大豆蛋白凝膠特性對豆腐品質(zhì)影響研究

1、東北農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文大豆蛋白凝膠特性對豆腐品質(zhì)影響研究姓名：韓麗英申請學位級別：碩士專業(yè)：畜產(chǎn)品加工指導教師：吳非20080620摘要摘要本課題利用差示掃描量熱法（）對不同蛋白濃度，不同熱處理溫度的豆?jié){的熱變性溫度進行測量，研究大豆蛋白熱變性對豆腐凝膠品質(zhì)的影響，篩選了適合凝固豆?jié){制作豆腐的蛋白酶，研究了蛋白酶凝固豆?jié){過程中的影響因素，以及凝固過程中水解度變化，初步探索酶凝固大豆蛋白的機理。使用酶與復合制作豆腐。研究結果如下：利用差示掃描量熱法（），對不同蛋白濃度的豆?jié){進行檢測，在豆?jié){中蛋白質(zhì)濃度高于時，測量曲線會出現(xiàn)躍遷，出現(xiàn)躍遷的溫度是大豆蛋白中的種主要大豆蛋白質(zhì)伴大豆球蛋白（球蛋白）

2、和大豆球蛋白（球蛋白）的變性溫度，實驗中測得球蛋白的變性溫度為（土）。球蛋白的變性溫度為（）；變性溫度隨著豆?jié){中蛋白質(zhì)濃度的增加而增高。不同熱處理溫度的豆?jié){進行檢測，結果表明，豆?jié){的熱處理溫度低于變性溫度時，大豆蛋白組分不會發(fā)生變性。研究不同熱處理溫度對豆腐硬度、黏性和內(nèi)聚性性的影響，結果表明，硬度和黏性與熱處理溫度呈正相關，內(nèi)聚性受熱處理溫度影響不顯著。實驗所用的蛋白酶中，木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶和堿性蛋白酶均具有較強的豆?jié){凝固能力，酸性蛋白酶不具有豆?jié){凝固能力。蛋白酶凝固豆?jié){的最適溫度范圍比最適水解溫度范圍高。左右。堿性蛋白酶形成的豆?jié){凝膠結構細膩，無苦味，具有一定的實際應用價值，但與用氯化

3、鈣凝固的豆?jié){凝膠相比，凝膠強度較小，粘性大，游離水不易從凝膠中排出。與大豆球蛋白相比，大豆球蛋白更容易在堿性蛋白酶的作用下凝固，且形成的凝膠強度大。堿性蛋白酶與鹽凝固劑（）復合使用凝固豆乳制作豆腐，與酶的添加配比為：添加量，堿性蛋白酶，。關鍵詞：大豆蛋白：凝膠特性；豆腐；品質(zhì)（），：（，：。（肚）。（），。，：；：研究生學位論文獨創(chuàng)聲明和使用授權書獨創(chuàng)聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，或其他教育機構的學位或證書使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何

4、貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學位論文作者簽名：飆日期：勱年名月歲日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，學校有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權學?？梢詫W位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。（保密的學位論文在解密后適用本授權書）一學位論文作者簽名：算知石致日期：咖諺年多月弓日釧幣蚴：獅醐猁“呻引言引言文獻綜述豆腐概述豆腐是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白食品，是由豆?jié){加熱后，添加凝固劑制成的白色或淡黃色制品（，），由于豆腐是大豆蛋白在凝固劑作用下

5、相互結合形成的具有三維網(wǎng)絡結構的凝膠產(chǎn)品，因此大豆蛋白的凝膠特性決定了豆腐的性質(zhì)。硬度、彈性、粘著性和持水性等組織結構特性是評價豆腐品質(zhì)好壞的重要指標，豆腐的色澤、口感以及得率也是生產(chǎn)者關注的重要方面。影響豆腐得率和質(zhì)構的主要因素有大豆原料、凝固劑和加工條件。豆腐是我國的傳統(tǒng)食品，已有兩千多年的歷史，是東方人主要的食物蛋白質(zhì)資源，具有較高的營養(yǎng)價值。由于它高蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素，低飽和脂肪酸、膽固醇和熱量，所以深受人們的青睞。年美國食品與藥物管理局（）推薦消費者每天應該食用大豆蛋白，即每人每天應該食用半塊（）豆腐杯（）豆?jié){，以發(fā)揮其降血壓、降低膽固醇、提高免疫力等保健作用。隨著人們對豆腐營養(yǎng)

6、成分的不斷發(fā)現(xiàn)認識，國際上豆腐行業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展。美國應用先進的技術手段，對豆腐凝固機理和豆腐營養(yǎng)價值的研究，已經(jīng)達到相當?shù)纳疃?。除美國、日本兩國外，英國，加拿大，巴西，澳大利亞等國近年都在生產(chǎn)和消費大量的豆腐產(chǎn)品，豆腐在韓國，日本和臺灣的地位，相當于奶酪在美國的地位（，）。有專家預言，代表東方飲食文化的豆腐將風靡全球。據(jù)調(diào)查，傳統(tǒng)的豆腐是我國消費的主要豆制品，人均年消費量為千克，與美國和日本相比，消費量偏低。雖然我國在豆腐加工方面有者悠久的歷史，但由于技術力量薄弱、缺少基礎性研究，未能使一些生產(chǎn)經(jīng)驗理論化，一些現(xiàn)象還沒有理論解釋，很難指導機械化生產(chǎn)，致使豆腐產(chǎn)品質(zhì)量還存在著很大缺陷，如豆

