大豆蛋白组织化加工技巧详解

组织状大豆蛋白又称人造肉，它的制取是采用一种机械和化学的方法，在特殊的专用设备里改变大豆中蛋白质的组织形式。在脱脂大豆粉、浓缩蛋白或分离蛋白中，加入一定量的水分及添加物，搅拌混合均匀，强行加温、加压，物料受到水分、压力、热和机械剪切力的联合作用，使蛋白质分子之间排列整齐且具有同方向的组织结构，再经发热膨化并凝固，形成具有空洞的纤维蛋白，这种产品即为组织状蛋白。组织状大豆蛋白质具有较高的营养价值，食用时具有与肉类相似的咀嚼感觉。含蛋白质的原料在组织化处理的过程中，破坏或抑制了大豆粕中影响消化和吸收的有害成分，如胰蛋白酶抑制素、尿素酶、皂素和凝集素等，从而提高了蛋白质的消化吸收能力，改善了组织状蛋白的营养价值。

生产组织状蛋白的原料，有低温脱脂豆粕、浓缩蛋白和分离蛋白等，所用的原料不同，生产方法及所用设备也不同。目前国内外采用的组织状大豆蛋白生产方法很多，主要有挤压膨化法、纺丝黏结法、水蒸气膨化法等，但普遍采用的是第一种方法。

（一）挤压膨化法

脱脂大豆蛋白粉或浓缩蛋白中加入一定量的水分，在挤压膨化机里强行加温加压，在热和机械剪切力的联合作用下，蛋白质变性，结果使大豆蛋白质分子定向排列并致密起来，在物料挤出瞬间，压力降为常压，水分子迅速蒸发逸出，使大豆组织蛋白呈现层状多孔而疏松的结构，外观显示出类似于动物肉的组织状结构。

脱脂大豆蛋白粉产生组织化结构的重要原因是蛋白质本身结构发生变化。当脱脂豆粉进入挤压膨化机膛内，在螺杆的强力推动及机膛外加热作用下，蛋白质获得很大的能量，蛋白质分子在自身位置附近作强烈的振动，并具有一定的动能，使本不连续的分子开始向空隙外互相串动，使分子趋于定向排列，同时在螺杆的强力推动下，物料向前移动并被逐渐压缩，机膛内压力逐渐升高，蛋白质分子中的碳、氢、氧、氮原子获得更大的能量，由β—折叠层而变为α—螺旋结构，在定向挤压与蛋白质分子的定向移动下，分子排列也更加致密起来。

物料中的水在蛋白质组织化过程中起到了很重要的作用。由于蛋白质本身含有水及配料时加有水，蛋白质分子细胞由于水分子的渗透而润湿膨胀，其细胞壁显示出互相聚集的胶粒性，大豆蛋白质分子之间出现粘结现象。物料在螺杆的推动下，温度逐渐升高，当物料温度达到120～140℃时，由于机膛压力大，此时过热液态水分子异常活泼，在水分子串动过程中，一部分能量供给大豆蛋白质分子，其互相碰撞而进行窜移。当物料温度达到150～190℃时，水分子窜动更为激烈，结果进一步导致大豆蛋白质分子定向排列并致密起来。在物料挤出的瞬间，压力突然降为常压，则水分子急骤蒸发，使大豆组织蛋白多孔而疏松。

1.一次膨化法

图9-7为生产大豆组织蛋白的典型工艺。

图9-7 大豆组织蛋白的生产工艺

如图9-8所示，经过粉碎的低温脱溶豆粕经过原料粉贮罐1、定量输送绞龙2、封闭喂料阀3，由压缩机4送入集粉器5，物料由料斗6、喂料绞龙7、流到膨化机10。必要时在绞龙7内加适量水分进行调节，一般加水量为20%～30%。为改善产品的营养价值、风味及口感，在膨化前后可以适当添加一些盐、碱、磷脂、色素、漂白剂、香料及维生素C、B族维生素、氨基酸等。大部分添加物一般先溶解到调和缸8内，然后，由定量泵9打入膨化机（或先经喂料绞龙7再送入膨化机内）。另一些添加物如色素、香料、维生素等，需在物料膨化后再加入，因为这些物料在高温条件下易发生变化或挥发。

图9-8 大豆组织蛋白生产一次膨化工艺

1—原料粉贮罐 2—绞龙 3—封闭喂料阀 4—压缩机 5—集粉器 6—料斗 7—喂料绞龙8—调和缸 9—定量泵 10—膨化机 11—切割刀 12—干燥冷却器 13—集尘器14—热交换器 15—风机 16—成品收集器 17—金属探测器18—成品罐 19—集尘器 20—去集粉罐

