全 文 ：文章编号 :100028551 (2008) 052645205
大豆蛋白粉的辐照灭菌研究
朱佳廷　冯　敏　刘春泉　金宇东　杨　萍
(江苏省农业农科院原子能所 ,江苏 南京　210014)
摘 　要 :研究了60 Coγ射线辐照大豆蛋白粉的杀菌效果与对大豆蛋白粉的主要营养成分、尿素酶 (脲酶)
活性以及感官品质的影响。结果表明 ,210kGy 辐照对大豆蛋白粉中菌落总数、大肠菌群的杀菌率达
70 % ,对霉菌的杀菌率达 53 % ;410kGy 辐照杀菌率达 95 % ;经 610kGy 辐照处理后 ,杀菌率达到 97 %以
上 ,辐照的大豆蛋白粉样品中微生物指标均达到食品卫生国家标准 ;810kGy 辐照杀菌率达到 100 %。与
对照相比 ,剂量为 210～810kGy 的辐照对大豆蛋白粉中蛋白质、粗纤维、总糖、氨基酸 (除 Leu) 含量的影
响不明显 ;而粗脂肪及卵磷脂的含量有极显著变化 ( P < 0101) ,尤其是卵磷脂的含量显著增加 ,异黄酮
的含量则显著降低 ( P < 0105) ;辐照对大豆蛋白粉中尿素酶活性没有显著影响 ;610kGy 以下剂量辐照对
大豆蛋白粉色泽、气味、口感无明显改变。综合试验结果 ,确定了大豆蛋白粉辐照杀菌的适宜工艺剂量
范围为 310～510kGy。
关键词 :大豆蛋白粉 ;辐照杀菌 ;剂量 ;营养成分
IRRADIATION DECONTAMINATION OF SOY PROTEIN FLOUR
ZHU Jia2ting 　FENG Min 　LIU Chun2quan 　J IN Yu2dong 　YANG Ping
( Institute for Application of Atomic Energy , Jiangsu Academy of Agricultural Sciences , Nanjing , Jiangsu 　210014)
Abstract :This paper reported decontaminative effects of irradiation on the soy protein flour quality , including main nutrient
components , sensitivity of urea enzyme and sensory index. The results show that the irradiation treatment is very effective in
eliminating microorganism in soy protein flour. The higher the dose was , the more microorganisms were eliminated. At least
53 % microorganisms were eliminated at 210 kGy irradiation. Eliminating ratios of 95 % , 97 % and 100 % were obtained at
applied doses 410 , 610 and 810 kGy , respectively. The content of protein , crude fiber , total sugar and amino acid (except
Leu) and urea enzyme would not vary much in the ranged of 2 to 8kGy. But the content of crude fat and lecithin in irradiated
soy protein flour is significant different (at 0101 level) , and the content of isoflavone significantly decreased (at 0105 level) .
Irradiation will not change the sensory index of soy protein flour much when irradiation dose is lower than 610 kGy. It was
concluded that the optimal dose for bacteria decontamination of soy protein flour is in the range of 310～510 kGy for the sake
of various quality factors.
