第十章 大豆制品的加工技术 本章重点和学习目标 大豆的化学成分与功能性；传统豆制品生产原理及工艺；豆乳生产的工艺原理及产品质 量要求；大豆低聚糖和大豆中生物活性成分的提取及应用。 第一节 大豆的结构与成分 一、大豆子粒的形态结构及组成 大豆为一年生草本植物，各地气候和栽培条件不同，品种也不同。大豆子粒由种皮、子 叶和胚 3 部分构成，各个组成部分由于细胞组织形态不同，其构成物质也有很大差异。 1 种皮 种皮位于种子的表面，对种子起保护作用。种皮从外向内有 4 层形状不同的细胞组织构 成，最内层是糊粉层。大豆种皮除糊粉层含有一定量的蛋白质和脂肪外，其余部分几乎都是 由纤维素、半纤维素、果胶质等构成。种皮约占整个大豆子粒质量的 8 %。 2 胚 胚由胚芽、胚轴、胚根 3 部分构成，约占整个大豆子粒质量的 2％。胚是具有活性的幼 小植物体，当外观条件适宜时便萌发而开始新的生长。 3 子叶 子叶又称豆瓣，约占整个大豆子粒质量的 90％。子叶的表面由小型的正方形细胞组成 表皮，其下面由 2 或 3 层稍呈长形的珊状细胞。珊状细胞的下面为柔软细胞，是大豆子叶的 主体。显微结构测试表明：白色袋装的细胞为细胞壁(cu)；细胞内白色的细小颗粒为圆球体 (spberosome)，内部蓄积有中性脂肪；散在细胞内的黑色团块为蛋白体(PB)，其中储存有丰 富的蛋白质。 ． 4 大豆子粒的化学组成 大豆子粒及各部分的化学组成参见表 10—1。 表 10-1 大豆各部分的化学组成 成分 整粒 种皮 胚 子叶 水分% 11.0 13.5 12.0 11.4 粗蛋白% 30-45 8.84 40.76 42.81 粗脂肪% 16-24 1.02 11.41 22.83 碳水化合物% 20-39 85.88 43.41 29.37 灰分% 4.5-5.0 4.26 4.42 4.99
第十章 大豆制品的加工技术 本章重点和学习目标 大豆的化学成分与功能性；传统豆制品生产原理及工艺；豆乳生产的工艺原理及产品质 量要求；大豆低聚糖和大豆中生物活性成分的提取及应用。 第一节 大豆的结构与成分 一、大豆子粒的形态结构及组成 大豆为一年生草本植物，各地气候和栽培条件不同，品种也不同。大豆子粒由种皮、子 叶和胚 3 部分构成，各个组成部分由于细胞组织形态不同，其构成物质也有很大差异。 1 种皮 种皮位于种子的表面，对种子起保护作用。种皮从外向内有 4 层形状不同的细胞组织构 成，最内层是糊粉层。大豆种皮除糊粉层含有一定量的蛋白质和脂肪外，其余部分几乎都是 由纤维素、半纤维素、果胶质等构成。种皮约占整个大豆子粒质量的 8 %。 2 胚 胚由胚芽、胚轴、胚根 3 部分构成，约占整个大豆子粒质量的 2％。胚是具有活性的幼 小植物体，当外观条件适宜时便萌发而开始新的生长。 3 子叶 子叶又称豆瓣，约占整个大豆子粒质量的 90％。子叶的表面由小型的正方形细胞组成 表皮，其下面由 2 或 3 层稍呈长形的珊状细胞。珊状细胞的下面为柔软细胞，是大豆子叶的 主体。显微结构测试表明：白色袋装的细胞为细胞壁(cu)；细胞内白色的细小颗粒为圆球体 (spberosome)，内部蓄积有中性脂肪；散在细胞内的黑色团块为蛋白体(PB)，其中储存有丰 富的蛋白质。 ． 4 大豆子粒的化学组成 大豆子粒及各部分的化学组成参见表 10—1。 表 10-1 大豆各部分的化学组成 成分 整粒 种皮 胚 子叶 水分% 11.0 13.5 12.0 11.4 粗蛋白% 30-45 8.84 40.76 42.81 粗脂肪% 16-24 1.02 11.41 22.83 碳水化合物% 20-39 85.88 43.41 29.37 灰分% 4.5-5.0 4.26 4.42 4.99
