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含氮物质

出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第302页(2681字)

果蔬中的含氮物质有蛋白质、氨基酸、酰胺以及某些铵盐和硝酸盐等。水果中的含氮物质含量一般0.2%~1.2%。蔬菜中含氮物质的含量,豆类1.9%~13.6%,根菜类0.6%~2.2%,叶菜类1.0%~2.4%,瓜果类0.3%~1.5%。

(一)蛋白质

蛋白质是组成生物体的基础物质,结构很复杂。蛋白质是由许多氨基酸以链状结构组成的高分子多肽,相对分子质量35000~70000。主要果蔬中的蛋白质含量见表2-1-21。

表2-1-21 主要果蔬的蛋白质含量 单位:%

豆类、核桃和花生中的蛋白质含量较高,是生产富有营养价值的蛋白质饮料的较好原料。一般果蔬中的蛋白质含量很低,可是对于果蔬加工来说,蛋白质却相当重要。一方面蛋白质是一种营养物质,对果蔬汁风味产生较好影响。但另一方面蛋白质又使果汁澄清发生困难,还会引起褐变和沉淀。因此了解蛋白质的特性也是很必要的。

1.蛋白质的等电点

蛋白质与氨基酸一样也是两性物质,与酸和碱都能生成盐,蛋白质在酸性溶液中带正电,在碱性溶液中带负电。当调节溶液的pH使蛋白质的静电荷为零时的pH称为该蛋白质的等电点,不同的蛋白质有不同的等电点。在生产果奶和其他蛋白质饮料时特别要考虑蛋白质的等电点,以防止蛋白质变性沉淀。

蛋白质水溶液具有胶体溶液的性质,不能透过半透膜,能移电泳。

2.蛋白质变性

蛋白质具有旋光性,当其水溶液受热或受紫外光照射,或在溶液中加入酸、碱、盐,或加入能溶于水的有机溶剂等时,蛋白质就会凝聚而产生沉淀,这种现象称为蛋白质的变性。随着蛋白质的变性,其旋光性也会改变。蛋白质的变性通常是不可逆的,但不同蛋白质受外界条件影响而引起的变性程度是不同的。

在生产豆乳等蛋白质饮料时,加热杀菌条件应该严加控制,防止蛋白质热变性发生沉淀。另一方面,在果汁加工中,可利用蛋白质与单宁的凝聚沉淀作用,进行果汁的澄清。

3.蛋白质水解

蛋白质容易水解,酸、碱、酶都能促进蛋白质的水解。部分水解可生成多肽和二肽,完全水解可获得多种氨基酸的混合物。

分解蛋白质较好的蛋白分解酶是木瓜蛋白酶,可直接将蛋白质分解成氨基酸,酶的最佳反应温度为40~65℃。

4.蛋白质呈色反应

蛋白质与氨基酸、多肽一样,具有多种呈色反应。

(1)缩二脲反应 对NaOH和CuSO4稀溶液呈紫色是由于氨基呈色反应引起的。

(2)米隆反应 与含有亚硝酸汞的溶液煮沸时,由于酪氨酸氧化而生成红褐色沉淀。

(3)黄蛋白反应 与硝酸共热时呈黄色,若再用氨水中和,则呈金黄色。

(4)水合茚三酮反应 也有呈色反应,但颜色与氨基酸不太一样。

(二)氨基酸

氨基酸是羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代的化合物,是构成蛋白质分子的基础。根据氨基和羧基的相对位置,可分为α-、β-、γ-等类型的氨基酸,其中α-氨基酸在自然界中的存在最多,也最重要。蛋白质水解可得到各种α-氨基酸的混合物,除甘氨酸外,都具有旋光性。不同蛋白质水解后所得到的α-氨基酸,其种类和数量各不相同。氨基酸分子中的氨基和羧基数目相等时,氨基酸近于中性,叫中性氨基酸。氨基数目多于羧基的叫碱性氨基酸。羧基数目多的是酸性氨基酸。目前已发现27种氨基酸,其中18种是人体所必需的氨基酸。主要果蔬中的氨基酸含量见表2-1-22。

表2-1-22 主要果蔬的氨基酸含量 单位:mg/100g(可食部分)

由表中可见,果蔬种类不同,各种氨基酸的含量也是不同的,例如:桃、杏、李、枣以及香蕉中的天冬氨酸含量较高,桑葚中各种氨基酸含量均很高,且很平衡;坚果类如核桃等除蛋氨酸、色氨酸外,各种氨基酸的含量均很高。

氨基酸在果蔬加工中也很重要,因氨基酸分子中既含有氨基,又含有羧基,与蛋白质一样,是两性物质,也具有等电点。例如中性氨基酸的等电点为pH5.0~6.3,酸性氨基酸pH2.8~3.2,碱性氨基酸pH7.6~10.8。氨基酸水溶液的pH就是该氨基酸的等电点。氨基酸受热后,α-氨基酸在两分子之间脱水,生成环状的交酰胺。β-氨基酸脱去一分子氨,生成α,β-不饱和羧酸。而γ或δ氨基酸受热后容易在分子内脱水,生成环状的内酰胺。α-氨基酸水溶液与水合茚三酮反应,多数呈蓝紫色。在果蔬加工中氨基酸的作用和影响主要有:

1.呈味作用

果蔬中的含氮物质氨基酸是重要的呈味成分。蛋白质水解生成的某些氨基酸会增加果蔬的风味和鲜味。发酵过程中产生的乙醇与氨基酸作用生成酯,产生香味。不同氨基酸的呈味作用也是不同的,例如呈甜味作用的是丙氨酸和甘氨酸。苯丙氨酸和色氨酸呈现苦味。呈酸味作用的是天冬氨酸和谷氨酸。呈鲜味的是谷氨酸钠。

2.褐变反应

研究表明,氨基酸既是非酶褐变的反应物,也是非酶褐变反应的催化剂。非酶褐变反应活性较强的氨基酸有赖氨酸、甘氨酸、色氨酸和酪氨酸。另外葡萄糖与赖氨酸的摩尔比越大,非酶褐变反应程度越高。

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