【毕业学位论文】（Word原稿）脂肪氧合酶缺失型大豆加工特性及其豆奶加工工艺农产品加工及贮藏工程研究硕士论文

密级： 论文编号： 中国农业科学院 硕士学位论文 脂肪氧合酶缺失型大豆加工特性及其 豆奶加工工艺研究 on o. on I 摘 要 本文以脂肪氧合酶（ 失型大豆品种为原料，对不同 种和加工工艺对豆奶品质的影响，无腥味豆奶产品的研制进行了系统的研究，旨在为无腥味豆奶加工提供理论依据。 利用 实“中特一号”为 ,3全缺失品种。又由酶活力测定进行定量分析，“中特一号”的 105，而普通品种“黑农 35”的酶活力是 106，“中特一号”大豆的 采用固相微萃取 检测出与豆奶风味有关的化合物 50多种。“中特一号”大豆中主要致腥物质 醇含量、豆腥味物质总量和挥发性物质总量最低，分别为 普通大豆品种“黑农 35” 的生成量最高 ,分别为 中特一号”的主要致腥物质含量、豆腥味物质总量和挥发性物质总量分别比“黑农 35”低 对四个不同大豆品种的 经任何处理的样品以“中特一号”黑农 35”最低为 1中特一号” 中黄 18”和“五星一号”分别为 普通大豆“黑农 35”仅为 0打浆条件 “中特一号”豆奶 农 35” 中特一号”豆奶 农 35”高 果显示：同样处理下获得的豆浆脂质氧化的程度以 “ 中特一号 ” 大豆的最低， 烫处理 1“黑农 35”至少需热烫处理 6值为 较热处理对影响，发现热烫 170打浆 ） “中特一号”的 104，而“黑农 35”热烫 490打浆 ） 其活力仍保持在 1 105。 从风味、 维生素 E、 脂质过氧化水平和 中特一号”具有良好的加工特性。 以“中特一号”为原料，对豆奶加工的关键工艺进行研究，确定最佳工艺条件为：h，热烫时间为 1打浆温度为 70，00溶性固形物为 豆腥味得到改善，产品风味可达到最佳 。 研究开发两种无腥味豆奶产品，原味豆奶和南瓜豆奶。原味豆奶添加 单甘酯、 黄原胶或 二次均质、杀菌制得，产品均一稳定、风味良好。南瓜豆奶产品开发中确定南瓜汁与豆奶配比 3:7，添加 9%的糖， 甘酯， 原胶或 甘酯，二次均质、 杀菌制得的产品兼具豆奶和南瓜的良好风味和营养。 关键词： 豆奶，豆腥味，脂肪氧合酶，中特一号 he on of of to of to so as to no as ,3 by of on of of by OX OX 05, 5 06, 5. 0 of or of as as 5 of 5 E 5 E 8 5 E o.10 of as 5 0 of E 5. in in of on if 5 gor 0 OX 104, 5 or 0 OX 105. on as of at h, 10 of 00gof of in % 录 第一章 绪 论 . 1 . 1 . 1 . 2 . 2 . 3 . 3 . 3 . 3 脂肪氧合酶研究进展 . 4 . 4 . 4 可能带来的其它不良作用 . 4 . 5 . 6 . 6 . 6 第二章 不同脂肪氧合酶缺失型大豆品种加工特性研究 . 7 . 7 . 7 . 7 . 7 . 8 . 8 . 8 基本成分分析 . 9 . 9 . 9 较 . 10 . 11 结 . 12 第三章 原料品种对豆奶加工品质的影响 . 13 . 13 . 13 . 13 . 13 . 14 . 14 . 14 . 15 . 15 讨论 . 16 . 16 . 19 对豆浆中脂质氧化程度的影响 . 22 V . 24 结 . 26 第四章 关键加 工工艺对豆奶品质的影响 . 27 . 27 . 27 . 27 . 28 . 28 . 28 . 29 . 29 . 29 . 29 . 29 . 