大豆的化学成分及豆腐凝胶结构的形成机理.ppt

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1、大豆的化学成分及豆腐凝胶结构的形成机理主讲人：xxx 研发部内训研发部内训主要内容1大豆原料的大豆原料的结构及化学成分构及化学成分23豆豆浆溶胶体系的形成溶胶体系的形成豆腐凝胶豆腐凝胶结构的形成构的形成过程及机理程及机理豆腥味？豆腥味？石豆？石豆？泡沫？泡沫？胀气？胀气？腐竹的形成过程？腐竹的形成过程？豆腐脑形成机理？豆腐脑形成机理？生、熟豆浆的区别？生、熟豆浆的区别？老豆腐、嫩豆腐？老豆腐、嫩豆腐？第一节第一节 大豆原料的结构及化学成分大豆原料的结构及化学成分一、大豆籽粒的结构（一）种皮：约占整个大豆籽粒重量的8%。（二）胚 1、幼胚：由胚根、胚轴（茎）、胚芽组成，占整个大豆籽粒重量的2%。

2、2、子叶：是大豆主要的可食部分，约占整粒大豆质量的90%大豆种皮上有一个珠孔的结构，正常成熟的大豆，种皮上的珠孔是未闭合的，但由于某些品种特性或环境突变（骤然降温），珠孔就闭合，这种大豆就是俗称的石豆。石豆由于珠孔关闭，所以浸泡时很难泡开。大豆表面坑坑洼洼的，大豆表面坑坑洼洼的，隐藏很多土壤中的耐藏很多土壤中的耐热芽芽孢菌，很菌，很难洗掉，会洗掉，会带来品来品质风险。第一节 大豆原料的结构及化学成分 11%的水分18%的脂肪即豆油，含60%的不饱和脂肪酸，含1.5%的卵磷脂维生素及一些特殊成分（皂苷、异黄酮、有机酸等）25%的碳水化合物,分可溶性（主要是低聚糖和多糖）不溶性（食物纤维素）。40

3、%蛋白质,含8688%水溶性蛋白质，氨基酸组成相当完全，赖氨酸特丰富。其蛋白质的氨基酸组成与动物性蛋白质近似，是优质完全蛋白质。大豆大豆5%的灰分二、大豆的化学成分二、大豆的化学成分第一节 大豆原料的结构及化学成分 一、蛋白质（一）蛋白质的元素组成及结构 C、H、O、N，有些还含有S、P、Cu、Fe、Zn等元素（大豆蛋白质中氮的平均含量约为17.5%）大豆蛋白质系数5.71 大豆粗蛋白质含量（g）=大豆样品中N的g数5.71 维持空间结构的作用力：氢键、盐键、二硫键、范德华力、疏水作用力等 外界物化条件：pH值、温度、剪切力等 大豆蛋白质的二级、三级、四级结构发生不同程度的变化，使原本包藏在球

4、形结构内部的作用基团，即亲水基团、疏水基团等暴露出来，引起蛋白质分子的性质改变和生理功能丧失。第一节 大豆原料的结构及化学成分 （二）大豆蛋白质的组成及分类70%u根据生理功能分类，大豆蛋白质可分为贮藏蛋白和生物活性蛋白两大类。贮藏蛋白是主体，约占总蛋白的70%左右。它与大豆的加工性质关系密切。u按溶液在离心机中沉降速度来分，可分为四个组分颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。沉降系数是以时间表示的。通常为120010-13秒范围 10-13这个因子叫做沉降单位S，即1S=10-13秒.沉降系数越大在离心时候越先沉降。生物活性蛋白。生物活性蛋白。占总蛋白比例较少，占总蛋白比例较少，但对豆制品的质

5、量但对豆制品的质量影响较大。影响较大。第一节 大豆原料的结构及化学成分 （三）大豆蛋白质的特性1.溶解性大豆蛋白质溶解度指在特定环境下100g大豆蛋白质中能溶解于特定溶剂中的最大克数。第一节 大豆原料的结构及化学成分 （1）盐类（2）温度（3）pH值2.两性电解质的性质在酸性介质中，以复杂的阳离子状态存在；在碱性介质中，以复杂的阴离子状态存在；在等电点时，以两性离子态存在，且正离子数等于负离子数。蛋白质等电点（pI）：当某种蛋白质溶液处于某一pH值时，蛋白质正负离子相等，溶液呈电中性，此时溶液的pH值。大豆球蛋白pI 4.2-4.5第一节 大豆原料的结构及化学成分 3.变性(1)酸碱变性(2)

