蛋白質(zhì)是人類生長不可缺少的營養(yǎng)素。油料蛋白是我國人民蛋白質(zhì)主要來源之一;傳統(tǒng)的利用途徑是油料經(jīng)過制油后得的餅粕做飼料,發(fā)展養(yǎng)殖業(yè),人再利用動物蛋白。但這條路線蛋白質(zhì)的利用率僅為20%～30%,人直接食用蛋白質(zhì),其利用率可提高到70%～80%,有的甚至可以達到90%。油料蛋白不含膽固醇,可以再生,符合人們的健康需求;特別是大豆,它含有40%左右的蛋白質(zhì),并且其蛋白質(zhì)的氨基酸組成齊全,含有人體必需的十八種氨基酸,無毒素,是人類理想的優(yōu)質(zhì)植物蛋白質(zhì)來源。

1、低溫粕開發(fā)利用工作

低溫粕是許多食用蛋白質(zhì)開發(fā)的基礎(chǔ)原料,在蛋白質(zhì)發(fā)展初期,許多企業(yè)用冷榨大豆餅蛋白的低變性來解決低溫粕的原料問題。冷榨餅殘油高,開發(fā)應(yīng)用困難。

國家糧食儲備局西安油脂科學(xué)研究設(shè)計院(簡稱西安油科院)在70年代初對大豆低溫粕的生產(chǎn)進行了試驗研究,獲得了寶貴的經(jīng)驗。80年代初,北京、吉林、黑龍江等地相繼引進了幾套低溫脫溶生產(chǎn)線。“七五”期間,國家將低溫脫溶技術(shù)的開發(fā)列入國家“七五”攻關(guān)計劃。西安油科院、武漢食品工業(yè)學(xué)院、無錫輕工大學(xué)等研究單位和企業(yè)經(jīng)過反復(fù)研究,建成了30t/d～50t/d閃蒸脫溶和臥式真空脫溶不同形式的低變性粕生產(chǎn)線。祁鯤等發(fā)明了四號溶劑生產(chǎn)低變性大豆粕的工藝技術(shù),目前已成功地在全國不少企業(yè)應(yīng)用?，F(xiàn)在,我國可以獨立制造低變性大豆粕成套設(shè)備,產(chǎn)品質(zhì)量達到和接近國際標準。

2、蛋白質(zhì)的研究和生產(chǎn)情況

我國人民自古以來,具有食用傳統(tǒng)蛋白食品的習(xí)慣和生產(chǎn)經(jīng)驗,如豆芽、豆腐、腐乳、豆粉、豆?jié){、醬油等豆制品。新大豆食品如濃縮蛋白、分離蛋白、組織蛋白、蛋白粉等,在我國的起步較晚。一些發(fā)達國家如美國、日本、德國等對大豆蛋白新食品的開發(fā)利用早、產(chǎn)品品種多,技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量均較高。

由于大豆蛋白可以提高產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量,延長貨架壽命,尤其是其較好的功能特性,在肉制品中添加可較大程度地改善肉制品的品質(zhì)。火腿腸中均不同程度地加入了大豆蛋白,這極大地推動了大豆蛋白的發(fā)展。

我國食用的油料蛋白以大豆蛋白和花生蛋白為主,飼料用蛋白主要是大豆蛋白、棉籽蛋白、菜籽蛋白和葵花籽蛋白。

2.1、大豆組織蛋白

“七五”期間,國家把組織蛋白的研究和生產(chǎn)列入國家“七五”攻關(guān)計劃項目,西安油科院、輕工部食品發(fā)酵所、無錫輕工大學(xué)、杭州商學(xué)院、吉林財貿(mào)學(xué)院等科研單位對組織蛋白的設(shè)備、工藝、產(chǎn)品的增香、產(chǎn)品的應(yīng)用等進行了研究。取得了一些研究經(jīng)驗。目前,在大豆組織蛋白的品種開發(fā)和應(yīng)用上,我國有一些成功的經(jīng)驗。對蛋白膨化機經(jīng)測試,研究、設(shè)計、制造了樣機,由于制造水平、設(shè)備材質(zhì)、實驗條件等原因,在我國仍然沒有理想的蛋白膨化機。

