不同膨化温度下膨化大豆中脲酶活性和蛋白质溶解度 变化趋势浅析
挤压膨化过程中大豆化学成分变化分析
!" 《粮油加工与食品机械》２００６ 年第 ７ 期
【关键词】大豆； 化学成分 中图分类号： ＴＳ ２２２．１ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００９－ １８０７ （２００６） ０７－ ００６０－ ０２
大豆在挤压机中发生复杂的物理、化学、生物反应， 使最终产品在质构、组成、表现等理化特性及营养上发生 很大变化。正是这些变化产生了大豆蛋白独特的品质， 如 结构膨松、质地松脆、营养丰富、易于消化等。这些成分 变化包括蛋白质、粗纤维、灰分、水分、脂肪、氨基酸等 的变化和香味成分的形成等， 下面就这些变化进行讨论。
!" 《粮油加工与食品机械》２００６ 年第 ７ 期
·油脂工程·
粮油加工
压迅速变常压， 这时， 物料内部过热状态的水分在瞬间气 化， 体积可膨胀 ２ ０００ 倍， 巨大的膨胀压力不仅破坏了颗 粒的外部状态， 而且也拉断了颗粒内部的分子结构， 将部 分不溶纤维断裂形成可溶性纤维， 使测得的粗纤维含量下 降。 ２．３ 灰分的变化
６ 徐 学 明 ． 挤 压 膨 化 过 程 中 饲 料 营 养 成 分 的 变 化 ［Ｊ］ ． 营 养 研 究 ， １９９８， １９ （１２）： ２６．
收稿日期： ２００６－ ０２－ ２０ 作 者 简 介 ： 郭 树 国 （１９７８－ ）， 男 ， 汉 族 ， 沈 阳 化 工 学 院 机 械 学 院 讲 师， 工学硕士， 研究方向为农产品加工技术与设备。 通讯地址： （ １１０１４２） 沈阳市经济技术开发区 １１ 号街
３ 钟耀广．组织化大豆蛋白的生产原理及其工艺 ［Ｊ］ ．农 牧 产 品 开 发 ， ２０００， （ １） ：１０￣１１．
４ 张 敏 ． 挤 压 膨 化 加 工 对 食 品 中 营 养 成 分 的 影 响 ［Ｊ］ ． 北 方 园 艺 ， ２００３， （ ３） ： ６３￣６４．
大豆脲酶活性的两种不同测定方法的研究
万方数据
１．３．２滴定法（国标：标准编号Ｇ１３ｆＩ＇１３５６７８７—１９９７）嗍 ①实验原理：将粉碎的大豆样品与中性尿素缓
冲液混合，在（３０±０．５）ｏＣ下保持３０ ｒａｉｎ，样品中的脲 酶催化尿素分解产生氨，用过量的盐酸中和吸收氨。 再用氢氧化钠标准溶液回滴到溶液ｐＨ值为４．７０。
摘 要 将大豆粉在１４０℃温度下热处理不同时间，用滴定法和ｐＨ增值法测定了其中脲酶活 性。结果表明，同一样品用滴定法和ｐＨ增值法测得的脲酶活性在数值上不相等，不能直接互用，但在 一定条件下可以进行数值的相互代换。
关键词大豆；脲酶活性；滴定法；ｐＨ增值法 中图分类号￥８１６．４２
大豆是优质的植物性蛋白质饲料．它含有３５％。 ４０％的蛋白质、１５％。２０％的脂肪和２０％。３０％的碳 水化合物，并含有丰富的矿物质与维生素，因此素有 “植物肉”、“绿色的牛乳”之美誉，是目前世界范围内 动物饲料原料中最常用的植物性蛋白质类饲料【ｌ】。但 同时．大豆中也含有影响动物对饲料中营养物质的消 化、吸收和利用的抗营养因子，如脲酶、胰蛋白酶抑制 因子等。并且当抗营养因子的含量超过动物的耐受范 围时还会影响到动物的健康和生产性能。为此，我国 制定了专门的国家标准，如我国《饲料用大豆》标准 （ＧＢｌ０３８４—８９）规定：“饲料用大豆需加热后使用，脲 酶活性不得超过０．４ ＮＨ３ｍｇ／（ｇ·ｍｉｎ）”；我国《饲料用 大豆饼》标准（ＧＢｌ０３７９－－８９）和《饲料用大豆粕》标准 （ＧＢｌ０３８０－－８９）规定：“大豆饼和大豆粕的脲酶活性都 不得超过０．４ ＮＨｃｎｇ／（ｇ·ｍｉｎ）”。目前，在我国较广泛 使用的脲酶活性的测定方法主要有滴定法和ｐＨ增 值法，其中，滴定法是国家标准方法（标准编号ＧＢ／Ｔ １３５６７８７－－１９９７），具有仲裁性。但是由于滴定法要求 精度高，所用试剂品种较多，且配制复杂，测定过程中 操作时间较长，操作步骤较严格，给检测人员的批次 测定带来不便，难以迅速地指导生产。所以在实际生 产中，一般多用ｐＨ增值法测定脲酶活性。ｐＨ增值法 由于测定结果的准确度和精确度都不高，因此，不具 有仲裁性。为了更好的了解两种方法的利与弊．本文
