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微波加热对不同大豆品质的影响

时间:2008-08-19 07:59:56  浏览:        

摘要: 探讨微波加热对不同品种大豆水溶性蛋白含量和必需脂肪酸含量的影响,结果表明,不同品种、不同水分的大豆其水溶性蛋白含量及需脂肪酸蛤蟆量的减少趋势有所不同。

关键词: 微波;大豆;水溶性蛋白; 必需脂肪酸;品质

0 前言

微波加热技术在食品加工中主要用于事物的加热,干燥,灭酶护色,深层杀菌,食品保脆等。微波以接近 2 光的速度传播,吸收微波的各个分子能按摩擦而产生的频率高速往返运动,相互碰撞,彼此摩擦而产生热量,并能破坏生物的生理结构,从而达到事物的加热,干燥,杀菌,灭酶等目的 [1—3] 。

但微波加热方式的不同,会对食品品质产生或好或坏的影响。例如适当的微波处理,不会影响植物油的营养价值,其脂肪酸组成在数量和质量上无明显变化;但连续加热时,植物油中不饱和脂肪酸含量明显减少、 V E 等成分有所损失 [4 , 5] ,大豆胚轴中三酰甘油脂及磷脂的组成会发生改变 [6] 。微波处理对牛乳中蛋白质含量的影响不大,对酱油中氨基酸太氮也无破坏分解作用 [7] 。微波加热使大豆中磷脂含量减少,同时又明显降低大豆脂肪氧化酶的活性,有助于防止大豆中的不饱和脂肪酸被脂肪氧化酶所氧化,最终提高大豆的营养价值。适当的微波处理还能提高大豆的营养价值。但微波加热又会引起大豆球蛋白四级结构发生不可逆破坏,其氮溶解率响应减少 [7 , 8] 。

众所周知,大豆食品虽然蛋白质含量丰富,但易于被人体消化吸收的主要是水溶性蛋白;其中的多不饱和脂肪酸亚油酸,亚麻酸均为人体的必需脂肪酸,有阻于胆固醇在血液中沉积、防止动脉粥样硬化似的作用。本文着重探讨不同品种的大豆在微波条件下加热不同时间对其水溶性蛋白和必需脂肪酸含量的影响情况。

1 材料与方法

•  1实验材料

南通黄大豆和青大豆、东北黄大豆:购于市场;阿根廷大豆、巴西大豆、美国 1 号大豆和 2 号大豆(转基因大豆):有江苏出入境检验检疫局提供。

•  2主要仪器

SC69—02C 型水平快速测定仪, TDL—5—A 型离心机, FSJ—1 型粮食实验粉碎机, SHB-- Ⅲ型循环水式多用真空泵, ER—761MD “三乐”牌家用微波炉( 2.45GHz , 200W ), DHZ—C 大容量恒温震荡器,日立 180—80 型原子吸收分光光度计,电子天平,分析天平。

•  3实验方法

•  1 水分含量 105 ℃ 恒重法( GB5497—85 )

1.3.2 灰分含量 550 ℃灼烧发( GB/T5505—85)

•  3粗蛋白含量 凯式顶氨法(GB/T5511—85)

1.3.4粗脂肪含量 索式抽提法(GB/T5512—85)

1.3.5钙,钾含量 原子吸收分光光度法(GB/T14609—93)

1.3.6磷含量 钒钼黄比色法(GB/T6437—92)

1.3.7脂肪酸含量 气相色谱法。

1.3.8水溶性蛋白含量 称取大豆粉5g,放于锥形瓶中,加水200ml,摇匀,于恒温震荡器中30℃下振荡2h,取出后定容至250ml,摇均,静置2min,取上清液离心(1500r/min,10min)。离心后过滤,取滤液10ml,以凯式定氮法测定其水溶性蛋白含量。

1.3.9微波处理方法 在同一微波功率下,分别取4,6,8min三个时间段对大豆进行微波加热。称取大豆粉20g放于250ml烧杯中,盖上表面皿。将平行样品同时放于微波炉中加热处理,微波完成后,迅速测量豆粉温度,然后作其他成分测定。

2 结果与讨论

•  1几种大豆样品的感官对比

为了使研究结果具有更为广泛的普遍性,本实验特精选了七个不同产地,不同来源,不同品种的大豆样品,分别是南通黄大豆,南通青大豆,东北黄大豆,阿根廷大豆,巴西大豆,美国 1号大豆,美国2号大豆(已被确认为转基因大豆)七个品种。其色泽,粒形和百粒重等指标对比见表1。

