无腥味豆奶浸泡与热烫工艺条件的研究

2006年 1月 第 21卷第 1期 中国粮油学报 Journal of the Chinese Cereals and O ils A ssociation Vol. 21, No. 6 Jan. 2006 无腥味豆奶浸泡与热烫工艺条件的研究 赵　毅　周素梅　王　强 (中国农业科学院农产品加工研究所 ,北京 　100094) 摘 　要 　本文以脂肪氧合酶全缺失型大豆品种“中特一号 ”为原料 ,制备无腥味豆奶产品 ,研究了浸泡和 热烫工艺对产品得率、蛋白质溶出率及豆奶产品感观品质的影响 ,得出最佳工艺 :即用 0. 6%NaHCO3浸泡大豆 8h,蛋白质溶出率和可溶性固形物分别为 2. 8g·100mL - 1和 6. 4 B rix;热烫 1m in,蛋白质溶出率为 4. 8g· 100mL - 1 ,可溶性固形物含量达到 4. 5B rix。 关键词 　无豆腥豆奶 　浸泡 　热烫 　脂肪氧合酶 　　豆奶是一种含有丰富蛋白质、植物脂肪以及维 生素、无机盐的优质植物蛋白饮料 ,其营养价值可与 牛奶媲美 [ 1 ]。且豆奶中含有一些植物化学成分 (如 异黄酮、皂甙、大豆磷脂等 )对心血管疾病及妇女更 年期综合症等有着良好的疗效。豆奶已成为近年来 国际上消费量增长最快的蛋白饮料。但是豆奶本身 也有一些不尽如人意的地方 ,如豆腥味。豆腥味是 由大豆中普遍存在的脂肪氧合酶对大豆中含量丰富 的不饱和脂肪酸氧化产生的一些小分子的醛、酮、 醇、酸、酯、烷、烯等化合物 [ 2 - 3 ]。豆腥味往往成为影 响豆奶产品不被接受的主要原因。因此 ,在豆奶的 生产中 ,首先要考虑如何消除豆腥味 ,改善豆奶产品 的品质。 消除豆腥味的方法有很多种 ,最根本有效的方 法即是使脂肪氧合酶失去活力。本研究选用了中国 农科院新培育出的脂肪氧合酶全缺失品种 (Lox1、 Lox2、Lox3 - null) -中特一号为原料 ,从源头上减少 了脂肪氧合酶的干扰。但由前期试验我们发现虽然 与普通大豆相比 ,中特一号生产的豆奶腥味明显减 弱 ,如果不做任何处理直接打浆后 ,仍能感受豆浆的 腥味。推测其中原因 ,可能与大豆中仍残存其他类 型脂肪氧合酶同功酶有关 [ 4 ]。 大豆的浸泡与热烫工艺是豆奶加工中的重要步 骤 ,浸泡和热烫将直接影响着豆奶产品的风味、得率、 基金项目 :国家科技攻关项目 (编号 : 2001BA501A18)资助课题 收稿日期 : 2005 - 01 - 26 作者简介 :赵毅 ,女 , 1980年出生 ,在读硕士研究生 ,农产品加工与 贮藏专业 生产成本等。因此本文首先从豆奶加工的主要步骤浸 泡和热烫工艺入手 ,从改善产品品质、消除豆腥味、提 高豆奶得率等方面确定豆奶加工的最佳工艺。 1　材料与方法 1. 1　原料、设备及试剂 111. 1　大豆品种样品 :中特一号 ,要求颗粒饱满 , 面有光泽 ,无病虫害。 111. 2　电子天平 :上海精密科学仪器有限公司 ; 折光仪 :自动凯式定氮仪 　Foss公司 ; 物性分析仪 :英国 TA公司 ; 柠檬酸、NaHCO3、磷酸、乙醇、高氯酸、DTNB,均 为分析纯。 1. 2　试验方法 1. 2. 1　豆奶浆料的制备 大豆 →挑选 →清洗 →浸泡 ( 1 ∶ 3 ) →热烫 (100℃) →打浆 (1∶4) →过滤 →豆奶浆料 取豆奶浆料进行以下各项指标的测定 : 1. 2. 2　可溶性固形物的测定 　折光仪法 ; 1. 2. 3　蛋白质含量的测定 微量凯氏定氮法 , GB5511 - 85; 1. 2. 4　豆粒硬度的测定 采用物性分析仪 ,模具条件 : HDP /VB,变形压力 50% ,测试前速度 2. 0mm· s- 1 ,测试速度 1. 0mm· s - 1 ,测试后速度 10. 0mm · s- 1 ,最大力 50kg。