全脂膨化大豆粉实践
全脂膨化大豆粉实践左青;钱胜锋;吴潇;左晖;甘光生【摘要】全脂膨化大豆粉的生产中对大豆的膨化可分为干法膨化和湿法膨化.介绍了干法膨化和湿法膨化生产的大豆粉质量的区别.详细介绍了湿法膨化生产全脂膨化大豆粉工艺,及全脂膨化大豆粉的地区(企业)产品质量验收标准,并进行了投资效益分析.对湿法膨化生产的全脂膨化大豆粉进行营养成分测定,结果为全脂膨化大豆粉中粗蛋白质含量35.2％,含油17.1％,粗纤维5.2％,粗灰分5.7％,含钙0.32％,总磷含量0.4％,各项指标符合地区(企业)对产品的要求.采用湿法膨化生产的全脂膨化大豆粉是一种很好的饲料配料.%Soybean extruding includes dry extruding and wet extruding in the production of extruded full fat soybean powder.The quality differences of the extruded full fat soybean powder produced by dry extruding and wet extruding were introduced.The wet extruding production process and local (enterprise) product quality acceptance level of extruded full fat soybean powder were elaborated in detail,and the investment benefits were analyzed.The nutritional component determination results of extruded full fat soybean powder produced by wet extruding were obtained as follows:crude protein content 35.2％,oil content 17.1％,crude fiber content 5.2％,crude ash content5.7％,Ca content 0.32％ and P content 0.4％.These indexes met the product requirement of local (enterprise).The extruded full fat soybean powder produced by wet extruding was a kind of good feed ingredient.【期刊名称】《中国油脂》【年(卷),期】2017(042)007【总页数】3页(P158-160)【关键词】全脂膨化大豆粉;干法膨化;湿法膨化;实践【作者】左青;钱胜锋;吴潇;左晖;甘光生【作者单位】江苏牧羊集团有限公司,江苏扬州225127;江苏牧羊集团有限公司,江苏扬州225127;江苏牧羊集团有限公司,江苏扬州225127;广州星坤机械有限公司,广州510460;安徽粮食工程职业学院,合肥230011【正文语种】中文【中图分类】S816;S828.5在20世纪90年代，随着我国饲料养殖业的发展，全脂大豆蛋白粉被应用到饲料配料中，其生产工艺为：大豆→清理→磁选→破碎→调质→压坯→DTDC→冷却→装包。
膨化大豆的掺假鉴别法及脲酶活性的专业控制