29 . 30 . 30 . 30 烫工艺对豆奶品质的影响 . 32 浆工艺对豆奶品质的影响 . 37 结 . 40 第五章 无腥味豆奶产品的 研制 . 41 . 41 . 41 . 41 . 41 . 42 . 42 . 43 . 44 . 44 . 44 . 44 . 45 . 48 . 48 第六章 主要结论 . 49 参考文献 . 50 附录 图表索引 . 55 致 谢 . 57 作 者 简 历 . 58 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 1 第一章 绪 论 大豆（ 于蝶形花科，大豆属， 别名黄豆。大豆原产于我国，在我国已有 4700多年的种植历史。目前我国是世界四大大豆主产国之一。 大豆种子含蛋白质 40%左右，脂类（包括不饱和脂肪酸） 16%碳水化合物 30另外，大豆中所含的磷脂、胰蛋白酶抑制剂、异黄酮、灰分、维生素、皂角苷和其他微量元素赋予其更多的生理和保健功能，如降低血清胆固醇、促进细胞组织的新陈代谢、抗癌、抗氧化等（石彦国等， 1993）。大豆及其制品 作为一种天然保健食品正受到越来越多的关注。豆奶作为大豆加工的一类重要产品，其消费量也在快速的增长，但是豆奶的发展也因其自身的 特点受到了一些限制，那就是大多数豆制品所特有的豆腥味(苦涩味（ 不良风味，使得许多人因此而不能接受豆奶（程 闰达等， 1998）。另外，由于豆奶中含有 90%的水和 1肪，高温杀菌等工艺会导致油水分离产生沉淀，长期存放影响豆奶产品的品质，因此目前豆奶加工中急待解决的问题主要体现在豆腥味和稳定性两方面。 奶风味问题及解决途径 豆奶是在传统产品豆浆基础上发展而成的产品，因其价廉物美，很受广大人民群众的欢迎。但是豆奶在生产过程中仍存在一些问题，如豆奶的 风味急需改善，豆奶的口感、调制工艺、稳定性以及保质期等都需要解决。风味问题主要是 由于豆奶加工过程中会产生一种特殊的豆腥味，正因为这一缺点限制了豆奶的消费 (程闰达等， 1998； et 1995)。大豆脱腥一直是困扰豆奶工业的一大难题。 腥味产生机理 国内外普遍认为豆腥味是由约占大豆总蛋白含量 1%的脂肪氧合酶（ 称 起的。大豆中三种不同性质的脂肪氧合酶同功酶 式 戊二烯结构的多元不饱和脂肪 酸如亚油酸和亚麻酸加氧反应，氧化后生成具有共轭双键的脂肪酸氢过氧化物中间体，经脂肪酸氢过氧化物裂解酶分解继而生成短碳链的醛、酮、醇、酸、酯、烷、烯以及呋喃等挥发性或非挥发性化合物，而呈现典型的豆腥味（ A， 1993，程闰达等， 1998；麻浩等， 1999；曹慧等， 2001）。 裂解酶 + 腥味 化合物 元不饱和脂肪酸 脂肪酸氢过氧化物 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 2 成豆腥味的主要途径 大豆脂肪氧合酶在氧化或 态下才能进行催化氧化作用，且它可以被本身催化的脂质过氧化产物激活或氧化。 3麻酸）， 麻酸）和 13麻酸），而 5%的 9羟基亚油酸（亚麻酸）和 35%的 13麻酸）； 13麻酸）经脂肪酸氢过氧化物裂解酶催化分解生成十二碳化合物和六碳醛类如己醛和顺 1981)。 在异味形成过程中，整个酶系统通常包括脂酶（ 脂肪氧化酶（ 脂肪酸氢过氧化物裂解酶（ 醇脱氢酶（ 异构因子（ 图 酶参与从亚油酸和亚麻酸形成主要挥发性化合物的途径（麻浩等 ， 1999； 1989） 。 