超聲波對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){溶解性、保水性及黏度的影響

許 琳 劉馨予 崔麗琴 崔素萍 張洪微

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院1，大慶 163319）

（黑龍江貝因美乳業(yè)有限公司2，綏化 151400）

超聲波對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){溶解性、保水性及黏度的影響

許 琳1劉馨予1崔麗琴2崔素萍1張洪微1

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院1，大慶 163319）

（黑龍江貝因美乳業(yè)有限公司2，綏化 151400）

為了研究超聲波處理對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){溶解性、保水性及黏度的影響，以脫脂豆粕為原料，采用超聲波法，通過單因素及正交試驗(yàn)，研究最佳超聲波處理?xiàng)l件。研究結(jié)果表明，最佳超聲波處理?xiàng)l件為超聲功率315W、超聲時(shí)間40 min、超聲溫度60℃，此條件下的黏度為1.4 mPa·s、保水性為81.83%、溶解性為58.15%。超聲波處理的溶解性比未經(jīng)超聲波處理提高了22.35%。因此，超聲波處理能顯著提高低嘌呤脫脂豆?jié){的溶解性及低嘌呤脫脂豆腐的保水性，降低低嘌呤脫脂豆?jié){的黏度。

超聲波處理 低嘌呤 黏度 溶解性 保水性

痛風(fēng)是由于嘌呤代謝紊亂導(dǎo)致血尿酸增高，從而引起尿酸鹽在組織沉淀的疾病［1-3］。低嘌呤飲食可以減少外源性尿酸的形成，有利于體內(nèi)尿酸鹽的排泄［4］。因此，開發(fā)一種低嘌呤脫脂大豆粉，不僅能夠?yàn)橥达L(fēng)病人補(bǔ)充營養(yǎng)攝入的不足，而且也能夠預(yù)防一般人群患痛風(fēng)的幾率。

目前，低嘌呤食品的研發(fā)多限于低嘌呤啤酒。胡金成等5］將麥芽用量調(diào)整到35%左右，且通過活性炭吸附，成功研制了一種低嘌呤啤酒。林先軍［6］采用高比例輔料和高濃釀造技術(shù)，分別對(duì)發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化和吸附劑吸附，成功將啤酒的嘌呤含量降到10 mg／L（10op）。在低嘌呤大豆制品研制方面，劉少林［7］研究了大豆中嘌呤去除工藝。毛玉濤［8］采用鹽析法對(duì)豆?jié){中的嘌呤物質(zhì)進(jìn)行脫除，嘌呤物質(zhì)去除率達(dá)到45.33%。本團(tuán)隊(duì)在前期研究中，謝微［9］以脫脂豆粕為原料，通過對(duì)制漿、煮漿、超聲波處理、脫嘌呤等工藝以及不同凝固劑最佳凝固條件的研究，研制出了嘌呤含量123.5 mg／100 g適合于痛風(fēng)患者食用的低嘌呤脫脂大豆粉，其中嘌呤脫除率為52%，其感官、理化、微生物等指標(biāo)均符合GB／T 18738—2006《速溶豆粉和豆奶粉》的要求。

超聲波技術(shù)作為一種物理輔助技術(shù)，利用它與媒介的相互作用，主要有空化作用、熱效應(yīng)、機(jī)械作用，可以加速細(xì)胞壁的破碎，使胞外溶劑容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，從而促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的溶出，提高提取效率［10-11］。超聲波技術(shù)已成功應(yīng)用于大豆膳食纖維［12］、大豆蛋白［13］的提取，但有關(guān)超聲處理對(duì)低嘌呤脫脂豆制品的研究鮮見報(bào)道。

本試驗(yàn)擬以脫脂豆粕為原料，制備低嘌呤脫脂豆?jié){，研究超聲波處理對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){中蛋白質(zhì)的溶解性、豆?jié){的黏度及低嘌呤脫脂豆腐保水性的影響，為低嘌呤食品的研究及開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