2.二次膨化法

将经过膨化的蛋白制品再继续进行一次膨化，这样物品无论从口感和营养上来说，更近似于肉制品。因此，此法广泛用于仿肉制品的生产。

图9-9介绍了美国温格尔膨化机制造公司研制的工艺，这一工艺命名为Uni-Tex Process。原料经吸入集料器1，流入清理机2进行清理，再经比重去石机3、除铁器4除去杂质。如果是片状物入仓5，再经粉碎机6粉碎后经集料器7入仓8；如果已是粉状物直接自4流入仓8中，由仓8分别流下物料经混合器9吸入集料器12中。在混合器中加入一些溶解好的盐、碱、磷脂、水等一些添加物，在此落入第一次膨化机13中，经膨化后立即排除水分，然后进入二次膨化机14中膨化。这—工艺的主要原则是高温/快速膨化制取各种不同的类肉制品。膨化后经设备15、16入烘干机17及冷却器20，脱除水分并冷却，然后再根据要求分级包装。(www.xing528.com)

图9-9 二次膨化工艺流程图

1—集料器 2—清理机 3—去石机 4—除铁器 5—粗料仓 6—粉碎机 7—集料器8—料仓 9—混合器 10—反喷集尘器 11—集料器 12—集料器 13—膨化机14—二次膨化机 15—储存器 16—集料器 17—烘干机 18—储存器19—输送机 20—冷却器 21—分级筛 22—成品仓

（二）水蒸气膨化法

水蒸气膨化法系采用高压蒸汽，将原料在0.5s内加热到210～240℃，使蛋白质迅速变性组织化。

水蒸气膨化法工艺流程见图9-10。

水蒸气膨化法生产一次膨化组织状蛋白，先用风机将低温脱脂粕粉吸入暂存料斗1，然后经容积式计量喂料器2把粕粉均匀地送入混合器3中，井在混合器内加入适量的水分、色素、香料、营养强化物等，使其与料均匀混合，再落入蒸汽组织化装置4中进行膨化。膨化机所用的过热蒸汽温度为210～240℃，压力在1MPa以上。膨化后的组织状蛋白进入旋风分离器5，在此排除废蒸汽，再落入切碎机6，切割成标准大小的颗粒体，即为组织状蛋白制品。

本工艺的特点是用高压过热蒸汽加压加热，在较短时间内促使蛋白质分子变性凝固化，能明显地除去原料中的豆臭味，以保证产品质量。同时，产品水分含量只有7%～10%，这样就节省了干燥装置，简化了工艺过程。

图9-10 水蒸气膨化法生产工艺流程

1—暂存料斗 2—容积式计量喂料器 3—管式混合器4—蒸汽组织化装置 5—旋风分离器 6—切碎机

（三）纺丝黏结法

纺丝黏结法生产组织化大豆蛋白是以大豆蛋白纤维的制作为基础。生产原理是将高纯度的大豆分离蛋白溶解在碱溶液中，大豆蛋白质分子发生变性，许多次级键断裂，大部分已伸展的次级单位的存在，形成具有一定黏度的纺丝液。将这种纺丝液通过有数千个小孔的隔膜，挤入含有食盐的醋酸溶液中，在这里蛋白质凝固析出，在形成丝状的同时，使其延伸，并使其分子发生一定程度的定向排列，从而形成纤维。纤维的粗细、软硬，可以根据不同的食品进行调整。如果将蛋白纤维用黏合剂黏结压制，就得到似肉状的组织化大豆蛋白。

首先把分离大豆蛋白用稀碱液调和成蛋白质10%～30%的浓度，pH为9～13.5的纺丝液，纺丝液黏度直接影响着产品的品质。一定条件下，纺丝液的黏度越大，可纺丝性越好，而其黏度主要取决于蛋白质的浓度、加碱量、老化时间及温度。一般情况下，纺丝操作应在调浆后1h内完成。经调浆后老化的喷丝液，经喷丝机的喷头被挤压到盛有食盐和乙酸溶液的凝结缸中，蛋白质凝固的同时进行适当的拉伸，即可得到蛋白纤维。纺丝粘结法大豆组织蛋白生产工艺流程见图9-11。

图9-11 纺丝黏结法大豆组织蛋白生产工艺流程图

将分离蛋白倒入溶解罐中调节成浓度为10%～30%的纺丝液，与从碱液罐中定量出的碱液在螺旋混合泵中混合均匀，控制pH为9～13.5，而后通过过滤器进入喷浆器喷成丝状后在凝结槽中凝结，再通过辊子压延拉伸变细，经水洗、黏结成型，最后抹涂脂肪、香料等各种添加剂后成为模拟肉产品。