表 1 几种大豆样品的感官对比

感官对比

色泽

粒形

百粒重( g )

南通黄大豆

椭圆

35.2

南通青大豆

绿

椭圆

36.9

东北黄大豆

近圆,较小

19.3

阿根廷大豆

浅黄

近圆

13.9

巴西大豆

浅黄绿

近圆

14.3

美国 1号大豆

浅黄

近圆

13.0

美国 2号大豆

浅黄

近圆

13.6

其中,国外四个品种的大豆颗粒普遍小于国内三个品种的大豆,因此,其百粒重也明显低于国内品种的大豆。至于色泽和粒形方面差别不是很大。

2.2大豆样品微波处理前的筛选

为使进行微波处理的大豆样品具有更好的代表性,分别对七种样品测定其水分,粗脂肪,粗蛋白,灰分,钙,钾,磷,水溶性蛋白和脂肪酸含量,各项指标的测定结果见表 2 。

表 2 几种大豆样品的成分含量

品种

水分( % )

粗脂肪(干基, % )

粗蛋白(干基, % )

灰分(干基, % )

钙(μ g/g )

钾(μ g/g )

磷( % )

水溶性蛋白(干基, % )

南通黄

10.4

19.7

42.0

4.73

245.6

319.4

0.239

39.6

南通青

9.8

20.1

39.2

5.06

248.0

335.3

0.267

37.0

东北黄

10.2

20.4

36.8

5.09

256.1

326.0

0.245

36.5

阿根廷

5.7

22.5

35.7

5.03

286.9

318.8

0.242

28.4

巴西

7.6

22.3

35.2

4.99

315.8

340.2

0.246

32.6

美国 1号

7.1

21.6

37.3

4.89

416.0

352.1

0.237

26.3

美国 2号

6.0

22.4

38.4

5.05

322.0

338.2

0.266

26.8

2.2.1 水分寒冷量的比较 国内三个品种的大豆样品水分明显高于国外四个品种。其中,南通黄大豆样品的水分含量最高为 10.4% ,美国 1 号大豆样品的水分含量最低为 7.1% 。根据大豆的来源分析,造成水分明显差异的原因可能是国外四个大豆在进口时,由于长途运输,可能经过前期的干燥处理以利于储藏,所以水分明显偏低。而国内大豆则为刚收获的大豆,水分较充足。

2.2.2 粗脂肪含量的比较 很明显国内三个品种的大豆的粗脂肪含量比国外四个品种大豆的粗脂肪含量要低得多,其中南通黄大豆的粗脂肪寒冷量最低,为 19.7% ;而 阿根廷,美国 2号,巴西大豆的粗脂肪含量均在22%以上。

2.2.3粗蛋白含量的比较 国内三个品种大豆的粗蛋白含量较国内几个品种的大豆相对较高,其中南通黄大豆的粗蛋白含量十分突出,高达42%;而在四个国外品种的大豆中,美国2号的粗蛋白含量最高。由于美国2号是已经确认的转基因大豆,是否说明其粗蛋白含量较高也是转基因品种的优势之一。

2.2.4 灰分含量的比较 除了南通黄大豆的灰分含量最低,仅为4.73%,其他几种大豆延聘的灰分含量的差别不大。

2.2.5矿物质含量的比较 从钙,钾,磷含量的对比中,可以很明显的看出转基因大豆品种的优势,美国2号的钙含量为16.960μg/ml,钾含量为14.303μg/ml,磷含量为0.266%,三项矿物质指标在七种实验样品中均较突出。

2.2.6 水溶性蛋白含量的比较 大豆制品的功能特性主要由蛋白质决定。加工过程中蛋白质会发生不同程度的变性,主要表现为蛋白质在水中的溶解度降低,因此可通过测定大豆中水溶性蛋白含量的变化来了解大豆品质的变化。另外,无论是粮食作物初加工或是食品行业生产,都十分注重粮食和食品进入人体内的营养成分能否吸收和吸收多少的问题,而水溶性蛋白作为很重要的一个营养成分,自然而然的成为人们所关注的焦点。因为在微波干燥或杀菌的同时,水溶性蛋白含量必定会随着微波加热时间的延长而损失,而这种变化还与食物本身的特性有关,这也是课题研究的方向。

