10.3.4.1 植物组织蛋白特点与分类
植物蛋白的组织化在食品加工中已得到较大的发展，植物蛋白一经组织化和复水后 具有极其广泛的用途，例如作为一种鱼类、肉类加工品的增量物，作为许多即席食品或方 便食品中的类似肉组分。植物组织蛋白当作传统肉类的替代物，在价格、能量效率、增加 蛋白质食品的供应上有明显的优点，而且与通常的动物饲养和屠宰相比，减轻了对环境的 压力。单位土地面积上蛋白质生产能力最大的谷类作物是大豆，动物蛋白质的生产效率 比大豆低20%～30%，并且动物仅能将摄入的粗蛋白质的6%～38%转换成可食用的蛋 白质。直接使用植物蛋白的主要障碍是它缺乏肉类的组织、味道和外观。完善的植物组 织蛋白产品应该具有常态肌肉的结构或纤维特征、吸水率和脂肪，以便与肉类有一个相似 的成分，并经加热和加工后能保持其完整性。
按组织化工艺所得到挤压成型的类肉产品基本上有两种类型，第一种是肉类增量物， 它最普遍的生产方式是采用一次性的高温高压挤压，已组织化的最终产品有明显的纤维 结构和高度的膨化特性，一旦吸水，植物组织蛋白能用于方便食品。另一种是由植物组织 蛋白派生出的、能替代肉类的类肉产品，对这类产品要求非常严格，因为其最终产品在强 烈蒸煮后，必须紧密、无气孔、呈层状纤维结构，能保持类肉特征。简言之，它必须具有真 肉的结构、外观及口感。
一般说来，可作为组织化原料的植物蛋白种类范围很广，但实施上被广泛使用的原料 仅是一种植物蛋白——大豆。其原因是它易于得到、价格低、质量高，此外它最适于作人 类食品。
采用溶剂浸出工艺生产脱脂大豆的基本工艺为： 清理过的全粒大豆，进行破碎、脱 皮、湿润、压成片以强化己烷的油脂浸出作用，其中最重要的环节是在脱溶工艺上要保留 蛋白质的功能性和营养质量。含30%残留溶剂的豆粕用再循环的过热己烷脱溶。在脱 臭工序上可加水和蒸汽，脱臭工序使大豆蛋白质产生一些附加变性，且在热空气干燥器内 完成烘烤的过程中，将会使蛋白质进一步变性。脱溶、脱臭、烘烤处理后，将脱脂大豆蛋白 粉碎。经典型的大豆蛋白加工后，大豆粉的得率为72%，出油率18%，剩余物为瘪粒和大 豆皮壳。大豆粉中约含50%蛋白质、7%的水分、1%的乙醚可溶脂。
10.3.4.2 挤压法加工植物组织蛋白
20世纪60年代人们开始将食品挤压机用于脱脂蛋白质的加工，由于植物组织蛋白 的价格有竞争力，从而大大地推动了生产水平发展。挤压加工法产量大，能生产纤维质产 品，并且没有需处理的副产品，因此是一种值得选用的加工方法。
(1)加工条件 加热挤压的组织化工艺开始是用脱脂大豆粉做原料，加水、混以各种 添加剂，将此混合物喂入挤压机受热，最后被膨化，使蛋白质分子改性而形成新的交联结 构和纤维性结构。在挤压机内形成的热塑性体，被强制通过挤压机模板孔而形成膨化的 组织化植物蛋白股束，提高了复水性，具有类似肉的特性。
如果大豆粗粒和大豆粉在进入挤压机之前进行适当的加水，则两者都可用来制造植 物组织蛋白。不过细粉湿润后，在进入挤压机时糊团较硬，在挤压机中剪切力较小，产量 较高，粉料组织化所需的输入功率较低。
用谷物或淀粉稀释原料的蛋白质浓度，就能减少构成一种连续蛋白质相的可能性，因 而减轻了组织化程度。谷物加入量超过10%，就会影响纤维的形成，但可制成复水较快 的产品。蛋白质浓度高至75%，仍可用来组织化，但由于蛋白质含量较高，结果使产品带 有胶质特性。
用大豆粗粒或大豆粉生产植物组织蛋白时，首先将其加水湿润至含水分20%～ 30%，并根据需要调整pH。采用盐酸类或稀酸可降低其pH，用氢氧化钠或氢氧化镁(钙) 则可增加其pH。pH调整至5.5，可增加产品的韧性或咀嚼性;pH增加到8.5，则产品变 得更脆而咀嚼性较低，吸水更快;pH低于5.5，会使挤压工作十分困难;而pH大于8.5， 能使产品带苦味。对大豆蛋白制品来说，pH的最佳正常范围可考虑在6.5～7.5之间。 氯化钠加至3%，能增强复水产品的密实性和强化pH调节的效果。
物料增湿和调整pH后，一般加热至60～90℃，以降低混合物的黏附性，有利于喂料 和改善混合物的水化作用。预调质器为叶片式混合器，物料在此工序得到混合增长停留 时间，在预调质器工序开始阶段，也可加入另一些添加剂，例如食用色素、增味剂、矿物质、 乳化剂和交联强化剂(如硫元素)，特别是添加天然乳化剂(0.2%～0.5%的卵磷脂)可提 高产量，使产品较密实。
