大豆是我國的主要農作物之一，它不僅可用來提取食用油，而且其富含的大豆蛋白是一種重要的植物蛋白來源。食品加工領域常用的大豆蛋白種類有很多，比如大豆分離蛋白、大豆濃縮蛋白以及大豆組織蛋白等。其中大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）是一種以脫脂豆粕為原料，在低溫條件下生產的全價蛋白，蛋白質含量高達 90%以上，SPI 具有不含膽固醇、營養豐富、價格低廉易獲得、含人體所需的多種胺基酸的特點，可作為動物蛋白替代品應用至食品工業中，具有很大的發展潛力。
國外大豆分離蛋白生產工藝、技術發展很快，由萃取方法、到改性方法，已形成多系列的配方技術。按照產品的應用領域、產品性能不同，其萃取方式、改性方法均不同。由此生產出的產品廣泛適於肉類、乳品類、輕化工類等領域的不同需求，真正體現大豆蛋白的高營養、高附加值特性。
然而天然的 SPI 難以滿足食品工業生產的要求，SPI 在某些極端條件下容易變性，變性後的蛋白質會進一步形成水不溶的聚集體甚至沉澱，從而致溶解性變差。
SPI 可以與肉中的肌原纖維蛋白（myofibrillar pro－tein，MP）在一定溫度條件下形成混合凝膠，研究表明天然的 SPI 與肉製品混合會使成品凝膠性下降，這是因為在肉製品生產中，中心溫度在 70 ℃左右，7S 和11S 蛋白作為 SPI 中兩種最重要的蛋白在此溫度下還未變性，而此時 MP 已經到達變性溫度，凝膠開始生成，凝膠形成過程中需要不斷吸收水分，導致複合凝膠不僅結構疏鬆而且彈性不好，限制了 SPI 改善 MP凝膠質構相關性質的能力。對 SPI 進行改性處理，可以改善其功能性質，擴大其在肉製品生產加工中的應用範圍。
改性大豆分離蛋白在肉製品加工中的主要功能特性[1]
MP 是肉製品生產加工中發揮主要功能的一種鹽溶性蛋白質，可以賦予肉製品許多理想的理化特性。在食品工業生產中，SPI 不僅可以作為非功能性的填充物加入到肉製品中，也可利用其功能，作為一種添加劑和肌原纖維蛋白混合從而改善肉製品品質。
一、持水性
持水性是檢測肉製品在生產加工中品質的重要性指標，因蛋白的三維網絡結構可以鎖住肌肉組織中的水分，且 SPI 肽鏈上的極性基團的親水性可以在製作肉製品過程中保存肉的汁液，提高了肉製品的質量和生產率。
馬宇翔等將 SPI 與鹽溶肌肉蛋白製成混合凝膠，SPI 高溫處理後，複合凝膠的超微結構變得粗糙但持水性顯著提高。低場核磁共振技術可以研究混合蛋白的水分分布，添加了改性 SPI 和卡拉膠後的肉糜凝膠的水分損失率下降，提高了混合凝膠的持水性。
二、乳化性
乳化性及乳化穩定性是指水和油混合形成乳狀液的能力，也是評價肉製品質的一個重要指標。SPI添加到肉製品中，可以防止肉糜製品中油脂的滲出，改善產品的組織結構，從而提高肉製品的乳化性。在加工肉製品中，改性後的 SPI 乳化效果可以得到增強，氮溶解指數（nitrogen soluble index，NSI） 決定其乳化性，當 NSI 為 80%時，有利於 SPI 在肉製品中乳化效果的改善。
何進武等將天然 SPI 和糖基化 SPI 添加到鯉魚肌原纖維蛋白中，糖基化後的 SPI 處理與天然 SPI相比，明顯提高了混合蛋白的乳化性。