甘油三酯（ 亚油酸（ 亚麻酸（ 3亚油酸 13亚麻酸 （ 13 (13 醛（ 顺 顺 ( ( 己醇（ 反 （ （ 图 豆脂肪氧化酶参与从亚油酸和亚麻酸形成主要挥发性化合物的途径 he of to in 豆腥味的主要成分 大豆的豆腥味是一种复杂的混合物，而豆腥味中最重要的挥发性物质就是己醛，约占总豆腥味质量分数的 25%，当食品中有微量（ 5000 g己醛存在时就会产生令人非常不愉快的气味（ 1989） 。 质联机的方法研究了普通大豆和缺失品种制得豆奶的气味组成，主要是醛类、酮类和醇类物质，指出大豆 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 3 豆奶其豆腥味最关键成分己醛、己醇含量大大降低，而八碳、九碳、十碳醇和羰基化合物也是豆腥味的主要物质（ 1995）。 豆脱腥技术及研究进展 避免豆腥味的产生有两种途径：一为去除 使之改性 ，二为抑制 元不饱和脂肪酸、氧气等）并与之发生反应。目前豆奶加工上以抑制和消除大豆中脂肪氧合酶活性为主。 脱腥的方法很多，有物理法、化学法、生物工程法、复合法等若干种方法。 理法 物理法脱腥，包括热处理法、真空脱臭、机械挤压膨化法、高频电场及微波脱腥法等。其中热处理法又分热水磨法、干热处理、远红外加热法（石彦国等， 1993）。 热处理的目的在于高温使 止豆腥味产生。传统的豆奶制作过程中用湿磨法磨制大豆时由于 作用，会产生典型的豆腥味。且产生的豆腥味物质已经 形成，并与水溶性蛋白具有较强的亲和性，既使再加热蒸煮，豆腥味也难以去除。如果在大豆破碎前结合热处理，使大豆中的 加水制浆就可以阻断豆浆中豆腥物质的大量形成。真空脱臭是根据压力下降、溶液沸点下降的原理进行真空蒸发冷却，排除不良气味。机械挤压膨化法是大豆在一定气压的密闭容器内加热，大豆内部的水分和气味都被封闭在豆粒中，在膨化机出口瞬间减压，大豆内的水分和不良气味与大豆自然分离挥发掉。高频电场脱腥是 将清选大豆直接送入高频电磁场内，在一定强度一定频率电磁场作用下， 酶等致腥因子的分子链受到破坏， 并且由于原子核和电子摩擦产生的“热”作用，使 酶分子失活，达到理想的脱腥目的。微波法是将整粒大豆在 245040s，可钝化 海峰等， 2003）。 豆奶生产上以物理法中的热处理法为主。热处理钝化 响蛋白质得率。另外，过热的处理会导致不理想的化学反应，可能会破坏氨基酸和维生素，引起大豆产品的褐变和风味的改变（ 2002）。 学法 化学法脱腥是往豆浆或大豆制品中加入化学药剂，使不良气味成分或助氧 化剂与药剂发生反应，以除去豆腥味。化学脱腥法包括酸碱处理法、加抗氧化剂、加铁离子络合剂等。 酸碱处理法是根据 对 过加酸或加碱调整溶液的 其偏离 最适 而抑制其活性。典型的 必须在氧化或 态下才能催化氧化作用进行 (麻浩等 ， 1999)。如果采用络合的方法使离子失去传递电子的能力，则可抑制其催化作用。 物法 由于大豆加热脱腥可破坏蛋白质，使品质下降，化学法中使用的某些抗氧化剂具有一定的毒性等原因，因此在遗传上开展 应用生物工程法从品种上选择优质大豆，生产无豆腥味的豆奶。中国农业科学院品种资源所选育出的大豆加工专用品中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 4 种“中特一号”是脂肪氧合酶 失型特用大豆品种（傅翠真， 2004）。利用“中特一号”生产豆奶（粉）等 大豆制品，既可以减轻豆奶加工中的热处理程度 ，节约能耗，降低成本，又提高了食品的营养质量，是制作高品质大豆食品的理想加工原料。 豆脂肪氧合酶研究进展 豆脂肪氧合酶简介 脂肪氧合酶（ 称脂肪氧化酶， 简称 广泛存在于动植物界（ 977）。 932年，它来源于植物中的大豆（ W.， 1932）；而动物中 975年（ H.， 1975； ， 1975） 。