拌的剪切速率为30000r/min。
(2)再向混合物I中加入植物油和大豆卵磷脂，通过剪切搅拌进行乳化反应，得到乳化混合物；
(3)取乳化混合物，向其中加入结冷胶和木薯淀粉的混合物，搅拌混匀后，得到混合物II；各组分加入时，分别搅拌3min与大豆分离蛋白充分混匀；
(4)向混合物II中添加mTG酶，在45℃下，持续搅拌，时间为10min，得到混合物III；
(5)混合物III经90℃-2min处理后，得到蛋类替代品。
将所制备的蛋类替代品按平常煎鸡蛋或炒鸡蛋的方式进行加工烹饪即可，将其倒入不粘锅中，可先在锅中添加少许油，翻动炒制，就可获得煎蛋或炒蛋了。由该实施例所加工形成的煎蛋和炒蛋，总体上与真正鸡蛋的相似度较高，能很好地模拟鸡蛋成品的真实口感。
实施例3
一种基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法，各原料组分的配比如下：
Figure BDA0002457369360000082
Figure BDA0002457369360000091
具体步骤如下：
(1)将大豆分离蛋白与水按比例混合均匀后，依次加入焦磷酸钠、氯化钠、姜黄素和洋葱粉末进行分别剪切搅拌混合，得到混合物I；各组分加入时，分别剪切搅拌3min与大豆分离蛋白充分混匀，剪切搅拌的剪切速率为20000r/min。
(2)再向混合物I中加入植物油和大豆卵磷脂，通过剪切搅拌进行乳化反应，得到乳化混合物；
(3)取乳化混合物，向其中加入结冷胶和木薯淀粉的混合物，搅拌混匀后，得到混合物II；各组分加入时，分别搅拌3min与大豆分离蛋白充分混匀；
(4)向混合物II中添加mTG酶，在55℃下，持续搅拌，时间为20min，得到混合物III；
(5)混合物III经95℃-2min处理后，得到蛋类替代品。
将所制备的蛋类替代品按平常煎鸡蛋或炒鸡蛋的方式进行加工烹饪即可，将其倒入不粘锅中，可先在锅中添加少许油，翻动炒制，就可获得煎蛋或炒蛋了。由该实施例所加工形成的煎蛋和炒蛋，整体效果在可接受范围内，基本上能达到与真正的炒鸡蛋和煎蛋在色泽、组织形态、质地、和口感上相似。

Claims (4)

1.一种基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将大豆分离蛋白与水按比例混合均匀后，依次加入盐类、色素和调味剂分别进行剪切搅拌混合，得到混合物I；所述水与大豆分离蛋白的质量比为80～90:8～12；各组分加入时，分别剪切搅拌2～5min与大豆分离蛋白充分混匀；所述盐类为0.1～0.3:0.2～0.4的焦磷酸钠和氯化钠的混合物，盐类与大豆分离蛋白的质量比为0.4～1:8～12；所述剪切搅拌的剪切速率为20000-30000r/min；
(2)再向混合物I中加入植物油和大豆卵磷脂，通过剪切搅拌进行乳化反应，得到乳化混合物；以步骤(1)加入的大豆分离蛋白为基准，所述植物油与大豆分离蛋白的质量比为2～4:8～12；大豆卵磷脂与大豆分离蛋白的质量比为0.2～1:8～12；各组分加入时，分别剪切搅拌2～5min与大豆分离蛋白充分混匀；
(3)取乳化混合物，向其中加入亲水性多糖类物质，搅拌混匀后，得到混合物II；
所述亲水性多糖类物质为结冷胶和木薯淀粉的混合物；所述大豆分离蛋白与亲水性多糖类物质的质量比为8～12:0.2～0.4；所述结冷胶和木薯淀粉的质量比为0.1～0.2:0.2～0.3；
(4)向混合物II中添加mTG酶，在45～55℃下，持续搅拌，得到混合物III；以步骤(1)加入的大豆分离蛋白为基准，所述mTG酶与大豆分离蛋白的质量比为0.4～0.8:8～12；所述持续搅拌的时间为10～20min；
(5)混合物III经灭酶处理后，得到蛋类替代品。
2.如权利要求1所述的基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述色素为姜黄素，色素与大豆分离蛋白的质量比为0.01～0.03:8～12；所述调味剂为洋葱粉末，调味剂与大豆分离蛋白的质量比为0.1～0.5:8～12。
3.如权利要求1所述的基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述灭酶处理为：90-95℃加热处理1～2min。
4.一种如权利要求1～3任一项所述基于大豆分离蛋白制备蛋类替代品的方法制得的蛋类替代品。
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