超高压均质和热处理对豆乳、豆腐和豆腐皮特性的影响

摘要

传统的大豆制品——豆乳、豆腐和豆腐皮，历史悠久，营养价值高，深受消费者的喜爱，是我国大豆加工的支柱产业。传统大豆制品行业规模普遍较小，技术水平低，而且豆乳在加工和贮藏过程中易产生油水分层和沉淀及风味不稳定等质量问题。因此，在保持传统豆制品原有风味和质地前提下，开发能够保持产品风味、质量稳定、品质高的豆制品以及适合于工业化生产的先进技术，是时代发展的迫切需要。
　　超高压均质技术广泛应用于食品行业、医药行业和化妆品行业，是一项极具有发展潜力的技术。超高压均质可以降低豆乳的粒径，提高豆乳的均匀度、颗粒分散性和稳定性，同时也有抑菌、钝酶等效果。另外，超高压均质技术具有处理时间短和可连续化操作等特点，更适合于工业化生产的需要。
　　本研究以传统豆制品——豆乳、豆腐和豆腐皮为研究对象，运用激光粒径分析仪、流变仪、SDS-PAGE电泳等仪器分析超高压均质和热处理对豆乳、豆腐和豆腐皮的物理化学等特性影响，旨在揭示超高压均质和热处理过程中豆乳、豆腐和豆腐皮的品质特性变化规律，为提高豆乳、豆腐和豆腐皮的质量和产率，全面提升豆制品加工综合水平提供基础数据和理论指导。主要的研究结果如下:
　　1.超高压均质对豆乳的物理化学特性和微生物及酶的影响的研究
　　在0～140MPa范围内，升高压力，豆乳温度显著增高;豆乳在进口温度Tin=20℃140MPa2次循环后，温度升高到55.2℃。随着均质压力增加，豆乳色差著下降，140MPa豆乳△E*比未处理的豆乳减少了3.44％，颜色由乳白色变为浅灰白色。此外，超高压均质使豆乳的粘度下降。离心沉淀率测定结果表明:均质压力增加，豆乳物理稳定性增强。DSC测定结果显示，升高均质压力，大豆7S蛋白和11S蛋白的Td变大和△H值变小，豆乳蛋白变性程度和热稳定性增强。
　　豆乳颗粒粒径随压力升高而显著下降;在140MPa下，豆乳（水豆比10∶1）粒径D4，3、D3，2、d0，5分别为0.28μm、0.28μm、0.27μm，粒径大小达到了亚微米级。在水豆比6∶1～12∶1范围内，当均质压力≥100MPa时，豆乳颗粒粒径均达到亚微米级。进口温度和均质次数对豆乳粒径大小有影响。过度均质，豆乳颗粒发生重新聚合，使粒径增大，豆乳不稳定性增强。
　　与热处理(95℃5min)相比，超高压均质的抑菌和钝酶效果较差。豆乳经过140MPa2次循环(Tin=20℃)细菌总数减少了1.77个数量级，大肠菌群数小于3，脲酶相对活力减少19.91％。增加进口温度和均质次数可提高抑菌和钝酶效果，但仍然达不到热处理的效果。
　　2.超高压均质和热处理对豆乳蛋白质溶解性的影响及其机理的研究
　　在0～140MPa范围内，超高压均质可以增加生豆乳的溶解度;在140MPa下，豆乳蛋白溶解度比未处理的提高了63.8％;均质后加热豆乳的溶解度进一步提高，在140MPa下达到了91.1％;
　　均质压力降低了豆乳的粘度和粒径;均质后加热使豆乳的这些特性得到进一步增强。透射电镜观察发现，超高压均质结合热处理能够增加豆乳颗粒的分散度和均匀性，降低豆乳颗粒粒径;粒径的减小增加了豆乳水合作用，从而提高了豆乳的溶解度。内部荧光分析表明，均质和加热改变了大豆蛋白分子的构象，增加了色氨酸微环境的极性，增强了蛋白质分子水合作用。
　　SDS-PAGE结果表明，超高压均质的机械剪切力可以降解蛋白大分子聚集物，解离出蛋白亚基，提高了豆乳蛋白质溶解度;生豆乳均质后增加了A1、A2、A3及B亚基含量，减少了α及β亚基含量。增加均质压力，不仅可以解离大分子蛋白，也可以解离小分子的7S蛋白和11S蛋白（α、β、A、B亚基含量减少）。均质后加热产生了大于130kD的可溶性蛋白小聚集物，提高了豆乳蛋白质溶解度。
　　3.均质压力对经均质(0～140MPa)、均质后加热和加热后均质的豆乳体系乳化性影响的研究
　　均质、均质后加热和加热后均质三种处理方式都能改善豆乳蛋白质的乳化性。随着均质压力增大，三种处理方法能使豆乳蛋白质乳化活性增加;提高均质压力，均质和加热后均质的豆乳蛋白质乳化稳定性先增大再减小，在100MPa时最大;而均质后加热的豆乳蛋白质乳化稳定性随着均质压力增大而增大。均质压力可以增加豆乳蛋白的疏水性和改变豆乳蛋白游离巯基的含量。
　　生豆乳均质后蛋白质乳化活性和乳化稳定性与均质压力和疏水性呈极显著正相关，与粒径大小呈极显著负相关，而与游离巯基含量无相关性。均质后加热的豆乳蛋白质的乳化活性和乳化稳定性与均质压力、疏水性和游离巯基呈极显著正相关，与粒径大小呈极显著负相关。而加热后均质豆乳蛋白质的乳化活性和乳化稳定性与均质压力、疏水性极显著正相关，与粒径大小呈极显著负相关，但只有乳化稳定性与游离巯基呈显著正相关，乳化活性与游离巯基无相关性。
　　4.均质(140MPa)、均质后加热和加热后均质对豆乳风味的影响的研究
　　感官评定结果表明，均质使豆乳口感细腻，加热增加了豆香味。用GS-MS从传统方法制备的生豆乳中鉴定出7种豆腥味化合物（己醛、己醇、1-辛烯-3-醇、反-2-己烯醛、1-辛烯-3-酮、苯甲醛、反，反-2，4-癸烯醛）和3种非豆腥味化合物（反-2-辛烯醛、壬醛、反-2-壬烯醛）。生豆乳的加热及均质后，增加正戊醇、2-正戊基呋喃和己酸三种物质。通过均质，未改变生、熟豆乳的风味物质组成;加热和均质都降低了风味物质的总含量，但加热增加了非豆腥味与豆腥味化合物比值。均质的顺序没有改变熟豆乳风味物质的组成，但先均质后加热的豆乳非豆腥化合物与豆腥味化合物比值高。
　　5.经不同均质压力(0～140MPa)处理豆乳制成豆腐的品质特性研究
　　经过均质处理豆乳凝固过程与未均质豆乳的凝固过程曲线变化过程相同，但140MPa豆乳凝固过程提前;升高均质压力，G'、G