7、腐產(chǎn)量質(zhì)量不穩(wěn)定、保質(zhì)期短、豆腐牙磣或苦澀、顏色發(fā)紅發(fā)暗、豆腐出現(xiàn)餿味或酸腐味、質(zhì)地老嫩不均、豆腐持水性差等。產(chǎn)生這些質(zhì)量問題的原因很多，如在原料選擇方面，我國的大豆品種較多，但未對適合用于加工豆腐的大豆進行篩選，不同的原料很難生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的豆腐。在凝固劑使用方面，在我國傳統(tǒng)豆腐生產(chǎn)過程中，主要采用鹽類凝固劑（石膏、鹽鹵等）作凝固劑，用石膏做成的豆腐制品有一定的殘渣而帶有苦澀味，缺乏大豆香味；用鹽鹵做成的豆腐持水性差，經(jīng)常出現(xiàn)水分滲出現(xiàn)象，這樣很容易造成微生物二次污染，直接影響產(chǎn)品保質(zhì)期。葡萄糖酸內(nèi)酯（）作為一種新型凝固劑，由于做成的豆腐品質(zhì)較好，質(zhì)地滑潤爽口，但是內(nèi)酯豆腐偏軟，不適合煎炒。我

8、國在豆腐加工工藝方面也存在很大缺陷，由于我國的豆腐生產(chǎn)規(guī)模小，都是小型手工作坊中國傳統(tǒng)的豆腐加工，只作為一種手藝在民間代代相傳，工藝和配方因人而異，致使加工工藝不規(guī)范，工藝參數(shù)模糊，所以生產(chǎn)的豆腐老嫩不均，難以適應工業(yè)化生產(chǎn)。相對于落后的豆腐加工技術，我國豆腐加工所用的原料資源非常豐富，目前我國大豆年產(chǎn)量在萬噸左右，但以上的大豆都作為油料使用了，這對大豆蛋白質(zhì)資源造成了極大的浪費。針對現(xiàn)階段我國豆腐加工現(xiàn)狀和大豆資源及利用狀況，對豆腐加工中影響因素系統(tǒng)研究，加工出優(yōu)質(zhì)、衛(wèi)生、保質(zhì)期較長的豆腐可以為大中小型企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)豆腐提供理論依據(jù)，為豆腐行業(yè)發(fā)展和企業(yè)規(guī)范作出指導，使得我國傳統(tǒng)的豆腐加工技術

9、得到提高，生產(chǎn)實現(xiàn)工業(yè)化，使得我國大豆資源得到合理充分的利用。東北農(nóng)業(yè)大學工學碩士學位論文大豆蛋白的組成及性質(zhì)大豆蛋白質(zhì)主要以大豆球蛋白為主要成分，按照沉降模式，在離子強度的介質(zhì)溶液中，可分為、和個主要的組份，它們的比例成分為，和。除了和兩個含量少的組份之外，主要的組份就是和，占全蛋白的以上（楊淑媛等）。不論在大豆?jié)饪s蛋白，大豆分離蛋白，或豆腐等產(chǎn)品生產(chǎn)中，采用國產(chǎn)設備或進口機械，只要能系統(tǒng)掌握大豆和球蛋白的蛋白分子結構和它的性質(zhì)，就能在大豆加工中，遵循大豆蛋白質(zhì)的變化規(guī)律，按生產(chǎn)規(guī)范生產(chǎn)制造出功能特性好的質(zhì)量穩(wěn)定的大豆蛋白質(zhì)產(chǎn)品。球蛋白在離子強度發(fā)生變化時，是不穩(wěn)定的，甚至發(fā)生聚合和析離作用

10、。（伴大豆球蛋白）在二乙胺乙基纖維素一聚葡萄糖凝膠色譜柱上，能析離出種異構體（伴大豆球蛋白），而另一種球蛋白（十伴大豆球蛋白），雖只占，但它在離子強度下而不能發(fā)生聚合作用。一和丫伴大豆球蛋白合起來占蛋白的。球蛋白是一種不均勻性的蛋白，其分子量在。這種蛋白具有復雜的多晶現(xiàn)象，它對構成級結構起著重要作用。球蛋白中蛋氨酸含量低，而賴氨酸含量高，疏水的丙氨酸，纈氨酸，異亮氨酸和苯丙氨酸與親水的賴氨酸、組氨酸、精氨酸、天冬氨酸和谷氨酸的比例為。比。，球蛋白的等電點為。大豆球蛋白，也就是要重點分析的大豆和球蛋白。這兩種組份中的球蛋白，色氨酸蛋氨酸和半胱氨酸的含量上，前者是后者含量的倍，而且球蛋白是糖蛋白。

11、在很大的糖肽結構中，碳水化合物的單體與（伴大豆球蛋白）幾乎是相當?shù)摹Ｔ谝话榇蠖骨虻鞍字?，發(fā)現(xiàn)了甘露糖和葡萄糖胺，進一步研究又析離出多種糖蛋白化合物。但球蛋白并不是糖蛋白。因此說真正的大豆球蛋白應該是蛋白。伴大豆球蛋白，能夠隨離子強度變化而發(fā)生聚合和解離作用。假如在離子強度和中性值，會聚合成和。而在低離子濃度下，仍保持型。甚至會在接近等電點值時發(fā)生更大的聚合作用，生成型（的級結構）。影響大豆蛋白膠凝性質(zhì)的主要因素包括熱處理條件和大豆的來源，即大豆蛋白的，和比例。大豆蛋白凝膠大豆蛋白只要達到一定濃度，通過加熱冷卻后即可形成凝膠體。如果大豆蛋白質(zhì)溶膠的濃度低于，僅僅用加熱的方法不能形成凝膠，只能形成

