范志軍，江連洲

（東北農業(yè)大學食品學院，哈爾濱 150030）

豆乳制品是近年來世界食品工業(yè)中迅速發(fā)展起來的一類蛋白飲料。主要包括豆腐、豆粉、豆?jié){晶、發(fā)酵豆乳等。豆乳制品是采用現(xiàn)代的科學技術和設備，產品具有特殊的色、香、味，有“人造乳”之稱，可與牛乳相媲美，營養(yǎng)素組成科學合理，工業(yè)化生產具有通用的標準[1]。豆乳類制品都需要從原料大豆中將有效成分蛋白質和脂肪等抽提出來，也就是說原料大豆蛋白質抽出率的高低直接影響生產成本，如何提高原料大豆的利用率是現(xiàn)代豆乳制品加工企業(yè)所面臨的一大難題。從目前一些豆乳企業(yè)的調查，發(fā)現(xiàn)各個企業(yè)原料大豆蛋白質抽出率差距較大。生產技術較高的企業(yè)大豆蛋白質抽出率可達到80%～85%，較差的企業(yè)大豆蛋白質抽出率低于60%，多數(shù)企業(yè)大豆蛋白質抽出率在70%左右。我們研究豆?jié){在加工中的可變因素，從而了解影響大豆蛋白質抽出率的可變因素是如何變化的。熱是豆?jié){加工過程中最主要的變化因素之一，它會影響大豆蛋白質回收和消除由于脂肪氧化酶而引起的不愉快風味[2]。Nelson等氏（1976）已經(jīng)應用浸泡大豆在磨碎前加熱的加工方法，Bourne氏（1970）曾提出一個疑問，當大豆在磨碎前加熱，蛋白質和固形物收率會低很多，但Nelson（1976）認為在磨碎后進行均質即可保證蛋白質和固形物有好的收率。研究是在大豆破碎條件和處理方法不同的情況下，大豆蛋白質的抽出率的變化研究。提高大豆蛋白質抽出率，降低生產成本，可大大提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1 試驗條件與方法

試驗在大豆破碎條件和處理方法不同的情況下，對大豆蛋白質的抽出率的變化研究。

1.1 試驗原料

大豆：北大荒股份有限公司（含蛋白質34.0%蛋白質系數(shù)5.71，脂肪19.95%，水分12.54%）。

1.2 試驗方法

大豆中蛋白質的測定：GB/T 14489.2－1993

大豆中脂肪含量的測定：GB/T 14772－1993

大豆水份含量的測定：GB/T 14769－1993

豆?jié){（乳）粘度測定：GB/T 14490－1993

豆?jié){（乳）固形物測定：GB/T 12143.1－1989

1.3 豆?jié){（乳）生產流程

大豆預處理→去豆皮→浸豆→磨漿（牙板磨漿機→均質機）→漿渣分離（離心機采用3000轉·min-1，分離3 min）→豆?jié){→煮漿調劑→均質→預熱裝瓶→封蓋→高壓殺菌→冷卻→豆乳

大豆蛋白質抽出率計算公式如下：單位重量大豆所制豆?jié){的蛋白質含量與該大豆蛋白含量的百分比。

公式中：a——大豆蛋白質抽出率，%

P——大豆蛋白質含量，g

R——大豆豆?jié){蛋白質含量，g

2 試驗結果及分析

2.1 浸泡大豆的條件對大豆蛋白質抽出率的影響

2.1.1 浸泡大豆的水溫、浸泡大豆的時間與大豆蛋白質抽出率的關系

浸豆的目的是使大豆子葉充分吸水軟化。便于在磨碎時將大豆蛋白質等抽提出來，浸豆還可去除色素和降低腸內脹氣因子的含量，大豆經(jīng)浸泡后右大大降低研磨時動力消耗，也可提高固形物分散度，尤其在浸泡時加入碳酸氫鈉可減少豆腥味，軟化大豆增進均勻效果，并有助于除去低聚糖和加速胰蛋白酶抑制物鈍化[3]。當然，浸豆會帶來可溶性成分的損失，浸豆終點，以用手指輕壓，可將豆瓣扭開，豆瓣內面已漲平為準。取6組數(shù)據(jù)，取等重量的大豆加入10倍的水量，水溫分別為15、25、32、40、55、60 ℃，泡豆時間分別為 16、12、6、4、3、2.5 h，采用60℃的水進行磨漿，之后測定。浸泡大豆水溫與浸泡大豆時間成負相關關系，即浸泡大豆水溫高，時間短；（浸泡大豆水溫/時間）與大豆蛋白質抽出率關系見表1。

