一种大豆蛋白复合凝胶食品的制备方法及其产品

1.本发明属于凝胶食品技术领域，特别是涉及一种大豆蛋白复合凝胶食品的制备方法及其产品。


背景技术：

2.凝胶食品因其弹性和强度赋予了凝胶食品一定的适口性和咀嚼性，深受消费者喜爱，有着巨大的市场潜力。广义上的凝胶类主食通常有两类，一类以淀粉为主要原料，如凉皮、凉粉、粉条、粉丝等。这类食品通常蛋白质含量不足，营养成分几乎只有淀粉，营养价值低、营养结构简单。且传统凉皮类凝胶主食，由于工艺中存在的洗粉步骤，导致原料中营养素大量流失，这使得凉皮中的营养成分几乎只有淀粉。由于这些产品往往储存和携带较为方便，所以绝大多数消费者购买后作为主食食用，但是长期食用这类食品不仅满足不了人体基本所需营养，还可能产生健康问题。另一类以淀粉-蛋白质复合物为主要原料，如面条等。这类食品虽含有部分蛋白质，但其大部分蛋白质组成为面筋蛋白，蛋白质质量较低，其营养成分与人体所需的必需氨基酸比例有很大差距。长期作为主食食用，不能满足人体所需营养物质的要求。为此，亟需研制一款天然健康、营养全面且口感优异的新型凝胶主食，以满足现代人对天然健康食品的追求并丰富凝胶类主食市场。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供一种大豆蛋白复合凝胶食品的制备方法及其产品。大豆分离蛋白与动物蛋白相媲美，属于完全蛋白，不仅解决营养成分缺乏蛋白质的问题，还弥补了原料中米粉缺少赖氨酸的缺点，使氨基酸互补。本发明选择以四种功能性稻米为原料，添加大豆分离蛋白形成复合凝胶，研制出四种米粉类别的复合凝胶食品。其营养丰富、氨基酸组成全面；拥有一定功能性；适合不同人群。本发明产品丰富了凝胶食品的种类，弥补了传统凝胶类主食营养结构单一的缺点，适合长期作为主食食用，不存在健康风险。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明提供一种大豆蛋白复合凝胶食品的制备方法，将大豆分离蛋白糖基化后与稻米粉混合，通过改良剂改良得到大豆蛋白复合凝胶食品；
6.所述改良剂包括胶粘剂和韧性剂。
7.进一步地，包括如下步骤：
8.(1)将大豆分离蛋白分散于水中，添加糖基化改性剂和转谷氨酰胺酶，在酸性条件下进行反应，反应完成后进行灭酶处理，得到糖基化大豆蛋白；
9.(2)取稻米粉加入到所述糖基化大豆蛋白中搅拌均匀，搅拌过程中在容器上覆盖一层保鲜膜，防止水分的蒸发，加入胶粘剂和韧性剂进行第二次搅拌，经蒸煮、包装后得到大豆蛋白复合凝胶食品，搅拌过程中在容器上覆盖一层保鲜膜。
10.进一步地，步骤(1)所述大豆分离蛋白与水的质量比为2～4：15～22；所述大豆分离蛋白、糖基化改性剂和转谷氨酰胺酶的质量比为2～4：0.05：0.003；所述糖基化改性剂为
壳寡糖、氨基葡萄糖和氨基半乳糖中的一种或多种，优选壳寡糖。
11.进一步地，步骤(1)所述酸性条件的ph值为6；所述反应是在45℃条件下恒温震荡反应3h；所述灭酶处理是在90℃下灭酶5min。
12.大豆分离蛋白与米粉混合制备复合凝胶时，大豆分离蛋白与淀粉在自然条件下难以复合，易出现分离现象，形成质地不均一的产品。为解决这一问题，本发明将糖基化改性剂(优选壳寡糖)以共价键连接的方式导入大豆分离蛋白分子之中，使修饰产物既具有蛋白质的大分子特性，又具有糖类物质的亲水特性。蛋白质的糖基化通常有两种途径，美拉德反应(maillard reaction)和转谷氨酰胺酶催化(transglutaminase)途径，美拉德反应存在导致蛋白质营养成分流失、产品褐变而影响产品的感官特性的问题和一些食品安全问题，因此本发明选择通过转谷氨酰胺酶途径进行糖基化修饰，与美拉德反应相比，酶法糖基化也展现出更多优越性，包括：
①
效率高，反应更加迅速，交联效果与酶量、底物浓度、反应时间等因素相关；
②
反应条件温和，不需要高温加热，不会破坏蛋白质的天然特性；