12、所謂的“前凝膠”。這種前凝膠通過調(diào)節(jié)值或離子強度或添加凝固劑才能進一步形成凝膠，大豆蛋白凝膠是典型的球蛋白凝膠，凝膠的形成經(jīng)過蛋白的變性展開、聚集和網(wǎng)絡結構形成三步，聚集是凝膠形成中的關鍵一步，聚集的狀態(tài)、速率以及聚集體的形狀、大小、溶解性等都會對凝膠性質(zhì)產(chǎn)生影響。在豆腐加工過程中，通常通過對豆乳進行加熱實現(xiàn)大豆蛋白熱變性，從而促進大豆蛋白凝膠，大豆蛋白熱變性由加熱溫度，時間，大豆蛋白性質(zhì)決定。豆乳中蛋白質(zhì)濃度對熱變性溫度有一定影響，此外，大豆蛋白的組成成分也是熱變性溫度的重要影響因素。豆腐加工所使用的凝固劑豆腐所用的凝固劑有鹽凝固劑，酸凝固劑，以及酶凝固劑等（石彥國）。引言鹽類凝固劑目前使用

13、的鹽類凝固劑主要有鹽鹵、石膏等無機鹽，其中主要的成分是氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈣、硫酸鈣和乙酸鈣。關于鹽類凝固劑的凝固機理，目前有不同的看法。一種看法是基于鹽析理論，即鹽中的陽離子與熱變性大豆蛋白表面帶負電荷的氨基酸殘基結合，使蛋白質(zhì)分子問的靜電斥力下降形成凝膠。又由于鹽的水合能力強于蛋自質(zhì)，所以加入鹽類后，爭奪蛋白質(zhì)分子的表面水合層導致蛋白質(zhì)穩(wěn)定性下降而形成膠狀物。另一種觀點是離子橋?qū)W說，認為大豆蛋白質(zhì)中含有很多羧基，豆?jié){凝固時，鹽類凝固劑的二價陽離子（如、）與蛋白分子結合，發(fā)生蛋白質(zhì)一金屬離子橋而形成蛋白質(zhì)凝膠。第三種看法是豆?jié){中加入中性鹽后，豆?jié){的皿值下降，在值左右，豆?jié){凝固成豆腐。楊主琪等

14、人研究發(fā)現(xiàn)，在豆腐凝固過程中豆乳的值隨溫度升高而下降，并證明了二價金屬離子引起豆乳下降的原因是與植酸鹽、檸檬酸鹽等發(fā)生絡合反應所致，因此認為鹽凝固劑與酸凝固劑的凝固機理是一樣的。但是以上三種看法都具有各自的合理性和局限性。鹽析理論不能解釋蛋白質(zhì)凝固與蛋白質(zhì)沉淀的區(qū)別；研究發(fā)現(xiàn)，在值范圍內(nèi)，隨著值降低，大豆蛋白對鈣離子的親和力降低，離子橋?qū)W說與的研究發(fā)現(xiàn)相矛盾；而第三種看法則不能解釋酸凝固豆腐與鹽凝固豆腐在質(zhì)構上的差異。因而對于鹽類凝固劑的凝固機理許多學者又進行了研究。劉志勝等人對鹽類凝固劑（氯化鈣、氯化鎂和硫酸鈣）進行了研究，認為鹽類凝固劑的濃度對豆?jié){凝固有十分重要的影響。增加凝固劑濃度，可以

15、增強豆腐的凝膠強度，但對豆腐的保水性有弱化作用。經(jīng)過試驗得出常用鹽類凝固劑的凝固速率順序為：氯化鈣氯化鎂硫酸鎂硫酸鈣，因此鹽的陰離子對凝固速率的影響比鹽的陽離子更重要。鹽類凝固劑的優(yōu)缺點在我國傳統(tǒng)豆腐生產(chǎn)過程中，主要采用的是石膏和鹽鹵作單一凝固劑，用鹽鹵制作的豆腐具有極佳的風味鮮美，但是豆腐持水性差，而且產(chǎn)品放置時間不宜過長；用石膏做成的豆腐保水性能好，組織光滑細膩，出品率高，但制品有一定的殘渣而帶有苦澀味，缺乏大豆香味。因此需要進一步研究復合凝固劑來克服單一凝固劑的不足。酸類凝固劑酸類凝固劑有葡萄糖酸內(nèi)酯、檸檬酸和酒石酸等。葡萄糖酸內(nèi)酯（）是常用的一種酸凝固劑，在低溫時比較穩(wěn)定，在高溫（左右

16、）和堿性條件下可分解為葡萄糖酸，使豆?jié){的下降，它在漿液中釋放質(zhì)子會使得變性大豆蛋白表面帶負電荷的基團減少，蛋白質(zhì)分子之間的靜電斥力減弱麗相互靠近，有利于蛋白質(zhì)分子的凝結。目前主要是制作充填豆腐的凝固劑，由于在水中分解成葡萄酸的速度較慢，蛋白質(zhì)分子網(wǎng)絡結構的發(fā)展是一個漸進的過程，因此有利于形成細致嫩滑的結構。酸類凝固劑的優(yōu)缺點由內(nèi)酯做成的豆腐品質(zhì)較好，質(zhì)地滑潤爽口，彈性大，持水性好，但口味平淡，偏軟，不適合煎炒，且略帶酸味。因此研究人員開始尋求天然的有機酸代替化學合成的葡萄酸內(nèi)酯凝固劑，等人發(fā)現(xiàn)，使用的新鮮果汁（包括檸檬汁、橙汁、柚子汁）可以有效地凝固豆乳，形成具有良好物理性質(zhì)的豆腐，而且果汁的