二、大豆的主要化学成分 1 碳水化合物 大豆中碳水化合物的含量约占总质量的 25％，其组成比较复杂，主要成分为蔗糖、棉 子糖、水苏糖、毛芯花糖等低聚糖和阿拉伯半乳糖等多糖类。成熟的大豆中淀粉含量为 O．4％～0．9％。另外，在成熟的大豆中不含葡萄糖等还原糖。 大豆中的碳水化合物可以分为可溶性与不溶性 2 大类。在全部碳水化合物中，除蔗糖外 均难以被人体消化，其中有些碳水化合物在人体肠道内还会被菌类利用并产生气体，使人食 后有胀气感。因此，大豆用于食品时，要采取措施除去这些不消化的碳水化合物。 1 ） 大豆中的可溶性碳水化合物 大豆中的可溶性碳水化合物主要是其中的低聚糖，包括水苏糖、棉子糖(蜜三糖)和蔗糖 等， 大豆中的低聚糖含量因品种不同而异。一般水苏糖含量约占总质量的 4％，棉子糖约 1%，蔗糖约 5％。 低聚糖在酸性条件下对热稳定，其甜度约为蔗糖的 70％。人体内的消化酶不能分解水 苏糖、棉子糖，因此不能产生热量。但人体肠道内的双歧杆菌属中的几乎所有菌种都能利用 水苏糖和棉子糖，而肠道内的有害细菌则几乎不能利用。水苏糖和棉子糖是人体肠道内有益 菌——双歧杆菌的增殖因子，对人体生理功能提高有很好的作用，因此将其应用于食品中对 人体具有良好的保健功能。 2）大豆中的不溶性碳水化合物 大豆中的不溶性碳水化合物组成相当复杂。种皮中多为果胶质，子叶中多为纤维素。这 些碳水化合物的一个共性就是不能被人体消化吸收，因此称为“食物纤维”。食物纤维进入 消化道中，在胃中吸水膨胀，增加胃的蠕动，产生饱满感，延缓胃中内容物进入小肠的速度。 而进入肠道内的食物纤维有延缓食物消化吸收的功能，因此它可以降低对糖、中性脂肪和胆 固醇的吸收，对人体产生保健功能。 大豆中食物纤维用于食品既廉价又丰富，而豆渣是开发利用大豆中食物纤维的良好资 源。 2 蛋白质 根据蛋白质溶解性的不同，大豆蛋白质可以分为清蛋白和球蛋白两类。一般清蛋白占蛋 白质总量的 5％左右，球蛋白占 90％左右。球蛋白可用等电点(pH 值为 4～5 时)法沉淀析出， 再用超速离心分析法分为 2 s、7 s、ll s 和 15 s 4 种沉降系数不同的球蛋白组分，其中 7 s 和 ll s 球蛋白之和占总蛋白含量的 70％以上，它与大豆的加工性关系密切。大豆球蛋白 分子的长轴与短轴长度比小于 10：1。蛋白质分子中的疏水基所占体积较大，亲水性也差， 而彼此之间的亲和力很大，从而形成卷曲一螺旋结构。疏水基一般转向螺旋的内部，当球蛋 白变性时，次级键打开，肽链舒展，由水溶状态转为不溶状态的纤维蛋白结构。 3 脂肪 大豆中脂肪含量约为 18％，大豆油在室温下呈黄色液体，为半干性油，在人体内的消 化吸收率达 97．5％，为优质食用植物油。其中不饱和脂肪酸含量达 60％以上。大豆油中含 有 1．1％～3．2％磷脂，主要为卵磷脂和脑磷脂。卵磷脂具有很好的乳化性，脑磷脂具有 加速血液凝固的作用。大豆油脂中的不皂化物主要是醇类、类胡萝卜素、植物色素及生育酚 类物质，总含量为 0．5％～1．6％。 4 大豆中的酶及抗营养因子 大豆中含有许多种酶，引起食品加工领域关注的主要有脂肪氧化酶、脲酶、磷脂酶 D； 抗营养因子有胰蛋白酶抑制素和血球凝集素。 1）脂肪氧化酶