国内三个品种大豆的水溶性蛋白含量比较高,其中南通黄大豆最高为 39.6% ;国外四个品种大豆的水溶性蛋白含量普遍不高,这可能与其收获后经过干燥处理有关造成水溶性蛋白的含量普遍偏低,其中巴西大豆的水溶性蛋白含量最高为 32.6% ,而美国 2 号虽然作为转基因大豆,似乎在水溶性蛋白含量这一指标上没有多大优势。

2.2.7 必需脂肪酸含量的比较 7 种大豆的必需脂肪酸含量相差不大,其中美国 2 号的亚油酸和亚麻酸含量均为最低。

表 3 几种大豆样品的必需脂肪酸含量

品种

南通黄

南通青

东北黄

阿根廷

巴西

美国 1号

美国 2号

亚油酸

58.8812

58.8932

58.8753

58.6532

59.8655

58.8851

56.9676

亚麻酸

7.9460

6.3819

8.4502

6.6144

7.8962

6.3268

5.4882

2.2.8 筛选结果 根据各项指标的测定结果,从国内外品种中选择两个水溶性蛋白质含量最高的品种,以及美国 2 号是已确认的转基因大豆,且水分含量以及水溶性蛋白质含量均较低,所以,特选出南通黄大豆,巴西大豆和美国 2 号大豆进行微波加热试验,三样品的水分含量,水溶性蛋白质含量均呈高、中、低分布。

2.3不同微波加热时间对大豆品质的影响

2.3.1 对大豆水分含量的影响

表 4 微波加热时间对水分的影响

水分( % )

0min

4min

6min

8min

南通黄

10.4

8.4

6.9

5.2

巴西

7.6

6.2

5.0

4.1

美国 2 号

6.0

5.5

5.3

4.2

随着微波加热时间的延长,南通黄大豆和巴西大豆水分的含量呈直线下降,且下降速度很快;而转基因品种美国 2 号大豆水分含量的降低趋势明显不同,在 4 —— 6min 之间,水分降低不很明显,而 6 —— 8min 时,水分含量降低明显加快。

2.3.2 对大豆水溶性蛋白含量的影响

2.3.2.1 对微波处理后大豆水溶性蛋白含量的变化趋势

表 5 微波加热时间对大豆水溶性蛋白的影响

水溶性蛋白( % )

0min

4min ( 68 ℃)

6min ( 78 ℃)

8min ( 98 ℃)

南通黄

39.6

29.4

29.9

23.0

巴西

32.6

27.6

28.2

21.1

美国 2 号

26.8

25.1

23.7

23.7

从表 5 可以看出,经过微波加热处理的大豆粉,随着时间的延长,其水溶性蛋白含量都呈降低的趋势,特别是南通黄大豆和巴西大豆两种水分含量处于高,中的非转基因大豆,水溶性蛋白含量下降率分别为 41.9% 和 35.3% 。且呈两次梯度下降;而转基因品种美国 2 号大豆的水溶性蛋白含量下降趋势比较平衡,下降率为 11.6% 。

2.3.2.2 微波处理后的大豆水溶性蛋白质含量变化趋势的分析 在试验条件下,大豆水溶性蛋白含量的变化并非呈线形降低。如表 5 数据所示,南通黄大豆和巴西大豆 0---4min 微波处理时,水溶性蛋白含量的降低很明显; 4---6min 时则变化不大;而 6---8min 时,水溶性蛋白含量又一次快速降低。

参阅有关书籍资料分析 [9] , 0—4min 时大豆开始受到微波加热,大豆蛋白质其原有的特殊构象发生变化,蛋白质变性。但在这个变化过程中蛋白质并未分解,其一级结构不变,不过是四级结构至二级结构发生了变化,即蛋白质分子中肽链的高度规则性紧密排列方式(包括α — 螺旋、β --= 折迭卷曲)因氢键及其他次级键的破坏而变为不规则的松散排列方式。 4—6min 时,大豆粉中温度未达到 100 ℃,水溶性蛋白质的破坏趋于稳定。而 6—8min 时,大豆粉的内部温度已接近甚至超过 100 ℃,而此时蛋白质被较剧烈的加热,导致蛋白质结构进一步破坏,尤其是高温处理蛋白质时,其侧链上游离的氢氨与游离的羟基相互作用,脱水形成肽键的结构(异肽键),使蛋白质分子间产生交联,降低了蛋白质的水溶性,所以使水溶性蛋白质的含量进一步下降。