表1 浸泡大豆條件與大豆蛋白質抽出率關系Table 1 The relations between the soaking soybean conditions and the soybean protein extraction rate

從表1可以看出，浸豆水溫控制在32～40℃左右，可獲得最高蛋白質抽出率，高于或低于此溫度，蛋白質抽出率都趨于下降。溫度升高，浸泡時間雖可縮短，但易引起蛋白質熱變性而造成抽出率下降；反之，浸豆溫度較低，浸泡時間相對延長，易引微生物發(fā)酵。從表1可以看出，抽出液中大豆蛋白質含量與可溶性固形物濃度（或豆?jié){干物質含量。以標準烘干稱重法測定結果）有正相關關系，即大豆蛋白質抽出率高，相應大豆可溶性固形物抽出率也高。

2.1.2 浸泡大豆用水酸堿度與蛋白質抽出率的關系采用一般方法提取的大豆蛋白質中常常含有

1%～2%的植酸鹽，由于植酸鹽能與微量元素發(fā)生作用，影響了人體對這些元素的吸收，特別對鋅的影響較大。豆乳溶液中pH對蛋白質和植酸鹽的溶解度的影響非常大，當pH值達到10時豆乳中蛋白質溶解度迅速增加，而植酸鹽明顯降低。試驗控制不同浸豆水pH，抽出液蛋白質含量與固形物濃度，粘度等關系見表2。

表2 浸泡大豆用水pH值與蛋白質抽出率、粘度關系Table 2 The relations between pH of water soaking soybean and the soybean protein extraction rate and viscosity

從上表可看出，在pH=2時有一高峰；在pH 4～5之間，蛋白質抽出率有一低峰；隨pH高于5，抽出率逐步上升。這是因為大豆中主要蛋白質是鹽溶性球蛋白，其等電點的pH在4～5（約4.3）。故此時溶解度最低，抽出率也低，隨著pH偏離等電點，蛋白質分子所帶電荷不同與水形成的水合層也不同。當pH大于等電點，蛋白質分子帶負電荷越顯著，故與水結合力愈大，使蛋白質分子（或膠粒）之間互為隔開，避免分子之間的結合，蛋白質抽出率增加。

2.1.3 浸泡大豆用水水質與豆?jié){固形物收率、粘度的關系

豆乳生產水質的好壞直接影響豆乳蛋白質的抽出率和產品的質量[4]，水在豆乳制品中主要起兩個作用：（1）作為大分子物質的浸脹劑，它使蛋白質分子在水中發(fā)生浸脹，因浸脹吸水而引起體積增大，便于加工；（2）作為溶劑，將蛋白質提取出來加工成豆乳，我們分別采用蒸餾水、自來水、自來水中加入0.5%硫酸鎂（增加硬度）浸豆，制取豆?jié){（乳），比較其結果。

表3 浸豆條件與豆?jié){（乳）固形物抽出率、粘度關系Table 3 The relations between dip beans conditions and the soya-bean milk（milk）extraction rate and viscosity

由表3可見，用蒸餾水浸泡大豆（水的硬度較低），有利于提高大豆可溶性固形物抽出率，實驗中還發(fā)現(xiàn)大豆顆粒吸水膨脹速度較快，雖然三組數(shù)據(jù)相差不顯著，其抽出液粘度差異也不大，但經(jīng)高溫殺菌（121℃·20 min-1）處理后，水質對豆乳粘度的影響較明顯。水的硬度大，制得的豆乳粘度較大，蛋白質膠粒之間容易互相凝聚，造成蛋白質熱穩(wěn)定性下降，容易發(fā)生沉淀，影響感官質量，這是豆乳生產中需引起重視的問題。