③
特异性高，催化酰基转移反应；
④
安全性高，不产生有害副产物等。
13.进一步地，步骤(2)所述稻米粉为紫米粉、黄小米粉、控糖米粉和发芽糙米粉中的任意一种，粒径要求为200目的筛下物；所述胶粘剂为卡拉胶、黄原胶、魔芋胶、羧甲基纤维素钠、环β环糊精和结冷胶中的一种或多种，优选魔芋胶；所述韧性剂为筋道王和/或谷朊粉，优选谷朊粉。
14.进一步地，所述稻米粉的制备过程为：加入洗净并干燥后的稻米于桌面型超微磨粉机(st528)中进行磨粉，转速25000r/min，磨粉5min，得到过200目筛的稻米粉。
15.进一步地，步骤(2)所述大豆分离蛋白与稻米粉的质量比为2～4:10；所述搅拌是在40℃、60r/min下搅拌10min；所述稻米粉、胶粘剂和韧性剂的质量比为10：1～3：0.1～0.5；所述第二次搅拌是在50℃、30r/min下搅拌30min。
16.进一步地，蒸煮前将搅拌的物料转移到食品级塑料砧板上，并用擀面杖滚动，挤压至物料厚薄均匀，厚度在2～4毫米，然后切条：切成6cm长，3cm宽的条状。
17.进一步地，步骤(2)所述蒸煮是在水沸腾后保持5min；所述包装采用干态保存或湿态保存。
18.进一步地，所述干态保存是将蒸煮后的产品在40℃条件下热风干燥，至水分含量在10％以下，用食品包装袋包装密封。
19.干态保存使产品中的水分降低到足以防止腐败变质水平后，始终保持低水分进行长期贮存，将其冷却至室温后真空包装保存，可以延长大豆蛋白复合凝胶的储藏期，具有运输方便、食用方便、携带方便等优点，打开包装袋后装入容器中，加入适量水，微波加热2分钟或水煮3～5分钟即可食用，简单方便。
20.进一步地，所述湿态保存是将蒸煮后的产品冷却至室温后，转移到真空食品包装袋中，抽真空包装。
21.采用湿态保存技术，食用时方便迅速，可以保存大量的营养素，且不破坏产品本身天然颜色、质地及风味。湿态保存的大豆蛋白复合凝胶经过短暂复热(2min)后即可食用，方便快捷，该保存方法可以最大程度地保留原有食材的口感，弥补了市场上暂无湿态保存的速食凝胶类主食的空缺。
22.本发明还提供一种所述的制备方法制得的大豆蛋白复合凝胶食品。
23.大豆分离蛋白是一种重要的植物蛋白，其来源广泛、价格低廉；且具有良好的乳化性、水合性、胶凝性和结团性等功能特性，这些性质对于其在凝胶类食品的加工具有重要的价值。大豆分离蛋白的蛋白质含量很高，可以达到90％以上，同时其氨基酸组成与动物蛋白相媲美，属于完全蛋白尤以赖氨酸含量高，正好可以弥补粮谷类原料蛋白质含量低且缺少赖氨酸的缺点。对于本发明的产品来说大豆分离蛋白是一种理想的蛋白质来源。
24.本发明中，大豆蛋白也可替换为乳清蛋白、酪蛋白、鸡蛋蛋白、豌豆蛋白等。
25.黄小米：营养价值丰富，富含蛋白质、碳水化合物、b族维生素、维生素e、锌、铜、锰等多种营养元素，维生素b1的含量更是在五谷杂粮的首位，具有益阴、利肺、利大肠之功效。小米蛋白的氨基酸中，尤其以色氨酸含量尤为突出。人体摄入之后会有许多积极作用，比如调节精神节律，改善睡眠等。研究表明小米具有提高血浆中的高密度脂蛋白胆固醇水平的作用，而且对于预防动脉粥样硬化及调节胆固醇新陈代谢等都有非常好的效果。
26.紫米：有色米是色素沉积在水稻种子的种皮内形成的一种重要的特异水稻种质资源。从应用价值方面来说，其具有丰富的营养和特殊的生理活性成分，紫米中含有丰富的花青素、黄酮和酚酸类等生物活性物质，其中花青素具有极强的抗氧化活性，是一种良好的自由基清除剂和脂质过氧化抑制剂；花色素对胶原酶、弹性酶、透明质酸酶和葡萄糖醛酸苷酶等产生抑制作用，从而保持胶原蛋白、弹性蛋白、透明质酸的大分子完整性；因此，花色素可以保护血管内皮细胞，维持血管壁的正常功能。此外，有色米有着比普通米更加丰富的蛋白质、粗脂肪、粗纤维、氨基酸、维生素、矿质元素。与普通白米对比发现，有色米蛋白质、脂肪和粗纤维分别是普通米的4.9、2.1和4.75倍；矿质元素p、k、na、mg、fe和mn分别是普通米的2.3、3.9、3.2、3.75、1.4和3.3倍；维生素b1、b2和b6分别是普通米的6.2倍、3.8倍和1.39倍。