Key words :soy protein flour ; irradiation decontamination ; dose ; nutritional components
收稿日期 :2008202229 　接受日期 :2008204202
基金项目 :国家财政项目 (5910505)
作者简介 :朱佳廷 (19552) ,男 ,甘肃山丹人 ,副研究员 ,主要从事农副产品辐照加工工艺和标准体系研究。E2mail :zjtlw @1631com
通讯作者 :刘春泉 (19592) ,男 ,江苏如东人 ,研究员 ,主要从事农产品辐照加工研究。E2mail :lcq @js0011com. cn　　大豆蛋白是一种资源丰富和品质优良的植物性蛋白质 ,是目前人类优质蛋白来源之一 ,在膳食中可以代替部分动物性蛋白质 ,有“绿色牛乳”、“田中肉”和“素 肉”之美称。据估计 ,我国对大豆蛋白的消费量将会持续上升 ,每年有 10 %以上的增长可能。目前 ,我国人均日缺少蛋白质在 8 g 以上 ,一年全民蛋白质需求理
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论补充量就在 350 万 t 左右 ,相当于大豆及其制品 700
万 t。而我国目前除传统大豆加工品外 ,现代工业化大
豆加工能力不超过 50 万 t ,即生产量不足需求量的十
分之一 ,这为我国大豆蛋白行业的发展提供了广阔的
市场[1 ] 。大豆蛋白粉源于优质大豆 ,其蛋白质含量是
原大豆的 2～215 倍 ,是粮谷类和薯类食物的 215～8
倍 ,并且含有钾、钠、钙、镁、铁、锌、锰、硒、铜和维生素
B1、维生素 B2 等人体必需营养物质[2 ] ,以及各种氨基
酸。大豆蛋白粉营养丰富 ,但极易生虫、霉变 ,不宜贮
藏 ,极大地制约了产品的贮存和市场销售。近年来 ,采
用辐照杀菌技术对大豆蛋白粉进行杀菌处理 ,提高了
产品卫生质量和食品安全 ,延长了保质期。本文主要
研究辐照对大豆蛋白粉的杀菌效果及对大豆蛋白粉主
要营养和活性成分的影响 ,以为确定大豆蛋白工业化
辐照杀菌工艺提供依据。
1 　材料与方法
111 　供试材料
大豆蛋白粉由哈高科大豆食品有限责任公司提
供 ,采用透明聚乙烯 ( PE) 塑料袋包装 ,100gΠ袋。所用
材料为生产加工后贮藏 1 个月的大豆蛋白粉。
112 　辐照处理
辐照处理在江苏省农业科学院原子能所辐照中心
进行 ,辐照装置为60 Coγ辐射源 ,活度为 2916PBq ,辐照
剂量分别为 010、210、410、610 和 810kGy ,每处理设 3 个
重复。辐照后样品室温 (18 ℃～35 ℃) 下贮存 ,分别于
第 2、10 和 30 天进行相关指标的分析测定。
113 　测定
11311 　微生物的测定 　菌落总数、大肠菌群、霉菌和
致病菌 (沙门氏菌) 的测定依据 GBΠT 478912 - 2003、
GBΠT 478913 - 2003、GBΠT 4789115 - 2003 和 GBΠT
478914 - 2003 ,于辐照后第 2 天进行测定。
11312 　营养成分分析　蛋白质、粗脂肪、粗纤维、总糖
(以葡萄糖计) 、氨基酸 (总量) 以及尿素酶 (脲酶) 活性
等成分含量委托国家轻工业食品质量监督检测南京站
测定 ,测定依据为 GBΠT 500915 - 2003、GBΠT 500916 -
2003、GBΠT 500918 - 2003、GBΠT 5009110 - 2003、GBΠT
14965 - 1994、GBΠT 20371 - 2006 ,于辐照后第 10 天进
行各项指标的分析测定。
11313 　大豆异黄酮测定 　采用 TU21810 紫外可见分
光光度计 ,于辐照后第 10 天进行分析测定。
1131311 　标准溶液制备与曲线绘制　准确称取金雀
异黄素 20mg ,溶于 100ml 容量瓶中 ,以 95 %乙醇溶解、
定容至刻度 ,摇匀 ,制备成异黄酮的标准溶液。准确吸
取 0105、0110、0120、0130 和 0140ml 异黄酮标准品溶液
分别置于 10ml 容量瓶中 ,并各加 1ml 的 95 %乙醇 ,再
加蒸馏水稀释至刻度 ,摇匀。以 1ml 95 %乙醇加水至
10ml 作空白对照。259nm 处测定吸光值 ,绘制标准曲
线。