目前,三江食品工業(yè)公司、大連油脂工業(yè)總廠、常州糧油食品二廠、襄樊營養(yǎng)食品廠分別引進了美國溫哥公司的膨化機,并已投入生產(chǎn)。在國內(nèi),大豆組織蛋白主要作為速凍食品的原料。

2.2、大豆分離蛋白和濃縮蛋白

70年代末,我國開始對大豆分離蛋白質(zhì)和濃縮蛋白質(zhì)進行了深入研究,隨著改革開放,我國的技術(shù)人員對國外的技術(shù)和設(shè)備進行了進一步的消化吸收,在“六五”——“八五”期間,鄭州糧食學(xué)院對花生經(jīng)水劑法提取蛋白和油脂進行了攻關(guān),建成了中試生產(chǎn)線;西安油科院、武漢食品工業(yè)學(xué)院、北京糧食科學(xué)研究所、山東糧油科學(xué)研究所等單位對大豆?jié)饪s、分離蛋白的提取工藝和設(shè)備進行了研究,并應(yīng)用91999年第24卷第6期中國油脂在工業(yè)化生產(chǎn)中。

西安油科院、無錫輕工大學(xué)、蘭州膜科學(xué)研究所、輕工部食品發(fā)酵所等單位對膜法提取蛋白進行了研究,獲得了一些研究成果。山東、河南、湖北等地也引進了膜法蛋白生產(chǎn)線,但是由于設(shè)備的配套,國產(chǎn)超濾膜的制作水平,膜的壽命及污染等原因,真正成為工業(yè)化應(yīng)用的甚少。

大豆分離蛋白質(zhì)和濃縮蛋白質(zhì)的生產(chǎn)方法雖然較多,但目前在工業(yè)化中應(yīng)用的仍以酸堿法即等電點法為主。我國第一條大工業(yè)化的大豆分離蛋白質(zhì)生產(chǎn)線是80年代初中日合建的吉林不二蛋白廠,該廠年產(chǎn)蛋白1000t;80年代中期三江食品工業(yè)公司引進了一條大豆蛋白生產(chǎn)線,該廠計劃年產(chǎn)蛋白5000t,生產(chǎn)中產(chǎn)量低于設(shè)計值;90年代初,湖北云夢蛋白質(zhì)廠經(jīng)過多年的努力,建成了我國第一條獨立建設(shè)的大豆蛋白生產(chǎn)線,該生產(chǎn)線年產(chǎn)蛋白1000t;隨后,由于肉制品加工的飛速發(fā)展,分離蛋白質(zhì)的價格曾達到了每噸2.6萬元,進口產(chǎn)品達到每噸3萬元多元。由于利益的驅(qū)動,在全國各地相繼建成了多條大豆蛋白生產(chǎn)線。

目前,我國已建成的濃縮蛋白和分離蛋白生產(chǎn)線大約有30條左右,其中年產(chǎn)量在5000t以上的有2家,占全國總產(chǎn)量的18%;年產(chǎn)量在3000t左右的有5家,占全國總產(chǎn)量的28%;年產(chǎn)量在2000t左右的有8家,占全國總產(chǎn)量的30%;年產(chǎn)量在1000以上的有13家,占全國總產(chǎn)量的24%。目前正在建設(shè)的蛋白生產(chǎn)線仍有不少。

