大豆復水協同隔氧磨漿對脫除豆腥味及提高豆漿綜合品質的影響

郭曉菲，郭琪琪，何志剛，梁璋成，林曉姿 *

（1. 福建農林大學食品科學學院，福建 福州 350002；2. 福建省農業科學院農業工程技術研究所，福建 福州 350003；3. 福建省農產品（食品）加工重點實驗室，福建 福州 350003）

0 引言

【研究意義】豆漿作為我國的傳統飲品，自古以來備受廣大群眾喜愛，其消化率高達97%以上，營養豐富，具有減少骨質疏松、延緩女性更年期等作用[1]。但豆漿制備過程中易因脂肪氧化酶的酶促反應，不飽和脂肪酸被氧化而產生豆腥味，影響豆漿風味[2]，因此脫除豆腥味是提升豆漿加工品質的關鍵技術難題?！厩叭搜芯窟M展】脂肪氧化酶LOX是一種含非血紅素鐵的蛋白，酶蛋白由單肽鏈組成，是一種單一的多肽鏈蛋白質，其在成熟的大豆種子中含量很高，約占種子蛋白質含量的1%～2%[3]。脂肪氧化酶活力、底物濃度及氧的參與是脂肪酶促氧化決定性條件，其中底物濃度與大豆原料有關，脂肪酶活力主要受到酶的濃度、復水浸泡介質溫度、pH值的影響，控制氧的參與可采用隔氧磨漿工藝。因此豆漿生產過程中，大豆浸泡介質pH值、溫度、磨漿溫度等是目前用于鈍化大豆脂肪氧化酶的主要工序[4]。高溫浸泡及高溫磨漿是鈍化脂肪氧化酶的主要因子，但過高的溫度會致使大豆蛋白變性，而影響大豆蛋白的提取得率[5?6]。本課題組前期研究明確了影響脂肪氧化酶活性的主要因素為浸泡溫度、浸泡液pH以及浸泡時間，蛋白質提取得率達90.76%，脂肪氧化酶活力被極顯著抑制[7]?！颈狙芯壳腥朦c】目前國內關于豆漿脫腥的研究主要集中在控制浸泡液的工藝參數以及磨漿溫度等方面，國外研究表明，隔氧能抑制脂肪氧化酶的脂質氧化反應[8]。在磨漿過程將大豆與氧氣隔絕的隔氧磨漿技術能否顯著抑制脂肪氧化酶活性，從而減少豆腥味的產生？需要進一步探明，國內外鮮見豆漿隔氧磨漿的相關研究，該技術領域具有較大的發展空間?！緮M解決的關鍵問題】本研究以豆漿隔氧磨漿為切入點，輔以本課題組前期所做研究獲得的優化工藝參數，研究確定協同控制浸泡磨漿水的溫度、pH值及隔氧磨漿工藝參數，以顯著抑制脂肪氧化酶活性，保持豆漿的風味等品質，為高品質大豆飲品的研究和利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

東北大豆，由三明市揚晨食品有限公司提供。其他試劑為：亞油酸、吐溫20、高效凱氏定氮催化劑片、碳酸氫鈉、硫酸銅、濃硫酸、硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍指示劑、氫氧化鈉、95%乙醇，國產分析純。

1.2 儀器與設備

Himac CR22N高速冷凍離心機（日本日立有限公司），PHS-3C數字式酸度計（上海埃依琪實業有限公司），K9840海能自動凱氏定氮儀（山東海能科學儀器有限公司），K9840石墨消解儀（山東海能科學儀器有限公司），UV1750分光光度計（日本島津公司），磨漿儀（改裝的PY-7910-01漢佳歐斯），NS810色度儀（深圳三恩馳有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同浸泡復水結合隔氧磨漿工藝對脂肪氧化酶活力的影響 大豆原料經熱風干燥、機磨脫皮后備用[9]。設置3種浸泡復水結合隔氧磨漿工藝：處理1：清水（pH值6.7）、溫度80 ℃；處理2：清水（pH值6.7）、室溫（25 ℃）；處理3：碳酸氫鈉溶液（pH值9.0）、溫度80 ℃。各處理浸泡60 min后，把大豆濾出，另加與浸泡水重量相同且pH值9.0的室溫水隔氧磨漿。以室溫（25 ℃）、清水（pH值6.7）浸泡的非隔氧磨漿為對照（CK），測定各處理的脂肪氧化酶活力，重復3次，取平均值分析。