1131312 　样品处理　取大豆蛋白粉 110g 左右置于三
角瓶中 ,加入石油醚 20ml ,放置 24h ,过滤 ,残渣用滤纸
包好 ,置于水浴上的索氏抽提器中 ,用甲醇提取 6h。
提取液回收甲醇 ,残渣上大孔树脂柱 ,用水洗脱 ,继续
以 95 %乙醇洗脱 ,洗脱液定容至 50ml。
准确吸取 0120ml 异黄酮标准品溶液置于 10ml 容
量瓶中 ,加 95 %乙醇 1ml ,再加蒸馏水稀释至刻度 ,摇
匀。以 1ml 95 %乙醇加水到 10ml 作空白对照 ,测定异
黄酮溶液的 259nm 吸光值 ,通过标准曲线计算大豆异
黄酮含量。
11314 　大豆卵磷脂测定 　采用 TU21810 紫外可见分
光光度计 ,于辐照后第 10 天进行分析测定。
1131411 　标准溶液与曲线绘制 　准确称取卵磷脂
3014mg ,溶于 50ml 容量瓶中 ,以无水乙醇溶解、定容至
刻度 ,摇匀。准确吸取卵磷脂标准溶液 0130、0160、
0190、1120、1150 和 1180ml 于 5ml 容量瓶中 ,用无水乙
醇定容。在 211nm 下测定吸光值 ,绘制标准曲线。
1131412 　样品处理 　准确称取 115g 大豆蛋白粉 ,置
于烧瓶中 ,加人 15ml 丙酮 ,室温下在磁力搅拌器上搅
拌 20min ,静置 ,分出油脂层 ,用丙酮润洗几次至无色 ,
倾出丙酮。将烧瓶中的剩余物置于电热恒温箱中 ,
60 ℃恒温 30min ,挥发掉残余丙酮 ,再向烧瓶中加人
30ml 的无水乙醇。40 ℃下搅拌 90min 后 ,将样品液转
移到 100ml 容量瓶中 ,用无水乙醇定容至刻度。在
211nm 下测定卵磷脂溶液的吸光值 ,根据标准曲线计
算大豆卵磷脂含量。
11315 　感官品质评定 　辐照后第 30 天 ,取适量试样
置于清洁、干燥的白色瓷盘中 ,在自然光线条件下 ,采
用目测、鼻嗅评定方法 ,记录各样品间的外观、色泽、气
味与滋味、口感等。
114 　统计分析
采用 SAS 数据处理系统对试验数据进行统计及
相关分析 ,试验数据均为 3 次测定的平均值。
2 　结果与分析
211 　辐照对大豆蛋白粉的杀菌效果
辐照后第 2 天微生物检测结果见表 1。由表 1 可
646 核　农　学　报 22 卷
知 ,所有辐照前后的大豆蛋白粉试验样品中均未检出
致病菌 (沙门氏菌) ;经不同剂量辐照处理后 ,大豆蛋白
粉中微生物的含量明显降低 ,且辐照的剂量越大杀菌
效果越明显。当剂量为 210kGy 时 ,大豆蛋白粉中的菌
落总数由 213 ×103 CFUΠg 降为 619 ×102 CFUΠg ,大肠菌
群由 112 ×103MPNΠ100g 降为 316 ×102MPNΠ100g ,霉菌
由 312 ×102 CFUΠg 降为 115 ×102 CFUΠg ,杀菌率分别达 到 70 %、70 %和 53 % ;剂量为 410kGy 时 ,菌落总数为112 ×102 CFUΠg , 大肠菌群 < 30MPNΠ100g , 霉菌达到10CFUΠg ,杀菌率达 95 % ;当剂量达到 610kGy 时 ,菌落总数小于 100CFUΠg ,杀菌率达到 97 %以上 ,检测的各项微生物指标均达到食品卫生国家标准 ;810kGy 剂量辐照后杀菌率达到 100 %。
表 1 　不同辐照剂量辐照大豆蛋白粉的杀菌效果
Table 1 　The decontamination effects of irradiation on soy protein flour
项目
item
辐照剂量 irradiation dose (kGy)
0. 0 2. 0 4. 0 6. 0 8. 0
菌落总数 total bacterial count (CFUΠg) 2. 3 ×103 6. 9 ×102 1. 2 ×102 63 0
大肠菌群 coliform bacteria (MPNΠ100g) 1. 2 ×103 3. 6 ×102 < 30 < 30 < 30
霉菌和酵母 total mold and yeast (CFUΠg) 3. 2 ×102 1. 5 ×102 10 10 10
沙门氏菌 Salmonella N N N N N
注 :”N”表示未检出。
Note : ”N”means nothing has been detected.