二、大豆的主要化学成分 1 碳水化合物 大豆中碳水化合物的含量约占总质量的 25％，其组成比较复杂，主要成分为蔗糖、棉 子糖、水苏糖、毛芯花糖等低聚糖和阿拉伯半乳糖等多糖类。成熟的大豆中淀粉含量为 O．4％～0．9％。另外，在成熟的大豆中不含葡萄糖等还原糖。 大豆中的碳水化合物可以分为可溶性与不溶性 2 大类。在全部碳水化合物中，除蔗糖外 均难以被人体消化，其中有些碳水化合物在人体肠道内还会被菌类利用并产生气体，使人食 后有胀气感。因此，大豆用于食品时，要采取措施除去这些不消化的碳水化合物。 1 ） 大豆中的可溶性碳水化合物 大豆中的可溶性碳水化合物主要是其中的低聚糖，包括水苏糖、棉子糖(蜜三糖)和蔗糖 等， 大豆中的低聚糖含量因品种不同而异。一般水苏糖含量约占总质量的 4％，棉子糖约 1%，蔗糖约 5％。 低聚糖在酸性条件下对热稳定，其甜度约为蔗糖的 70％。人体内的消化酶不能分解水 苏糖、棉子糖，因此不能产生热量。但人体肠道内的双歧杆菌属中的几乎所有菌种都能利用 水苏糖和棉子糖，而肠道内的有害细菌则几乎不能利用。水苏糖和棉子糖是人体肠道内有益 菌——双歧杆菌的增殖因子，对人体生理功能提高有很好的作用，因此将其应用于食品中对 人体具有良好的保健功能。 2）大豆中的不溶性碳水化合物 大豆中的不溶性碳水化合物组成相当复杂。种皮中多为果胶质，子叶中多为纤维素。这 些碳水化合物的一个共性就是不能被人体消化吸收，因此称为“食物纤维”。食物纤维进入 消化道中，在胃中吸水膨胀，增加胃的蠕动，产生饱满感，延缓胃中内容物进入小肠的速度。 而进入肠道内的食物纤维有延缓食物消化吸收的功能，因此它可以降低对糖、中性脂肪和胆 固醇的吸收，对人体产生保健功能。 大豆中食物纤维用于食品既廉价又丰富，而豆渣是开发利用大豆中食物纤维的良好资 源。 2 蛋白质 根据蛋白质溶解性的不同，大豆蛋白质可以分为清蛋白和球蛋白两类。一般清蛋白占蛋 白质总量的 5％左右，球蛋白占 90％左右。球蛋白可用等电点(pH 值为 4～5 时)法沉淀析出， 再用超速离心分析法分为 2 s、7 s、ll s 和 15 s 4 种沉降系数不同的球蛋白组分，其中 7 s 和 ll s 球蛋白之和占总蛋白含量的 70％以上，它与大豆的加工性关系密切。大豆球蛋白 分子的长轴与短轴长度比小于 10：1。蛋白质分子中的疏水基所占体积较大，亲水性也差， 而彼此之间的亲和力很大，从而形成卷曲一螺旋结构。疏水基一般转向螺旋的内部，当球蛋 白变性时，次级键打开，肽链舒展，由水溶状态转为不溶状态的纤维蛋白结构。 3 脂肪 大豆中脂肪含量约为 18％，大豆油在室温下呈黄色液体，为半干性油，在人体内的消 化吸收率达 97．5％，为优质食用植物油。其中不饱和脂肪酸含量达 60％以上。大豆油中含 有 1．1％～3．2％磷脂，主要为卵磷脂和脑磷脂。卵磷脂具有很好的乳化性，脑磷脂具有 加速血液凝固的作用。大豆油脂中的不皂化物主要是醇类、类胡萝卜素、植物色素及生育酚 类物质，总含量为 0．5％～1．6％。 4 大豆中的酶及抗营养因子 大豆中含有许多种酶，引起食品加工领域关注的主要有脂肪氧化酶、脲酶、磷脂酶 D； 抗营养因子有胰蛋白酶抑制素和血球凝集素。 1）脂肪氧化酶
脂肪氧化酶可以催化氧分子氧化含顺，顺一 1，4 一戊二烯的不饱和脂肪酸及其脂肪酸 酯，生成氢过氧化物。大豆中脂肪氧化酶的活性很高，当大豆子粒破碎后，只要有少量的水 分存在它就可以与大豆中的亚油酸、亚麻酸等底物发生降解反应，其途径为： 脂肪氧化酶 醛，醇，酮，呋喃 亚油酸或亚麻酸————————氢过氧化物———————a-酮类 环氧化物，羟基脂肪酸 其降解产物有近百种，其中许多与豆腥味有关。正己醛是具有代表性的挥发性化合物。 脂肪氧化酶的活力与 pH 值有关。pH 值为 7～8 时，脂肪氧化酶的活性最高，但是在此 pH 值附近，其常见的底物亚油酸是不溶解的。 脂肪氧化酶的作用对食品质量的影响有两方面。比如在焙烤食品生产中，在面粉中加入 l％(按面粉质量计)含脂肪氧化酶活力的大豆粉，能够改善面粉的色泽和质量。这主要是其 降解产物氢过氧化物对胡萝卜素有漂白作用，能够使面筋蛋白质的巯基(-SH)氧化成二硫键 (一 S-S-)，起到了强化面筋蛋白质的作用，这是有利的一方面。