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大豆腥味形成的原因及豆?jié){脫腥的3種方法
一、豆腥味的形成
大量的研究證明，大豆腥味主要由揮發(fā)性氣味和不揮發(fā)性氣味組成。這些氣味物質(zhì)中，有的表現(xiàn)出青草味、腥味，有的則表現(xiàn)出苦味、澀味、辣味、酸味、香味、以及各種不同的刺激性氣味。所有這些不良?xì)馕兜木C合作用，便形成了大豆特有的豆腥味。豆腥味的形成，有其極為復(fù)雜的原因和反應(yīng)過程。歸納起來，主要有以下幾個方面：
1.大豆本身含有的不良?xì)馕冻煞?/span>
大豆本身含有的不良?xì)馕冻煞种校瑩]發(fā)性呈味物質(zhì)主要有甲醛、乙醛、正己醛、異戊醛、正庚醛、丙酮、乙庚酮、正己醇、正庚醇、醋酸、丙酸、戊酸、己酸、辛酸、甲胺、二甲胺、硫化氫等。不揮發(fā)呈味物質(zhì)主要是酚酸、綠原酸和大豆磷脂酰膽堿(SPC)。這些不良?xì)馕冻煞峙c大豆蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，使大豆具有青臭氣和豆腥味等。
2.大豆脂肪的自動氧化反應(yīng)
大豆中含有大量的不飽和脂肪酸。其中，油酸(9-十八烯酸)約占20%，亞油酸(9，12-十八二烯酸)約占52%，亞麻酸(9，12，15-十八三烯酸)約占10%。由于油酸、亞油酸、亞麻酸中不飽和雙鍵的存在，它們極易發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氫過氧化物等一系列不良?xì)馕段镔|(zhì)。
3.大豆脂肪的酶促氧化反應(yīng)
大豆中含有多種酶類，它們能促使大豆中的營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生分解，其中，尤以脂肪氧化酶的含量最高，活力也最高。大豆中豐富的亞油酸和亞麻酸是脂肪氧化酶的良好底物。
脂肪氧化酶作用于不飽和脂肪酸的初級產(chǎn)物是氫過氧化物，再經(jīng)過進(jìn)一步的復(fù)雜變化，生成醛類、酮類、醇類、酚類等各種揮發(fā)性呈味物質(zhì)。其中，己醛、己烯醛、壬二烯醛、3-順式(反式)-己醛、順式與反式戊基吠喃等，都表現(xiàn)出較強(qiáng)的豆腥味。
除了脂肪氧化酶外，大豆中還有四種脂肪氧化酶的同功酶，促使大豆脂肪發(fā)生氧化降解產(chǎn)生各種腥臭味物質(zhì)。
4.氨基酸與糖之間的反應(yīng)
大豆中含有多種氨基酸和低級糖類。在一定的條件下，氨基酸和糖發(fā)生反應(yīng)。這種反應(yīng)屬于美拉爾德(Maillard)反應(yīng)的范疇。反應(yīng)過程中，氨基酸分解為甲醛、乙醛等多數(shù)羥基化合物、以及氨和二氧化碳；糖則形成糠醛和羥甲基糠醛等。
接下來，二羥基化合物和氨基酸之間發(fā)生斯特勒克爾(Strecker)降解反應(yīng)，由氨基酸發(fā)生脫羧、脫氨作用，生成少一個碳的醛。含硫氨基酸，如半胱氨酸和胱氨酸，經(jīng)斯特勒克爾降解之后，除生成醛外，還生成硫化氫。由此生成的醛類和硫化氫，都產(chǎn)生不良?xì)馕丁?/span>
5.氨基酸與醛類、酮類的反應(yīng)
由大豆脂肪氧化作用產(chǎn)生的醛和酮，以及氨基酸與糖反應(yīng)或者氨基酸降解產(chǎn)生的醛，繼續(xù)與大豆蛋白質(zhì)的氨基酸發(fā)生非酶促褐變反應(yīng)，這種反應(yīng)仍屬于美拉爾德(Maillard)反應(yīng)的范疇。這類反應(yīng)的產(chǎn)物是有不良?xì)馕兜陌奉?、氨和新的羥基化合物。同時，還生成具有高分子量和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的褐色或黑色色素。
6.大豆蛋白質(zhì)的水解