取不 同浸泡条件下的大豆置于模具下 ,下压至豆粒破碎 所需的最大力即为豆粒的硬度 ,记为 F1 ( g) ,测定结 果至少取十次平均 ,见图 1。 中国粮油学报 2006年第 1期 图 1　物性仪的作用曲线 1. 2. 5　豆奶品质的感观评定 样品按排序检验法规定的样品编号及排列方式 分别呈送感观评定人 (10人 )打分、评定。 1. 2. 6　巯基 ( - SH)含量的测定 [ 5 ] 取 0. 2mL浆液加入 1. 8mL磷酸缓冲液 ,然后加 入 0. 5mL5. 0 ×10 - 4M 的 DTNB - 乙醇溶液 ,混匀在 25℃保温 20m in后立即加入 2. 5mL、10%的高氯酸溶 液 ,然后于 3000 r/m in离心 10m in,取上清液在 412nm 测定其吸光度 ,以 - SH的摩尔吸光系数为 13700来 计算大豆蛋白的 - SH含量。 2　结果和讨论 2. 1　大豆浸泡条件的研究 浸泡是豆奶制备的关键步骤之一。加工豆奶时 要使大豆充分浸泡 ,外壳和豆瓣变软 ,结构疏松 ,为 大豆磨碎加工创造条件 ,使细胞内蛋白质便于溶入 浸泡液中 ,有利于大豆蛋白质的提取 [ 6 ]。浸泡温度 和浸泡液组成均会影响到浸泡效果。浸泡温度越 高 ,所需的浸泡时间越短 ,多数报道的工艺中都采用 室温浸泡 [ 7 - 8 ]。文献报道多以 NaHCO3、柠檬酸溶液 作为大豆浸泡条件 ,根据前人经验 ,本文选用不同浓 度的 NaHCO3 ( 0. 3%、0. 6%、1. 0% )溶液和柠檬酸 (0. 1%、0. 3%、1. 0% )溶液进行浸泡 ,通过研究不同 浸泡时间下的豆奶各指标 ,来确定最佳浸泡。 2. 1. 1　大豆浸泡终点的确定 常规判断大豆浸泡终点的方法是根据经验 ,具 有较大的随意性。本研究应用物性分析仪 ,将不同 浸泡条件下 (浸泡温度 25℃)的大豆分不同时间段 , 选取完整豆粒进行测试 ,代替经验判断 ,以豆粒破碎 硬度作为判断适宜浸泡时间的依据 ,结果见图 2。 由图 2可看出随着浸泡时间的延长 ,豆粒硬度 呈先快速下降后缓慢下降而后达到一平台的趋势 , 浸泡 6～8h时豆粒硬度由 1085. 99g到 1025. 55g变 化基本不大。同时结合经验判断 ,大豆浸泡 6～8h 时 ,豆皮与豆瓣很容易分离 ,豆芯已完全变软 ,豆瓣 中心凹陷消失。因此确定 ,不同浸泡液中浸泡 6～8h 均可达到理想的浸泡程度。 图 2　浸泡条件对大豆硬度的影响 2. 1. 2　浸泡条件对豆奶可溶性固形物及蛋白 质含量的影响 浸泡使豆粒吸水后蛋白体膜脆性增加 ,有利于打 浆时蛋白体膜的破碎及蛋白质的溶出。另据报道 ,碱 性或酸性浸泡条件有抑制脂肪氧合酶活力的作用 ,从 而达到减少豆腥味的目的 ,故本研究选用了不同浓度 的 NaHCO3和柠檬酸作为浸泡液 ,研究浸泡条件对豆 浆中可溶性固形物含量的变化 ,结果见表 1。 表 1　不同浸泡条件下豆浆中可溶性固形物含量的变化　 ( n≥3) 浸泡液 浸泡液固形物含量 ( % ) ( x ±s)浸泡 4h　　　　浸泡 6h　　　　浸泡 8h 清水 0. 6 ±0. 1 1. 8 ±0. 0 2. 3 ±0. 0 0. 1%柠檬酸 3. 6 ±0. 0 4. 9 ±0. 1 5. 5 ±0. 1 0. 3%柠檬酸 2. 7 ±0. 1 4. 1 ±0. 1 5. 2 ±0. 0 1. 0%柠檬酸 1. 3 ±0. 1 2. 0 ±0. 1 2. 6 ±0. 0 0. 3%NaHCO3 3. 6 ±0. 0 4. 8 ±0. 0 5. 8 ±0. 0 0. 6%NaHCO3 3. 7 ±0. 0 5. 2 ±0. 1 6. 1 ±0. 0 1. 0%NaHCO3 3. 9 ±0. 1 5. 0 ±0. 0 6. 0 ±0. 