27.控糖米：控糖米是一种高抗性淀粉、低升糖指数的大米。抗性淀粉在体内不易被消化，具有较低的胰岛素反应，可控制血糖平衡，减少饥饿感，有类似膳食纤维的效果。相比普通大米，它能够缓慢释放葡萄糖，因而使餐后血糖峰值更低、更平稳，并且有益于肠道环境的改善。对于糖尿病人来说，食用控糖米可显著增加饱腹感，有效平稳餐后血糖指数并控制其急剧升高，可全面持续提供人体所需的营养和能量。使糖尿病病人可像正常人一样三餐吃饱，改变每日多餐的现象，显著改善生活质量。
28.发芽糙米：糙米是稻谷脱壳后仍保留了皮层和胚的米粒，但是美中不足的是，糙米有一种糠的不愉快气味，蒸煮性、口感和吸收性较差，因此人们不喜欢食用。而糙米发芽后，粗纤维外壳被酶解软化，炊煮方便，部分蛋白质分解为氨基酸，淀粉转变为糖类，香甜味增加，使食物的感官性能和风味得以改善。同时，由于在糙米发芽过程中酶的作用，激活了大量对人体健康有益的活性物质，发芽糙米的营养是糙米的3-5倍。其中含有丰富的维生素b和e、钾、镁、锌、铁、锰等微量元素，还保留了大量膳食纤维。更值得一提的是，糙米在发芽过程中产生了一些新的营养成分，其中特别引人注目的是γ-氨基丁酸。γ-氨基丁酸属强神经抑制性氨基酸，具有镇静、抗惊厥的作用，能促进脑的活化性，健脑益智，延缓脑衰老机能，活化肝功能，促进睡眠，美容润肤，抑制脂肪肝及肥胖症，补充人体抑制性神经递质和降血压等功效。
29.本发明的有益效果：
30.①
营养均衡：本发明产品解决了方便食品营养不均衡的问题，人体三大营养物质均能得到满足，蛋白质选用营养学上的完全蛋白质
‑‑
大豆分离蛋白，其氨基酸组成上与动
物蛋白相媲美，尤以赖氨酸含量高，与功能稻米原料中的氨基酸组成互补。
31.②
功能性稻米：添加四种功能性稻米，赋予产品一定的功能性，满足人体维生素、矿物质以及微量元素摄入的需求，黄小米可作为婴幼儿、孕妇辅食；黑紫米可供年轻女性美颜护肤；控糖米是糖尿病人和肥胖人群的理想主食；发芽糙米适合大多数人群食用，营养丰富。
32.③
糖基化：在糖基化反应中，本产品没有选择大多数产品所使用的美拉德反应途径，而是选择了效率、安全性、特异性更高的转谷氨酰胺酶途径，此方法不仅可以有效避免美拉德途径中所产生的不良副产物，还可以尽可能地保留反应底物中的营养物质，反应条件温和。此外，引入的壳寡糖是功能性低聚糖，具有调整肠道菌群的作用。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为谷朊粉对产品品质的影响。
具体实施方式
35.本发明中，所有原料均为常规市售产品。
36.实施例1～4
37.表1
[0038][0039]
按照表1的成分配比进行大豆蛋白复合凝胶食品的制备：
[0040]
(1)将大豆分离蛋白分散于水中，添加壳寡糖和转谷氨酰胺酶，在ph为6、45℃条件下恒温震荡反应3h，反应完成后在90℃下灭酶5min，得到糖基化大豆蛋白；
[0041]
(2)将洗净并干燥后的稻米(实施例1～4分别对应紫米、黄小米、控糖米和发芽糙米)置于桌面型超微磨粉机(st528)中进行磨粉，转速25000r/min，磨粉5min；得到的稻米粉过200目筛，取筛下物备用；
[0042]
(3)取稻米粉(紫米粉、黄小米粉、控糖米粉和发芽糙米粉中的任意一种)加入到所述糖基化大豆蛋白中，在恒温磁力搅拌器(df-101s)中，在40℃、60r/min下搅拌10min，搅拌过程中在容器上覆盖一层保鲜膜，防止水分的蒸发，加入魔芋胶和谷朊粉在50℃、30r/min下搅拌30min，搅拌过程中在容器上覆盖一层保鲜膜。
[0043]