6、热变性(3)冷冻变性 变性后蛋白质紧密的分子结构被破坏，肽链舒展，疏水基团外露，分子体积增大，生物活性丧失。第一节 大豆原料的结构及化学成分 4.胶体性蛋白质胶体的形成（蛋白质与水相互作用）由于蛋白质分子表面分布着各种不同的亲水基，有水的环境里，蛋白质分子与水通过氢键相互吸引，蛋白质表面被一层水分子紧紧包围，这种作用称为水化作用。蛋白质水化作用的直接结果是使蛋白质成为亲水胶体：溶胶或凝胶大豆中碳水化合物可分为可溶性与不溶性两大类。1.可溶性：主要成分为5%蔗糖、1%棉子糖、4%水苏糖等低聚糖。n是人体肠道内有益菌-双歧杆菌的增殖因子，对人体生理功能提高有很好的作用。2.不溶性：主要是种皮的果胶

7、质和纤维素。不能被人体消化吸收。可制成“膳食纤维”二、碳水化合物胀气因子？胀气因子？第一节 大豆原料的结构及化学成分 u 大豆油脂的主要成分是甘油三酯，占95%以上，其余为大豆磷脂、甾醇类、生育酚、类胡萝卜素和叶绿素。u 大豆油脂中不饱和脂肪酸含量达60以上，在人体内的消化吸收率达97.5，为优质食用植物油。u 豆浆中含有一定量的油脂会赋予其一种滑润感。三、脂质棕榈酸硬脂酸饱和无双键、能量低、不易消化吸收，食用过多易造成肥胖和心血管疾病不饱和油 酸亚油酸亚麻酸一个双键、可降低胆固醇、油稳定性好，“安全脂肪酸”两个双键、人体必需，在合成磷脂、细胞结构、前列腺素，软化血管，防高血压、心脏病等有重要

8、作用三个双键、细胞膜组分、易使油脂氧化变质、营养油脂氧化变质、营养降低，甚至有毒降低，甚至有毒第一节 大豆原料的结构及化学成分 大豆中的无机盐有十余种，通常是含有钙、磷、铁、钾等的无机盐，它们的总含量一般为4.04.5。四、无机盐*陈思等.不同大豆品质加工豆腐适宜性的模式识别研究.大豆科技.2018.第一节 大豆原料的结构及化学成分 豆浆的豆腥味与脂肪氧化酶活性、油酸、亚油酸、亚麻酸含量呈显著正相关n大豆中含有许多种酶，引起食品加工领域关注的主要有脂肪氧化酶、淀粉分解酶、蛋白质分解酶；抗营养因子有胰蛋白酶抑制素和血球凝集素。豆腥味！豆腥味！五、大豆中的酶及抗营养因子去除：95加热1015min

9、第一节 大豆原料的结构及化学成分 五、大豆中的酶及抗营养因子胰蛋白酶抑制剂是大豆中的主要抗营养因子之一，小肠液中的胰蛋白酶与大豆胰蛋白酶抑制因子结合，生成无活性的复合物，降低胰蛋白酶的活性，导致蛋白质消化利用率下降，同时引起体内蛋白质的内源性消耗，最后易导致胰腺肿大。消除的方法：l 热处理：100处理20min或120处理3min，活性丧失90%以上；第一节 大豆原料的结构及化学成分 六、大豆皂苷 大豆皂苷，是类固醇或三萜系化合物的低聚配糖体的总称，是一种表面活性剂，具有亲水和亲油两种性质，造成加工过程中产生泡沫的主要因素之一，也是大豆制品苦涩味的主要来源。大豆皂苷在大豆中的分布主要集中于胚轴

10、中，子叶中较少，种皮几乎不含有。一、大豆中的蛋白质存在形式 贮藏蛋白是大豆蛋白的主体，主要储存在蛋白质贮藏液泡里，包括7S（-伴大豆球蛋白）和11S（大豆球蛋白）。第二节第二节 煮浆过程中豆浆成分的变化煮浆过程中豆浆成分的变化 二、大豆中脂质的存在形式 植物储藏甘油三酯的细胞器被称为油体（oil body）或油质体（oleosome），油体广泛存在于大豆、油菜、芝麻、花生等植物种子。大豆中的脂质主要以甘油三酯（triacylglycerols，TAGs）的形式存在于亚细胞结构油体油体（oil body，OB）中。第二节 煮浆过程中豆浆成分的变化 大豆油质体主要由甘油三酯、磷脂和内源性蛋白质组成