212 　辐照对大豆蛋白粉营养成分的影响
辐照后第 10 天大豆蛋白粉中各营养成分的含量
如表 2 所示。结果表明 ,辐照没有改变大豆蛋白粉中
总糖的含量 ,对原本含量很低的粗纤维也几乎没有影
响 ;剂量为 210～810kGy 时 ,辐照对大豆蛋白粉中蛋白
质的含量影响不明显 ;而对大豆蛋白粉中粗脂肪、异黄
酮及卵磷脂的含量均有一定的影响。对大豆蛋白粉中
的粗脂肪、异黄酮及卵磷脂的含量作方差分析 ,结果见
表 3 ,与对照相比 ,辐照处理后大豆蛋白粉中的粗脂肪
极显著降低 ( P < 0101) ,卵磷脂的含量极显著增加 ( P
< 0101) ,最多时比对照增加了近 215 倍 ;粗脂肪及卵
磷脂不同剂量处理间的含量也存在极显著的差异。辐
照后的大豆蛋白粉中异黄酮的含量也显著低于对照中
的含量。
表 2 　不同剂量辐照对大豆蛋白粉中主要营养成分的影响
Table 2 　The effect of irradiation on nutritional components of soy protein flour (gΠ100g)
项目
item
辐照剂量 irradiation dose (kGy)
0 210 410 610 810
蛋白质 protein 87185 ±01160 87107 ±01020 86182 ±01010 87197 ±01010 87187 ±01030
粗脂肪 crude fat 21475 ±01005 11910 ±01000 21205 ±01005 21120 ±01000 21250 ±01000
粗纤维 crude fiber < 0101 < 0101 < 0101 < 0101 < 0101
总糖 total sugar 0193 0193 0193 0193 0193
异黄酮 isoflavone 01113 ±01004 01086 ±01007 01101 ±01008 01086 ±01006 01080 ±01007
卵磷脂 lecithin 11355 ±01041 51944 ±01045 31285 ±01110 51179 ±01135 41172 ±01086
213 　辐照对大豆蛋白粉中氨基酸含量的影响
辐照后第 10 天不同剂量辐照对大豆蛋白粉中 17
种氨基酸含量影响的研究结果见表 4。由表 4 看出 ,
经过 210～810kGy 的剂量辐照后 , 除 Met ( P < 0101)
外 ,辐照对氨基酸含量没有明显的影响。这与朱军等
的研究结果基本一致[3 ] 。
214 　辐照对大豆蛋白粉中尿素酶(脲酶)活性的影响
辐照后第 10 天对大豆蛋白粉中尿素酶 (脲酶) 的
活性进行了分析测定 ,结果见图 1。由图 1 可以看出 ,
经过不同剂量的辐照处理后 ,大豆蛋白粉中尿素酶 (脲
酶)的活性会产生一定程度的变化 ,但经统计分析表
明 ,210～810kGy 剂量间的尿素酶 (脲酶) 活性差异并
不显著。说明辐照杀菌处理不会显著影响大豆蛋白粉
中尿素酶 (脲酶)的活性。
215 　辐照对大豆蛋白感官品质的影响
评定辐照大豆蛋白粉感官品质主要从大豆蛋白粉
的色泽、气味与滋味、口感和可接受性等 4 个方面进
行。辐照后 30d 的评定结果见表 5。未辐照的大豆蛋
白粉呈乳白色或微黄色粉末 ,经 210～810kGy 剂量辐
照处理后 ,对大豆蛋白粉的气味与滋味、口感没有
746　5 期 大豆蛋白粉的辐照灭菌研究
表 3 　辐照对大豆蛋白粉各成分含量影响的协方差分析
Table 3 　The effect of irradiation on nutritional
components of soy protein flour
(analysis of covariance)
成分
component
辐照剂量
irradiation
dose (kGy)
含量
content
(gΠ100g) 显著性 significanceF Pr > F
0 21475 ±01005 7504106 010001
210 11910 ±01000 D
粗脂肪 410 21205 ±01005 B
crude fat 610 21120 ±01000 C
810 21250 ±01000 A
0 01113 ±01004 3149 01045
210 01086 ±01007 B
异黄酮 410 01101 ±01008 A
isoflavone 610 01086 ±01006 B
810 01080 ±01007 B
0 11355 ±01041 656142 01001