脫脂豆粕：黑龍江大慶日月星公司。

1.2 試驗(yàn)試劑與儀器

黃嘌呤、腺嘌呤、鳥嘌呤、次黃嘌呤：天津一方科技有限公司。殼聚糖：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，為生化試劑。

KDN-103F型自動(dòng)凱氏定氮儀：上海纖檢儀器有限公司；FS-450N超聲波處理儀器：上海生析超聲儀器有限公司；NDJ-79型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)：上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 原料預(yù)處理

將低溫脫脂豆粕用粉碎機(jī)粉碎制粉，過100目篩，室溫下儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 低嘌呤脫脂豆?jié){的制備

稱取脫脂豆粕粉10 g，以水為溶劑，電動(dòng)攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速500 r／min，攪拌時(shí)間60 min、攪拌溫度60℃、料液比1∶16，攪拌結(jié)束后 4 000 r／min離心 10 min，在不同的超聲時(shí)間、超聲功率、超聲溫度的條件下進(jìn)行超聲波處理。然后，添加2%的殼聚糖，混合均勻后振蕩吸附120 min，吸附溫度為37℃，得到的液體即為低嘌呤脫脂豆?jié){。以不進(jìn)行超聲波處理、不添加殼聚糖的樣品作為對(duì)照組試驗(yàn)。

1.3.2.1 超聲功率對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){溶解性、黏度、保水性的影響

由于較高的超聲功率和較長的超聲時(shí)間會(huì)使分子發(fā)生聚合，因此，選擇最大超聲功率為450W、最長超聲時(shí)間60 min。

在超聲溫度50℃、超聲時(shí)間30 min的條件下，選擇 270、315、360、405、450 W 試驗(yàn)，測低嘌呤脫脂豆?jié){中蛋白質(zhì)的溶解性、低嘌呤脫脂豆腐的保水性及低嘌呤脫脂豆?jié){的黏度。

1.3.2.2 超聲時(shí)間對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){溶解性、黏度、保水性的影響

在超聲功率為450 W、超聲溫度為40℃的條件下，超聲時(shí)間分別為 20、30、40、50、60 min進(jìn)行試驗(yàn)，測其溶解性、保水性及黏度。

1.3.2.3 超聲溫度對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){溶解性、黏度、保水性的影響

在超聲功率為450 W、超聲時(shí)間為40 min，超聲溫度分別為20、30、40、50、60℃下進(jìn)行試驗(yàn)，測其溶解性、保水性及黏度。

1.3.2.4 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L25（56）設(shè)計(jì)方案做正交試驗(yàn)。

1.3.3 嘌呤含量的測定

采用高效液相色譜法測定脫脂豆粕粉及低嘌呤脫脂大豆粉中嘌呤含量，測定方法見參考文獻(xiàn)［14］。

1.3.4 低嘌呤脫脂豆?jié){中蛋白質(zhì)溶解度的測定

對(duì)照處理和低嘌呤脫脂豆?jié){10℃，10 000×g下離心20 min，留上清液，用凱氏定氮法測定上清液及低嘌呤脫脂豆?jié){中總蛋白質(zhì)含量，研究超聲波處理對(duì)蛋白質(zhì)溶解度的影響。蛋白質(zhì)的溶解度用氮溶解度指數(shù)（NSI）%表示：

1.3.5 低嘌呤脫脂豆腐保水性能的測定

取50 mL對(duì)照和低嘌呤脫脂豆?jié){，向其添加1%葡萄糖內(nèi)酯，凝固溫度為90℃，凝固時(shí)間為10 min，制備低嘌呤脫脂豆腐。稱取5 g低嘌呤脫脂豆腐，放于底部有脫脂棉的50 mL離心管中，以1 000 r／min轉(zhuǎn)速離心10 min后，將離心后的豆腐稱重并記錄（m1），然后置于105℃下干燥至恒重（m0），計(jì)算結(jié)果如下：

1.3.6 低嘌呤脫脂豆?jié){黏度的測定方法

用NDJ-79型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測定對(duì)照和低嘌呤脫脂豆?jié){的黏度，首先用水來校正儀器，測定溫度為25℃，以恒溫水浴來維持溫度的恒定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