大豆种子中含有丰富的脂肪氧合酶，已从中分离出三种不同性质的同功酶 1992年 T.， 1992） ； 1996年 现这两种同功酶在幼叶、花和未成熟的荚中都存在，并具有很高的酶活性（ 1996） 。至今已从大豆中分离出了 8种 大豆脂肪氧合酶是一种单一的多铁链蛋白，分子量在 94电点范围在 一种含有非血红素铁的蛋白质， 约占大豆总蛋白含量的 1%，其中 海峰等， 2003）。大豆种 子 子提取液中全部的酶活性在 种同工酶的生化特性是 ， M， ， 1981；丁安林等， 1995） 。 大豆中 一种同功酶的隐性缺失等位基因已被鉴定出来，分别命名为 1983； 1985； 1986； 1993；麻浩等， 1999） 。目前美国、日本和中国已培育出缺失 安林等， 1995）。由中国农业科学院品种资源所培育出的大豆加工专用品种“中特一号”即为 豆脂肪氧合酶对豆奶品质的影响 大豆中含有丰富的多元不饱和脂肪酸如亚油酸和亚麻酸等，当大豆破碎时接触空气中的氧，以多元不饱和脂肪酸为底物迅速发 生反应，生成的脂肪酸氢过氧化物中间体经裂解酶分解生成的短碳链物质使豆奶产品呈现典型的豆腥味，影响了豆奶的风味。 大豆脂肪氧合酶对食品营养的主要体现在，它作用的产物对维生素 的作用减少了 豆奶中必需不饱和脂肪酸（亚油酸、亚麻酸）含量；酶作用的产物同蛋白质的必需氨基酸作用，降低了蛋白质的营养价值及功能性质（王璋， 2001）。 豆脂肪氧合酶可能带来的其它不良作用 脂质氧化中间产物形成的氢过氧化物不稳定， 易分解成小分子的化合物，其中较典型的分解中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 5 产物为丙二醛。丙二醛可与蛋白质和核酸结构 上的氨基和 巯基等发生交联作用，从而破坏蛋白质和核酸的正常结构，使之丧失原有功能，一些 依赖于氨基、巯基以维持活性的酶蛋白也会受 到抑制或失活。核酸与丙二醛交联则可导致突变， 引发肿瘤等（凌关庭， 2004）。 奶的稳定性研究 豆奶中含 90%的水分， 1油脂，产品长期放置易发生分层沉淀现象，而经过热处理后得到的豆乳浆料属于非均相体系，浆料中的脂肪部分以游离液滴的形式存在，部分脂肪液滴则被蛋白质膜所包覆成为乳化液滴，这些以不同形式存在的脂肪液滴作为分散相悬浮在蛋白质及其可溶性组分与溶解于水构成的连续相中。 乳化剂的 作用就是降低两相相面的表面张力，以维持稳定的乳化状态，防止乳状液粒子的聚结。食品乳化剂的基本物化性质是表面活性和乳化增溶性（唐年初等， 2002）。因为乳化剂的分子内具有亲水集团和亲油集团，易在水和油的界面形成吸附层，而使体系趋于稳定（凌关庭，1998）。乳化剂的亲水部分与水相互作用的强度决定所形成乳状液的类型，相互作用大时，形成水包油 (O/W)型乳状液，反之，形成油包水 (W/O) 型乳状液（刘福林等， 1999；赵培城等， 1993）。 当豆奶加入乳化剂时，乳化剂在油水界面形成了界面膜，使界面上带有一定量的电 荷或是降低油水界面张力作用等不同方式使油水乳状液比较稳定，阻止了油滴的相互结合。此外，乳化剂能与蛋白质颗粒及其他粒子相互作用，以络合等方式聚集加成到保护的粒子上，使被保护粒子的电荷或其溶剂化膜增强或者两者同时增强，有的还与稳定剂在豆奶液中形成网状结构，以支持颗粒，这些作用都能一定程度地阻止颗粒相互结合变大，维持豆奶的稳定（张治国， 1998）。小分子乳化剂，如卵磷脂和单甘酯，通常具有比蛋白质等大分子乳化剂更高的表面活性，即降低油水界面张力的能力更强。因此，当蛋白质与小分子乳化剂共存时，小分子乳化剂在与蛋白质的 竞争吸附中更趋向于在油水界面上吸附而将蛋白质更多地留在体相中。 由 颗粒沉降