热风干燥温度对大豆植物蛋白提取得率及加工品质影响

梁璋成 王红丽 何志刚 窦芳娇 林晓姿

摘要：[目的]探讨大豆热风干燥温度对大豆加工品质的影响，为高品质大豆加工产品的研制提供理论基础。[方法]以东北大豆为原料，经50、60、70、80、90、100℃干燥10min后机磨脱皮，以未热风干燥大豆为对照，检测大豆水分含量和脱皮率、蛋白提取率、脂肪氧化酶活力（LOX）及感官评价等指标，分析热风干燥温度对大豆加工品质的影响。[结果]随着热风干燥温度的提高，大豆含水量、蛋白提取率呈下降趋势，脱皮率呈先快速上升后趋于平缓的趋势，LOX酶活逐渐降低，豆腥味逐渐减弱而炒豆香气逐渐增加。[结论]研究认为适宜热风干燥温度为80℃。此条件下干燥10min，大豆脱皮率达99.61%，植物蛋白提取得率为90.64%，豆腥味减弱并出现淡淡的炒豆香。LOX酶活虽受部分抑制，但仍保持较高的水平，在热风干燥工序未能达到完全饨化酶的效果。

关键词：热风干燥;温度;大豆;脱皮;蛋白提取得率;风味

中图分类号：TS205.1文献标志码：A 文章编号：1008-0384（2019）09-1087-06

0引言

（研究意义）大豆及其加工制品含有丰富的植物蛋白质、脂肪、碳水化合物以及矿物质和维生素等营养物质，以及酚酸、大豆异黄酮、大豆皂苷、大豆低聚糖等多种功能因子，具有抗氧化、抗肿瘤、降低胆固醇、预防高血压、高血脂等良好功效，深受消费者喜爱。大豆豆皮含有较多的纤维、胶质等杂质，若带皮加工会影响大豆加工产品的口感和风味。脂肪氧化酶（L1poxygenase，LOX）是一种具有较高催化活性的酶，是产生豆腥味的主要因素之一。在豆制品生产加工的开始阶段，大豆和水接触时，LOX可通过催化氧化反应生成醛、酮类产物，进而产生豆腥味。在大豆加工前，若进行干燥脱皮处理及LOX饨化处理，将可避免大豆种皮及豆腥味影响产品的风味、口感与稳定性。（前人研究进展）大豆常见的干燥方法有热风干燥、微波干燥及冷冻干燥等，不同干燥处理对加工产品的品质影响存在差异。微波加热具有干燥速度快、节能环保、避免环境温度过高等特点，但尚难以产业化应用。冷冻干燥能最大限度地保留大豆的原有风味和营养物质，但存在成本高、生产周期较长等缺陷。生产上常用热风干燥进行脱皮，在达到脱皮效果的同时还可降低产品豆腥味并赋予产品炒豆香味，从而提高产品品质。温度是影响大豆热风干燥品质的重要因素。（本研究切入点）目前鲜有针对不同干燥温度对大豆加工品质影响的研究报道。（拟解决的关键问题）本文以东北大豆为原材料，探讨不同热风干燥温度对大豆水分、脱皮率、植物蛋白提取得率、香味和LOX酶活力等风味指标的影响，以确定大豆脱皮工艺的最佳热风干燥温度，为高品质大豆加工产品的研制提供参考依据。

1材料与方法

1.1材料与试剂

东北大豆：由福建省三明市扬晨食品有限公司提供。

脂肪氧化酶酶联免疫分析试剂盒：上海酶联生物科技有限公司产品;本试验所用其他试剂均为国产AR级。

1.2仪器与设备

谷物烘干机（郑州市理鑫机械科技有限公司），豆类脱皮机（浙江黄岩华兴塑料制品有限公司），高速冷冻离心机（GL-20G-Ⅱ）（上海安亭科学仪器厂），数字式酸度计（PHS-3C）（上海埃依琪实业有限公司），海能K9840自动凯氏定氮仪（山东海能科学仪器有限公司），SH420石墨消解仪（山东海能科學仪器有限公司），UV1750风光光度计（惠日本岛津公司）。