但是有时由于脂肪氧化 酶的作用，产生一些不良风味，导致食品质量的下降。因此，有时需要钝化脂肪氧化酶的活 性或者使脂肪氧化酶失去活性，其方法有加热、调节 pH 值及使用化学抑制剂等。 2）脲素酶 脲素酶属于酰胺酶类，是分解酰胺和尿素产生 COz 和 NH3 的酶，也是大豆中抗营养因子 之一，在大豆中的含量较高。由于脲素酶容易受热而失去活性，而且容易准确测定，经常作 为确认大豆制品湿加热处理程度的指标。 3）淀粉分解酶和蛋白分解酶 具有活性的α一淀粉分解酶和β一淀粉分解酶可以从脱脂豆粕中提取。大豆α一淀粉酶 对于支链的碳水化合物的分解作用超过从其他原料中提取的α-淀粉酶。大豆β一淀粉酶活 性比其他豆类中的高，对磷酸化酶有钝化作用，其在 pH 值 5·5，60℃加热 30 min 将会有 50 ％的活性损失掉；而在 70℃下加热 30 min 将会全部失活。 有资料报道，从脱脂豆粕粉的乳清中可以提取 6 种蛋白酶。 4）胰蛋白酶抑制素 大豆中的胰蛋白酶抑制素有 7～10 种，但是至今只有两种被提纯和比较详细的研究。有 报道，称胰蛋白酶抑制素能够使老鼠和小鸡的胰脏肿大；也有报道，称大豆中微量的胰蛋白 酶抑制素对治疗急性胰腺炎、糖尿病及调节胰岛素失调有一定的效果。胰蛋白酶抑制素的热 稳定性较高，在 80℃时处理活性失去较少，100℃处理 20 min 其活性丧失达 90%以上，120℃ 处理 3 min 也可以达到这样的效果。 5）血球凝集素 通过试验发现大豆中至少有 4 种血球凝集素。脱脂后的大豆粉中约含 3%的血球凝集素。 研究发现血球凝集素能够引起红血球凝聚，同时很容易被胃蛋白酶钝化。大豆血球凝集素受 热很快失去活性，甚至活性完全消失。因此，加热过的大豆食品，血球凝集素不会对人体造 成不良影响。 5 大豆中的微量成分 l ） 无机盐 大豆中的无机盐有十余种，通常是含有钙、磷、铁、钾等的无机盐，它们的总含量一般 为 4·0％～4·5％。钙的含量在不同品种的大豆中差异较大，范围为 163～470 mg／100 g 大豆。大豆的含钙量与蒸煮后大豆的硬度有关，含钙量越高，蒸煮后大豆的硬度越大。在大 豆的无机盐中除钾以外，磷的含量最高。但是磷在大豆中有 4 种不同的存在形式。其中植酸
脂肪氧化酶可以催化氧分子氧化含顺，顺一 1，4 一戊二烯的不饱和脂肪酸及其脂肪酸 酯，生成氢过氧化物。大豆中脂肪氧化酶的活性很高，当大豆子粒破碎后，只要有少量的水 分存在它就可以与大豆中的亚油酸、亚麻酸等底物发生降解反应，其途径为： 脂肪氧化酶 醛，醇，酮，呋喃 亚油酸或亚麻酸————————氢过氧化物———————a-酮类 环氧化物，羟基脂肪酸 其降解产物有近百种，其中许多与豆腥味有关。正己醛是具有代表性的挥发性化合物。 脂肪氧化酶的活力与 pH 值有关。pH 值为 7～8 时，脂肪氧化酶的活性最高，但是在此 pH 值附近，其常见的底物亚油酸是不溶解的。 脂肪氧化酶的作用对食品质量的影响有两方面。比如在焙烤食品生产中，在面粉中加入 l％(按面粉质量计)含脂肪氧化酶活力的大豆粉，能够改善面粉的色泽和质量。这主要是其 降解产物氢过氧化物对胡萝卜素有漂白作用，能够使面筋蛋白质的巯基(-SH)氧化成二硫键 (一 S-S-)，起到了强化面筋蛋白质的作用，这是有利的一方面。但是有时由于脂肪氧化 酶的作用，产生一些不良风味，导致食品质量的下降。因此，有时需要钝化脂肪氧化酶的活 性或者使脂肪氧化酶失去活性，其方法有加热、调节 pH 值及使用化学抑制剂等。 2）脲素酶 脲素酶属于酰胺酶类，是分解酰胺和尿素产生 COz 和 NH3 的酶，也是大豆中抗营养因子 之一，在大豆中的含量较高。由于脲素酶容易受热而失去活性，而且容易准确测定，经常作 为确认大豆制品湿加热处理程度的指标。 