1 由表 1可看出 , 随着浸泡时间的延长 ,不同浸泡 液条件下所得豆浆中可溶性固形物含量均呈明显上 升的趋势 ,表明充分的浸泡对于豆浆得率十分必要。 另从表中看出 ,随着柠檬酸浸泡液浓度的增大 ,豆浆 中可溶性固形物含量呈减小的趋势 ,平均下降幅度 为 58. 6% ;随着 NaHCO3浓度的增加 ,可溶性固形物 含量呈增加的趋势 ,平均增加幅度为 7. 3%。表明浸 泡液的碱性环境更有利于大豆中可溶性固形物的溶 出 ,由本实验确定有利于提高豆奶得率的条件为 0. 6%NaHCO3浸泡 8h。 27 第 21卷第 1期 赵 　毅等 　无腥味豆奶浸泡与热烫工艺条件的研究 在考察豆奶中固形物含量的同时 ,本研究还考 察了浸泡条件对豆奶中大豆蛋白溶出率的影响 ,蛋 白质的溶出率是影响豆奶得率的关键指标。由图 3、 4可看出豆浆中固形物含量与蛋白质含量呈现良好 相关性。酸性浸泡条件对于豆奶中蛋白质的溶出显 然是不利的 ,蛋白质含量由 2. 4g·100mL - 1减小到 0. 4g·100mL - 1。分析其中原因 ,大豆蛋白质的等电 点为 4. 5左右 ,用柠檬酸作为浸泡液 ,使得浸泡液的 pH接近蛋白质的等电点 ,不利于蛋白质的溶出。而 采用碱性溶液浸泡大豆 ,偏离蛋白质的等电点 ,则有 利于蛋白质的溶出。由图 3 可看出 ,在 8小时浸泡 时间下 ,随着 NaHCO3浓度的增加蛋白质的溶出率呈 现增大的趋势 ,由 1. 5g·100mL - 1增加至 2. 8g· 100mL - 1 , NaHCO3浓度达到 0. 6%蛋白质即可获得得 以最大溶出率为 2. 8g·100mL - 1 ,同时可溶性固形物 也达到 6. 4B rix最大值。因而通过以上研究豆奶打 浆前浸泡的最佳工艺条件为 : 0. 6%浓度的 NaHCO3 浸泡 8h。 图 3　碳酸氢钠浓度对豆奶中蛋白质和可溶性 固形物含量的影响 图 4　柠檬酸浓度对豆奶中蛋白质和可溶性 固形物含量的影响 2. 2　热烫条件的研究 常温浸泡的大豆打浆前一般需要进行热烫。热 烫的目的一方面是脱臭 ,脱去浸泡后大豆中存在的 一些挥发性不良风味物质 ;另一方面是在高温高水 分含量条件下使大豆脂肪氧合酶部分失活 [ 9 ]。热烫 时间和温度是影响热烫效果的主要因素 ,按照食品 热处理的有关理论 ,热处理的温度越高 ,热处理时间 越短 ,食品的营养成分损失就越小 ,食品的感官品质 越好 [ 10 ]。普通大豆由于脂肪氧合酶的活力较高 ,要 经过充分的热烫处理 (95℃, 10m in)可能才能达到灭 酶的目的 [ 11 ]。“中特一号 ”作为脂肪氧合酶全缺失 品种 (Lox1、Lox2、Lox3 - null) ,酶的活力大大降低。 但因大豆中仍存在其他可导致脂肪氧化的脂肪氧合 酶同功酶发生氧化反应 ,还会有不良气味的生成 ,而 且通过前期的研究 ,我们认为热烫处理对于“中特一 号 ”大豆仍然是有必要的。 2. 2. 1　热烫条件对豆奶中蛋白质和可溶性固形物 含量的影响 结合豆奶的工艺以及设备的实际情况 ,热烫温 度选取沸水即 100℃,料水比为 1∶3。热烫时间选定 为 0、1、2、4、6、8m in,测定豆奶中的蛋白质和可溶性 固形物含量 ,结果见图 5。 图 5　热烫时间对蛋白质含量及可溶性 固形物的影响 由图 5可看出随着热烫时间的延长 ,豆奶中蛋 白质和可溶性固形物含量呈现先增加后减少的趋 势 ,即由热烫 0m in的 1. 5g·100mL - 1到热烫 1m in的 4. 8g·100mL - 1再到热烫 8m in 的 3. 5g·100mL - 1 , 以热烫 1m in时豆奶中蛋白质含量及可溶性固形物 含量均达到最大值 ,其中蛋白质含量为 4. 8g· 100mL - 1 ,可溶性固形物含量达到 4. 5B rix,对于豆奶 生产是有利的。 2. 2. 