210 51944 ±01045 A
卵磷脂 410 31285 ±01110 D
lecithin 610 51179 ±01135 B
810 41172 ±01086 C 图 1 　不同剂量辐照对大豆蛋白粉中尿素酶(脲酶)活性影响Fig. 1 　The effect of irradiation on urase activeof soy protein flour影响 ;210～410kGy 剂量辐照后大豆蛋白粉色泽无明显改变 ,6kGy 以上时色泽略有褪失 ,呈微黄色至淡黄色 ,可接受性相应变差。因此 ,采用 6kGy 以下的剂量进行辐照 ,对大豆蛋白粉感官品质无不良影响。
表 4 　不同剂量辐照对大豆蛋白粉中氨基酸含量的影响
Table 4 　The effect of irradiation on contents of amino acids of soy protein flour (gΠ100g)
氨基酸
amino acid
辐照剂量 irradiation dose (kGy)
0. 0 2. 0 4. 0 6. 0 8. 0
天门冬氨酸 Asp 91758 ±01066 91333 ±01123 9137 ±01145 91132 ±01024 91342 ±01043
苏氨酸 Thr 31047 ±01140 31015 ±01107 31073 ±01054 21993 ±01094 21982 ±01017
丝氨酸 Ser 41206 ±01043 41169 ±01003 41252 ±01020 41144 ±01015 41133 ±01031
谷氨酸 Glu 181608 ±01393 171193 ±01094 161626 ±01027 161212 ±01003 171883 ±01075
甘氨酸 Gly 31306 ±01107 31268 ±01056 3134 ±01038 31252 ±01005 31255 ±01028
丙氨酸 Ala 31429 ±01351 3147 ±01014 31397 ±01307 31309 ±01008 31322 ±01017
胱氨酸 Cys 1121 ±01178 11094 ±01071 11063 ±01013 11043 ±01018 11054 ±01003
缬氨酸 Val 31688 ±01193 31653 ±01532 31689 ±01184 31615 ±01012 3161 ±01004
蛋氨酸 Met33 11105 ±01002 11085 ±01018 11072 ±01043 11055 ±01041 11045 ±01042
异亮氨酸 Ile 31575 ±01034 3151 ±01023 31603 ±01009 31522 ±01019 31534 ±01035
亮氨酸Leu 61366 ±01354 61307 ±01076 61521 ±01000 61377 ±0102 61368 ±01003
酪氨酸 Tyr 21756 ±01004 21734 ±01034 21835 ±01014 21776 ±01053 21772 ±01044
苯丙氨酸 Phe 41203 ±01100 41148 ±01029 41236 ±01059 41144 ±01037 41137 ±01064
赖氨酸Lys 51137 ±01684 51026 ±01067 51102 ±01019 41976 ±01077 41977 ±01075
组氨酸 His 21067 ±01036 21043 ±01025 21082 ±01079 21026 ±01015 21024 ±01021
精氨酸 Arg 6123 ±01019 61159 ±01179 6131 ±01193 6115 ±01043 61145 ±01049
脯氨酸 Pro 31898 ±01114 31856 ±01241 31938 ±01009 3187 ±01028 31839 ±01022
氨基酸总量 total 821589 ±01002 801063 ±01044 801509 ±01607 781596 ±01238 801422 ±01075
注 :33表示含量的变化与辐照剂量变化之间的线性相关达到 0. 01 的水平。
Note : 33 means correlative relation between changes in content of vitamin and irradiation dose at 0. 01 level .