3）淀粉分解酶和蛋白分解酶 具有活性的α一淀粉分解酶和β一淀粉分解酶可以从脱脂豆粕中提取。大豆α一淀粉酶 对于支链的碳水化合物的分解作用超过从其他原料中提取的α-淀粉酶。大豆β一淀粉酶活 性比其他豆类中的高，对磷酸化酶有钝化作用，其在 pH 值 5·5，60℃加热 30 min 将会有 50 ％的活性损失掉；而在 70℃下加热 30 min 将会全部失活。 有资料报道，从脱脂豆粕粉的乳清中可以提取 6 种蛋白酶。 4）胰蛋白酶抑制素 大豆中的胰蛋白酶抑制素有 7～10 种，但是至今只有两种被提纯和比较详细的研究。有 报道，称胰蛋白酶抑制素能够使老鼠和小鸡的胰脏肿大；也有报道，称大豆中微量的胰蛋白 酶抑制素对治疗急性胰腺炎、糖尿病及调节胰岛素失调有一定的效果。胰蛋白酶抑制素的热 稳定性较高，在 80℃时处理活性失去较少，100℃处理 20 min 其活性丧失达 90%以上，120℃ 处理 3 min 也可以达到这样的效果。 5）血球凝集素 通过试验发现大豆中至少有 4 种血球凝集素。脱脂后的大豆粉中约含 3%的血球凝集素。 研究发现血球凝集素能够引起红血球凝聚，同时很容易被胃蛋白酶钝化。大豆血球凝集素受 热很快失去活性，甚至活性完全消失。因此，加热过的大豆食品，血球凝集素不会对人体造 成不良影响。 5 大豆中的微量成分 l ） 无机盐 大豆中的无机盐有十余种，通常是含有钙、磷、铁、钾等的无机盐，它们的总含量一般 为 4·0％～4·5％。钙的含量在不同品种的大豆中差异较大，范围为 163～470 mg／100 g 大豆。大豆的含钙量与蒸煮后大豆的硬度有关，含钙量越高，蒸煮后大豆的硬度越大。在大 豆的无机盐中除钾以外，磷的含量最高。但是磷在大豆中有 4 种不同的存在形式。其中植酸
钙镁中含磷量占 75％，磷脂中含量占 12％；无机磷占 4·5％，残留磷占 6％。植酸钙镁是 由植酸与钙镁离子络合而成的盐，它严重影响人体对钙镁的吸收。但是大豆经过发芽后，植 酸被分解为无机酸和肌醇，被络合的金属游离出来，使钙、镁的利用率提高。 2 ） 维生素 大豆中的维生素含量较少，品种不多。其中以水溶性维生素为主，脂溶性维生素很少， 并且大豆中的维生素在大豆制品加工中热处理破坏很多，制品中含量就更少了。 3 ） 皂苷 皂苷又名皂甙或皂素，是类固醇或三萜系化合物的低聚配糖体的总称。在大豆中约占于 基的 2％，脱脂大豆中的含量约为 0．6％。皂苷多呈中性，少数为酸性，容易溶解于水和 90％以下的乙醇溶液中，难以溶解于酯和纯乙醇中。它对热稳定，但是在酸性条件下遇热容 易分解。皂苷具有溶血性和毒性，所以通常把它看做抗营养成分。但是有研究表明，大豆皂 苷不仅对人体无生理上的阻碍作用，而且有降低过氧化脂类生成的作用，因此对高血压和肥 胖病有一定的疗效，也有抗炎症、抗溃疡和抗过敏的功效。所以要正确评价它。 6 大豆中的昧成分 大豆具有特殊的气味，被称为豆腥味或臭味。除去这些豆腥味是开发利用大豆新产品的 一大难题。大豆的豆腥味成分十分复杂，研究表明，大豆中至少有 30 余种挥发性物质与大 豆的豆腥味有关，其主要成分有： (1)脂肪族羰基化合物 如己醛、丙醇和正己酸酐，正己酸酐具有特殊的生臭味。 (2)芳香族羰基化合物如苯甲醛、儿茶醛等。 (3)挥发性脂肪酸如醋酸、丙酸、正戊酸、正己酸、正辛酸等。 (4)挥发性胺如氨、甲胺、二甲胺、呱啶等。 (5)挥发性脂肪醇如甲醇、乙醇、2 一戊醇、异戊醇、正己醇、正庚醇等。其中异戊 醇、正己醇有明显的青臭味。 (6)酚酸如丁香酸、香辛酸、龙胆酸、阿魏酸、富马酸等，它们具有类似的青臭味。 另外，2 一正戊基呋喃也是产生豆腥味的重要物质。 