九三创新 丨大豆加工制品对大豆品种品质的要求
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摘要:我国是大豆的原产国,大豆种类十分丰富,种植资源广泛,促进了大豆加工产业的多元化发展,本文主要介绍了大豆的主要加工产品大豆油、大豆蛋白、传统豆制品等制品加工对大豆品种品质的要求,希望能为大豆育种及大豆加工企业提供参考。
大豆是全球第一大豆料作物,我国全国各地都有种植,尤其在我国北方地区,大豆包括青豆、杂色豆等,该植物为一年生植物,一般长到20-180厘米的高度,有白色或淡紫色的花和豆荚。与其他谷物和豆类相比,大豆营养价值丰富,它含有40%-42%的蛋白质和18%-22%的油,以及碳水化合物、矿物质、维生素、大豆异黄酮、磷脂、矿物质等其他营养性成分。
我国是大豆生产与消费大国,仅2021年大豆需求量就达到约1.11亿吨,但是2021年我国大豆总产量为1640万吨,这对于我国大豆加工制品的需求量来说远远不够,所以我国大豆主要依赖进口,我国的大豆主要进口国是美国和巴西,仅2021年,进口大豆9600万吨,其中70%以上用于豆制食品加工,用于油料加工的在500万吨以下,主要用于加工大豆分离蛋白、食品豆粕和食用油等产品。随着传统豆制品以及新兴豆制品等大豆制品的消费量逐渐增加,有针对性的培育出满足不同大豆制品加工需求的大豆品种是我国大豆生产的必然选择。对于食品加工企业来说,了解大豆品种的特性和用途很重要,本文就大豆的应用,不同大豆制品的加工对大豆品种品质的要求进行了阐述。
大豆在我国北方地区广泛种植,尤其是在黑龙江,大豆的主要制品大豆油是我国北方人主要的食用油来源,一般情况下,大豆加工企业主要通过压榨或者溶剂浸出得到大豆毛油,通过油脂精炼过程得到满足人们要求的食用油脂,大豆油中多不饱和脂肪酸含量约为80%以上,是人们在食品中摄取不饱和脂肪酸的主要来源,其次大豆油中还含有微量的维生素E、甾醇等物质。
对大豆加工企业来说,首先要求大豆中的含油量,大豆中的含油量越高,大豆油产量越高,企业效益越高,脂肪含量直接决定着豆油的产量,所以近年来高油大豆品种受到油脂加工企业的广泛关注。我国已生产出高油大豆品种,脂肪含量在23%以上,但是我国生产的大豆油的油脂含量普遍低于我国主要进口大豆的国家美国和巴西,近几年,我国已培育出并广泛种植推广的高油大豆品种中有中黄20号、中黄24号、沧豆五号、齐黄30号、东农46号,由中国农业科学院作物研究所培育的中黄20号脂肪含量达到24.3%,由东北农业大学大豆研究所培育出的东农46号脂肪含量23%以上,这些品种的开发丰富了高油大豆品种的种类, 为油脂加工企业生产大豆油脂提供了更加适合的大豆。
除了要保证大豆油的产量,油脂的质量更为重要,魏超峰等人的研究发现大豆的成熟度严重影响大豆油的品质及脱胶工艺过程,脱胶青大豆油的品质劣于熟大豆油,青豆含量高会导致生产的大豆油色泽偏深,在后续的精炼过程中需要单独脱除,给实际操作和加工过程中带来困难,降低大豆加工企业经济效益,此外得到的豆粕或者分离蛋白粉的颜色偏灰,不被市场接受,所以对于油脂加工企业来说要严格控制青豆含量。而大豆的粒径均匀度、粒径大小和归圆率也会影响大豆脱皮率和脱皮效果,所以一般在大豆采购时也要求归圆率80%以上,粒径均匀的大豆。上述指标一般与大豆的成熟度有关,所以开发种植早熟品种,也有利于加工应用。
在油脂加工过程中,大豆中脂肪酸含量也极为重要,其中亚油酸在大豆油中相对稳定,而油酸、亚麻酸的含量容易变化,在油脂的储藏过程中,这些不饱和脂肪酸在极易发生氧化作用,影响油脂稳定性及风味。所以低亚麻酸含量的大豆油也成为近年来油脂行业所关注的大豆培育方向,虽然亚麻酸营养价值高,但是亚麻酸会影响大豆风味和储藏稳定性。一般的大豆品种含有8%左右的亚麻酸,美国培育出的大豆品种仅有1%的亚麻酸含量。张惠君等人已生产出亚麻酸含量为2.3%的低亚麻酸高油大豆品种。这种大豆品种生产的大豆油储存时间长,稳定性高,但是也不能盲目追求亚麻酸含量低的大豆,应根据不同的加工需要,适当降低大豆品种亚麻酸的含量。