隔氧磨漿采用改裝后的磨漿儀進行充二氧化碳隔氧磨漿。用 m（料）∶ m（液）=1∶10浸泡復水后的脫皮大豆，置于隔氧磨漿儀中，先加50%的凈水，并在浸泡液中通入二氧化碳，在隔氧狀態下打漿90 s，絹布過濾；濾渣與剩余50%凈水混合，再次隔氧磨漿90 s，絹布過濾，合并前后兩次濾液待用。

1.3.2 隔氧磨漿不同溫度處理對脂肪氧化酶活力的影響 取一定質量的脫皮大豆，按上述選優浸泡參數處理后，分別在料液溫度為40、50、60、70、80 ℃條件下隔氧磨漿，測定漿液脂肪氧化酶活力，重復3次，取平均值分析。

1.3.3 優選浸泡參數協同隔氧磨漿與非隔氧磨漿對豆漿品質的影響 取一定質量的脫皮大豆，按選優浸泡參數進行處理后，按上述優選磨漿溫度分別進行非隔氧磨漿（處理A）和隔氧磨漿處理（處理B），以室溫清水浸泡且非隔氧磨漿為對照（CK），比較分析漿液脂肪氧化酶活力、蛋白質提取得率、LAB色度及總黃酮含量的差異，并進行感觀評價。

1.4 測定方法

1.4.1 脂肪氧化酶活力測定 根據石勝堯[10]等的方法稍加修改。將豆漿濾液于?4 ℃、9 000 r·min?1離心20 min，重復兩次取中間層濾液，稀釋適當倍數測定。各取250 μL亞油酸和吐溫20混合均勻，用pH 9的 0.2 mol·L?1硼酸鹽緩沖液將其定容至200 mL作為反應底物，于?18 oC保藏。取2.0 mL底物和0.9 mL上述硼酸緩沖液，加入0.1 mL的稀釋適當倍數的豆漿上清液混勻，在234 nm處測定吸光度隨時間變化的曲線。將每分鐘增加0.01個吸光值定義為一個酶活單位。

脂肪氧化酶酶活性（U·mL?1）=A×60×k×3 /（0.01×0.1）

式中：60為反應時間為60 s；0.01為一個常數，即每分鐘增加0.01吸光度所需的活性作為大豆脂肪氧化酶的一個活性單位；0.1為3 mL反應體系中粗酶液的添加量；k為OD值隨時間變化的直線斜率；A為粗酶液稀釋倍數；3為反應體系的體積。

1.4.2 蛋白質提取得率測定 大豆及豆漿中的蛋白質含量按GB 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》[11]中規定的凱氏定氮法進行測定，蛋白質的換算系數為6.25。

蛋白質提取得率（%）=豆漿蛋白質含量×豆漿體積/（大豆蛋白質含量×浸泡大豆質量）[12]

1.4.3 Lab色度測定 Lab色度儀（NS810）參數：光源設置：65D；觀察者角度：10°；顏色空間：CIE LAB；其中采用CIE L*a*b*時，L* 表示明度值；a*表示紅/綠及b*表示黃/藍值；以水為空白對照，△L、△a、△b分別為各處理組測得的L*、a*、b*色度值與對照組之差；利用Lab色度儀測定樣液。