17、使用還會使豆腐呈現(xiàn)彩色（王榮榮）。但是酸凝固劑由于作用時間比較短，因此制得的豆腐組織比較粗糙，沒有內(nèi)酯豆腐的細膩滑潤。，酶凝固劑豆?jié){凝固酶概述人們多年來直想從自然界中尋找能夠像凝乳酶凝固牛奶一樣凝固豆?jié){的酶。許多學者在這方面進行了探索，一開始使用植物蛋白酶凝固豆?jié){，如菠蘿蛋白酶。但后來都沒有更多跟進的研究，其原因可能是豆?jié){在使用一些蛋白酶凝固后容易產(chǎn)生苦味，而且凝固效果相對于傳統(tǒng)的無機鹽或酸凝固方法差。、東北農(nóng)業(yè)大學工學碩士學位論文質(zhì)構特性是評價凝固劑凝固能力及所形成的凝膠性質(zhì)的最重要指標，也是判斷其加工特性和質(zhì)地的主要標準。前人的研究中，評價蛋白酶凝固豆?jié){能力大多以凝固時間作為標準，對質(zhì)構特

18、性涉及很少，在評價蛋白酶凝固豆?jié){能力的方法上存在不足。因此必須建立蛋白酶凝固豆?jié){流變學性質(zhì)的研究方法，并對蛋白酶與無機鹽凝固豆?jié){的質(zhì)構性質(zhì)進行比較，從而評價其凝固能力和工藝特性，也為進一步研究蛋白酶凝固豆?jié){的機理以及如何提高蛋白酶凝固豆?jié){的凝固強度提供有效評價指標。在凝固效果上，豆?jié){凝固酶有自身的優(yōu)勢凝固物口感細膩。比酸凝固口味溫和比鹽凝固條件溫和，容易控制。更重要的是，豆?jié){凝固酶還會在后酵期對大豆蛋白進行持續(xù)的降解作用，從而降低硬度，改善口感。所以豆乳凝固酶有一定的利用價值。但豆?jié){凝固酶凝固豆?jié){的強度相對無機鹽和酸小，另外一些酶凝固豆?jié){后產(chǎn)生苦味，限制了其實際應用。因此，如何提高酶凝固豆?jié){的

19、凝膠強度成為這一技術能否得到進一步應用的關鍵問題。要提高蛋白酶凝固豆?jié){的凝固強度首先應搞清其凝固強度弱的原因，也就是蛋白酶凝固豆?jié){的機理，才有可能找到正確的方法。但目前對這一機理尚不清楚，如并不是所有蛋白酶都具有使豆?jié){凝固的能力，不同來源和種類的蛋白酶凝固豆?jié){活力不同，是什么作用力使大豆蛋白在蛋白酶作用下凝固形成網(wǎng)絡結構，它們對網(wǎng)絡形成的貢獻有多大大豆蛋白中的兩種主要蛋白質(zhì)和球蛋白在凝固過程中空間結構會發(fā)生了哪些變化，它們各自對凝固起什么樣的作用以上這些關鍵問題都沒有很好的解釋，沒有形成系統(tǒng)的理論體系。本課題就是基于以上原因確立的，希望能通過對蛋白酶凝固豆?jié){的特性、影響因素的研究，在此基礎上探

20、討提高蛋白酶凝固豆?jié){強度的途徑，從而為這一技術的應用和改進提供理論依據(jù)。另外，搞清蛋白酶凝固豆?jié){的作用機理也可以為豆?jié){凝固酶的篩選提供依據(jù)，避免篩選的盲目性?？偟膩碚f對酶凝固劑凝固豆?jié){機理的研究還非常有限，不能夠全面合理的解釋蛋白酶凝固豆?jié){的本質(zhì)原因，再加上酶凝固劑所存在的一些問題，很大程度上限制了酶凝固劑的應用發(fā)展。因此需要更進一步的深入研究，以弄清楚凝固劑的凝固特性和作用機理以及其他因素對豆腐凝膠過程的影響，為豆腐生產(chǎn)工業(yè)化提供理論依據(jù)，另外針對單一凝固劑的缺陷開發(fā)出新型的復合豆腐凝固劑，生產(chǎn)出品質(zhì)高、味道好、成本低的豆腐是今后研究的重點。豆獎凝固酶的來源豆乳凝固酶廣泛地存在于動植物組織及

21、微生物中，包括酸性、中性、堿性種蛋白酶。動植物中能凝固豆乳的酶有胰蛋白酶、菠蘿蛋白酶、無花果蛋白酶和木瓜蛋白酶等，其中菠蘿蛋白酶凝固效果最好（），但植物蛋白酶只能作用于加熱變性后的大豆蛋白，生產(chǎn)工藝比較繁雜。而微生物產(chǎn)生的蛋白酶無論是在蛋白水解及豆乳凝固的效率方面，還是在生產(chǎn)工藝的簡化方面，都優(yōu)于動植物組織中的蛋白酶，其中堿性及中性蛋白酶效果更佳，更適合工業(yè)化生產(chǎn)豆凝孚（）。盡管微生物豆乳凝固酶在應用上具有明顯的優(yōu)勢，且產(chǎn)酶菌株廣泛分布于細菌、霉菌、酵母菌中，國內(nèi)外對其產(chǎn)生菌的篩選研究仍然很少，且方法單一，通常遵循一個模式，即平板初篩，豆?jié){管復篩，最后搖瓶產(chǎn)酶（劉勇，姜成林，）。（）利用該方法

22、首次從土壤中分離到一株豆乳凝固酶的產(chǎn)生菌，國內(nèi)也篩選到兩株產(chǎn)豆乳凝固酶的芽孢桿菌及。從自然界中篩選到的產(chǎn)酶菌株酶活往往偏低，通氣量需求較大，培養(yǎng)時間較長，一才能達到最高酶活。但芽孢桿菌的產(chǎn)酶溫度較低，培養(yǎng)即可達最高酶活。豆?jié){凝固酶的酶學特性和作用機制關于豆乳凝固酶酶學特性的研究報道較少。尤其國內(nèi)只在發(fā)酵液和粗酶的酶學性質(zhì)方面有所探討。國外則側重于商品蛋白酶制劑的研究。目前，只有短小芽孢桿菌（）青霉（）產(chǎn)生的豆乳凝固酶得到了純化。短小芽孢桿菌（）產(chǎn)生的豆凝乳酶經(jīng)倍純化后，對其均相制備的檢測表明，該酶為一單體，分子量約，氨基酸組成分析結果表明，該酶富含丙氨酸，天冬氨酸，甘氨酸，絲氨酸，纈氨酸。而采

