朱學(xué)坤，彭見林，韓鵬飛

（西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715）

木瓜蛋白酶酶促豆?jié){蛋白凝固作用的研究

朱學(xué)坤，彭見林，韓鵬飛

（西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715）

以木瓜蛋白酶為凝固劑，研究其對豆?jié){蛋白的凝固作用。所得豆腐凝膠品質(zhì)較好，最佳工藝參數(shù)為：酶濃度1.5g/L，55℃水解2h，蒸汽殺酶5min，豆?jié){的蛋白質(zhì)含量3.5%。

木瓜蛋白酶，豆?jié){蛋白，酶促凝固

傳統(tǒng)豆腐生產(chǎn)過程中常以二價金屬鹽物質(zhì)或酸性物質(zhì)作為凝固劑，而鮮有用酶作為凝固劑生產(chǎn)豆腐的報道[1]。將酶作為凝固劑應(yīng)用于豆腐的工業(yè)生產(chǎn)，首先需要研究酶對豆?jié){蛋白的凝固作用。研究表明，酶可以使大豆蛋白凝固，并且通過控制酶的用量和作用時間，可制成不同強(qiáng)度和保水性的豆腐凝膠。在工業(yè)生產(chǎn)中，可以利用溫度及時控制酶的活性，生產(chǎn)強(qiáng)度不同的豆腐凝膠，豐富豆腐品種，滿足人們對多種硬度豆腐的需要[2-4]。另外，酶作用產(chǎn)生的大豆多肽更易吸收，其降血壓和膽固醇的效果更佳[5-6]。本文旨在研究木瓜蛋白酶作為大豆蛋白凝固劑水解豆?jié){蛋白，形成豆腐凝膠的最適作用條件，優(yōu)化豆腐生產(chǎn)工藝參數(shù)，為酶應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

大豆 購于永輝超市；木瓜蛋白酶 北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司，活性為50萬活力單位/g，最適宜溫度55℃。

膠體磨，恒溫水浴鍋，美國TAXT2T物性測定儀。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 以市售干大豆與水的重量比為1∶3浸泡大豆，在25℃下浸泡12h，膠體磨磨漿3次，干豆與水的質(zhì)量比1∶7，紗布過濾得豆?jié){。生豆?jié){用蒸汽蒸煮到95℃，保持7min，然后冷卻至木瓜蛋白酶最適作用溫度55℃，加豆?jié){100mL到250mL的燒杯中，加入酶，用保鮮膜封住燒杯口，保持55℃，酶處理一定的時間，蒸汽殺酶，然后室溫冷卻放置2h，得成品。

本實(shí)驗(yàn)采用單因素及正交實(shí)驗(yàn)研究了酶添加量、酶水解時間及蛋白質(zhì)濃度對豆?jié){蛋白凝固作用的影響。

1.2.2 測定方法 蛋白質(zhì)含量測定[7]：采用GB 5009.5—2010測定豆?jié){中蛋白質(zhì)含量。豆腐硬度、粘度、彈性測定：利用物性測定儀測定，測定參數(shù)為測前速度1.00mm·s-1，測試速度1.00mm/s，測后速度1.0mm/s，作用力5g，距離8mm，探頭為P0.5。

2 結(jié)果與分析

2.1 木瓜蛋白酶酶促豆?jié){蛋白凝固作用的單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 酶添加量 配制1mg/mL酶液100mL，取蛋白質(zhì)濃度3.5%的豆?jié){100mL置于250mL燒杯中，分別加入0.5、1、1.5、2、2.5mL酶液，55℃水解2h，蒸汽殺酶7min，得成品的硬度如圖1所示，彈性、粘度如圖2所示。

從圖1可以看出，當(dāng)酶添加量超過1mL時，隨著酶濃度升高，所得豆腐凝膠的硬度平緩下降，可能是由于過量的酶作用于大豆蛋白，使蛋白質(zhì)水解過度，不易形成凝膠。從圖2中可以看出，酶添加量為1mL時，可以得到彈性較高但粘度一般的豆腐凝膠，而當(dāng)酶添加量為2mL時，所得豆腐凝膠彈性粘度均較高。在評價豆腐凝膠品質(zhì)時，硬度較粘度及彈性更為重要。綜合考慮酶添加量對豆腐凝膠硬度、彈性、粘度的影響，酶最適添加量為1mL。

圖1 酶添加量對豆腐凝膠硬度的影響

圖2 酶添加量對豆腐凝膠粘度、彈性的影響

2.1.2 酶水解時間 影響酶作用效果的另一個重要因素是酶作用時間。水解時間的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3、圖4所示。

圖3 酶水解時間對豆腐凝膠硬度的影響

從圖3可以看出，酶水解1h所得豆腐凝膠硬度最大，隨著時間的延長，豆腐硬度減小。時間延長，木瓜蛋白酶水解大豆蛋白加強(qiáng)，到達(dá)一定的時間，其形成的豆腐凝膠強(qiáng)度減小。從圖4可以看出，酶水解1h時所得豆腐凝膠粘度、彈性較小，而酶水解2h時所得豆腐凝膠粘度、彈性較高。綜合考慮酶水解時間對豆腐凝膠硬度、彈性、粘度的影響，酶最適水解時間為2h。

圖4 酶處理時間對豆腐凝膠粘度、彈性的影響

2.1.3 蛋白質(zhì)濃度 在利用金屬鹽作為凝固劑生產(chǎn)豆腐的過程中，制作豆?jié){時，保持干豆與水的重量比為1∶6～1∶11，考慮到實(shí)際生產(chǎn)需要，在本實(shí)驗(yàn)中，采用干豆與水的重量比為1∶7，制得原豆?jié){，其蛋白質(zhì)含量為3.5%。實(shí)驗(yàn)中分別取原豆?jié){90、80、70mL，加水稀釋到100mL，制成不同蛋白質(zhì)含量的豆?jié){，單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5、圖6所示。