1.4.4 總黃酮含量測定 根據李有寶[13]等的方法稍加修改。制備蘆丁標準溶液的標準曲線，于510 nm處比色測定，以60%乙醇為試劑空白。

樣品脫脂處理：取離心后豆漿15 mL于離心管中，分別向離心管中添加預先配制好的15 mL 酸性丙酮溶液（v丙酮∶v蒸餾水∶v乙酸= 70∶29.5∶0.5）。常溫300 r·min?1的條件下恒溫振蕩培養3 h，在黑暗條件下靜置12 h，10 000 r·min?1離心10 min，按照標曲制備方法在510 nm處測定溶液吸光度A。

式中：ρ為樣品中總黃酮（以蘆丁計）含量（mg·L?1）；ρi為測定樣品中總黃酮（以蘆丁計）含量（mg·mL?1）；4.6為樣品稀釋倍數。

1.4.5 感觀評價方法 請10位經培訓、具有一定專業知識的品鑒者進行品嘗，分別對豆漿的豆腥味、色澤、滋味（入口愉悅感及回甘感）及綜合評價按上（非常喜歡和喜歡）、中（較喜歡）、下（一般）進行單因子評價。以豆腥味、色澤、滋味、綜合評價的權重為0.30、0.10、0.20、0.40進行模糊綜合評判和歸一化分析。

1.5 數據處理

試驗數據分析采用DPS6.01軟件，每個指標測定3次平行數據進行相應的顯著性分析。

表 1 大豆復水工藝和隔氧磨漿對脂肪氧化酶活力的影響Table 1 Effect of soybean rehydration conditions on lipoxygenase activity in soymilk prepared by optimized process

2 結果與分析

2.1 大豆不同復水條件結合隔氧磨漿對脂肪氧化酶活力的影響

表1顯示，處理3的脂肪氧化酶活力僅為100 U·mL?1，僅為CK組的0.33%。浸泡復水溫度為80 ℃時，脂肪氧化酶受到抑制效果極顯著高于室溫浸泡隔氧磨漿，同時提高浸泡液的pH（處理3），對脂肪氧化酶的抑制效果更好，脂肪氧化酶活力僅為100 U·mL?1，與各處理間差異均達極顯著水平。試驗結果還表明，大豆的復水條件對大豆磨漿脂肪氧化酶活力的影響差異顯著，溫度為其影響最為關鍵因子，提高pH值對抑制脂肪氧化酶活力有增效作用。因此，熱堿浸泡復水協同隔氧磨漿對抑制脂肪氧化酶活力效果最佳。

2.2 隔氧磨漿溫度對脂肪氧化酶活力抑制效果

在成熟大豆種子中，含有脂肪氧化酶同工酶LOX1、LOX2和LOX3。其中，LOX1的含量最高、熱穩定性較好；LOX3含量僅次于LOX1，加熱最易鈍化；LOX2加熱易鈍化，含量最少，但酶活性最高，在豆漿揮發性風味物質的形成中起主要作用[14?17]，故在本試驗的大豆豆漿熱處理條件下，可能含有少量耐受80 ℃高溫的脂肪氧化酶同工酶，其在熱浸泡復水處理過程未能被鈍化，再采用低于80 ℃溫度磨漿仍能保持活力。因此根據2.1試驗結果取最優參數，在pH值9.0、浸泡時間60 min條件下，不同料液溫度隔氧磨漿對豆漿脂肪氧化酶活力的影響不顯著（表2）。結果表明，大豆在經熱堿浸泡后進行隔氧磨漿，磨漿工序的溫度并非抑制脂肪氧化酶活力的關鍵因子，對其參數無需控制。

表 2 隔氧磨漿溫度對脂肪氧化酶活力的影響Table 2 Effect of grinding temperature on lipoxygenase activity in soymilk