膨化大豆掺假鉴别方法感官特征：鲜黄亮泽，粉细蓬松，豆香浓郁。
询问法：①询问膨化大豆的原料：是进口大豆还是国产大豆膨化大豆的蛋白和脂肪含量因产地不同而异，但两者一般呈负相关； 国产大豆膨化大豆，蛋白36-38%、脂肪17-19%，色泽金黄色； 进口大豆膨化大豆，蛋白34-36%、脂肪19-21%，色泽较暗；色泽除因大豆品种、产地区别外，还与杂质含量有关，杂质多则颜色偏暗。
理化指标：要求膨化大豆供应商提供蛋白、脂肪含量和尿酶活性等指标。
水分 % 粗蛋白 %粗脂粉 % 粗纤维% 粗灰分 % 脲酶活性 Mg/g.m in 蛋白质溶解度 % 猪消化能 兆卡/千克 鸡代谢能兆卡/千克 ≤12 ≥35 ≥16 ≤7.0 ≤6.0 0.02-0.272-85 4.22 3.75价格比较法：膨化大豆价格比大豆原粮一般会高出350-500元，如低于大豆原料肯定是有问题的膨化大豆。
膨化大豆参考价位阈值自行估算法：Waldroup (1982)A = (0.874 X B) + C (1.256 x D)B = 1吨 44% CP 豆粕价C = 全脂大豆含油量D = 1吨植物油价格后端加油的辨别方法：油厂不合格低蛋白豆粕+油厂大豆油精炼过程中的下脚油，感观上呈，粗蛋白粗脂肪化验合格。
眼观法：如多次处理过的油条鼻嗅法：没有豆香浓郁的感觉吸油纸法：膨化大豆外边油份大镜检法：显微镜下油脂分子分布不均匀筛下豆、豆瓣、劣质豆加工膨化大豆：毒素检测法：毒素超标灰分检测法：灰分值偏高价格测算法：与膨化大豆使用价值公式偏离较大第二页膨化大豆的脲酶的专业控制（已设计好）。
不同方法测定大豆脲酶活性的比较研究
不同方法测定大豆脲酶活性的比较研究杨奇慧舒璐钟剑锋摘要：用滴定法和增值法测定大豆粉在85℃和140℃下分别热处理0、45、90、135、180min的脲酶活性，并用0.2%KOH溶解法测定大豆粉在不同热处理下的蛋白质溶解度。
结果表明：在85℃条件下，处理0～180min 大豆粉的脲酶活性和蛋白质溶解度随着时间延长无明显变化；而在140℃条件下，大豆粉的脲酶活性和蛋白质溶解度随着处理时间的延长显著降低。
通过测定结果可见，同一样品用滴定法和增值法测得的脲酶活性在数值上不相等，不能互用，但蛋白质溶解度更能反映大豆粉受热过度的程度。
关键词：大豆粉；脲酶活性；蛋白质溶解度；pH增值法；滴定法众所周知，大豆含有较丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物等，是饲料生产中主要的植物蛋白质源之一，具有较高营养价值。
但是，大豆中含有多种抗营养因子，如蛋白酶抑制因子、植物凝集素、胃肠胀气因子、抗维生素因子、抗原蛋白等，这些抗营养因子阻碍营养物质在动物体内的利用，尤其是胰蛋白酶抑制因子的存在不仅会降低饲料营养成分的消化率和适口性，而且也会影响动物对蛋白质的消化吸收，对动物生长发育也产生不良的影响。
但是，胰蛋白酶抑制因子的测定较困难，而豆粕中脲酶活性与胰蛋白酶抑制因子活性呈正相关，所以通常通过测定脲酶活性来反映蛋白酶抑制因子的活性。
目前，脲酶活性的测定方法有滴定法（国标法）、pH增值法等，目前，对脲酶活性不同测定方法差异性的研究较少，本文拟对两种方法进行研究，以比较不同方法对测定结果的影响，为实际生产和理论研究提供依据和参考。
1 材料和方法1.1 实验材料大豆粉：将生大豆粉碎，过60目标准筛。
在85℃和140℃下分别处理0、45、90、135和180min冷却后装入封口袋保存备用。
1.2 化学试剂本实验所用试剂均为分析纯（AR），实验用水为蒸馏水。
1.3 测定方法1.3.1 pH增值法实验原理：将研细的试样与尿素缓冲液混合，尿素在尿素酶作用下水解产生氨，使溶液pH 值改变，改变的程度与脲酶活性大小相关，因此可以用其与空白溶液的差值表示脲酶活性高低，单位为△pH值。
湿法和干法膨化大豆的区别