3 　小结与讨论
(1) 大豆蛋白粉辐照杀菌效果显著 , 经 310～
610kGy 剂量辐照的大豆蛋白粉 ,其卫生质量即可达到 食品卫生国家标准。(2)剂量为 210～810kGy 时 ,辐照对大豆蛋白粉中蛋白质、粗纤维、总糖、氨基酸 (除 Leu) 含量的影响不明显 ,这与其他的研究结果基本一致[3～8 ] ;与对照相比 ,辐照处理后大豆蛋白粉中的粗脂肪极显著降低 ,卵
846 核　农　学　报 22 卷
表 5 　不同剂量辐照对大豆蛋白粉感官品质的影响
Table 5 　The effect of irradiation on sensory index of soy protein flour
辐照剂量
irradiation dose (kGy)
色泽
color
气味与滋味
flavor
口感
taste
可接受性
acceptability
0 乳白色 ivory2white 豆香味 flavor of soy bean 适宜 good 可接受 acceptable
2. 0 乳白色 ivory2white 豆香味 flavor of soy bean 适宜 good 可接受 acceptable
4. 0 乳白色 ivory2white 豆香味 flavor of soy bean 适宜 good 可接受 acceptable
6. 0 微黄色 yellowish 豆香味 flavor of soy bean 适宜 good 可接受 acceptable
8. 0 淡黄色 light yellow 豆香味 flavor of soy bean 适宜 good 不可接受 unacceptable
磷脂的含量极显著增加 ;异黄酮的含量显著降低 ;辐照
对大豆蛋白粉中尿素酶活性没有显著影响。
辐照处理后大豆蛋白粉中粗脂肪含量降低 ,可能
与辐照后脂肪氧化有关[9 ] ,卵磷脂是人体需要的脂类
成分之一 ,具有延缓衰老、清理血管、保护肝脏等作用 ,
辐照后卵磷脂含量的增加无疑将有助于大豆蛋白粉中
卵磷脂功效的提高 ,但其机理有待进一步研究。我国
大豆异黄酮含量一般为 0112 %～0125 % ,辐照处理能
使大豆蛋白粉中异黄酮含量显著降低[10 ] ,因此 ,在辐
照处理过程中要注意选择适宜的剂量。
(3)大豆蛋白粉经 310～510kGy 剂量辐照后 ,不仅
保持了原有的各项理化指标、良好的功能性和外观颜
色 ,而且确保了卫生质量品质。根据品质指标因素综
合分析 ,确定大豆蛋白粉辐照杀菌的最低有效剂量为
310kGy ,最高耐受剂量为 710kGy ,适宜工艺剂量为 310
～510kGy。
采用辐照技术对大豆蛋白粉进行辐照杀菌 ,能够
保证大豆蛋白粉卫生营养品质和食用价值 ,延长保质
期和提高耐贮性。且辐照具有高温处理、化学法、微波
和紫外线等杀菌方法处理大豆蛋白粉所无法比拟的优
势 ,如能耗低、应用面广、无残留、杀菌彻底和附加值高
等。本研究结果提供了大豆蛋白粉在工业化辐照杀菌
过程中 ,辐照工艺的合理性和杀菌剂量的适宜性等关
键数据。这对大豆蛋白粉工业化辐照杀菌有着重要的
指导意义 ,将有力地推动大豆蛋白粉的产业化进程。
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更正 :本刊 2008 ,22 (4) :404 ,陈蕊红等人撰写的文章《小麦花药蛋白质组双向电泳技术体系的优化》中 ,“112 　仪
器和试剂”第一自然段第三行 ,“PowerLook 2100XL 扫描仪 (美国 UMAX)”应为“PowerLook 2100XL 扫描仪 (台湾
UMAX)”,特此更正。
946Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2008 ,22 (5) :645～649