23、用硫詈詈皇皇！曼！詈！皇皇皇詈詈昌曼曼詈皇詈曼量量曼詈量！詈皇鼉引一言鼉詈皇詈曼詈蔓詈！皇！皇詈曼詈皇！皇詈詈曼！量曼！蔓酸銨沉淀、葡聚糖凝膠、凝膠、等純化手段，證實青霉產(chǎn)生的豆乳凝固酶是由兩個極相似的部分組成，分子量分別為和。豆乳凝固酶活力受溫度影響很大，隨來源的不同其最適作用溫度也有所不同。目前所知的豆乳凝固酶最適作用溫度通常在之間。不同來源的酶雖在作用溫度上有所差別，但都遵循同一規(guī)律：即在最適作用溫度時，豆乳凝固酶表現(xiàn)出最大活力，隨溫度的進一步升高，酶活急劇下降。豆乳凝固酶的穩(wěn)定溫度相差不大，通常在之間，但其最適作用溫度遠遠超過其變性溫度，這似乎很矛盾。原因可能是酶的變性不僅與溫度的高低

24、，還與時間的長短有關。豆乳凝固酶在其變性溫度短時間表現(xiàn)較高的凝乳活力，長時間則變性失活，這一特點對其應用十分有利。因為在較高溫度下制備豆凝乳時，酶在凝固豆乳后迅速失活，能夠避免凝塊過度水解。是影響豆乳凝固酶活力的重要因素。酶活隨降低而增加，由于豆?jié){在以下發(fā)生酸凝固，因此豆乳凝固酶通常具有相同的最適作用值即。其穩(wěn)定范圍偏窄，中性條件較為穩(wěn)定。有關豆乳凝固酶的作用機制報道不多，僅有的幾篇都集中在菠蘿蛋白酶對豆乳的凝固上。但對不同商品酶凝固豆乳的研究表明，豆乳的凝固是由不同的酶通過相同的機制發(fā)生的。下面就以菠蘿蛋白酶為代表對其作用機制作一簡要介紹。菠蘿蛋白酶是通過水解大豆蛋白完成其凝固的。用菠蘿蛋白

25、酶凝固豆乳首先需經(jīng)熱處理，使所有的蛋自（包括、和蛋白）都變成可溶的聚集物。其中蛋白很快被降解，蛋白（由甘露糖和乙酰葡萄糖胺組成的糖蛋自）釋放到上層也被酶水解。余下的球蛋白是形成凝乳的主要部分。若無該加熱過程，豆乳無法凝固，只會產(chǎn)生沉淀?？赡苁堑鞍讓δ榈男纬捎幸种谱饔?。球蛋白的凝固過程可歸納如下：（）酸性亞單位將堿性亞單位包于球蛋白內(nèi)部：（）球蛋白分子經(jīng)熱處理伸展；（）這些球狀體結合形成分子量為的聚集體；（）聚集體的蛋白質(zhì)鏈被菠蘿蛋白酶切割和降解后重新結合，導致其結構和性質(zhì)發(fā)生改變：（）發(fā)生變化的碎片鏈通過二硫鍵與疏水作用形成網(wǎng)狀結構。這種網(wǎng)狀結構與熱誘導產(chǎn)生的凝膠結構不同，網(wǎng)狀結構形成的凝固

26、體不具自持性，搖動時就象酸乳一樣易于移動。堿性蛋白酶（）是一種由地衣芽孢桿菌（）產(chǎn)生的蛋白酶（，）。對蛋白質(zhì)具有水解作用，此外還具有凝固豆乳的能力（鐘芳等，；。）國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢豆腐研究現(xiàn)狀近年來，國內(nèi)外一些研究人員對豆腐凝固機理、豆腐加工影響因素等方面進行了研究。研究表明，當加工條件一定時，由不同品種大豆制作豆腐會導致豆腐的得率和硬度不同。美國從年開始對制作豆腐的大豆基因型進行研究，（）等人研究了國外幾個大豆品種對豆腐品質(zhì)的影響。（）等人也對適合豆腐加工的大豆品種進行了篩選。國外關于大豆蛋白對豆腐品質(zhì)影響的研究較多，如和（）研究了，大豆蛋白對豆腐品質(zhì)的影響；和（）對豆乳中蛋白質(zhì)

27、顆粒在豆腐加工中作用進行了研究，但研究的深度還有限，對于實驗所得出的結論還不能從分子水平來作出解釋。非蛋白成分對豆腐加工影響的報道相對較少，（）等人研究了大豆中植酸含量對東北農(nóng)業(yè)大學工學碩士學位論文豆腐品質(zhì)的影響；等人研究了脂對大豆蛋白凝固的影響。凝固劑的種類和使用量對豆腐的得率和品質(zhì)也有重要影響。我國豆腐加工目前主要使用傳統(tǒng)鹽凝固劑，日本則使用葡萄糖酸內(nèi)酯較多，使用這兩種凝固劑加工的豆腐品質(zhì)存在很大差異。使用葡萄酸內(nèi)酯作凝固劑制作豆腐質(zhì)地較好且貨架期較長，近幾年來比較流行，尤其在日本對豆腐加工和研究所使用的凝固劑多數(shù)是使用。國內(nèi)外對豆乳凝固酶的研究開展較晚，關于酶凝固豆?jié){機理研究的報道很少，