圖5 蛋白質(zhì)濃度對豆腐凝膠硬度的影響

圖6 蛋白質(zhì)濃度對豆腐凝膠粘度、彈性的影響

從圖5和圖6可以看出，隨蛋白質(zhì)濃度的降低，制得豆腐的硬度、粘度和彈性逐漸減小，原漿制得豆腐的硬度、粘度和彈性最大。喬支紅等的研究表明，在蛋白質(zhì)濃度為7%時，酶凝固大豆蛋白的效果最好，但是在實(shí)際豆腐加工過程中難以達(dá)到。綜合考慮蛋白質(zhì)濃度對豆腐凝膠品質(zhì)的影響，取豆?jié){蛋白質(zhì)濃度為3.5%。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化工藝

在以酶作為凝固劑制作豆腐的過程中，主要的影響因素有酶處理時間、酶濃度、蛋白質(zhì)濃度和滅酶時間。在55℃水解完成后，酶仍然具有活性，必須經(jīng)過滅酶處理。由于在本實(shí)驗(yàn)制作豆腐的流程中，沒有傳統(tǒng)制作豆腐的蹲腦和壓榨，而是直接在燒杯中成型，測定質(zhì)構(gòu)參數(shù)，蒸汽滅酶處理對豆腐的質(zhì)構(gòu)會有影響，因此把滅酶時間也作為一個重要影響因素，正交實(shí)驗(yàn)因素水平見表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平

從單因素實(shí)驗(yàn)中可以看出，所得豆腐凝膠的粘度和彈性沒有明確的規(guī)律，硬度變化有明顯的趨勢。在蛋白酶促進(jìn)大豆蛋白形成凝膠的實(shí)驗(yàn)中，形成凝膠的硬度較小，提高硬度是酶法制作豆腐凝膠最關(guān)鍵的問題。在正交實(shí)驗(yàn)中，以形成豆腐凝膠的硬度為考察目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果如表2所示。

表2 正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果

從正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，組合A3B3C1D2所得豆腐凝膠硬度最大，為11.22g·cm2，因此最佳工藝為：加入1.5mL濃度為1mg/mL的酶液，55℃水解2h，蒸汽殺酶5min。在這組實(shí)驗(yàn)中，蛋白質(zhì)的濃度為3.5%，從單因素結(jié)果看，3.5%并不是最適濃度，提高蛋白質(zhì)濃度可能使形成的豆腐凝膠品質(zhì)更好。但是考慮實(shí)際生產(chǎn)需要，仍然采用3.5%蛋白質(zhì)含量的豆?jié){。

3 結(jié)論

用木瓜蛋白酶作為凝固劑生產(chǎn)豆腐凝膠的最佳工藝參數(shù)為：酶濃度1.5g/L，55℃水解2h，蒸汽殺酶5min，豆?jié){的蛋白質(zhì)含量3.5%。提高蛋白質(zhì)含量，形成的豆腐硬度可能更好，但實(shí)際生產(chǎn)中不易達(dá)到。

本實(shí)驗(yàn)僅對酶法制豆腐凝膠做了初步研究，即研究了木瓜蛋白酶對豆?jié){蛋白的凝固作用，且僅限于實(shí)驗(yàn)室水平。另外，用木瓜蛋白酶做凝固劑生產(chǎn)的豆腐凝膠硬度較低，為了滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，可以考慮將酶與傳統(tǒng)的凝固劑結(jié)合，如酶與金屬鹽，或者酶與葡萄糖酸內(nèi)酯結(jié)合制備品種更為豐富的豆腐凝膠。總之，用木瓜蛋白酶做凝固劑生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良且能贏得消費(fèi)者青睞的豆腐有待于進(jìn)一步深入的研究。

[1]MURATA K,KUSAKABE I,KOBAYASHI H,et al.Studies on the Coagulationof Soymilk-proteinby Commercial Proteinase[J]. Agricultural and Biology Chemistry,1987，51(2):385-389.

[2]鐘芳,王璋,許時嬰.大豆蛋白質(zhì)的酶促速凝[J].無錫輕工大學(xué)學(xué)報，2002，21（6）：559-563.

[3]欒廣忠,程永強(qiáng),魯戰(zhàn)會.豆乳凝固酶的研究進(jìn)展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2006(10)：41-43.

[4]巫慶華.木瓜蛋白酶凝固大豆蛋白質(zhì)機(jī)理[J].乳業(yè)科學(xué)與技術(shù)，2002(1)：6-9.

[5]鐘振聲.木瓜蛋白酶與中性蛋白酶水解大豆分離蛋白的研究[J].現(xiàn)代食品科技，2009，25（9）：1039-1042.

[6]楊欣.木瓜蛋白酶中主要組分凝固大豆蛋白的特性[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報，2005，24（3）：1-7.

[7]GB 5009.5—2010食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定[S].

Study on enzymatic coagulation of papain for soybean protein

ZHU Xue-kun,PENG Jian-lin,HAN Peng-fei
（College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China）

Using papain as coagulant to study its enzymatic coagulation on soybean protin.A series of tofu-gel with good quality had been achieved.The optimal parameters were as follows:papain concentration 1.5g/L，55℃hydrolyze for 2h，steam inactivate papain for 5min，protein concentration 3.5%.

papain；soybean protein；enzymatic coagulation

TS201.2+5

A

1002-0306（2011）10-0256-03

2010-10-13

朱學(xué)坤（1987-），男，在讀碩士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程。