2.2 滅酶條件對蛋白質抽出率及豆乳風味的影響

豆奶的營養(yǎng)價值很高，但有特殊的豆腥味。豆腥味的去除方法有多種，但因為大豆中的豆腥物質很復雜，它們與大豆中蛋白質或脂肪結合著，因此要做到完全徹底脫臭的比較困難的。另外，大豆中還含有一些對人體生理有害物質，例如胰蛋白酶抑制素、皂苷、血球凝集素等，若加工時不把這些物質破壞掉，對人體也不利。豆乳生產中的豆腥味主要來自大豆皮層下的脂肪氧化酶的活性。該酶作用豆中油脂（主要是不飽和脂肪酸），生成氫過氧化物，再進一步分解，復合反應生成各種異味物質（主要是醛、酮、醇及期氧化產物）。大豆磨漿前的熱處理是抑制脂肪氧化酶活性的有效方法，但最佳的條件應該是既抑制該酶的活性，降低各種異味，又不能降低豆蛋白質的抽出率。表4列出幾種預處理方法對豆?jié){蛋白質抽出率及粘率等的影響。

表4 不同預處理條件對豆蛋白質抽出率、粘度等的影響Table 4 The influence of different pretreatment conditions on beans protein extraction rate and viscosity etc.

從試驗結果可見。40℃水浸泡大豆有一定的有豆腥味，其它預處理方法，成品均無豆腥味，說明僅用75℃水和0.2%的碳酸氫鈉水磨漿，不足以使脂肪氧化酶完全失活，磨漿前需一定的熱燙處理。1%碳酸氫鈉溶液煮豆沸騰6 min、75℃0.1%碳酸氫鈉溶液磨漿與5%碳酸氫鈉溶液燙漂豆10 min、4%碳酸氫鈉溶液燙漂豆5 min、豆與此液一起磨豆?jié){，均使豆腥味消失，但堿味較濃，口感不好。蒸汽滅酶，119～120℃，7 min與75℃ 0.2%碳酸氫鈉溶液磨漿蒸汽滅酶，118℃，1 min、75℃ 0.2%碳酸氫鈉溶液磨漿，產品無豆腥味，澀味，有輕微堿味但不顯著，蛋白質抽出率降低，豆乳固形物低且粘度大，成品口味不清香，有熟豆味。這是由于高溫引起了大豆蛋白質的熱變性，降低了蛋白質的抽出率，增加了豆乳的粘度，從而影響成品的得率和口味。同一浸泡溫度，不同熱處理大豆的情況下，浸泡前160℃處理大豆30 s，冷卻至室溫進行粗碎，再用40℃、pH10稀堿液浸豆，用75℃，0.2%碳酸氫鈉溶液磨液磨漿，經(jīng)以上干熱處理的大豆若直接磨碎、乳化制作豆奶時，乳化非常困難。而這種經(jīng)干熱處理后的大豆若通過用上述堿溶液一定溫度下浸泡處理后，乳化則很容易，可制得組織穩(wěn)定性好、耐熱性佳的優(yōu)質豆乳。而且用堿性鈉鹽溶液處理有下列優(yōu)點：（1）有利于提高大豆的膨脹性和乳化性，成品豆乳中看不到有沉淀分離。（2）改善了豆乳的風味。另外，用堿性鈉鹽溶液與直接用水溶液浸泡相比較，對豆中單糖的去除效果好，幾乎可全部除去對人體不利的水蘇糖、棉子糖等。得的豆乳風味及色澤較好，蛋白質抽出率較高。且經(jīng)干熱處理可將豆乳中的產品豆腥味的脂氧合酶失活，同時又使胰蛋白酶抑制素、皂苷、血細胞凝集素等有害物質分解，干熱處理對豆腥味消除的效果比濕熱處理好。說明大豆蛋白質熱變性與大豆中水分含量相關，當大豆含水量低時，高溫處理，蛋白質變性不明顯；大豆浸泡后，含有較高的水分，此時高溫處理，易引起蛋白質變性。