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摘要

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前言

第一章 文献综述

1 豆乳的研究进展

1．1 工艺研究

1．2 影响豆乳产量和质量的因素

1．3 豆乳风味物质研究

2 豆腐研究进展

2．1 工艺流程

2．2 影响豆腐产量和质量的因素

2．3 豆腐凝固机理研究

3 豆腐皮的研究进展

3．1 工艺流程

3．2 影响豆腐皮质量和产量的因素

3．3 改良豆腐皮品质方法

3．4 豆腐皮形成机理研究

4 超高压均质技术研究进展

4．1 超高压均质对微生物和酶的作用

4．2 超高压均质对大分子的作用

4．3 超高压均质对牛乳及其制品品质作用

4．4 超高压均质对豆乳及其制品品质作用

5 选题依据和研究内容

5．1 选题依据

5．2 研究目的和内容

参考文献

第二章 超高压均质对豆乳物理化学性质和生物特性的影响

1 材料与方法

1．1 材料与试剂

1．2 仪器与设备

1．3 方法

2 结果与讨论

2．1 豆乳的化学组分

2．2 均质压力对豆乳温度的影响

2．3 超高压均质对豆乳微生物和脲酶的影响

2．4 均质对豆乳粒径的影响

2．5 均质对豆乳色泽的影响

2．6 均质压力对豆乳稳定性影响

2．7 均质压力对豆乳流变特性影响

2．8 均质压力对豆乳的热稳定性影响

3 本章小结

参考文献

第三章 超高压均质和热处理对豆乳蛋白质溶解性的影响

1 材料与方法

1．1 材料与试剂

1．2 仪器与设备

1．3 方法

2 结果与讨论

2．1 溶解度测定结果

2．2 豆乳pH变化

2．3 表观粘度

2．4 豆乳粒径

2．5 透射电镜

2．6 荧光光谱分析

2．7 SDS-PAGE电泳分析

3 本章小结

参考文献

第四章 超高压均质和热处理对豆乳体系乳化性的影响

1 材料与方法

1．1 材料与试剂

1．2 仪器与设备

1．3 方法

2 结果与讨论

2．1 均质压力对豆乳蛋白质的乳化活性影响

2．2 均质压力对豆乳蛋白质的乳化稳定性影响

2．3 表面疏水性分析

2．4 表面巯基分析

2．5 豆乳蛋白乳化性与其物理化学特性的关系

3 本章小结

参考文献

第五章 加工方式对豆乳风味的影响

1 材料与方法

1．1 材料与试剂

1．2 方法

2 结果与讨论

2．1 感官评定结果

2．2 加工方式对LOX活力的影响

2．3 GS-MS总离子色谱图

2．4 图谱解析结果

2．5 加工方式对豆乳挥发化合物的组成及含量影响

3 本章小结

参考文献

第六章 超高压均质和热处理对豆腐品质特性的影响

1 材料设备与方法

1．1 材料

1．2 仪器与设备

1．3 方法

2 结果与讨论

2．1 豆乳凝固过程分析

2．2 扫描电镜结果

2．3 TPA质构分析

2．4 保水性

3 本章小结

参考文献

第七章 超高压均质对豆腐皮品质特性和微观结构的影响

1 材料与方法

1．1 材料与试剂

1．2 方法

2 结果与讨论

2．1 感官评定

2．2 色差

2．3 质构特性

2．4 产率

2．5 微观结构

3 本章小结

参考文献

全文结论

论文创新点

工作展望

致谢

攻读博士期间发表的相关论文