江連洲等研究了經過超聲處理後的 SPI 與豬肉 MP 混合後的乳化性變化，經過 400 W、20 min 處理後的複合體系乳化活性和乳化穩定性最好。
梁婧等研究了改性 SPI 與肌原纖維蛋白共混體系乳化性變化，結果顯示熱改性可以提高乳化活性，鹼改性效果次之，但超聲波和輻照改性效果不明顯。經過 95 ℃高溫改性處理後的 SPI，可以顯著提高複合體系的乳化性。
三、凝膠性
在高壓或高溫環境中，肌原纖維蛋白分子先變性，然後再聚集成網絡結構，水、脂肪被包裹起來，這就是凝膠形成的過程。在肌原纖維蛋白凝膠過程，交聯混雜的蛋白質只能形成不具有彈性的蛋白質顆粒，只有蛋白有序地連接，形成的凝膠才能具有彈性。
豬肉宰殺後，過度的空氣氧化會增大凝膠的孔隙，導致凝膠強度降低，豬肉持水性也會降低。SPI 受熱可以形成凝膠，所以常常在肉製品中加入 SPI 從而改善肉製品的凝膠性。
Feng 等將經過 90 ℃高溫處理後的 SPI 添加到肌原纖維蛋白中，結果顯示 SPI 經過改性可以提高疏水作用力，與肌原纖維蛋白混合後，能夠顯著增強混合蛋白凝膠的彈性和硬度，未改性 SPI 則會使凝膠強度降低。
孟林研究了高壓對 SPI 和氯化鉀結合對低鈉豬肉糜理化性質的影響，隨著壓力水平的增加，豬肉糜的硬度彈性以及蒸煮損失率顯著增高，在 200 MPa達到最高，200 MPa 可以改善低鈉豬肉糜製品的品質。
Jiang 等用 pH12 和 pH1.5 這種極端 pH 值環境處理 SPI 和肌原纖維蛋白混合凝膠，發現其硬度與添加了轉穀氨醯胺酶的凝膠硬度相似，明顯高於熱處理的混合凝膠。
王博等將糖基化後的 SPI 與肌原纖維蛋白不同比例復配，結果表明，經過糖基化後的混合蛋白凝膠硬度和彈性都顯著高於天然 SPI 混合蛋白，微觀結構也要更加均勻緻密，但白度值下降。
王玲娣用高溫和轉穀氨醯胺酶處理 SPI 然後與MP 製備混合蛋白凝膠，結果表明，轉穀氨醯胺酶可以促進 SPI 和 MP 的交聯，形成聚合物，有利於改善混合凝膠的彈性。
張明成研究了酶水解以及酶交聯這兩種方式共同處理 SPI，使其加入到肉糜中，結果表明先經過木瓜蛋白酶水解後再使用轉穀氨醯胺酶交聯的肉糜具有均勻的組織狀態，加熱後能形成緻密的凝膠網絡，產品的硬度、回復性和咀嚼性都明顯增加。
改性大豆分離蛋白在肉製品中的應用[1]
改性SPI 應用於肉類製品中，可以增加風味、防止肉汁分離、改善肉製品的品質以及延長貨架期等。
一、塊肉製品
塊肉製品通常指大塊或整塊的肉製品，但是其完整性在加工中容易受到破壞，通過添加改性 SPI，可以減少脫水收縮，改善組織特性，提高產品質量。使用改性 SPI 不僅可以因其優良的持水性和凝膠性保持塊肉製品的外觀和水分，還能利用其天然的抗氧化性作為塗層材料，延緩肉製品的氧化，延長食品的貨架期的同時保持塊肉製品的感官品質。
二、碎肉製品
肉餅、肉丸以及魚糜製品等都屬於碎肉製品，瘦肉與肥肉結合形成具有穩定性質的肉糜是決定其生產品質的關鍵。SPI 因為具有良好的吸水吸油性，可以將瘦肉和肥肉結合起來，提高營養價值和產品得率。周陽等在魚丸製作過程中添加了蛋清粉和大豆分離蛋白粉，SPI 可以顯著增強魚丸凝膠強度及改善魚丸品質。Li 等研究了大豆分離蛋白經高壓處理後豬肉糜的色澤、乳化穩定性及流變性等變化，結果顯示高壓處理後的 SPI 可以改善豬肉糜的乳化特性。
三、乳化肉製品