在蛋白生產(chǎn)線的建設(shè)初期,各生產(chǎn)線大多數(shù)是以分離蛋白設(shè)計的,其產(chǎn)品基本是分離蛋白,濃縮蛋白的生產(chǎn)線很少。近幾年,由于食品企業(yè)使用蛋白質(zhì)的主要目的是改善食品的質(zhì)地,重視產(chǎn)品的功能特性。功能性的濃縮蛋白由于出率高,工藝簡單,成本低,食品企業(yè)采用該產(chǎn)品整體效益好,所以各蛋白生產(chǎn)企業(yè)紛紛在原生產(chǎn)分離蛋白的基礎(chǔ)上生產(chǎn)濃縮蛋白。從國際蛋白生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品分布來看,濃縮蛋白的產(chǎn)量大于分離蛋白,我國企業(yè)的發(fā)展正和國際蛋白發(fā)展趨向一致。

通過多年的技術(shù)發(fā)展和不斷完善,大部分生產(chǎn)線的成套設(shè)備全部是國產(chǎn)設(shè)備。但是,一些大規(guī)模的生產(chǎn)線的離心機仍需引進。國內(nèi)的一些離心機生產(chǎn)企業(yè)正在這一方面進行研究,可望獲得較大的突破。

2.3、蛋白粉

蛋白粉的生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)主要是脫腥及配方的研究,從80年代初起,陜西省大豆研究所、吉林省高校研究中心、西安油科院、輕工部食品發(fā)酵所、廣州食品研究所等全國各研究機構(gòu)和企業(yè)對大豆的脫腥及配方進行了研究,其脫腥的主要成果是:物理法、化學(xué)法、分離法、高頻法等,這些方法在工藝中也互相結(jié)合。

近十年,全脂蛋白粉如豆奶粉發(fā)展飛速,市場上的“維維”、“力源”、“龍豐”、“冬梅”等品牌的豆粉在市場占有量較大;隨著產(chǎn)品的不斷發(fā)展,添加蔬菜、水果等的各種豆奶粉已面市。國內(nèi)豆粉年總產(chǎn)量在20萬t左右。

脫脂蛋白粉主要用作肉制品、面制品的添加劑,生產(chǎn)工藝是以低變性粕為原料,經(jīng)粉碎達到一定的細度產(chǎn)品,近年來也開發(fā)了不同功能特性的大豆蛋白粉。

2.4、蛋白飲料

蛋白飲料在我國興起是在80年代中期,全國各地的大城市建設(shè)了多條豆奶生產(chǎn)線,曾經(jīng)風(fēng)靡一時,但是,由于產(chǎn)品的深度開發(fā)不夠,許多生產(chǎn)線目前已停產(chǎn)。

隨著我國大豆行動計劃的進一步實施,西北輕工業(yè)學(xué)院、吉林高校研究中心、陜西大豆科研所等開發(fā)了乳酸豆奶、雙歧因子豆奶等,產(chǎn)品質(zhì)量的提高為豆奶的發(fā)展注入了新的活力?？上驳氖?花生、杏仁等蛋白飲料在全國各地有較大的產(chǎn)銷量。

2.5、飼用蛋白的開發(fā)利用

當(dāng)前,我國飼用蛋白原料、浸出豆粕仍占相當(dāng)大的比例,而棉籽粕、葵花籽粕、菜籽粕等作為飼用得到了很大發(fā)展。鑒于棉籽粕中棉酚的存在和菜籽餅粕中芥子甙的存在,因而影響了飼用的應(yīng)用。

因此,多年來,國家有關(guān)的科研機構(gòu)、大專院校,對棉籽、菜籽等油料蛋白脫毒的研究非常重視。“七五”期間,國家將棉籽脫毒列入國家科技攻關(guān)計劃項目。西安油科院、中科院成都有機所等承擔(dān)棉籽餅粕脫毒項目,取得了國家技術(shù)專利成果。清化紫光集團和無錫輕工大學(xué)在棉仁制油脫毒方面也取得多項研究成果。90年代初,陜西師范大學(xué)開發(fā)了菜籽脫毒技術(shù)。

近年以來,這些技術(shù)成果在全國許多企業(yè)得到應(yīng)用,取得一些實效。

3、蛋白質(zhì)的深度開發(fā)

