大豆多糖性质、用途与生产工艺
大豆多糖是以大豆或大豆粕为原料，经脱脂、提取、脱色、纯化、干燥等工艺生产的水溶性多糖类物质。其主要成分由半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、鼠李糖、海藻糖、木糖以及葡萄糖等分子组成。
大豆多糖具有多种生物活性，是一种天然的功能成分，可抑制脂类氧化和稳定酸性饮料中的蛋白质，可以改善食品的食用品质、加工特性和外观特性。水溶性大豆多糖黏性低，可制成高浓度溶液，其溶液的黏度几乎不受盐类影响，对温度的热稳定性也优于其他糖类。另外，干燥大豆多糖有强的黏附性，且能形成薄膜，所以大豆多糖可作为涂层材料使用。大豆多糖有分散性、稳定性、乳化性和黏着性等多种功能，不仅能用作强化食品的膳食纤维素，还可以用于制药工业中。
此外, 大豆多糖还具有调节血糖值和血液脂质、促进肠道有害物质的吸附与排泄、促进矿物质吸收利用等生物学活性, 在抗氧化、抑菌、抗病毒及免疫调节等方面也有一定功效。
大豆为豆科植物大豆Glycine max (L.)Merr.的成熟种子。
【形态】 一年生草本，高50 — 80cm。茎直立或上部蔓生，密生黄色硬毛。3 出复叶；叶柄长，密生黄色长硬毛;托叶小，披针形;小叶3片，卵形，广卵形或狭卵形，通常两侧的小叶为斜卵形，长6—13cm，宽4— 8.5cm，先端钝或急尖，中脉常伸出成棘尖，基部圆形，阔楔形或近于截形，全缘，或呈微波状;两面均被黄色长硬毛。总状花序短阔，腋生;花萼绿色，钟状，先端5齿裂，被黄色长硬毛;花冠蝶形，旗瓣倒卵形，先端圆形，微凹，翼瓣篦形，有细爪，龙骨瓣略呈长方形，基部有爪;雄蕊10，2体;子房线状椭圆形，被黄色长硬毛，基部有不发达的腺体，花柱短，柱头头状。荚果长方披针状，长5—7cm，宽约 1cm，先端有微凸尖，褐色，密被黄色长硬毛。种子卵形或近于球形，种皮黄色、绿色或黑色。花期8月。果期10月。
大豆含较丰富的蛋白质，脂肪和碳水化合物，以及胡萝卜素，维生素B1、 B2，烟酸等。并含下列成分：异黄酮类：大豆黄酮甙和染料木甙。皂甙：大豆皂醇A、B、C、D、 E5个甙元，与甙元结合的多糖有葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸。此外尚含胆碱、叶酸、亚叶酸、泛酸、生物素、维生素B12、唾液酸。大豆水解产物中含乙酰丙酸。大豆脂肪油的脂肪酸中含饱和不饱和脂肪酸，前者主要是硬脂酸和棕桐酸，后者主要是油酸和亚油酸。此外，大豆脂肪油中，尚含磷脂，β—谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇，β—胡萝卜素、维生素E、环木波萝烯醇和角鲨烯。
图1为大豆
有关大豆多糖的概述、大豆、功能特性、制备方法、在食品工业中的应用是由Chemicalbook的侍艳编辑整理。(2015-10-23)
大豆多糖除具有膳食纤维所具有的功能特性外, 还具有许多优越的功能特性, 如乳化及乳化稳定性、酸性条件下对蛋白颗粒的稳定作用、抗黏结性、成膜性能及泡沫稳定性等。
1.生理保健功能
大豆多糖不但具有一般膳食纤维所具有的功能, 比如:促进肠道蠕动、减肥、降低血压、降低血清胆固醇以及甘三酯水平、降低血糖、提升高密度脂质蛋白、降低低密度脂质蛋白以及预防某些癌症等外, 还能调节胃肠中微生物营养的平衡和类胆固醇的代谢以及抑制免疫血清中脂质的氧化。
2.酸性条件下对蛋白的稳定作用