1.3方法

1.3.1大豆热风干燥脱皮工艺 选择未破碎、无裂缝的大豆10kg，分别设定50、60、70、80、90、100℃热风干燥处理10min，冷却后在压力-0.1MPa、转速2900r·min条件下机磨脱皮，检测大豆水分及脱皮率。准确称取经热风干燥脱皮后的大豆100g，按料液比（m/m）1：10的比例加入净水，25±1℃浸泡30min，磨浆后经200目纱布过滤，取上清液分别检测植物蛋白质提取得率、感官评价和LOX酶活力等指标。

1.3.2测定方法

1）大豆水分含量和脱皮率的测定

大豆水分及脱皮率测定参照田瑜的方法进行。

2）蛋白提取率的测定 大豆及磨浆上清液中的蛋白质含量按GB 5009.5-2010《食品中蛋白质的测定》中规定的凯氏定氮法进行测定，蛋白质的换算系数为6.25。

蛋白提取率：Y（%）=C×V×100/C×M

式中，C为大豆磨浆上清液蛋白质含量;V为大豆磨浆上清液体积;C为大豆蛋白含量;M为大豆质量。

3）脂肪氧化酶的测定

根据石胜尧方法稍作修改。将1.3.1制备的上清液稀释适当倍数测定。取250uL亚油酸和250uL吐温-20混合于烧杯中，再加入pH 9.0的硼酸盐缓冲液0.2mol·L，于涡旋混合器上均匀混合。将混合液用上述磷酸盐缓冲液定容至200mL，并于-18℃条件保藏。取2.0mL亚油酸底物和0.2mol·L硼酸缓冲液0.9mL于光程1cm的石英比色皿中，加入0.1mL的粗酶液后盖上盖子，上下翻转几次，迅速放入比色槽，在234nm处测定吸光度随时间的变化曲线，测定时间为5min，扫描时间间隔为10s，取曲线直线部分的斜率。并将每min增加0.01个吸光值定义为一个酶活单位。

大豆脂肪氧化酶酶活（U·g）=A×60×k×3/（0.01×m×0.1）

式中：60为反应时间为60s;0.01为常数，即每分钟增加0.01吸光度所需的活性作为大豆脂肪氧化酶的一个活性单位;3为反应体系体积，单位mL;0.1为3mL反应体系中粗酶液的添加量，单位为mL;m为1mL豆浆中含大豆的质量，单位为g·m;众为OD值随时间变化的直线斜率;A为豆浆上清液稀释倍数。

4）感官评价 挑选12名具有感官评定经验的食品专业人员，采用评分法对烘干后的大豆风味进行综合评定。结果取平均值。分值越大，说明大豆的风味越好。具体评分标准见表1。

1.4数据处理与分析

采用DPS6.01软件进行数据分析.

2结果与分析

2.1热风干燥温度对大豆水分及脱皮率的影响

由图1可见，随着热风干燥温度的提高，大豆含水量呈下降趋势，处理间差异达显著水平（P<0.05）;脱皮率呈先快速上升后趋于平缓的趋势，当热风干燥温度为80℃时，大豆的脱皮率与70℃的处理差异达显著水平（P<0.05），与90、100℃的处理差异不显著（P>0.05）。结果表明，热风干燥的适宜温度为80℃，此时大豆水分含量仅为9.04%，有利于进行机磨脱皮，脱皮率可达99.61%。