國外市場的大豆蛋白產(chǎn)品以深度開發(fā)的產(chǎn)品為主,從80年代末,西安油科院、輕工部食品發(fā)酵所、無錫輕工大學(xué)、武漢食品工業(yè)學(xué)院等單位進行了蛋白產(chǎn)品的深度開發(fā)研究,產(chǎn)品主要有:凝膠大豆蛋白、蛋白發(fā)泡粉、富鋅蛋白、大豆蛋白肽、大豆氨基酸粉以及進一步的產(chǎn)品開發(fā)(有以大豆蛋白為包埋劑的粉末油脂)。

目前,根據(jù)肉制品加工企業(yè)的需要,凝膠大豆蛋白在國內(nèi)已有生產(chǎn),其他產(chǎn)品還沒有見到企業(yè)生產(chǎn)的報道。蛋白的檢測已由單純的化學(xué)檢測發(fā)展為應(yīng)用流變學(xué)進行的研究蛋白,與國際研究水平接軌。

4、輔產(chǎn)品的開發(fā)利用

4.1、豆渣、豆皮

豆渣富含纖維,干基蛋白質(zhì)的含量也在30%左右。有些企業(yè)將豆渣經(jīng)調(diào)味等配料,生產(chǎn)油炸或膨化食品,產(chǎn)品已面市。但是產(chǎn)量較少,國內(nèi)基本上是作飼料。

國內(nèi)的研究成果有將豆渣采用酶解生產(chǎn)可食用的纖維食品的成果報道,但目前還沒有工業(yè)化生產(chǎn)的報道。

4.2、乳清水

我國蛋白生產(chǎn)企業(yè)目前規(guī)模都比較小,大都為年產(chǎn)1000t左右。雖然工藝不同,排放廢水量不同,但年排放廢水也都在7萬t左右,其中乳清廢水排放量約為4萬t。乳清廢水中,固形物含量為1%～2%,其主要成分為蛋白質(zhì)、糖、鹽分,這些都是微生物生長的有利條件,COD、BOD值都較高,排放后對環(huán)境產(chǎn)生極大的污染。

大豆低聚糖主要為棉籽糖和水蘇糖,其主要有以下優(yōu)點:能有效地促進人體內(nèi)有益菌群雙歧桿菌的增值;發(fā)熱量低;難腐蝕,不易造成齲齒;屬非還原性糖;可抑制淀粉老化。

因此,西安油科院、輕工部食品發(fā)酵所、無錫輕工大學(xué)、南京大學(xué)等科研單位采用膜分離技術(shù)回收處理乳清水,獲得乳清蛋白粉和低聚糖粉兩種產(chǎn)品,其回收的水可以循環(huán)使用,節(jié)約了水資源。乳清蛋白粉的主要成分為低分子蛋白、短鏈肽、氨基酸等。這些成分具有較好溶解性,而且酸性條件下不沉淀,有較好的起泡性、溶解性,同時由于其組成成分極利于人體消化吸收,可以廣泛的使用在各種蛋白食品、飲料中。黑龍江天菊集團已有大豆低聚糖產(chǎn)品面市。

5、大豆蛋白的發(fā)展趨勢

5.1、開發(fā)各功能特性的大豆蛋白和多品種的應(yīng)用產(chǎn)品

一些發(fā)達國家,開發(fā)各種功能性質(zhì)構(gòu)蛋白的研究較多,各種不同類型功能特性的產(chǎn)品也較多,而對蛋白質(zhì)提取技術(shù)的研究較少,可見開發(fā)功能蛋白是國際發(fā)展趨勢。國際市場上,大豆蛋白產(chǎn)品的品種有100多種,常規(guī)的大豆蛋白產(chǎn)品占60%,酸性的占5%,改性的占20%,混合的及其他的占15%。