膨化大豆:干法和湿法产品品质比较目前市场上流通的膨化大豆主要有干法和湿法两种膨化方式，不同的生产方式，不同的产品品质，表现在一下几个方面：一、膨化原理不同，造成产品价格的差异性：干法膨化原理：大豆颗粒在膨化腔内高温条件下，其中的水分温度超过其沸点，但在高压条件下，暂处于压缩水状态，此状态瞬时喷出时，其水分立刻变成水蒸汽，体积迅速膨胀2000倍左右，大豆内部组织被破坏，膨胀而形成产品，导致大豆本身的水分被蒸发掉一部分，故膨化大豆的水分含量大大降低，一般在8%左右。
湿法膨化原理：利用水蒸汽调质，大豆本身的水分没有被蒸发汽化，反而膨化后的水分含量增多，须进行干燥、冷却处理，水分含量一般在12%左右。
一般情况，湿法比干法膨化大豆高出4%个水分点，以目前价格进行计算：如果选同价格6000元/吨的湿法膨化大豆，等于是和6240元/吨的干法膨化大豆是同质的。
二、水分不同，保质期不同：在夏秋高温季节，，高蛋白、高脂肪的膨化大豆由于水分含量的不同保质期也不同：干法4个月，而湿法仅为25天，加工成配合饲料或浓缩饲料后，也会使饲料的保质期受到不同的影响。
三、饲料利用率的不同：一般情况而言，干法膨化大豆的膨化率为95-98%，而湿法的膨化率只有65-70%，由于膨化率的不同，相应也就造成了膨化大豆在饲料中转化率的不同。
（摘自1998年第6期《中国饲料》《膨化技术及其在饲料中的应用》）四、颜色、适口性的不同：大豆被膨化后，大豆细胞壁将瞬时破裂，细胞内的脂肪养分被释放出来，而干法由于膨化的更充分，故油脂在颗粒表面汇集，导致其外观颜色稍暗一点，没有湿法膨化大豆粉的色泽鲜亮，但味香醇正，适口性好，更易被动物消化吸收。
例如下表：（%）项目（%）生大豆干法膨化大豆水分13.51 7.5粗蛋白37.49 38.56粗脂肪17.42 17.16粗纤维 5.16 3.32钙0.29 0.32总磷0.43 0.42总能（MJ/KG）19.94 20.31赖氨酸 2.32 2.37蛋氨酸0.56 0.55脲酶活性（U） 4.42 0.01-0.2两种挤压膨化工艺的对比项目湿法（膨化大豆）干法（膨化大豆）膨化均匀度好差膨化能量来源机械能+热能机械能物料营养利用率高差油脂分布反浸物料内部存留物料表面维生素存留率高低美拉德反应基本不发生易发生机械构成复杂、精确简单测量系统准确监控无设备投入大小挤压温度控制能控制不易控制应用行业饲料行业油脂行业总体来说：由于干法不用加热、加水，单纯靠物料与膨化机外筒壁及螺杆之间相互摩擦产热，故干法挤压的膨化大豆比湿法膨化的膨化大豆对胰蛋白酶抑制因子的破坏作用不易稳定掌握，温度过低，使膨化大豆的熟化度不够，对胰蛋白酶抑制因子的破坏作用不强，乳仔猪易发生腹泻现象。
脲酶活性
随着膨化技术在饲料工业中推广普及，越来越多的饲料生产商在配方中使用膨化大豆粉，与其它蛋白资源一样，大豆的适度熟化非常重要，熟化程度低会含抗胰蛋白酶等营养抑制因子，熟化度过高又会导致氨基酸利用率低。
判断膨化大豆粉是否合格的主要指标是脲酶活性。
脲酶活性是指：在30±5℃和PH值等于7的条件下，每分钟每克膨化大豆分解尿素所释放的氨态氮的毫克数。
脲酶本身无营养意义，但它与抗胰蛋白酶的含量接近，并且遇热变性失活的程度与抗胰蛋白酶相似，因此，尿酶活性用来作为膨化大豆加热是否合适的间接估测指标。
脲酶活性没有负值，最低为0。
在我国现行的国标推荐值为0.3，在美国一般认为以不超过0.2为宜，并且针对日粮中有尿素的反刍动物而言不得超过0.12，当然对于家禽和猪0.3或稍高都可以接受。
国内很多大企业一般均采用0.2。
实验室定量测定脲酶活性的方法较复杂，有滴定法和pH增值法两种，已有研究表明两者对同一样品测得的数值也不相等。
目前国内绝大部分企业都采用快速而简单的简易判定方法定性地估测脲酶活性，一般来说，主要有如下两种方法。
一.液态法1.原理：大豆制品中的脲酶可使尿素分解成氨，会使酚红指示剂改变颜色。