7 大豆中的有机酸、异黄酮 大豆中含有多种有机酸，其中柠檬酸含量最高，还有醋酸、延胡索酸等，利用大豆中的 有机酸可以生产大豆清凉饮料。大豆中含有少量的异黄酮，它具有一定的抗氧化能力，其生 理活性和提取方法是目前研究的热点。 三、大豆蛋白质的性质 1 溶解性 大豆蛋白质的溶解性，首先随着 pH 值的变化会发生很大变化，根据大豆蛋白质的 pH 值所绘的溶解度曲线见图 11～1。pH 值为 4～5 时，溶解度最小，这与大豆蛋白质的等电点 一致。 在等电点处，蛋白质所带电荷被中和，由电荷引起的各残基之间的静电排斥力消失，蛋 白质分子便紧密地排列在一起，降低了与水分子的结合能。大豆蛋白质属于球蛋白，精制的 大豆球蛋白几乎不溶于水，加入盐类以后会促使其溶解。盐溶液种类不同，溶解度也不同。 大豆蛋白放在 O．5 mol／L 的盐溶液中，其溶解效果为： 阴离子：F<C202<CI<SO4<Br<I 阳离子：Ca<Mg<Li<Na<K 在这个顺序中，越往左，溶解度越小，越容易盐析；相反，越往右，蛋白质越易与水结 合，显示出较强的盐溶性，有时也会发生变性。众所周知，制作豆腐时向豆乳中加入一些 Ca2+、Mg2+，会使得蛋白质溶解度降低而产生凝聚，就是这个道理。与β一伴大豆球蛋白相比， 大豆球蛋白在低 Ca2+浓度下，更容易产生凝聚。另外，也可以用 2 者在盐析中的反应差异将
钙镁中含磷量占 75％，磷脂中含量占 12％；无机磷占 4·5％，残留磷占 6％。植酸钙镁是 由植酸与钙镁离子络合而成的盐，它严重影响人体对钙镁的吸收。但是大豆经过发芽后，植 酸被分解为无机酸和肌醇，被络合的金属游离出来，使钙、镁的利用率提高。 2 ） 维生素 大豆中的维生素含量较少，品种不多。其中以水溶性维生素为主，脂溶性维生素很少， 并且大豆中的维生素在大豆制品加工中热处理破坏很多，制品中含量就更少了。 3 ） 皂苷 皂苷又名皂甙或皂素，是类固醇或三萜系化合物的低聚配糖体的总称。在大豆中约占于 基的 2％，脱脂大豆中的含量约为 0．6％。皂苷多呈中性，少数为酸性，容易溶解于水和 90％以下的乙醇溶液中，难以溶解于酯和纯乙醇中。它对热稳定，但是在酸性条件下遇热容 易分解。皂苷具有溶血性和毒性，所以通常把它看做抗营养成分。但是有研究表明，大豆皂 苷不仅对人体无生理上的阻碍作用，而且有降低过氧化脂类生成的作用，因此对高血压和肥 胖病有一定的疗效，也有抗炎症、抗溃疡和抗过敏的功效。所以要正确评价它。 6 大豆中的昧成分 大豆具有特殊的气味，被称为豆腥味或臭味。除去这些豆腥味是开发利用大豆新产品的 一大难题。大豆的豆腥味成分十分复杂，研究表明，大豆中至少有 30 余种挥发性物质与大 豆的豆腥味有关，其主要成分有： (1)脂肪族羰基化合物 如己醛、丙醇和正己酸酐，正己酸酐具有特殊的生臭味。 (2)芳香族羰基化合物如苯甲醛、儿茶醛等。 (3)挥发性脂肪酸如醋酸、丙酸、正戊酸、正己酸、正辛酸等。 (4)挥发性胺如氨、甲胺、二甲胺、呱啶等。 (5)挥发性脂肪醇如甲醇、乙醇、2 一戊醇、异戊醇、正己醇、正庚醇等。其中异戊 醇、正己醇有明显的青臭味。 (6)酚酸如丁香酸、香辛酸、龙胆酸、阿魏酸、富马酸等，它们具有类似的青臭味。 另外，2 一正戊基呋喃也是产生豆腥味的重要物质。 7 大豆中的有机酸、异黄酮 大豆中含有多种有机酸，其中柠檬酸含量最高，还有醋酸、延胡索酸等，利用大豆中的 有机酸可以生产大豆清凉饮料。大豆中含有少量的异黄酮，它具有一定的抗氧化能力，其生 理活性和提取方法是目前研究的热点。 三、大豆蛋白质的性质 1 溶解性 大豆蛋白质的溶解性，首先随着 pH 值的变化会发生很大变化，根据大豆蛋白质的 pH 值所绘的溶解度曲线见图 11～1。pH 值为 4～5 时，溶解度最小，这与大豆蛋白质的等电点 一致。 