大豆蛋白制品有很多,包括大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白、蛋白肽和蛋白粉等,其中应用最为普遍的为大豆分离蛋白,大豆蛋白含有均衡比例的人体所需的所有必需氨基酸,是健康的蛋白质来源,含有人体不能合成的所有九种必需氨基酸,与任何其他蔬菜作物或谷物相比,大豆可以提供两倍以上的蛋白质。
大豆作为油料,主要就是利用其含有的油脂和蛋白,所有的工艺都是先提取油脂,提油后的产品以蛋白含量论价,一般大豆品种中蛋白含量越高,得到的大豆分离蛋白的价格就越高,企业经济效益就越高,所以对于油脂加工企业,在选择高油大豆品种生产大豆油的过程中,也要时刻关注大豆品种的蛋白含量。其中我国已生产出东农L13、黑农35号、黑农48号、中黄22号、中黄13号、科新3 号、科丰14 号、冀豆12号等一批高蛋白大豆品种,其中由中国科学院遗传研究所培育出的科丰14 号的蛋白含量达到45%以上,培育的科新3 号的蛋白质含量达到49.98%,由中国农业作物育种栽培研究所培育出的中黄22的蛋白含量为48.39%,丰富了生产大豆蛋白产品的品种。此外,大豆分离蛋白具有良好的发泡性、持水性、凝胶性、溶解性、乳化性。已经研制成功的专用大豆蛋白品种非常丰富:从“五星3号、中豆34号 、豫豆8号 ”等品种中提取的大豆蛋白有优良的乳化性能;从“中黄34号、中黄16号、中黄7号”等品种中提取的大豆蛋白有优良的溶解性能;从“晋豆25号、南农99-6、中豆35号”等品种中提取的大豆蛋白有较优良持水性能。
一般以油脂压榨后得到的低温脱脂豆粕为原料,通过碱溶酸沉法等一系列过程得到分离蛋白,用此种方法提取具有90%左右的蛋白质含量,在提取过程中,除了蛋白质含量对提取率有一定影响外,氮溶解指数(NSI)也是影响提取率的一个主要因素,7S 球蛋白 和11S蛋白是两种主要蛋白质,2S球蛋白在提取过程中分散在乳清液中。因此2S蛋白组分含量也会影响提取率,在大豆品种蛋白含量和NSI都很高的前提下,2S组分含量太高也会导致蛋白提取率降低。此外,朱文娴[11]等人的研究发现蛋白质提取率与品种中的可溶性蛋白含量有关,所以说如果大豆品种的粗蛋白含量高,提取率也不一定会高。
大豆是一种廉价的优质蛋白质来源,在我国主要制备成豆腐和豆浆及其他豆制品,但是在豆制品加工过程中,由于大豆特有的豆腥味,导致大豆制品的接受度较低,主要体现在豆浆及豆腐制品中,豆腥味是大豆食品发展受限的主要因素,这与大豆中存在的脂肪氧化酶(LOX) 有关。LOX可催化具有顺式、顺式-1,4-戊二烯结构的多不饱和脂肪酸转化为共轭二烯氢过氧化物,产生豆腥味。LOX 活性的最终产物被转化为许多挥发性化合物,这些挥发性化合物是与豆制品相关的豆类风味的原因,开发出缺失脂肪氧化酶的大豆品种用于豆制品的生产极为重要。
豆浆、豆腐等豆制品的加工首先需要选择蛋白含量高的大豆作为原料,但是生产不同豆制品对大豆的要求也不相同,豆浆加工除了要求可溶性蛋白含量高之外,还要求不饱和脂肪酸含量低,尤其是亚麻酸含量尽量低并且脂肪氧化酶缺失的大豆品种,其中我国生产出适合加工豆浆的大豆品种有绥农5号、绥农8号、五星1号、五星2号、东农56号等,其中由东北农业大学大豆研究所培育出的东农56号是一种既缺失脂肪氧化酶且低亚麻酸含量的大豆品种。豆腐加工除了要求大豆原料蛋白质含量高之外,也要求蛋白组分7S/11S比例低。11S球蛋白含量是形成豆腐凝胶的主要因素,11S球蛋白中含有凝胶剂,可形成豆腐凝胶,而7S蛋白具有乳化性,不易制备豆腐。目前我国已生产出适于豆腐加工的品种有中黄13、黑河43号、丰收24号、辽豆21、合丰43、蒙豆16、黑农35 号、东农42 号等 。
在大豆新品种的培育上,首先注重高蛋白、高油品种的开发,其次注重专用大豆品种的开发,在营养成分细化和加工应用特性方面进行深度研究,提高大豆的综合利用价值,目前,我国在专用大豆品种开发方面的研究逐步深入,已经培育出一些专用品种,但我国大豆新品种培育还有很大的发展空间,进而来促进我国大豆加工产业的发展。