酸性蛋白饮料常出现蛋白沉淀现象, 工业中常加入稳定剂比如果胶等使酸性蛋白饮料稳定,羧甲基纤维素、卡拉胶和丙烯乙二醇藻酸盐也是酸性乳饮料常用的稳定剂, 总体而言, 果胶、羧甲基纤维素等主要是通过提高蛋白饮料的黏度来使其稳定, 相比在含有大豆多糖类的饮料中, 黏度比较低, 因此可得到无黏糊感较为爽口的酸性乳饮料, 且不受体系盐离子浓度以及pH的影响。
3.乳化及乳化稳定性
和阿拉伯胶相似, 大豆多糖也是一种糖蛋白, 所以具有表面活性, 且乳化性能要优于阿拉伯胶, 经酶解、过柱后经电泳分析表明蛋白分子质量为50KDa左右, 它对大豆多糖的乳化性能起着十分重要的作用, 它能快速吸附到油滴表面, 大豆多糖的糖链部分伸到水相在油滴周围形成一层厚厚的水化膜通过空间位阻作用使油滴稳定。与小分子乳化剂(Tween20 及Tween80)的竞争吸附实验表明:大豆多糖不会被小分子乳化剂所竞争取代, 只有当中性侧链被酶解掉之后才会被小分子乳化剂所取代。并且乳液的稳定性不受体系pH、盐离子浓度的影响, 且不与二价离子发生作用, 即使在90℃的温度下保温30分钟乳液的稳定性也不会受到任何影响, 这在工业生产上具有十分重要的意义。如乳化色素、咸味香精、油脂等, 因为高温、高盐以及pH是食品生产中经常面临的工艺条件。
4.抗黏结性、抑制淀粉回生
大豆多糖可防止热米饭、面条等在冷却或冷冻过程中, 产生米粒与米粒之间的黏结现象, 具有良好的分散效果, 大豆多糖黏附在淀粉类化合物如大米、面团、面皮、米粉、米饭的表面形成水合层, 增加其持水性, 抑制淀粉回生, 防止淀粉类化合物因失水而老化, 使产品不粘连, 不混汤, 即使在冷藏时也不被冻裂。
5.成膜性能
大豆多糖有很强的胶着力, 形成的膜的黏结强度好过阿拉伯树胶, 能作为无色透明水溶性可食用涂膜剂用于食品表面, 大豆多糖形成的薄膜在不加任何添加剂时表现出和普鲁兰一样高的张力抗性。
6.泡沫稳定性、抑制蛋白凝胶化以及抗氧化特性
大豆多糖还具有优越的泡沫稳定性、抑制蛋白凝胶化以及防止油脂氧化的功能特性。
(1)将除去壳皮、焦粒、砂土等杂质的大豆油渣粉碎后，收集过40目筛的细粒。
(2)取200克油渣及2000克正己烷加入由回流冷凝器、萃取器及烧瓶组成的脂肪萃取器中进行1小时提取。将提取所得油渣在60～70℃下干燥1小时，除去残留溶剂。
(3)取100克提取的油渣，与浓度为13%的氢氧化钠溶液1000毫升相混合，用水浴加热至50℃，在不断搅拌下提取 1小时左右。
(4)将提取物进行减压过滤，滤液保留，滤渣再用浓度为 10%的氢氧化钠溶液进一步提取，氢氧化钠溶液加入量为滤渣重量的10倍，提取温度50℃，提取时间30～45分钟。
(5)将二次提取物进行减压过滤，合并两次提取所得滤液，用于提取大豆蛋白。滤渣中加入3倍于滤渣重量的10% 浓度的次氯酸钠溶液，调节混合物的pH值为10～11。在常温下搅拌40分钟进行滤渣脱色。
(6)将脱色液进行减压过滤，弃去滤液，滤渣用40～50℃ 的纯水洗至洗液呈中性后，再进行减压过滤，所得滤渣先后用乙醇及丙酮各洗一次后加以沥干。
(7)将沥干的滤渣在真空烘箱中于80℃烘干1小时，至含水率小于8%，冷却至室温进行粉碎。粉碎物过100目筛，就制得淡黄色、略带香味的粉状大豆多糖。
1.保健食品
作为治疗便秘、糖尿病、肥胖等各种疾病的健康食品的原辅料和载体, 强化膳食纤维, 降低热量, 这是目前我国除大豆多糖外其他膳食纤维(含水溶性膳食纤维)应用的主体部分。大量临床研究已证明, 大豆膳食纤维具有明显的生理功能和医疗功能, 包括显著降低血液中的胆固醇含量, 预防和治疗动脉粥样硬化和冠心病。调解肠内双歧杆菌的活力, 促进肠道的正常蠕动, 预防便秘和结肠癌。促进血糖和胰岛素保持平衡,可有效防止糖尿病。对超氧阴离子自由基和羟基自由基具有超强的清除能力, 是一种天然的抗氧化剂。