2.试剂2.1尿素:GB696，分析纯。
2.2酚红指示剂2.2.1称取0.1g酚红，加1.43mL0.1mol/L氢氧化钠溶液，在研钵中研磨以促溶解；2.2.2转移至250mL定量瓶中，加蒸馏水至刻度，摇匀备用。
3.操作方法3.1取0.2g粉末样品，置于25mL比色管中。
3.2加0.02g尿素，加酚红指示剂2滴，再加水20mL，充分摇匀15s。
3.3记录粉红色出现时间，并根据时间判断尿酶活性，颜色出现时间应少于15min。
颜色出现时间脲酶活性1min 极强1～5min 强5～15min 稍有15min 无同时作空白对照试验。
样品空白(不加尿素)及试剂空白(不加样品)，只有上述空白正常时，即酚红指示剂不改变颜色，试验结果才是可靠的。
不同膨化温度下膨化大豆中脲酶活性和蛋白质溶解度 变化趋势浅析
11.43 11.06 11.15 11.17 11.13 11.26 11.09
质
7.14 6.92 6.88 6.81 6.55 6.48 6.60
38.54 38.95 38.94 38.8 39.08 38.42 38.73
（mg/g.min）
1.08 1.08 0.68 1.32 0.77 0.28 0.24
2.4 数据分析可以看出，当加工温度低于 100℃时，其蛋白质溶解度较高， 多数超出或接近最高溶解度标准 85%，同时其 UA 值远远大于 0.3mg/g·min。表 明其在进行低温加工时，虽然可以获得较高的蛋白质溶解度，但由于大豆中抗营 养因子没有被完全消除，仍会影响到畜禽对膨化大豆蛋白质的消化吸收利用。
膨化加工温度条件下其 UA 的检验结果有一定的差异，并不完全协同。剔除试验 样品的分析误差，我们认为 UA 的数据可以作为评价膨化大豆或豆粕价值的参考 指标。即在一定的范围内可以参考，但不能完全按某一检验的数据去判定该批次 膨化大豆或豆粕的蛋白质溶解度的高低。
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10.46 10.59 9.97 10.47 10.46
5.60 5.26 5.88 5.69 5.61
40.74 40.51 40.53 40.17 40.54
0.03 0.00 0.01 0.01 0.00
79.08 74.72 76.53 77.54 75.01
2.1 从表 1 和表 2 中可以看出，两批次加工前后（粉碎前和膨化后）的水分 变化趋向一致，其平均水分变化在 4.5%～4.9%，说明膨化温度对两批次大豆中 的水分变化影响趋向一致。
2.2 数据分析可以看出，两批次膨化加工大豆中蛋白质溶解度与加工温度的 高低在一定范围内呈负相关。即随着加工温度的提高（由 80～120℃时）蛋白质 溶解度呈下降趋势，与蛋白质受高温后易产生变性从而影响其溶解度趋同120℃的加工过程中，其蛋白质 溶解度有变化，但没有超出相应的标准 73%～85%（Dale 等，1987）。
2.5 由于两批次大豆的蛋白质含量不完全相同，在相同膨化温度加工之后， 其蛋白质溶解度并不完全相同，且非等比例变化。从而推断在进行膨化大豆加工 时，应根据大豆本身蛋白质的含量来调整膨化大豆的加工温度，特别是对高蛋白 质含量的大豆膨化加工时，可以保持在较低的温度范围内，如 100～120℃。这
样既可节约膨化加工的能耗、提高生产效率，又可以获得较高的蛋白质溶解度。 2.6 数据分析还可以看出，由于两次大豆的蛋白质含量不完全相同，在相同
度
84.13 86.63 79.03 81.44 79.45 80.01 80.52
表 2 B 组安全水分大豆试验结果（水分≤13.5%） %
膨化条
膨化条件 膨化后
件 温度 /℃
序 粉碎前水 粉碎后水
号分
分
水分
粗蛋白 质
脲酶/ （mg/g.min）
蛋白质溶解 度