乳化類肉製品主要指香腸、火腿等，SPI 可以和肉中的鹽溶性蛋白特別是肌原纖維蛋白形成穩定的乳化體系。SPI 優良的乳化性質可以防止肉糜中脂肪聚集造成的油脂滲出，提高肉製品的保油性，賦予乳化香腸等產品優質的口感風味。Paglarini 等用經過超聲改性後的 SPI、卡拉膠以及菊糖為原料製備法蘭克福腸，結果顯示改性後的 SPI 能夠減少動物脂肪攝入並提升產品的口感。
四、仿肉製品
SPI 因為具有良好的乳化性和凝膠性常常作為一種替代動物蛋白的原料。SPI 通過擠壓等過程，在多因素的綜合作用下，蛋白質、脂肪以及碳水化合物會發生複雜的變化，從而可以模仿天然肉的口感及風味。因其營養價值高且風味獨特，深受素食主義者喜愛。莫重文研究了利用分子重組技術使大豆蛋白質構化，結果顯示蛋白能夠具有瘦肉狀的纖維組織結構，製成的仿肉食品口感好，貨架期長達 6 個月以上。
大豆分離蛋白的使用方法[2]
大豆分離蛋白在各種組合使用方法中，已被大多數廠家廣泛接受，尤其是斬拌機法最受歡迎，主要原因是其功能多，且製造過程較具伸縮性。今就其應用，比較以下幾種應用方法的優缺點。
一、復水法
先將大豆分離蛋白同4～5倍的冰水放入斬拌機內用高速斬拌1～2min，然後，再加入瘦肉、冰水、多聚磷酸鹽和食鹽，以高速斬拌2min，以抽取鹽溶性肉蛋白，此時溫度剛好控制在2～4℃ ，因為在此溫度下是鹽溶性蛋白抽取之最適當溫度，鹽溶性蛋白抽取後，再加入肥膘和冰水，繼續斬拌2min，此時溫度應在6～8℃ 左右，這是最普遍的方法。
二、凝膠法
先將大豆分離蛋白用4倍水，用斬拌機高速乳化後待用，再視其需要量和瘦肉一同加入斬拌，其他步驟和上述復水法相同，另外凝膠法可儲藏在冷藏庫備用，雖然分離蛋白在冷藏室可存放2～3d，但是，容易產生酸敗和容易滋長細菌，建議儘快用完。
三、注射法
不超過6 cm 的小型塊肉可以將大豆分離蛋白使用滾揉的方法添加，而對於一些質量較大的肉製品可以採用注射的方式，將改性 SPI 溶於鹽水中，再將溶液注射到肉塊中，醃製液就可以均勻地在肉塊中分散，縮短醃製時間的同時提高產品得率。
四、乳化油法
利用分離蛋白生產乳化油之原料，可以利用雞皮、肥膘、牛油、大豆油和豬皮等作原料。製造乳化油之方法，最主要是用斬拌機將分離蛋白復水後再加入油，繼續斬拌成乳化油後再備用。在乳化產品生產過程中，乳化油在鹽溶性肉蛋白被抽取後加入，較凝膠法複雜些，但是乳化油加工及添加適當，不僅可以降低產品成本，還可增加產品香度和柔韌性。
五、幹加法
此法使用方法簡單，先將分離蛋白加入瘦肉裡，稍做斬拌，再加4倍水，斬拌1～2min 再加入多聚磷酸鹽、冰水和食鹽，繼續斬拌2min，其步驟與上相同。但也有直接將分離蛋白與澱粉等乾物質最後加入斬拌的方法。此法固然便捷，但因大豆分離蛋白未能完全復水，功能也未能完全發揮，所做產品在配方相同條件下會較軟，吸水性和保油性都會較差，因此不建議採用此法。又例如：將分離大豆蛋白和瘦肉一起加，但沒有復水，此效果既不能將大豆分離蛋白有適當復水，又影響鹽溶性蛋白的抽取，所製造產品會更軟。因此，復水和添加步驟也影響最終產品的品質。
由於分離蛋白本身性能的影響，遇鹽會發生一定的可逆反應，減弱其乳化特性、保油性、持水性的性能。故不論使用何種方法來生產乳化肉製品，要使大豆分離蛋白能發揮最大的功能性，必須將大豆分離蛋白完全復水。
來源：食品研發與生產