所有試驗(yàn)均設(shè)3次重復(fù)，取平均值，利用SPSS 12.0分析系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 脫脂豆粕粉及低嘌呤脫脂大豆粉中嘌呤含量的測定結(jié)果

脫脂豆粕粉中總嘌呤為253 mg／100 g，高于150 mg／100 g的標(biāo)準(zhǔn)，屬于高嘌呤食品。1.3.2中制備的低嘌呤脫脂豆?jié){經(jīng)過濃縮、噴霧干燥后，得到的低嘌呤脫脂大豆粉中嘌呤含量為123.5 mg／100 g。

圖1 超聲波處理對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){NSI的影響

2.2 單因素試驗(yàn)

2.2.1 超聲波處理對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){NSI的影響

超聲波處理對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){NSI的影響見圖1。超聲功率能明顯提高低嘌呤脫脂豆?jié){的氮溶指數(shù)，NSI隨著功率的增加而增大，當(dāng)超聲功率為450 W時(shí)，NSI達(dá)到最大值58.93%，比未超聲處理的35.8%高出23.13%。低嘌呤脫脂豆?jié){的NSI隨超聲處理時(shí)間的延長而增加，在超聲時(shí)間為60 min時(shí)，低嘌呤脫脂豆?jié){的NSI為68.96%，比未超聲處理的NSI增加了23.1%。隨著超聲溫度的升高，低嘌呤脫脂豆?jié){的NSI有緩慢的上升趨勢，至超聲溫度為55℃時(shí)，NSI值達(dá)到最高，超聲溫度55℃以后NSI值開始呈下降趨勢。王小英等［15］認(rèn)為這是由于超聲處理產(chǎn)生強(qiáng)有力的空化、機(jī)械剪切和熱作用破壞了豆?jié){中的結(jié)構(gòu)［16］，使其與水分子結(jié)合能力增強(qiáng)，朱建華等［17］認(rèn)為是由于超聲功率的增大使溶液的密度加大，產(chǎn)生強(qiáng)烈的攪拌及空化作用進(jìn)而使溶液的溶解度加大。

低嘌呤脫脂豆?jié){溶解性的最佳超聲處理?xiàng)l件為超聲功率450 W，超聲時(shí)間60 min，超聲溫度50℃。

2.2.2 超聲波處理對(duì)低嘌呤脫脂豆腐保水性的影響

超聲波處理對(duì)低嘌呤脫脂豆腐保水性的影響結(jié)果見圖2，隨著超聲功率的增加，低嘌呤脫脂豆腐的保水率先上升后下降，當(dāng)超聲功率為315 W時(shí)，豆腐的保水率達(dá)到最大值。當(dāng)超聲時(shí)間為40 min和超聲溫度為50℃時(shí)，低嘌呤脫脂豆腐的保水率達(dá)到最大值，隨著超聲時(shí)間和超聲溫度的繼續(xù)增加，豆腐的保水率開始下降。

圖2 超聲波處理對(duì)低嘌呤脫脂豆腐保水性的影響

因此，低嘌呤脫脂豆腐保水性的最佳超聲處理?xiàng)l件：超聲功率315W，超聲時(shí)間40min，超聲溫度50℃。

2.2.3 超聲波處理對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){黏度的影響

超聲功率對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){黏度的影響結(jié)果見圖3，未超聲處理的低嘌呤脫脂豆?jié){的黏度最高，隨著超聲功率的增加，黏度也隨之降低。在超聲功率450W，超聲溫度40℃條件下，隨著超聲時(shí)間的延長，黏度逐漸下降，但超聲時(shí)間40 min后，超聲時(shí)間對(duì)黏度的影響趨于穩(wěn)定。在超聲功率450W，超聲時(shí)間40 min，超聲溫度35℃時(shí)，黏度達(dá)到最低值。超聲溫度在35℃以后，黏度開始逐漸下降，直到超聲溫度為50℃時(shí)趨于穩(wěn)定，繼續(xù)升高溫度對(duì)黏度的影響非常小。這與楊小泉等［18］的研究結(jié)果相似。