28、現(xiàn)有的研究主要集中在植物蛋白酶凝固豆?jié){的凝膠機理上。另外，在豆腐制作過程中，浸泡大豆的時間和方法，磨漿的溫度，生豆?jié){加熱條件，豆?jié){凝固條件，壓濾的壓力和方式加工條件都對豆腐質(zhì)構和得率有一定影響。等人（）研究了大豆冷凍對豆腐品質(zhì)加工的影響。我國雖然是生產(chǎn)豆腐最早的國家，但對豆腐的研究還不及歐美以及日本等國深入。目前我國大豆豆腐專用品種的育種工作尚處于初步階段，蓋鈞益（）進行了大豆豆腐產(chǎn)量的遺傳研究，確定了幾個豆腐高產(chǎn)量的雜交大豆品種；張明晶（）報道了大豆品種品質(zhì)性狀與豆腐凝膠特性的關系；程翠林（）報道了大豆蛋白亞基組成與對豆腐品質(zhì)及產(chǎn)率的影響。韓粉霞（）研究了大豆籽粒蛋白質(zhì)和磷含量及凝固劑濃度對

29、豆腐加工品質(zhì)的影響；目前盡管已篩選出一批豆腐產(chǎn)量較高、品質(zhì)較好的種質(zhì)材料，但真正意義上的豆腐加工專用品種還沒有。對于凝固劑的研究，劉志勝（）進行了豆腐鹽類凝固劑的凝固特性與作用機理的研究；薛文通（）進行了鹽類凝固劑短時間內(nèi)凝固特性的研究；王榮榮進行了豆腐復合凝固劑的研究。在加工工藝方面的研究有：李里特等人研究了大豆蛋白熱變性程度對豆腐品質(zhì)的影響；石小瓊等人進行了天然食品保鮮防腐劑在豆腐保鮮上的應用研究；劉麗萍（）報道了姜汁保健豆腐的研制；黃才歡（）報道了加工工藝對豆腐中異黃酮保留率的影響。根據(jù)國內(nèi)外關于豆腐加工影響因素研究的報道，大豆蛋白凝膠特性、和組分的凝膠機理以及凝固方法研究仍是國內(nèi)外研究

30、的重要課題。根據(jù)我國豆腐加工存在的問題，大豆蛋白凝膠特性進行系統(tǒng)的研究，探討酶凝固大豆蛋白機理，確定凝固劑的使用，可以從理論上為制作品質(zhì)優(yōu)良豆腐提供依據(jù)。使得豆腐加工研究更為深入。酶作為新的凝固豆?jié){的凝固劑具有一定的優(yōu)點，但也存在著一定的缺陷，因此通過對其凝固機理及影響因素的研究，可以指導其合理的使用。大豆蛋白凝膠研究現(xiàn)狀大豆球蛋白和大豆球蛋白是大豆蛋白主要的組分，它們的性質(zhì)對大豆蛋白凝膠性質(zhì)起到?jīng)Q定作用，由于蛋白和蛋白在氨基酸組成、亞基鏈接及分子結構等方面存在較大的差異，因而其凝膠性質(zhì)也不盡相同。和（）和球蛋白以不同的比率混合，使用葡萄糖酸一內(nèi)酯凝固，研究形成的豆腐凝膠的物理化學特性。楊欣，

31、鐘芳等人（）研究了大豆球蛋白和大豆球蛋白對大豆蛋白凝膠性質(zhì)影響。很多學者在研究中發(fā)現(xiàn)與的比例會對大豆蛋白凝膠性能產(chǎn)生影響，多數(shù)認為高的比例有助于得到強的凝膠，如等人（）的研究證實，在采用硫酸鈣為凝固劑時，形成的凝膠強于凝膠；然而等人的研究卻得出相反的結論（，）。和（）在比較和的熱膠凝能力時發(fā)現(xiàn)，經(jīng)、預熱處理后，凝膠的強度明顯高于凝膠。關于采用作為凝固劑時的情況，各學者報道不一，等人（）認為比例不會影響大豆蛋白的凝膠強度，而等人（）的研究卻表明，凝膠強于凝膠。這些結論都證明了大豆和組分的膠凝性質(zhì)是有差異的，而且凝固劑種類也是影響和的相對凝膠能力的重要因素。等人（）研究了大豆球蛋白和大豆球蛋白對大

32、豆蛋白熱變性溫度影響。等人（）利用洳得球蛋白的變性溫度為。等人（）利用引言研究球蛋白和球蛋白在，和溶液中的變性溫度，結果表明，球蛋白和球蛋白的變性溫度在濃度為的溶液中比在蒸餾水中分別升高了和。等人（）研究發(fā)現(xiàn)，時質(zhì)量分數(shù)為的大豆分離蛋白溶液中球蛋白和球蛋白都發(fā)生了完全變性，而在時僅球蛋白完全變性。等人（）報道了利用鋇得的球蛋白和球蛋白的變性溫度分別為（）和（士）。，（）利用研究了大豆蛋白熱變性溫度。等人（）通過研究大豆分離蛋白熱穩(wěn)定性中誘導的改性，與球蛋白熱穩(wěn)定性相比，球蛋白熟穩(wěn)定性較高，且對變化很敏感。當值從增加到時，大豆球蛋白交性溫度降低，而球蛋白變性溫度沒有改變。等人（）發(fā)現(xiàn)，溫度、大豆