2.烘焙食品
大豆多糖添加到饼干、面包、馒头等食品中的作用, 研究结果显示 ,在面包中仅添加少量的水溶性多糖就可使食感变得更为柔软可口, 在蛋糕中添加相当于小麦粉1%的大豆多糖类有极为柔软的食感, 使面团产出量增加, 延长保质期;添加到饼干中, 饼干成型性好, 断裂及表面裂纹减少;添加适量大豆纤维的馒头品质良好, 内部结构细腻、弹性好、有嚼劲、爽口, 并可延缓馒头老化。
3.肉制品
应用于各种肉糜制品中, 如火腿肠、香肠、午餐肉、三明治、肉松等, 可以提高产品产出率, 抑制蛋白凝胶化, 避免油水分离, 强化膳食纤维。
4.米面食品
应用于米饭、油炸及非油炸方便面、挂面、湿面、米粉、通心粉、馒头、快速米饭、α化大米、糕团、广式年糕、广式河粉、云南米线等中。大豆多糖类可防止米饭及粉面存放久时而产生的粘、糊现象具有良好的解离效果。这种防止粘、糊的性能与酸性条件下分散稳定蛋白粒子的性能一样, 同样是由于大豆多糖类的结构所致。由于在米饭和粉面类表面吸附多糖类分子, 能形成水合层保持水分, 以防止米饭和粉面类相互粘着, 使食物更为清爽可口。同时大豆多糖还能直接渗透到米面直链淀粉分子胶束中, 保护胶束的水合层, 防止淀粉分子胶束回复, 抑制淀粉回生, 如日本寿司、非油炸方便面、日式米粉、日式方便米饭、保鲜湿面等就是用大豆多糖作为防粘连剂。
5.酸性乳饮料
应用于各种乳饮料及含乳饮料中如牛奶、豆奶、酸奶、奶粉、奶茶、杏仁露、椰汁、花生奶、咖啡奶、可可奶、果汁奶饮料、蛋奶饮料、巧克力乳饮料、麦精乳饮料、风味番茄饮料、核桃乳等中, 利用大豆多糖的乳化稳定特性还能使这些形成酸性清爽型口感的产品。典型的如酸豆奶、酸椰汁奶、酸杏仁露、酸花生牛奶、酸奶茶等, 在酸奶茶中稳定效果更为明显。传统的配方中大多采用CMC、卡拉胶、黄原胶、海藻酸钠、瓜尔豆胶等作为增稠稳定剂, 形成的产品浓、稠, 口感黏糊, 常常被消费者误解为有“东西”不符合现代饮料发展方向。其实天然原奶是低黏度, 比较稀、很清爽的, 国际上的同类产品也都是清爽型的, 用大豆多糖作稳定剂的乳饮料之类则非常清爽, 接近天然, 更健康更为安全。
6.其他饮料
包括固体冲剂、果冻、碳酸饮料、矿泉水、运动饮料、植物蛋白饮料、保健醋、营养饮料、果汁等各种功能性饮料中强化膳食纤维、稳定微量营养成分、增加稠感、改善产品的口感。
7.酒类
在酒类食品中添加大豆多糖可加速酒的陈酿, 促进酒微粒胶核的形成, 使酒变得口感醇厚, 看起来有稠感, 喝起来不上头。
8.月饼
添加大豆多糖后的月饼皮成型性好, 不会裂开；加工过程中减少面团挂壁；在馅料(红豆、水果馅)中添加后高温烘焙下, 水分、油分不会流失。
9.挤压膨化食品(小食品、谷物早餐)
可以强化膳食纤维；提高成型稳定性；改善产品表面品质；延长耐泡期、提高产品的脆度；减少破损。
用途
大豆多糖主要是以大豆蛋白加工或豆腐、腐竹等豆制品加工副产物豆渣纤维为主要原料，经预处理、酶解（纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶等）、分离、脱色、灭菌、干燥等工艺精制而成。大豆多糖为白色至淡黄色粉末、水溶液粘度低、口感好、无不良气味。大豆多糖除了是一种优良的水溶性膳食纤维外，更是一种高性能的乳化稳定剂，尤其是在酸性环境下具有独特的稳定蛋白乳化脂肪性能。
大豆多糖
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