真空冷凍干燥技術(shù)在大豆提取中的應(yīng)用

大豆是一種重要的糧食作物，其種子富含油脂和蛋白質(zhì)，被廣泛用于醫(yī)藥和食品。大豆在平均干物質(zhì)基礎(chǔ)上還含有大約40%蛋白質(zhì)和20%油，在亞洲國家，大豆蛋白是主要的蛋白來源，可以通過不同的加工方式進行利用，如豆腐、味噌（發(fā)酵豆醬）、納豆（覆蓋有粘液物質(zhì)的發(fā)酵大豆）、豆?jié){、炸豆腐（油炸豆腐片）等，豆腐類食品中引入纖維質(zhì)地，可使其類似于肉類食品。此外，研究者對于腐竹的形成有了新認識，腐竹是一種由加熱豆?jié){制成的薄膜狀大豆食品，含有油體、顆粒蛋白、可溶性蛋白和碳水化合物。

大豆蛋白是多種蛋白質(zhì)的混合物，根據(jù)其沉降系數(shù)可以分為2S、7S、11S和15S四類蛋白質(zhì)。大豆蛋白可以提供良好的氨基酸組成，因為其包含所有必需氨基酸，其還含有生理上有益的成分，可降低膽固醇，降低患高血脂和心血管疾病的風(fēng)險。此外，其還具有優(yōu)良的加工能力，如膠凝、乳化能力以及持水、持油能力。

除了蛋白質(zhì)和油之外，提取食用油后剩余的副產(chǎn)品（豆粕）是雞、豬、奶牛、肉牛等家畜的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料。另外，大豆中的大豆異黃酮及其生理有益作用也備受關(guān)注。從豆腐生產(chǎn)過程中的殘渣（豆渣）中提取的可溶性大豆多糖也已被證明是一種良好的乳化劑，并被廣泛用于食品工業(yè)。

制備大豆多肽的原料主要有大豆分離蛋白、豆粕和大豆?jié)饪s蛋白。以大豆分離蛋白為原料有諸多優(yōu)點，如蛋白質(zhì)含量（干基）在90%以上，制備得到的多肽分離純化較為容易等；但直接購買大豆分離蛋白價格昂貴，增加了大豆多肽的生產(chǎn)成本，因此酶水解法生產(chǎn)大豆多肽時，一般以低溫脫脂豆粕為原料，經(jīng)過堿液萃取、酸沉分離、噴霧干燥等先制備大豆分離蛋白，再進一步的水解和分離純化。與酶解法相比，發(fā)酵法生產(chǎn)大豆多肽更傾向于直接以低溫脫脂豆粕為原料，根據(jù)發(fā)酵菌種和工藝條件進行加熱、研磨等預(yù)處理。

低溫脫脂黃豆粉

1、化學(xué)法

化學(xué)法興起較早，研究已較為成熟。化學(xué)法利用酸或堿水解大豆蛋白，但反應(yīng)條件劇烈，堿法水解較難控制水解進程，易直接水解為氨基酸，且得到的氨基酸大多消旋，其中D型氨基酸不能被人體利用；而酸水解則腐蝕設(shè)備，生成小肽的含量低，且高溫條件下色氨酸被破壞，目前此法幾乎被淘汰。

2、 酶解法

酶解法是目前工業(yè)化生產(chǎn)大豆多肽的主要方法，作用條件溫和，水解產(chǎn)物安全性高，且不同酶的作用位點和作用方式不同，對同一底物的酶解效果也不同，為工業(yè)化生產(chǎn)側(cè)重不同功能性的大豆多肽提供條件，因而蛋白酶的選擇和水解工藝條件的優(yōu)化至關(guān)重要，酶的改性和對產(chǎn)酶菌株進行基因修飾仍是國內(nèi)外的研究熱點。

酶水解法根據(jù)酶的種類分為單一酶解和復(fù)合酶解，實際生產(chǎn)中多采用復(fù)合酶解，將不同酶進行優(yōu)勢互補，提高水解效率的同時優(yōu)化大豆多肽的風(fēng)味。根據(jù)酶的作用pH范圍分為酸性、堿性、中性蛋白酶。根據(jù)酶切位點的不同，分為內(nèi)切酶和外切酶。內(nèi)切酶作用于蛋白質(zhì)分子內(nèi)部肽鍵，將蛋白質(zhì)分子斷裂為多肽片段，暴露其內(nèi)部的疏水基團。外切酶作用于蛋白質(zhì)或多肽的分子末端，產(chǎn)生游離氨基酸，主要用于釋放大豆多肽末端的疏水性氨基酸，減少苦味肽的生成。

豆餅粉

實驗樣本：大豆磷脂酶解產(chǎn)物

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實驗設(shè)備：Mercury180

實驗過程：

1.將樣品放置于-80℃超低溫冰箱預(yù)凍4 h。

2.打開凍干機預(yù)冷，將樣品放置在隔板上，打開真空。

3.凍干程序為：升華程序溫度為25℃~35℃，真空度設(shè)置為1Pa，時間48h，確保升華。

4.程序結(jié)束后，釋壓取出凍干好的樣品，查看水分含量是否在標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)，若達成實驗預(yù)期則儲存或者進行后續(xù)實驗。

凍干前樣品狀態(tài)

凍干過程中樣品狀態(tài)

凍干后樣品狀態(tài)