33、球蛋白的比率影響熱變性。等人（）通過研究乙醇對大豆球蛋白熱變性的影響，在，蛋白質(zhì)和乙醇濃度分別為及范圍內(nèi)，結果發(fā)現(xiàn)大豆球蛋白成分變性溫度隨乙醇濃度的增加而線性下降，大豆球蛋白成分的特異變性焓與蛋白質(zhì)和乙醇濃度無關。等人（）研究發(fā)現(xiàn)，在大豆蛋白和熟效應中，水發(fā)揮著非常重要的作用。隨著水分含量的增加，和的變性溫度（）很快降低。和的變性熱焓（）隨著水分含量的增加，起初均增加，爾后對而言降低，而則在高水分含量情況下，其仍保持在某一水平，樣品中的變化類似于。與通過暴露于水蒸汽或冷凍干燥方法制備樣品棍比較，蛋白樣品制備中的攪拌過程可能破壞其四級結構，導致其降低。蛋白質(zhì)組成及結構一構象對非冷凍水有非常重要的

34、影響。在某一范圍內(nèi)，和的非冷凍水隨著水分含量的增加而增加，相比較而言，中的非冷凍水含量較為豐富，這可能是由于這兩種蛋白的組成和結構不同的緣故。（）認為非凍結水取決于圍繞電荷殘基水的分布。同相比，富含（精氨酸）、（天門冬氨酸）和（谷氨酸），因而具有較高的電荷密度，造成與水分子相互作用能力大大加強（，）。凍結水出現(xiàn)時水分含量的閾值是（蛋白質(zhì)）。在樣品中水分含量較低情況下，蛋白變性期間的水吸收隨著水分含量的增加而快速增加，但在高水分含量情況下基本保持不變。差示掃描量熱技術在大豆蛋白分析中的應用差示掃描量熱法（，簡稱）是世紀年代研究出的一種熱分析方法，已經(jīng)廣泛應用于蛋白質(zhì)熱變性的研究（汪立軍等）。特別

35、是世紀年代以后，各國學者應用對蛋白質(zhì)的熱力學性質(zhì)進行了廣泛的研究。差示掃描量熱技術所測定的熱力學參數(shù)主要是熱焓的變化（喲。由于在給定溫度下每個體系總是趨向于達到自由能最小的狀態(tài)，所以樣品升溫或降溫的過程中，它可轉變成具有不同自由能的另一種結構狀態(tài)。分析伴隨著結構變化所發(fā)生的熱焓變化，就可以得到樣品結構變化的某些信息。這就是用差示掃描量熱法來分析生物大分子結構變化的基礎。不同的量熱儀所依據(jù)的測量原理千差萬別，量熱儀的分類也有各種方法。例如，根據(jù)測量原理的不同，可以分為相交補償型、熱電效應孫償型、測量溫差隨時間變化型、測量溫差隨地點變化型等；也可以根據(jù)運行模式分為等溫靜態(tài)運行、恒溫環(huán)境靜態(tài)運行、絕

36、熱靜態(tài)運行、絕熱動態(tài)掃描運行、恒溫環(huán)境掃描動態(tài)運行等；還可以根據(jù)構造原理分類，如雙量熱儀、單量熱儀等。也有的量熱儀是用人名命名，如量熱儀、量熱儀等（黃友如）。目前通過研究大豆球蛋白熱屬性所用的大豆球蛋白濃度都較高（），而有關在低于凝膠形成所需的蛋白質(zhì)濃度下大豆球蛋白熱屬性知識卻知之甚少。等人（）曾發(fā)現(xiàn)要在加熱條件下形成可自我支持的凝膠，所需的大豆球蛋白最低濃度為。等人（）通過研究在有無還原劑一巰基乙醇存在的情況下大豆球蛋白的熱屬性，所用的大豆球蛋白濃度在之間。發(fā)現(xiàn)在沒有還原劑情況下，觀察到吸熱轉變，但在一巰基乙醇存在的情況下，觀察到一個赦熱峰之后出現(xiàn)一個榍對較小吸熱蜂。東北農(nóng)業(yè)大學工學碩士學位

37、論文放熱峰出現(xiàn)與大豆球蛋白的濃度有關，在蛋白質(zhì)濃度時消失。吸熱的最大峰溫在有無一巰基乙醇存在下類似，這表明酸性亞基和堿性亞基之間的分子間二硫鍵的還原并不改變蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性。放熱峰出現(xiàn)原因是由于堿性亞基聚集引起的，增加大豆伴球蛋白含量可防止堿性亞基的聚集及由此產(chǎn)生的放熱峰出現(xiàn)；在一伴球蛋白存在的情況下，大豆球蛋白僅出現(xiàn)一個吸熱峰。這里所述的放熱與正常情況下放熱峰的出現(xiàn)不同，一般情況下放熱峰出現(xiàn)是由于蛋白質(zhì)聚集及隨后蛋白質(zhì)變性引起的。等人（）研究可能是首次將放熱歸屬于特異大豆蛋白（大豆球蛋白）和與蛋白質(zhì)相聯(lián)系的特異分子事件（聚集）。在其控制的實驗條件下，兩種不同的熱力學事件（聚集和變性）彼此可被部

38、分地分開。等人（）利用研究、蛋白質(zhì)濃度及離子強度對熱處理的酸性大豆蛋白分散相影響；分析由于效應和熱處理而引起的結構變化。差示掃描量技術在食品生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)大豆蛋白的功能屬性以利于其合理利用是非常重要的。對大豆蛋白化學組成和分子結構了解及其相關研究將有助于其作為高功能蛋白在食品工業(yè)中的應用。技術的應用，使得在蛋白質(zhì)的折疊或退折疊轉變過程中，直接測定熱容量的變化成為可能，也使得測定在這些轉變過程中如焓和熵這樣一些熱力學量的變化成為可能，這為大豆蛋白食品的生產(chǎn)提供深厚的理論基礎。隨著現(xiàn)代科學儀器的不斷更新及食品生產(chǎn)的需要，對這個領域的研究一定會吸引更多人的關注。豆?jié){凝固酶的研究現(xiàn)狀近年來，人們一直想