挤压机的功能是加热蛋白质原料，使其转化成连续化塑性体，在这场合下，蛋白质为 一个大气压范围。在这种条件下，机筒内压力提高不会产生水分损失。螺杆的作用是使 食品糊团中的长蛋白质分子定向地排成线，产生交联和形成纤维性。物料在升温状态下， 在机内的停留时间约为20～60s，这取决于加工条件。
在挤压机中已加热、塑化和重新定向的蛋白质物料，一旦离开模板就暴露于外界常压 下，由于过热蒸汽的释放，就急速膨化。装于模板表面的切割器，将已组织化和膨化的产 品切成段，其大小可调节，以适应预定的用途。膨化程度可改变产品的密度，其范围为 0.2～1.3g/cm3，这取决于产品的水分和膨胀度。
(2)挤压工艺 图10-78所示为制造植物组织蛋白的一种挤压工艺。其流程包括 各种原料组分和添加剂的储存仓、混合设备、物料加湿设备、一台带有切割器的挤压机、一 台冷却/干燥器、一台150kW主电机，其产量为2.5t/h。
图10-78 制造植物组织蛋白的典型流程
产品一旦离开模板表面，水分开始闪蒸，其水分为18%～24%。切割器用来切割膨 化的产品。干燥器是带式干燥器，烘干温度为130℃，随后进行冷却，使最终产品的水分 控制在6%～8%。为降低能源费用，冷却用空气循环使用，经补充加热后进入干燥区。 产品在筛除切割过程和干燥过程中所产生的细粉，用增味剂、食用色素，有时加维生素和 矿物质进行包衣。经常配置一台带抄板的卧式包衣机。一台产量为2.5t/h的包衣滚筒， 其直径为0.75m，长度3m，圆周速度是40cm/s。增味剂、色素和其他物料，以经氢化的植 物油为载体作包衣剂。
用来制造植物组织蛋白时挤压机的压缩比通常是3∶1，机筒与螺杆的L/D>10。在生 产特定类型的组织蛋白时，可不需进行外部加热和冷却。生产植物组织蛋白的一个问题 是挤压机的性能由于脉动而不稳定，Wenger公司在沿螺杆长度方向采用称作锁流器阻流 装置，使截流和将返回之塑性物料再混合。有人为挤压植物组织蛋白设计一种特殊螺杆， 其螺旋断开以省去螺杆上的锁流器或其他的内部节流装置。设计的螺杆见图10-79，双 螺旋上交错开有缺口，断开的螺旋允许靠近螺旋背面低压处所形成的汽化气与挤压中物 料再结合，这样可防止在制造植物组织蛋白时常发生不良的料流返回现象。
图10-79 用于植物组织蛋白的特殊挤压螺杆
(3) 改进措施 在上面所谈及的挤 压工艺可生产出高度膨化的组织蛋白， 不过这种组织蛋白与其说作为类似肉， 不如说最好当作肉类增量物使用。现介 绍几种新的制作工艺可生产出更密实的 层状产品，产品吸水后，更类似于肉而无 豆腥味的缺陷。Wenger公司为制造类似肉开发了一种二次挤压工艺，如图10-80所示。 一种密实的层状产品的生产方法是： 将含30%～45%水分的植物蛋白，在挤压机内以接近 100℃的温度进行第一次挤压，制成热的、能流动的、不定向的、没有组织化的产品。第一次 挤压后，产品闪蒸去一些水分，又连续地进入第二道挤压机、第二道挤压机螺旋较深，该机加 热和冷却混合物，将混合物沿轴向和横向拉伸、挤压，使其形成类似于肌肉组织的层状片子。 为有助于纤维的形成，在出料处采用一加长模板，模板上有圆周向排列的模孔，一个锥形的 柱塞贴紧在模板背面，以协助产品平滑地流到模孔处。加入少量的卵磷脂，可使产品具有脂 肪状洁白的外观，成品烘干后的密度为0.4～0.6g/cm3，能在沸水中复水。
图10-80 二次挤压工艺流程图
要生产一种密实而耐蒸煮的类似肉，可将热的蛋白质糊团在较长调质模头中进行冷 却而制成。图10-81(2)所示是采用调质模头，这可避免往常工艺的膨爆和膨化成较脆 产品的现象。冷却蛋白质糊团可使料流冷凝并在其长度方向定向，其最终产品具有典型 的同类层状特征。
浓缩蛋白利用冷却调质模头也可生产植 物组织蛋白。这些组织蛋白与用大豆粉生产 的产品比较，吸水性较差，不过它们的形状保 持性和特征性能较好。如果将它们用于组合 食品，需要高温加工(如蒸煮)或剧烈的机械 性挤压处理。
采用一台不装模板的挤压机生产组织化 的植物组织蛋白棒束，在这一工作中，要控制 模板处的最后物料使之返回到螺杆。所以螺 杆设计、筒体温度的分布、原料配方、水分含 量都是重要的可变参数。在这一工艺中，蛋 白质粉与水混合到含水分40%～55%，进入一台压缩比为1的挤压机。较高的压缩比生产出无黏性的纤维，而较低的压缩比则得到 更像似肉类组织的产品。蛋白质分子在螺旋槽中定向，其背压低于0.67MPa，最终产品 是充分纤维化、层状和紧密的。
图10-81 制造工艺比较示意图
(1)平常工艺 (2)采用冷模头