2热烫条件对豆奶中巯基含量的影响 由于脂肪氧合酶氧化大豆中不饱和脂肪酸而产 生的中间过氧化产物可能会对蛋白质中氨基酸侧链 的 - SH产生氧化作用 ,使 - SH变成 - S - S - ,在蛋 白质之间形成二硫交联而使其溶解度下降 [ 12 ] ,因此 通过巯基含量的变化可从侧面反应热烫对豆奶中蛋 白溶解性质的影响。 37 中国粮油学报 2006年第 1期 图 6　热烫时间对豆奶蛋白质巯基含量的影响 由图 6看出 ,豆奶中蛋白质 - SH含量则呈现先 增加后减小的趋势 ,其中热烫 0m in时为 10. 2μmol· g- 1蛋白质变化到热烫 1m in29. 4μmol·g- 1蛋白质再 到热烫 8m in时的 22. 9μmol·g- 1蛋白质。分析其中 原因 :热烫可使得脂肪氧合酶失活 ,减少了可导致 - SH氧化的中间过氧化物的量 ,因而适当的热烫处理 对于蛋白质的溶解性是有利的。但是随着热烫时间 的延长 ,蛋白质本身也会发生热变性 ,蛋白质分子运 动加剧 ,分子链内和链间 - SH接触机会增大 ,容易 生成二硫键 ,因而 - SH含量下降 ,这对于蛋白质的 溶出和豆奶的生产是不利的 ,因而在保证豆奶风味 的前提下热烫时间不宜过长。 2. 2. 3　热烫条件对豆奶感观品质的影响 表 2　热烫时间与豆腥味的关系 热烫时间 (m in) 风味评分 感官描述 0 5. 0 豆腥味显著 1 8. 0 豆腥味清淡 ,风味较好 2 8. 5 豆腥味较淡 , 风味较好 4 7. 5 豆腥味淡 ,但带有明显熟豆味 6 7. 0 熟豆味比较严重 8 7. 0 熟豆味严重 由表 2感官评价结果显示 ,与未经热烫的对照 样品相比 ,热烫可明显降低打浆后豆奶的腥味 ,以热 烫时间 1～2m in的产品感官评价最佳。当热烫时间 超过 4m in时 ,豆奶的清香味减弱 ,产生了同样不易 接受的熟豆味 ,热烫时间越长 ,这种不良风味越为严 重。综合考虑豆奶产品的风味、固形物及蛋白质溶 出率等几方面实验结果 ,本研究中确定了最佳热烫 工艺为 : 100℃沸水条件下处理 1m in (料液比 1∶3)。 3　结论 3. 1 　酸性浸泡大豆时 , 蛋白质含量由 2. 4g · 100mL - 1减小到 0. 4g·100mL - 1 ,说明酸性条件对于 豆奶中蛋白质的溶出显然是不利的。与酸性液浸泡 相比 ,采用碱性液浸泡的大豆蛋白质溶出率更高 ,用 0. 6%浓度的 NaHCO3浸泡大豆 ,蛋白质可获得最大 溶出率为 2. 8g·100mL - 1 ,豆奶得率高 ,同时可溶性 固形物达到最大值为 6. 4B rix,通过感观评定豆腥味 得到有效的抑制。因此确定大豆最佳浸泡条件为 : NaHCO3浓度 0. 6% ,常温下浸泡 8h。 3. 2　适当的热烫处理可有效抑制豆腥味的产生 ,结 合豆奶固形物和蛋白质溶出率、蛋白质巯基含量等 指标 ,热烫 1m in时豆奶中蛋白质含量及可溶性固形 物含量均达到最大值 ,其中蛋白质含量为 4. 8g· 100mL - 1 ,可溶性固形物含量达到 4. 5B rix。因而确 定了大豆最佳热烫处理工艺 : 100℃热水条件下处理 1m in (料液比 1∶3)。 参 　考 　文 　献 [ 1 ]　邵长富 ,赵晋府. 软饮料工艺学 [M ]. 北京 :中国轻工业 出版社 , 1987: 247 - 251 [ 2 ]　程闰达 ,张淑茹. 论大豆腥味与脱腥. 中国酿造 , 1998, 8: 4 - 7 [ 3 ]　钱海峰 ,周惠明. 大豆制品腥味控制研究进展 [ J ]. 粮食 与油脂 , 2003, 8: 18 - 21 [ 4 ]　王璋. 食品酶学 [M ]. 北京轻工业出版社 , 2001: 284 [ 5 ] 　Akio O. , Masaru M. , Keisuke K. . 