(4)搅拌结束后把物料转移到食品级塑料砧板上，并用擀面杖滚动，挤压至物料厚薄均匀，厚度为3毫米，然后切条：切成约6cm长，3cm宽的条状，移至蒸盘上，然后加盖，大火
蒸至沸腾，并沸腾5min至蒸熟；取出，冷却。将蒸煮后的产品在40℃条件下热风干燥，至水分含量在10％以下，用食品包装袋包装密封，得到大豆蛋白复合凝胶食品。
[0044]
本发明产品的原料符合国家相应的标准和有关规定；感官无异味、无霉变、无不良口味。理化指标符合表2规定；微生物指标符合表3的规定。
[0045]
表2理化指标
[0046][0047]
表3微生物指标
[0048][0049]
实施例5
[0050]
产品的感官评定标准：
[0051]
为了直观地反应产品的品质，获得更优良的产品，根据地方标准以及相关文献中的感官评定标准，制定出本发明产品的感官评定标准表。并邀请10位实验室人员学习地方标准中产品的评价术语，并进行多次打分评价练习，在正式评价前1h不抽烟、不进食、不使用含有气味的化妆品，取适量试样置于白瓷盘中，在自然光下观察色泽和杂质，品尝结束后，用温水漱口，再进行下一个样品的品尝。样品按表4的评价标准对不同样品的色泽、表观状态、口感、韧性、黏性、味道进行单独打分。
[0052]
表4产品感官评定标准
[0053][0054]
壳寡糖最适添加量的单因素试验：
[0055]
壳寡糖是一种生物高分子多糖，具有免疫调节、抗癌抑癌、调节肠道菌群及降血脂等多种功能，在医药方面具有广泛的用途。并且壳寡糖分子中的游离氨基，是理想的转谷氨
酰胺酶糖基化反应底物。将壳寡糖经酶促后产生的衍生物共价交联至大豆分离蛋白，同时诱导蛋白质发生交联反应，发现糖基化蛋白质的疏水性、溶解性、乳化性、持水性、吸油性以及抗菌性均较大程度的改善，因此，利用转谷氨酰胺酶将壳寡糖导入蛋白质中，可有效改善蛋白质的胶凝特性。
[0056]
激活转谷氨酰胺酶(tg酶)不需要特殊因子，当ph为5～9时该酶呈稳定状态，最适ph为6～7，最适反应温度在45～55℃之间。huang等(2016年)利用tg酶催化大豆分离蛋白与壳寡糖交联制备微胶囊壁材，在优化反应条件时发现当ph为6.0，反应温度为45℃，交联时间为3h，交联效果最好。为了确定壳寡糖添加量对糖基化蛋白的影响，选取大豆分离蛋白10g，转谷氨酰胺酶添加量为10u/g(以大豆分离蛋白质量计)，质量分数记，壳寡糖添加量分别为0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％，分别在ph为6，温度45℃条件下恒温震荡3h，随后将反应得到的糖基化蛋白质与15g稻米粉复合，添加适量的水，并高温熟化，通过对感官性状的评分，参照表4的感官评价标准进行打分与数据处理，并综合考虑确定壳寡糖最适添加量，通过表5可知，每10g蛋白质中添加500mg最适宜。
[0057]
表5壳寡糖不同添加量的感官评定
[0058][0059]
实施例6
[0060]
糖基化交联蛋白质不同添加量单因素实验：
[0061]
为了确定经过糖基化后的大豆分离蛋白添加量和米粉的添加比例，选取10g紫米粉，20ml纯净水，分别添加糖基化蛋白质2g、2.5g、3g、3.5g、4g，与紫米粉复合后经过高温熟化，并对产品通过对感官性状的评分，具体参照表4的感官评价标准进行打分与数据处理，并综合考虑确定糖基化交联蛋白质最适添加量。随着糖基化蛋白质的加入，产品气味、韧性及表观状态改变不大，但口感、色泽变化较大，并且随着糖基化蛋白质的加入，感官评定得分先增加后减少，根据表6得出，每10g米粉中大豆分离蛋白添加量为3.0g时，产品各项指标为最佳。
[0062]
表6糖基化交联蛋白质不同添加量的感官评定
[0063][0064][0065]
实施例7
[0066]
胶黏剂的选择：
[0067]