而微波加热处理对美国 2 号转基因大豆的影响似乎不大,而且变化的趋势与普通大豆也存在很大差异。 0—4min 和 4---6min 变化趋势是一致的,水溶性蛋白含量始终缓慢下降,而 6---8min 时变化趋于平缓,几乎没有多少降低。对比非转基因品种大豆的水溶性蛋白的含量的变化可以看出:一是其水分含量较低,水分含量对水溶性蛋白含量的影响与对磷脂含量的影响正好相反,大豆水分含量增加,则微波加热其内部温度降低,磷脂的损耗量也相应减少。但长时间的微波加热会增加卵磷脂的损耗,其原因可能在于微波加热导致磷脂分解,并使磷脂与蛋白质或碳水化合物作用形成其络合物 [10] ;二是转基因大豆的蛋白质功能特性是否与普通大豆存在差异,使转基因大豆对外界条件的影响具有较好的抵抗力,不易受外界物理条件等变化的影响,其原因还有待进一步研究。

2.3.3 对大豆必需脂肪含量的影响

表 6 微波加热时间对大豆必需脂肪酸含量的影响

品种

亚油酸

亚麻酸

0min

4min

6min

8min

0min

4min

6min

8min

南通黄

58.8812

59.1624

58.8880

58.1062

7.9460

8.0640

7.9567

7.7988

巴西

59.8655

59.7087

59.6740

58.4241

7.8962

8.0753

8.0537

7.8833

美国 2 号

56.9676

56.9792

57.0282

56.6907

5.4882

5.4969

5.5052

5.4476

由气相色谱分析可知,微波加热 6min 时,大豆脂肪酸成分和含量没有多大变化,由此证明适当的微波加热对脂肪酸的组成及含量基因没有影响,因此此时各种酶已不同程度地被钝化,活性降低,对脂肪酸的分解减弱。而加热至 8min 时,多不饱和脂肪酸的含量有所下降。这里仅列出两种必需脂肪酸的数据。

2.3.4 微波加热与常规加热对大豆品质影响的对比

表 7 微波加热与常规加热对大豆品质影响的比较

品种

130 ℃、 30min

微波 6min

温度℃

水分 %

水溶性蛋白(干基 % )

亚油酸 %

亚麻酸 %

温度℃

水分 %

水溶性蛋白(干基 % )

亚油酸 %

亚麻酸 %

南通黄

78

2.8

23.5

57.8175

7.9064

78

6.9

29.9

58.8880

7.9567

巴西

78

3.4

22.0

59.3291

7.9569

78

5.0

28.2

59.6740

8.0537

美国 2 号

78

3.4

23.8

56.6856

5.4106

78

5.3

23.7

57.0282

5.5052

综合表 6 ,表 7 数据可以看出,微波处理在很短时间内,就可以达到杀菌所要求的温度;对于水溶性蛋白含量,微波加热在时间内对其影响要小于常规加热;必需脂肪酸含量受微波的影响也较小。

3 结论

微波处理大豆既有有利的一面,也有不利的一面。如水溶性蛋白还是存在较大的破坏,而且,不同品种,不同水分含量间的影响趋势有所差异。随着微波加热时间的延长,普通品种大豆的水溶性蛋白含量呈分阶段性下降,而转基因大豆的水溶性蛋白含量下降趋势比较缓慢且平稳。水分高的大豆其水溶性蛋白含量下降率较大,水分低的大豆其水溶性蛋白含量下降率较小。

在达到杀菌温度(微波 6min )时,对必需脂肪酸含量的影响不很明显,但进一步加热会使必需脂肪酸含量有所下降。

与烘箱干燥 130 ℃、 30min 对比,微波处理在很短时间内就可以达到杀菌温度,对水溶性蛋白含量的影响要小于常规加热,必需脂肪酸含量受微波的影响也相对较小。

所以,微波加热无论是用于干燥或杀菌都具有明显的优势。在广泛采用微波加热进行杀菌、干燥的现代食品加工企业中,应根据物料的品种特性,合理控制加热时间,充分利用微波短时、高效、节能的优势,尽量保持食品的风味及品质,使微波技术进一步得到完善。

   

  
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