2.2热风干燥溫度对大豆加工品质的影响

由图2、图3、表2可知，随着热风干燥温度的提高，LOX酶活逐渐降低，豆腥味逐渐减弱，炒豆香味逐渐显现，大豆风味逐渐增加。当热风温度小于90℃时，LOX酶活下降缓慢，差异未达显著水平（P>0.05）;当热风温度大于90℃时，LOX酶活迅速下降，100℃处理与CK相比降低了93.41%，风味评分达到最高。随着热风干燥温度的提高，大豆植物蛋白提取得率逐渐下降，与CK相比，经50、60、70、80、90、100℃热风干燥处理后的大豆植物蛋白提取得率分别下降了0.33%、1.21%、1.94%、2.81%、6.56%、10.22%，差异均达显著水平（P<0.05）。结果表明，钝化LOX酶活的适宜温度为100℃，此时LOX酶活仅为49500U·g，大豆几乎无豆腥味且出现了明显的炒豆香味，但蛋白质变性严重，其利用率仅为83.73%，与CK相比下降了10.22%。

综合考虑脱皮率、蛋白利用得率及酶活饨化情况，大豆热风干燥的适宜温度应是80℃。此条件下干燥10min可获得较高的脱皮率和植物蛋白提取得率，使脱皮率可达99.61%，植物蛋白提取得率为90.64%，豆腥味减弱并出现淡淡的炒豆香。但此时LOX酶活仍保持较高的水平，未能达到完全饨化酶的效果.

3讨论

大豆种皮占其总质量7%左右，其对大豆仁有较强的黏附力，不易将其与豆仁完全分开。通过加热烘干，可使大豆仁失水，使表皮产生收缩，减弱与豆仁黏附力。在后道破碎或搓碎时，种皮就很自然容易与豆仁剥离，利用机磨设备即可脱皮。在热风干燥过程中，大豆仁由外及里逐步脱水，当表皮水分含量达到一定程度后即可达到脱皮目的，而此时大豆仁芯水分可能仍处于较高水平。因此50、60℃热风干燥的处理与未干燥的大豆相比其水分含量虽仅下降0.70%和2.30%，但其脱皮率可达87.83%和95.34%，较CK提高2.94和3.28倍，差异达极显著水平（P<0.01）。随着热风温度的升高，水分蒸发较快，容易发生表面硬化，蛋白质逐渐发生变性，使其溶解度降低。因此热风干燥温度越高，大豆植物蛋白提取得率却越低。此外，加热处理还可使大豆发生轻微的美拉德反应，增加大豆2-乙基呋喃、2-戊基-呋喃等焦糖、咖啡烤香风味物质及壬醛、（E）-2-壬烯醛、（E，E）-2，4-壬二烯醛、（E）-2-癸烯醛、（E，E）.2，4-癸二烯醛、2，4-癸二烯醛、3-丁基-环己酮等芳香味物质含量，赋予大豆炒豆香风味，从而提高大豆的加工品质。因此在本试验中，随着加热温度的增加，而大豆炒豆香呈上升趋势。

已有研究结果表明，加热处理可钝化LOX酶活，从而抑制大豆豆腥味的产生。在一定的时间内，豆腥味的含量会随着加热温度和时间的增加而减少。因此在本试验中，随着加热温度的增加，大豆豆腥味呈下降趋势。但在大豆加工过程中，大豆豆腥味的产生主要发生在破碎磨浆阶段。随着大豆籽粒的破碎，大豆中不饱和脂肪酸大量溶出，在LOX等酶的作用下发生氧化反应，产生多种不良的挥发性风味物质即豆腥味，如己醛、（E）-2-已烯醛、（E）-2-辛烯醛、甲氧基-苯基-肟等。因此热风干燥脱皮阶段并非是钝化LOX酶活的关键控制阶段，可在后续磨浆阶段进一步加以控制。

4结论

本文研究结果表明，热风干燥技术可显著提高大豆加工品质。在优先考虑脱皮率及植物蛋白提取得率的前提下，适宜热风干燥温度应为80℃。此条件下干燥10min，脱皮率可达99.61%，植物蛋白提取得率为90.64%，豆腥味减弱并出现淡淡的炒豆香。LOX酶活力虽受部分抑制，仍保持在较高的水平，说明在热风干燥工序未能达到完全饨化酶的效果。因此需进一步在后续大豆复水及磨浆等工艺对LOX酶活力进行饨化处理，相关研究结果详见另文报道。