食品胶作为常用的食品添加剂，能提高食品黏度或形成凝胶，在食品加工中起乳化、胶凝、增稠、黏合和稳定等作用。在米粉加工中常将食品胶作为增稠剂加入，增稠剂发挥作用是通过非共价键作用力如氢键等，形成一种连续三维凝胶网络，这种网络结构与面筋网络结构有类似的功能，具备一定的粘弹性。使米粉形成坚实的整体结构，能够增强米粉中蛋白质粘结力，最终改良产品的特性。
[0068]
本发明选择卡拉胶、黄原胶、魔芋胶、羧甲基纤维素钠、环β环糊精和结冷胶为胶黏剂，为了进一步确定食用胶的选择，将卡拉胶、黄原胶、魔芋胶、羧甲基纤维素钠、环β环糊精和结冷胶以合适的比例分别与10g产品发生反应，制作出相应的食品胶-产品复合物，考察不同食品胶和米粉复合对产品的影响。
[0069]
表7食用胶的选择
[0070][0071]
对六种分别添加了不同食用胶的产品从黏性、延展性、韧性、成型度与味道是否与产品本味协同等多方面进行综合分析。发现加入环β-环糊精的产品除成型度外性质均较为优良，但成型度与产品本味不够协调；故综合考虑选择魔芋胶。魔芋胶由魔芋(amorophophallus konjac)提取而来，主要成分是葡甘露聚糖，是一种低热能、低蛋白质、高膳食纤维的食品胶，并且富含人体所需的十几种氨基酸和微量元素，对高血压、肥胖症、糖尿病、便秘有一定疗效，可以排毒体内毒素和垃圾，预防结肠癌。在此基础上还具有水溶、增稠、稳定、悬浮、凝胶、成膜、粘结等多种理化特性，是一种天然的食品改良剂，是目前发现的最优良的可溶性膳食纤维之一。
[0072]
实施例8
[0073]
韧性剂的选择：
[0074]
目前凝胶类主食，会通过添加韧性剂的方法，改善凝胶的口感，赋予产品一定的韧性，如筋道王、谷朊粉等。添加筋道王后发现，其效果与经过糖基化修饰的糖蛋白类似，而且筋道王中包含多种人工添加剂，是一种复合型改良剂，存在一定的食品安全隐患。谷朊粉又称活性面筋粉，谷朊粉主要由分子量较小、呈球状、具有较好延伸性的麦胶蛋白与分子量较大、呈纤维状、具有较强弹性的麦谷蛋白组成；谷朊粉具有优良的黏弹性、吸水性、吸脂性等，且对人体无害，是本产品良好的韧性剂选择。
[0075]
为考察谷朊粉对产品的改良效果，取10g产品加入0.5g谷朊粉进行感官评定，与未添加谷朊粉的产品进行对照分析，感官评定参照表4的感官评价标准进行打分与数据处理，通过感官评定的分数，探究谷朊粉对产品品质的影响，结果如表8，可明显看出，谷朊粉的加入，改良了产品的口感和韧性，并且对其他感官评定项目影响不大，因为其加工自天然植物，对人体无害，是本产品良好的食品改良剂。
[0076]
表8谷朊粉对产品品质的影响
[0077][0078]
实施例9
[0079]
魔芋胶添加量的单因素试验：
[0080]
为了确定魔芋胶最适添加量，选取10g紫米粉，20ml纯净水，分别添加1g、1.5g、2g、2.5g、3g，感官评定参照表4的感官评价标准进行打分与数据处理，综合感官评定的分数，确定魔芋胶最适添加量。
[0081]
表9魔芋胶不同添加量的感官评定
[0082][0083]
实施例10
[0084]
谷朊粉添加量的单因素试验：
[0085]
为了确定谷朊粉最适添加量，选取10g米粉，3ml纯净水，分别添加0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g，感官评定参照表4的感官评价标准进行打分与数据处理，综合感官评定的分数，确定谷朊粉最适添加量，如表10所示，随着谷朊粉加入量的增加，产品的色泽、口感、韧性均有显著提升，黏性、表观状态变化不显著，在添加量为0.5g时，产品感官评价分数最高，但是综合谷朊粉每天建议摄入量，选取0.3g为最适添加量，在最大程度上提升产品品质的情况下，维持人体健康。
[0086]
表10谷朊粉不同添加量的感官评定
[0087][0088]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。