2.3 堿液熱浸泡協同隔氧磨漿對豆漿脫腥效果及綜合品質的影響

脂肪氧化酶對豆漿的品質具有很大的影響，能催化不飽和脂肪酸氧化產生過氧化氫產物被分解為醛類、酮類、醇類等芳香類物質，如n-己醛和n-戊醛，為豆腥味的主要成分，但其催化過程需要在有氧條件下進行，隔氧磨漿在磨漿前通入二氧化碳使大豆與氧氣隔絕，阻止其氧化反應的進行，從而有效降低豆漿的氧化程度，減少其不良風味的產生[18?20]。表3表明，經水溫80 ℃、pH值9.0、隔氧時間60 min、料液比m∶m=1∶10浸泡后，進行隔氧磨漿（處理B）制得的豆漿，與非隔氧磨漿（處理A）比較，脂肪氧化酶活力極顯著降低，為100 U·mL?1，僅為CK組的0.33%。豆漿的總抗氧化能力與其總黃酮含量呈顯著正相關[21]，總黃酮類化合物作為活性物質，高溫易導致其失活，但在一定溫度內總黃酮提取率隨溫度的上升而升高[22]，因此經兩個處理組的總黃酮含量均極顯著高于對照組，其中處理B所得的豆漿總黃酮含量提升了24.77%，達584.8 mg·kg?1；各處理的蛋白質提取得率無顯著差異。

表 3 隔氧與非隔氧磨漿對脂肪氧化酶活力與品質的影響Table 3 Effects of vacuum-grinding on lipoxygenase activity and quality of soymilk

在與表3相同浸泡條件下的Lab色度測定中，經隔氧磨漿制得的豆漿，比照非隔氧磨漿，漿液的亮度即L*值顯著提高，紅綠色調即a*值顯著降低，而黃藍色調b*差異不顯著，且△L值較大表明漿液偏白，見表4。

對豆漿感官評價結果進行綜合評判（表5、6），熱堿浸泡協同隔氧磨漿及非隔氧磨漿（處理A、B）制得的豆漿脫除豆腥味效果好，品質均為上等，而經室溫復水非隔氧磨漿（CK）處理所得的豆漿品質處于下等。再進行歸一化后綜合排序，根據豆漿品質對3個處理進行排序，其優劣順序為處理B＞處理A＞CK，故經浸泡液pH 9、水浴溫度80 ℃、時間60 min的熱浸泡復水處理協同隔氧磨漿制得的豆漿去除豆腥味效果最好，綜合品質最佳。

表 4 隔氧磨漿對豆漿Lab色度指標的測定Table 4 Determination of Lab Color Index of Soy Milk with Oxygen-isolated Refining

表 5 豆漿隔氧與非隔氧磨漿感官評價結果Table 5 Sensory evaluation on soymilk

表 6 豆漿隔氧與非隔氧磨漿感官評價模糊變換結果Table 6 Fuzzy transformation on sensory evaluation of soymilk

3 討論與結論

由于大豆可能含有少量耐高溫的脂肪氧化酶同工酶，其在熱浸泡復水處理過程未被鈍化，再采用低于80 ℃的凈水進行磨漿仍能保持活力，故不同磨漿溫度對脂肪氧化酶活力的影響差異不顯著，而采用隔氧磨漿不僅能顯著抑制其酶活，阻止不飽和脂肪酸氧化產生的過氧化氫產物被分解為n-己醛和n-戊醛等芳香物質，減少腥味物質的產生，降低豆腥味，而且還能有效減緩其美拉德反應速率，對比非隔氧磨漿，豆漿的風味、色澤更佳，因此隔氧磨漿能夠有效提高豆漿的綜合品質。試驗結果表明，大豆采用熱堿復水協同隔氧磨漿工藝，大豆的復水浸泡溫度為影響脂肪氧化酶活力的主要因子，堿性浸泡液對抑制脂肪氧化酶活性有增效作用，浸泡液溫度80 ℃、pH值9、浸泡時間60 min為最佳處理參數，能顯著抑制大部分脂肪氧化酶的活力，協同隔氧磨漿能使脂肪氧化酶活力降低至CK組的0.33%（100 U·mL?1），去腥效果更佳。與非隔氧磨漿工藝比，豆漿的總黃酮含量顯著提升了24.77%，蛋白質提取得率差異不顯著，漿液亮度顯著提高，綜合評判以隔氧磨漿制備的豆漿去腥效果更好，綜合品質更優。