39、找到一種酶，能夠象凝乳酶凝固牛奶那樣凝固豆乳。等人（）用木瓜蛋白酶和菠蘿蛋白酶來凝固豆乳，年日本學者首次從土壤中分離到一株豆乳凝固酶產(chǎn)生菌，等人（）和等人（）報道篩選到了一株具有凝固豆乳作用的芽孢桿菌，國內(nèi)在上世紀年代篩選到兩株產(chǎn)豆乳凝固酶的菌株。但研究表明，現(xiàn)有的豆乳凝固菌株產(chǎn)生的豆乳凝固酶都是蛋白酶。等入（）發(fā)現(xiàn)一些商品蛋白酶也具有凝固豆乳的能力，但主要以凝固時間評價蛋白酶的豆乳凝固活性。近年來，許多國內(nèi)外學者相繼發(fā)現(xiàn)某些植物蛋白酶和微生物蛋白酶具有促使大豆蛋白形成凝膠的作用。研究人員研究發(fā)現(xiàn)的酶凝固劑有轉谷氨酰胺酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、堿性蛋白酶和中性蛋白酶等。其中，（）等研究發(fā)現(xiàn)微

40、生物來源的堿性和中性蛋白酶具有較高的凝固活力。關于蛋白酶凝固豆?jié){機理研究的報道很少，現(xiàn)有的研究主要集中在植物蛋白酶凝固豆?jié){的凝膠機理上（蔣詠梅）。（）研究了菠蘿蛋白酶對大豆和球蛋白凝固過程中降解的情況，推測疏水作用和二硫鍵可能對蛋白酶凝固大豆蛋白形成凝膠起一定的作用。鐘芳等人用動粘彈性方法對大豆蛋白的酶凝固特性和機理進行了一系列的研究：考察了木瓜蛋白酶、和等種蛋白酶凝固大豆蛋白的儲藏彈性率，并依此認為和木瓜蛋白酶凝固的大豆蛋白凝膠強度比其它幾種酶高：對木瓜蛋白酶凝固大豆蛋白、和球蛋白過程中的動粘彈性變化進行了研究，認為木瓜蛋白酶在低濃度下，起凝固作用的主要是球蛋白，在高濃度情況下起凝固作用的主

41、要是球蛋白；對大豆蛋白凝固過程中分子間作用力的研究表明，木瓜蛋白酶凝固大豆蛋白形成凝膠的分子問作用力包括疏水作用、氫鍵、離子鍵、二硫鍵和共價鍵，其中疏水作用和氫鍵起主要作用。孿廣忠研究了凝固大豆蛋白過程中蛋白質(zhì)分子結構的變化，發(fā)現(xiàn)凝固過程中大豆蛋白的二級結構變化顯示一螺旋的含量減少，無規(guī)則卷曲的含量增加，有利于分子間氫鍵的形成和氨基酸疏水殘基暴露。認為凝固豆?jié){的機理為：疏水作用和氫鍵作用下形成的由蛋白質(zhì)球組成的網(wǎng)絡結構。總的來說對酶凝固劑凝固豆?jié){機理的研究還非常有限，不能夠全面合理的解釋蛋白酶凝固豆?jié){的本質(zhì)原因，再加上酶凝固劑所存在的一些問題，很大程度上限制了酶凝固劑的應用發(fā)展。因此需要更進一

42、步的深入研究，以弄清楚凝固劑的凝固特性和作用機理以及其他因素對豆腐凝膠過程的影響，為豆腐生產(chǎn)工業(yè)化提供理論依據(jù)，開發(fā)出新型的豆腐凝固劑，生產(chǎn)引言出品質(zhì)高、味道好的豆腐（王榮榮）。研究的目的和意義本研究目的在于通過對大豆蛋白凝膠影響因素研究，從而找出大豆蛋白熱變性等凝膠特性與豆腐品質(zhì)的關系。為深入研究豆腐形成機理提供理論依據(jù)，對豆腐加工生產(chǎn)上起到指導作用；篩選出適合凝固豆?jié){的蛋白酶，對酶凝固豆?jié){的影響因素和凝固機理進行探究。從而促進酶的合理使用。我國在豆腐加工方面有著悠久的歷史，但由于技術力量薄弱、缺少基礎性研究，未能使一些生產(chǎn)經(jīng)驗理論化，一些現(xiàn)象還沒有理論解釋，很難指導機械化生產(chǎn)，致使豆腐產(chǎn)品

43、質(zhì)量還存在缺陷。由于豆腐本質(zhì)是大豆蛋白經(jīng)凝固而制成的凝膠，所以研究大豆蛋白的凝膠特性如何影響豆腐品質(zhì)有重要意義。酶法凝固大豆蛋白是較新的研究課題，酶凝固大豆蛋白所得的制品有一些傳統(tǒng)凝固劑所不及的優(yōu)點，但仍存在一些難以解決的問題。目前還缺少關于酶凝固豆?jié){機理研究。本研究針對單一凝固劑存在的缺陷，嘗試復合使用鹽凝固劑和酶凝固劑來制作豆腐。研究成果可為豆腐加工提供理論依據(jù)，有利于酶凝固制作豆腐加工技術的應用和改進，推動我國豆腐加工的發(fā)展；拓寬新型豆腐生產(chǎn)范圍，這對大豆蛋白工業(yè)，乃至整個農(nóng)業(yè)，都具有一定意義，發(fā)展前景看好。課題的主要研究內(nèi)容課題的主要研究內(nèi)容為：大豆蛋白熱變性對豆腐質(zhì)構的影響研究；豆?jié){凝固酶的篩選；蛋白酶凝固豆?jié){特性和影響因素研究；復合使用凝固豆?jié){制作豆腐；東北農(nóng)業(yè)大學工學碩士學位論文材料與方法原料與設備實驗原料大豆：大豆（東農(nóng)號）東北農(nóng)業(yè)大學大豆研究所提供