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Incorporation of the palm itoylated residues leads to increased surface hydrophobicity, re2 sulting in a decreasing solubility with increasing extent of incorporation. V isible imp rovement of emulsifying p roperties was observed at 30. 21% palm itoylated p roteins, and high surface hydrophobicity was measured without obvious loss of solubility. Key words　palm itoylation, soy p roteins, emulsifying p roperties, surface hydrophobicity (上接第 74页 ) [ 12 ]　Shigeru U. , John E. K. . Forces involved in soy p rotein gelation: effect of various reagents on the formation, hardness and solubility of heat - induced gels made from 7S, 11S and soy isolate[ J ]. J. Food Sci. , 1985, 50: 1278 - 1282 Research on Soaking or B lanching Conditions for Producing Non - beany Soym ilk Zhao Yi　Zhou Sumei　W ang Q iang ( Institute of Agro - Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing　100094) Abstract　The lipoxygenase null mutant soybean breed named‘Zhongte No. 1’was used to p repare non - beany soym ilk. The effects of soaking or blanching conditions on the yield of p roduct, amount of solubilized p rotein, and p roduct sensory characters were studied. The obtained op timal soaking or blanching conditions and effects are as follows: soaking soybean in 0. 6% NaHCO3 solution for 8h, the amounts of solubilized p rotein and solids is 2. 8g· 100mL - 1 and 6. 4B rix, respectively; blanching soybean in boiling water for 1 m in, the corresponding data is 4. 8g· 100mL - 1 and 4. 5B rix, respectively. Key words　non - beany soym ilk, soaking, blanching, lipoxygenase 97