因此，低嘌呤脫脂豆腐黏度的最佳超聲處理?xiàng)l件：超聲功率大于270 W，超聲時(shí)間50 min，超聲溫度50℃。

圖3 超聲波處理對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){黏度的影響

通過對(duì)影響?zhàn)ざ群捅Ｋ约癗SI的單因素分析，得出工藝參數(shù)范圍：超聲功率功率270～450 W，超聲時(shí)間35～55 min，超聲溫度40～60℃。為了得到最佳的超聲處理?xiàng)l件，以黏度、保水性及氮溶解度指數(shù)為指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.3 正交試驗(yàn)

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1，試驗(yàn)結(jié)果見表2～表3。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

表2 正交設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)結(jié)果

表2 正交設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)結(jié)果

?

表3 正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果

由表3可以看出，影響低嘌呤脫脂豆?jié){黏度的主次因素為C＞B＞A，超聲處理?xiàng)l件的最佳組合為A5B3C3，即超聲功率450W，超聲時(shí)間45min，超聲溫度50℃；影響低嘌呤脫脂豆?jié){保水性的主次因素為A＞B＞C，超聲處理?xiàng)l件的最佳組合為A1B4C4，即超聲功率270 W，超聲時(shí)間50 min，超聲溫度55℃；影響低嘌呤脫脂豆?jié){NSI的主次因素為A＞C＞B，超聲處理?xiàng)l件的最佳組合為A2B2C5，即超聲功率315 W，超聲時(shí)間40 min，超聲溫度60℃。

3 結(jié)論

3.1 超聲波處理能顯著提高低嘌呤脫脂豆?jié){的溶解性及低嘌呤脫脂豆腐的保水性，降低低嘌呤脫脂豆?jié){的黏度。對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){黏度的影響次序是：超聲溫度＞超聲時(shí)間＞超聲功率；對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){保水性的影響次序是：超聲功率＞超聲時(shí)間＞超聲溫度；對(duì)低嘌呤脫脂豆?jié){NSI的影響次序是：超聲功率＞超聲溫度＞超聲時(shí)間。

3.2 超聲處理低嘌呤脫脂豆?jié){的最佳工藝參數(shù)為：超聲功率315 W、超聲時(shí)間40 min、超聲溫度60℃，此條件下的黏度為1.4 mPa·s、保水性為81.83%、NSI為58.15%。

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The Effect of Ultrasonic Treatment on Solubility，Water Retention，Viscosity of Low Purine Defatted Soybean Milk

Xu Lin1Liu Xinyu1Cui Liqin2Cui Suping1Zhang Hongwei1

（College of Food Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University1，Daqing 163319）（Heilongjiang Beingmate Dairy Co.Ltd.2，Suihua 151400）

In order to study the effect of ultrasonic treatment on solubility，water retention and viscosity of low purine defatted soybeanmilk，take defatted soybean powder was as raw materials by using ultrasonic treatmentmethod，single factor and orthogonal experimentwere used to get the best ultrasonic treatment conditions.The optimized ultrasonic treatment conditionswere ultrasonic power of 315W，ultrasonic time of 40 min，ultrasonic temperature of 60℃.In this condition，viscosity was1.4 mPa·s，water retention was81.83%，and solubility was58.15%.Solubility by ultrasonic treatmentwas increased by 22.35%than tby unultrasonic treatment.Therefore，ultrasonic treatment could improve the solubility of low purine defatted soybean milk and the water retention of low purine defatted Tofu and reduce the viscosity of low purine soybean milk.

ultrasonic treatment，low purine，viscosity，solubility，water retention

TS229

A

1003-0174（2015）07-0104-05

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)博士啟動(dòng)基金（校啟B2005-14），黑龍江省研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目（YJSCX2011-261HLJ）

2014-02-16

許琳，女，1989年出生，碩士，食品科學(xué)

崔素萍，女，1968年出生，教授，食品營養(yǎng)與質(zhì)量安全