2.3 磨豆加水量對蛋白質抽出率的影響

從表5中可見，豆?jié){蛋白質抽出率隨加水比增加而增加，由于豆蛋白在水中的溶解度較低，加水比大有利于磨碎時豆蛋白粒子從蛋白質體中溶出，其制得的豆?jié){顆粒較細小，過濾豆渣量較少。

表5 磨漿加水比例與豆蛋白質抽出率等關系Table 5 The relations between the ratio of beans add water and the beans protein extraction rate

2.4 均質壓力對豆乳蛋白質抽出率的影響

不同的均質壓力對豆乳蛋白質抽出率的影響見表6。豆?jié){均質壓力低時豆?jié){濃度低，豆?jié){中懸浮顆粒較大，豆?jié){粘度小，豆渣量大較粗糙，豆渣中含漿量少；均質壓力高時，豆?jié){濃度變高，豆?jié){中懸浮顆粒變細小，豆?jié){粘度大，豆渣量大，豆渣較細膩，但豆渣中含漿量增加，當均質壓力在16～18 MPa時豆?jié){中蛋白質的抽出率達到最高，豆?jié){粘度適中，豆渣中豆?jié){含量少。

表6 不同均質壓力對豆?jié){蛋白質抽出率的影響Table 6 The influence of different homogene pressure on the soya-bean milk protein extraction rate

2.5 豆?jié){過濾溫度對蛋白質抽出率的影響

不同過濾溫度對豆?jié){中蛋白質抽出率的影響見表7。豆?jié){過濾溫度較高，粘度降低，有利于過濾，減少豆渣中阻留的蛋白質及液量，使蛋白質抽出率得以提高，這種情況在加水比少時，更為顯著。但過高的溫度過濾會給操作及豆蛋白質的熱變性帶來不利的影響，所以常采用80℃過濾。

表7 不同過濾溫度對蛋白質提取率等的關系Table 7 The raltions between different filter temperature on the proteins extraction rate etc.

3 結論

從研究的結果看出影響大豆蛋白質抽出率的因素較多，主要有以下幾方面：

3.1 大豆磨碎前的預處理，滅酶與豆的軟化工藝是一關鍵條件，浸泡軟化工藝是多數(shù)工廠采用的工藝，具有磨碎功率消耗低，蛋白質抽出率高，操作簡便，豆乳色澤較白，容易改善豆乳風味，其最佳工藝是干法滅酶（160℃ 30 s），脫皮后浸泡，控制浸泡溫度40℃。

3.2 磨漿水溫75～80℃，加水比允許條件下（決定于工藝條件及豆乳質量）愈大愈好，磨漿水含碳酸氫鈉0.1%～0.2%可獲得較高的蛋白質抽出率及風味較好的豆乳。

3.3 試驗采用二級磨漿工藝（粗磨與均勻粉碎），保證大豆組織的破碎，這是提高蛋白質抽出率的根本保證，若豆粒的破碎度不高（即豆乳中的懸浮顆粒較大），不僅帶來豆乳中蛋白質膠粒穩(wěn)定性下降，容易沉積罐底，而且難以提高蛋白質抽出率。磨漿后進行均質，采用16～18 MPa壓力，不僅大豆蛋白質抽出率高，而且豆乳經(jīng)過均質后，使脂肪微細化和豆?jié){沖分混合，使豆乳脂肪不分層，保證豆乳的質量和穩(wěn)定性。

3.4 磨漿后趁熱過濾，因此時豆乳粘度低，過濾的速度快，且有利于蛋白質抽出率的提高。

［1］石彥國，任莉.大豆制品工藝學［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1993.

［2］駱承庠，韓光烈.大豆與大豆食品［M］.北京：輕工業(yè)出版社，1983.

［3］曾慶孝.豆制品生產工藝［M］.廣州：華南理工大學，1990.

［4］鮑魯生，劉蘭芝，倪國娟.豆?jié){粘度的研究［J］.食品科學，1982（8）：14-17.