100 1 10.62 105 2 10.88 110 3 10.24 115 4 10.44 120 5 10.58
11.43 11.06 11.15 11.17 11.13 11.26 11.09
质
7.14 6.92 6.88 6.81 6.55 6.48 6.60
38.54 38.95 38.94 38.8 39.08 38.42 38.73
（mg/g.min）
1.08 1.08 0.68 1.32 0.77 0.28 0.24
1 研究方法与设备 1.1 本研究采用饲料厂常用的大豆原料及干式膨化大豆设备，在相同转速、 相同给料量，不同温度下取样测定膨化大豆中 UA 及蛋白质溶解度和相应的水分、 粗蛋白质等指标。 1.2 主要原料：国产大豆（水分≤13.5％） 1.3 试验地点：河南新富象饲料有限公司 1.4 试验时间：2004 年 4 月、7 月 1.5 主要设备：干式膨化机，型号为 PH135 型（武汉商业机械厂生产） 1.6 检验方法： （1）蛋白质溶解度 按 Dale 等（1987）提供的测定方法执行 （2）水分 按 GB 6435-86 执行 （3）粗蛋白质 按 GB/T 6432-94 执行 （4）UA 按 GB 8622-88 执行 1.7 检测数据及统计：经过两批次（A、B 组）7 个温度阶段的取样（每温度 点采取样品 3 次），总计 36 组，检验分析数据经 EXCEL 软件统计整理。
膨化加工温度条件下其 UA 的检验结果有一定的差异，并不完全协同。剔除试验 样品的分析误差，我们认为 UA 的数据可以作为评价膨化大豆或豆粕价值的参考 指标。即在一定的范围内可以参考，但不能完全按某一检验的数据去判定该批次 膨化大豆或豆粕的蛋白质溶解度的高低。
3结论 通过本次试验，我们认为膨化大豆的蛋白质溶解度与加工温度高低有直接的 关系；与大豆中蛋白质含量多少也有一定相关性。蛋白质溶解度与 UA 没有必然 的联系，即在同一 UA 值时，可以有不同的蛋白质溶解度；反之在同一蛋白质溶 解度时，UA 也不是一个确定值。
2 结果与讨论 两组饲料在粉碎前后和膨化前后的水分、粗蛋白质和蛋白质溶解度的变化见 表 1、表 2。
表 1 A 组安全水分大豆试验结果（水分≤13.5%） %
膨化条 序 粉碎前水 粉碎后水
膨化条件 膨化后
件号
分
温度
分 水分 粗蛋白
脲酶/
蛋白质溶解
/℃
80 1 10.95 90 2 11.15 100 3 11.12 105 4 10.77 110 5 11.32 115 6 11.80 120 7 11.54
不同膨化温度下膨化大豆中脲酶活性和蛋白质溶解度
变化趋势浅析
周 兵 李树文 张宏玲 简 丽 程宗佳
在不同温度条件下，膨化加工对大豆中脲酶活性（UA）和蛋白质溶解度有着 直接的影响，而大豆中 UA 和蛋白质溶解度的高低在一定程度上决定了膨化大豆 对畜禽生长或生产性能的好坏。当膨化大豆“过生”，即 UA>0.3 时，人们会采 用再加工的方法来改善膨化大豆的品质以尽可能破坏大豆中的抗营养因子，如抗 胰蛋白酶等。这样做的结果表面上看是膨化大豆“过生”的问题得到了解决，但 是又可能导致部分膨化大豆由于再次受到加热而“过熟”，同样会影响到膨化大 豆中蛋白质的利用，如美拉德反应等。如何在大豆膨化加工过程中控制好温度， 做到膨化大豆既不过生又不加热过度，是一个非常值得重视的实际问题。我们针 对这一问题进行了本次试验，目的在于为如何选择适宜的膨化加工温度提供相应 的数据。
2.4 数据分析可以看出，当加工温度低于 100℃时，其蛋白质溶解度较高， 多数超出或接近最高溶解度标准 85%，同时其 UA 值远远大于 0.3mg/g·min。表 明其在进行低温加工时，虽然可以获得较高的蛋白质溶解度，但由于大豆中抗营 养因子没有被完全消除，仍会影响到畜禽对膨化大豆蛋白质的消化吸收利用。