改變蛋白質(zhì)的原結(jié)構(gòu),使蛋白更利于應(yīng)用、消化吸收、方便使用?？梢酝ㄟ^化學(xué)的、物理的方法生產(chǎn)高凝膠性、高起泡等蛋白產(chǎn)品;通過生物工程將蛋白質(zhì)降解,生產(chǎn)各種大豆蛋白肽、氨基酸產(chǎn)品;根據(jù)蛋白質(zhì)分子的多樣性,將不同分子的蛋白質(zhì)進行分離,對蛋白質(zhì)進行結(jié)構(gòu)重組。

目前,大豆蛋白似乎出現(xiàn)了飽和,但是我國人民飲食中蛋白質(zhì)食品供應(yīng)仍很低,其主要原因是大豆蛋白品種太少,使用的范圍太窄,加工企業(yè)的成本較高。與發(fā)達國家相比,我國的蛋白質(zhì)遠遠不夠。

根據(jù)市場需要,開發(fā)各種大豆蛋白食品,如高含蛋白的面制品,嬰兒食品專用蛋白,老年食品專用蛋白,飲料專用蛋白,高鈣蛋白,病后體弱的專用蛋白,運動員用于快速補充體力的專用蛋白等,這些食品在我國有廣泛的前景。

5.2、規(guī)范原料及產(chǎn)品市場

美國等一些發(fā)達國家,有專用于提取蛋白質(zhì)的大豆。美國在近年還培育了高含蛋白和油脂的高品質(zhì)大豆,還通過生物工程技術(shù),培育了高賴氨酸含量的大豆。

我國市場上的大豆主要是提取油脂后加工飼用粕的大豆,含雜質(zhì)、癟豆較多,致使大豆蛋白提取率低,產(chǎn)品顏色、氣味及功能特性較差。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,各企業(yè)都加強了前道工藝,從而造成嚴重損失。

因此,應(yīng)聯(lián)合農(nóng)業(yè)部門,開發(fā)選育高蛋白含量的大豆品種。在市場銷售中應(yīng)將飼用大豆和食用大豆分開銷售,按質(zhì)計價,增加農(nóng)民及經(jīng)營者的積極性,為蛋白企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)大豆,這樣才能使我國大豆蛋白生產(chǎn)有了基本保證。

5.3、輔產(chǎn)品的利用

以豆渣、豆皮為原料,采用生物工程技術(shù)生產(chǎn)纖維食品;采用新的技術(shù),生產(chǎn)可降解的餐具等。以乳清水為原料,生產(chǎn)大豆低聚糖和乳清蛋白粉,降低生產(chǎn)成本,增加企業(yè)的產(chǎn)品。并應(yīng)進一步開發(fā)大豆黃酮等產(chǎn)品。

5.4、企業(yè)應(yīng)提高科技含量

最近幾年新建的蛋白企業(yè)與80年代建的生產(chǎn)線技術(shù)水平相差無幾,或者說許多都是照搬原樣,技術(shù)含量低,相當(dāng)一部分企業(yè)在預(yù)處理工藝中大豆脫皮效果、低溫脫溶時蛋白質(zhì)變性程度,蛋白質(zhì)的提取率、生產(chǎn)過程中的物料消耗等方面都有待提高。新建企業(yè)或老企業(yè)應(yīng)以技術(shù)為先導(dǎo),不斷開發(fā)新的產(chǎn)品市場,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。

6、結(jié)論

油料蛋白是一種可以再生的蛋白質(zhì),通過幾代科技工作者的艱苦奮斗,我國油料蛋白開發(fā)利用取得了豐碩成果,特別是改革開放的二十多年,我國的大豆蛋白生產(chǎn)水平已接近國際先進水平,完成了其它國家?guī)资曜哌^的歷程。我國人民已認識到蛋白質(zhì)對人體的重要意義。我們應(yīng)以科技為先導(dǎo),以市場為依托,在有關(guān)部門的指導(dǎo)下,加強科研與企業(yè)、企業(yè)與企業(yè)之間的聯(lián)合,為努力提高我國油料蛋白的加工水平,改善我國人民的膳食結(jié)構(gòu),提高人體健康水平作出新的貢獻。