11、。油体的内部是 TAG 基质，表面被磷脂单分子层和镶嵌的油体蛋白所覆盖。磷脂单分子层占油体表面积的 80%，有着致密的结构包裹 TAG s，油体蛋白占其余的 20%，嵌入在 TAG s内部。油体作为一种天然的乳化油滴粒子，具有很好的稳定性。三、生豆浆的成分 在磨浆过程，油体和外源性蛋白质（大豆贮藏蛋白和活性蛋白）从破碎的细胞中释放出来，大豆油体因其独特的结构能保持很好的完整性和稳定性，部分外源性蛋白质（7S、11S）吸附到油体表面。第二节 煮浆过程中豆浆成分的变化 四、煮浆过程中豆浆的主要成分的变化第二节 煮浆过程中豆浆成分的变化 豆浆在加热保温（85-95）条件下，蛋白质分子获得足够内能变性

12、，其三维结构被破坏，内部的疏水基团，疏水性相对升高，熟浆中的蛋白质胶粒有向浆表面运动的趋势。豆浆表面水分不断蒸发，表面蛋白质浓度浓度会相对增高，蛋白质胶粒之间碰撞增加，次级键容易形成，聚合度加大，逐渐形成蛋白质网络结构即腐竹膜腐竹膜。脂肪由于共价键与蛋白结合，大量脂肪被夹在失水干燥的蛋白质中。随着时间推移，膜越结越厚，这到一定程度后揭起烘干即为腐腐竹竹。一、豆制品加工常用凝固剂第三节第三节 豆腐凝胶形成过程及机理豆腐凝胶形成过程及机理 分分类凝固凝固剂主要成分主要成分参考添加量参考添加量代表性豆腐代表性豆腐盐类石膏CaSO40.4%嫩豆腐（南豆腐）卤水MgCl2 、CaCl20.3%老豆腐（北

13、豆腐）酸类乳清发酵液乳酸等/武冈豆腐干葡萄糖酸内酯/0.25-0.35%充填豆腐、豆腐布丁复合类MgCl2 +TG酶/劲仔厚豆干CaSO4+MgCl2/CaSO4+MgCl2+酸类/二、豆腐凝胶成型机理第三节 豆腐凝胶形成过程及机理 熟 豆 浆 豆 腐 脑 溶溶 胶胶 凝凝 胶胶 盐类和酸类的凝固机理不一样。盐类凝固剂盐类凝固剂主要是利用游离的金属离子与蛋白质分子相结合，使蛋白质分子无法继续保持溶解状态而产生聚合反应，最终形成豆腐；酸类凝固剂酸类凝固剂主要是利用酸类物质使豆浆pH值下降，逐步接近大豆蛋白的等电点，减少其分子表面负电荷基团数目，蛋白之间因静电力下降更易发生聚集，形成豆腐凝胶。二、

14、豆腐凝胶成型机理第三节 豆腐凝胶形成过程及机理 二、豆腐凝胶成型机理第三节 豆腐凝胶形成过程及机理 1.溶胶体系的形成：生豆浆加热之后，蛋白质分子的二、三、四级结构的次级键断裂，蛋白质的空间结构改变，多肽链舒展，分子内部的某些疏水基团（如-SH）疏水性氨基酸侧链趋向分子表面，使蛋白质的水化作用减弱，溶解度降低，分子之间容易接近而形成聚集体，形成新的相对稳定的体系溶胶体系（熟豆浆）2.凝胶的形成：无机盐、电解质的作用屏蔽了蛋白质的部分负电荷，使蛋白质静电斥力减弱，破坏蛋白质的水化膜和双电层，并通过-Mg-或-Ca-等离子的“搭桥”作用，将蛋白质分子连接起来，形成立体网状结构，并将水分子包容在网络中，形成凝胶（豆腐脑）。三、第三节 豆腐凝胶形成过程及机理 n实验过程：400mL熟豆浆、80、4.8mL 1mol/L MgCl2溶液一次性加入，搅拌条件分别为60、120、180、240r/min，搅拌时间分别为10、20、30s，搅拌结束后，80水浴静置凝乳30min后压制成型30min。第三节 豆腐凝胶形成过程及机理 三、豆腐网状结构形态与豆腐品质的关系n豆腐网状结构的网眼较大，交织得比较牢固，豆腐脑的持水性好，做成的豆腐柔软细嫩，弹性好，出品率高；n豆腐网状结构的网眼较小，交织得又不牢固，则豆腐脑的持水性差，做成的豆腐僵硬，弹性差，出品率低。第三节 豆腐凝胶形成过程及机理