在等电点处，蛋白质所带电荷被中和，由电荷引起的各残基之间的静电排斥力消失，蛋 白质分子便紧密地排列在一起，降低了与水分子的结合能。大豆蛋白质属于球蛋白，精制的 大豆球蛋白几乎不溶于水，加入盐类以后会促使其溶解。盐溶液种类不同，溶解度也不同。 大豆蛋白放在 O．5 mol／L 的盐溶液中，其溶解效果为： 阴离子：F<C202<CI<SO4<Br<I 阳离子：Ca<Mg<Li<Na<K 在这个顺序中，越往左，溶解度越小，越容易盐析；相反，越往右，蛋白质越易与水结 合，显示出较强的盐溶性，有时也会发生变性。众所周知，制作豆腐时向豆乳中加入一些 Ca2+、Mg2+，会使得蛋白质溶解度降低而产生凝聚，就是这个道理。与β一伴大豆球蛋白相比， 大豆球蛋白在低 Ca2+浓度下，更容易产生凝聚。另外，也可以用 2 者在盐析中的反应差异将
大豆球蛋白和 B 一伴大豆球蛋白分开。 2 解离与聚合 大豆球蛋白在离子强度和 pH 值发生变化时，容易发生解离或聚合现象。在离子强度为 0．5、 pH 值 7．6 的缓冲液中，大豆蛋白不会发生解离与聚合现象。为此，在实验中常将这种缓冲 液称为标准缓冲液，并广泛应用于大豆球蛋白的溶解。 四、大豆蛋白质的变性 由于物理条件、化学条件的改变使大豆蛋白质分子的内部结构、物理性质、化学性质和 功能性质随之改变的现象称为大豆蛋白质的变性。 引起大豆蛋白质变性的有物理因素和化学因素。物理因素有过度加热、剧烈震荡、过分 干燥、超声波处理等；化学因素有极端 pH 值、与水混溶的有机溶剂或重金属、尿素、巯基 乙醇、亚硫酸钠、十二烷基磺酸钠等物质的作用。 在变性因素的作用下，维持蛋白质分子空间构象(-、三、四级结构)的次级键被破坏， 双硫键变为巯基，使二硫键充分舒展，形成新的构型。这些变化在偏离等电点的酸碱条件下 发生时，变性分子仍带有相同的正(负)电荷，由于同性相斥而不至于沉淀或絮凝。这些变化 发生在等点电的 pH 值范围内时，变性的电中性分子因布朗运动相互碰撞而吸引，互相凝聚 而析出絮状物。提供能量(如加热)可使碰撞加剧，分子相互聚集而形成凝固物。絮状物及凝 固物的形成是蛋白质变性作用的直接结果。 1 酸碱引起的大豆蛋白的变性 随着 pH 值的变化，大豆蛋白质溶解性也发生变化。在极端的酸性和碱性条件下，大豆 蛋白质解离成低分子，并发生不可逆的变性现象。这是由于处在极端的酸性或碱性条件下的 蛋白质分子全部带有正电荷或负电荷，相互之间发生静电排斥作用，破坏了蛋白质的高级结 构。 当酸沉淀蛋白质在 pH 值 11．0 以下时，蛋白质产生了凝聚及水和反应，使得溶液黏度 增加，这时通过透析可得到未变性的蛋白质。可是，当 pH 值达到 11．O～12．0 时，蛋白质 发生解离，分子被完全解开，露出疏水基，S-S 键也被破坏。如果透析时蛋白质浓度较高， 则会发生凝胶化现象，而低浓度时则不产生凝胶化。当 pH 值达到 12．O 时，露出的疏水基 和 S-S 键均被破坏。 2 热变性 蛋白质含量为 0．01％～O．02％的大豆球蛋白稀溶液，在适当的 pH 值或盐存在的条件 下，会发生溶解，在此浓度下，即使加热也不会形成凝胶。将 0．5％的大豆球蛋白溶液在 100℃下加热 5 min，大豆球蛋白便会形成 80～100 s 的巨大可溶性凝聚物，此后随着该凝 聚物的减少，不溶性沉淀开始增加，最后会达到一定值。不同的加热条件引起的大豆蛋白变 性程度也不同。当大豆球蛋白在 70～80℃下加热时，解离成酸性亚基和碱性亚基。酸性亚 基成为 4S 可溶性低聚物，而碱性亚基则发生聚合，在高离子强度下，形成可溶性聚合物； 在低离子强度下则易生成沉淀。B 一伴大豆球蛋白在低离子强度条件下加热易发生解离，而 在高离子强度下则容易发生凝聚现象。 3 冷冻变性 将大豆蛋白质溶液冷冻会产生冻结变性，而失去可溶性。冻豆腐就是利用这个性质制作 而成的。大豆蛋白质溶液在冷冻前进行加热处理，这种热变性的蛋白质冷冻变性快于未热变 性的蛋白质。欲使大豆蛋白冻结变性而不溶解，一 5～～1℃的高温好于一 20℃以下的低温。 在一 5～一 1℃时，有 10％～20％的水未被冻结，此时的蛋白质被浓缩在未冻结的水中。由
大豆球蛋白和 B 一伴大豆球蛋白分开。 2 解离与聚合 大豆球蛋白在离子强度和 pH 值发生变化时，容易发生解离或聚合现象。在离子强度为 0．5、 pH 值 7．6 的缓冲液中，大豆蛋白不会发生解离与聚合现象。为此，在实验中常将这种缓冲 液称为标准缓冲液，并广泛应用于大豆球蛋白的溶解。 四、大豆蛋白质的变性 由于物理条件、化学条件的改变使大豆蛋白质分子的内部结构、物理性质、化学性质和 功能性质随之改变的现象称为大豆蛋白质的变性。 引起大豆蛋白质变性的有物理因素和化学因素。物理因素有过度加热、剧烈震荡、过分 干燥、超声波处理等；化学因素有极端 pH 值、与水混溶的有机溶剂或重金属、尿素、巯基 乙醇、亚硫酸钠、十二烷基磺酸钠等物质的作用。 在变性因素的作用下，维持蛋白质分子空间构象(-、三、四级结构)的次级键被破坏， 双硫键变为巯基，使二硫键充分舒展，形成新的构型。这些变化在偏离等电点的酸碱条件下 发生时，变性分子仍带有相同的正(负)电荷，由于同性相斥而不至于沉淀或絮凝。这些变化 发生在等点电的 pH 值范围内时，变性的电中性分子因布朗运动相互碰撞而吸引，互相凝聚 而析出絮状物。提供能量(如加热)可使碰撞加剧，分子相互聚集而形成凝固物。絮状物及凝 固物的形成是蛋白质变性作用的直接结果。 1 酸碱引起的大豆蛋白的变性 随着 pH 值的变化，大豆蛋白质溶解性也发生变化。在极端的酸性和碱性条件下，大豆 蛋白质解离成低分子，并发生不可逆的变性现象。这是由于处在极端的酸性或碱性条件下的 蛋白质分子全部带有正电荷或负电荷，相互之间发生静电排斥作用，破坏了蛋白质的高级结 构。 当酸沉淀蛋白质在 pH 值 11．0 以下时，蛋白质产生了凝聚及水和反应，使得溶液黏度 增加，这时通过透析可得到未变性的蛋白质。可是，当 pH 值达到 11．O～12．0 时，蛋白质 发生解离，分子被完全解开，露出疏水基，S-S 键也被破坏。如果透析时蛋白质浓度较高， 则会发生凝胶化现象，而低浓度时则不产生凝胶化。当 pH 值达到 12．O 时，露出的疏水基 和 S-S 键均被破坏。 2 热变性 蛋白质含量为 0．01％～O．02％的大豆球蛋白稀溶液，在适当的 pH 值或盐存在的条件 下，会发生溶解，在此浓度下，即使加热也不会形成凝胶。将 0．5％的大豆球蛋白溶液在 100℃下加热 5 min，大豆球蛋白便会形成 80～100 s 的巨大可溶性凝聚物，此后随着该凝 聚物的减少，不溶性沉淀开始增加，最后会达到一定值。不同的加热条件引起的大豆蛋白变 性程度也不同。当大豆球蛋白在 70～80℃下加热时，解离成酸性亚基和碱性亚基。酸性亚 基成为 4S 可溶性低聚物，而碱性亚基则发生聚合，在高离子强度下，形成可溶性聚合物； 在低离子强度下则易生成沉淀。B 一伴大豆球蛋白在低离子强度条件下加热易发生解离，而 在高离子强度下则容易发生凝聚现象。 3 冷冻变性 将大豆蛋白质溶液冷冻会产生冻结变性，而失去可溶性。冻豆腐就是利用这个性质制作 而成的。大豆蛋白质溶液在冷冻前进行加热处理，这种热变性的蛋白质冷冻变性快于未热变 性的蛋白质。欲使大豆蛋白冻结变性而不溶解，一 5～～1℃的高温好于一 20℃以下的低温。 在一 5～一 1℃时，有 10％～20％的水未被冻结，此时的蛋白质被浓缩在未冻结的水中。由