大豆的特殊不良?xì)馕杜c大豆蛋白質(zhì)的肽鏈原本結(jié)合著其它呈味基團(tuán)有關(guān)。蛋白質(zhì)經(jīng)酶水解后，釋放出這些呈味物質(zhì)；同時也導(dǎo)致蛋白質(zhì)產(chǎn)生苦味。水解蛋白質(zhì)的苦味取決于蛋白質(zhì)原有的氨基酸的組成。
大豆蛋白質(zhì)中的疏水性氨基酸是導(dǎo)致蛋白質(zhì)水解后產(chǎn)生苦味的重要原因。纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、色氨酸等便屬于這類氨基酸。半胱氨酸的降解則產(chǎn)生氨、硫化氫和乙醛。
二、消除豆?jié){豆腥味的方法
目前消除豆?jié){豆腥味的方法和技術(shù)主要體現(xiàn)在3個方面：一是通過原材料的改良，發(fā)掘和培育大豆新品種；二是在加工過程中降低豆腥味，通過鈍化大豆中脂肪氧化酶活性或使其失活；三是改進(jìn)儲藏條件。
1.優(yōu)良大豆品種的篩選
不同地區(qū)的消費(fèi)者對豆?jié){豆腥味接受程度差異較大，因此在制備豆?jié){前“因地制宜”地挑選大豆品種尤為重要。
大豆品種對豆?jié){豆腥味的影響是通過化學(xué)成分來實(shí)現(xiàn)的，對于豆?jié){性狀未知的大豆品種，只要已知其理化指標(biāo)，就可以利用兩個判別函數(shù)對風(fēng)味性狀進(jìn)行預(yù)測，從而有針對性地建立消費(fèi)者喜愛的風(fēng)味評價方法。
有研究根據(jù)蛋白質(zhì)、脂肪含量與豆腥味感官評分的關(guān)系，初步判斷出蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于40%且脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的大豆品種所制備的豆?jié){豆腥味最弱，整體感官品質(zhì)最好。
此外，從豆腥味形成的根本途徑可知，脂肪氧合酶是豆腥味的形成不可或缺的物質(zhì)，培育無脂肪氧合酶的大豆品種是消除豆腥味治本的方法。目前，國內(nèi)許多作物研究所已經(jīng)陸續(xù)培育出多種脂肪氧化酶缺失型品種，如綏無腥1號、綏無腥2號、東農(nóng)56、#1、#2等，其中由黑龍江省農(nóng)科院綏化農(nóng)科所選育的綏無腥豆2號性狀良好，所制備的豆?jié){時豆腥味較低，口感良好。
2.生產(chǎn)工藝改進(jìn)
（一）大豆預(yù)處理
大豆表皮和子葉之間聚集了大量的脂肪氧合酶，在制漿前應(yīng)增加預(yù)處理工序以減少這些脂肪氧合酶與空氣接觸的機(jī)會。最直接的方法是對大豆進(jìn)行去皮，去皮率越高，豆腥味減弱效果最好。
此外，利用冷凍技術(shù)對大豆進(jìn)行處理也可起到良好的滅酶效果。將大豆用清水浸泡9 h[豆水比為1:3（m/V）]，再用紗布擦干表面水分后于-18 ℃的條件下冷凍20 h 后制備豆?jié){，感官評價結(jié)果表明該豆?jié){豆腥味明顯減弱，原因是冷凍過程中冰晶的生成和增長不僅會使大豆的組織結(jié)構(gòu)遭到機(jī)械性損傷，而且還能夠破壞蛋白質(zhì)和脂肪氧化酶分子的空間結(jié)構(gòu)，使酶的活性被抑制甚至失活。
同時，也可通過超高溫瞬時法處理大豆，研究表明：經(jīng)二段式超高溫瞬時（120 ℃/80 s+140 ℃/4 s）處理后的大豆制備的生豆?jié){中的大約99%的脂肪氧合酶活性喪失，大多數(shù)豆腥味化合物降低到檢出限以下，豆腥味明顯減弱。
（二） 制漿過程
在制漿過程中，可以通過改變脂肪氧合酶誘導(dǎo)的酶促反應(yīng)條件的方法來減弱豆腥味，如通過酸或堿的加入，調(diào)整浸泡大豆溶液pH 值使其偏離脂肪氧合酶最適pH值。
楊道強(qiáng)將浸泡大豆的傳統(tǒng)水溶液替換成添加了一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)NaHCO3 的溶液，結(jié)果使得制得的豆?jié){總體感官評分變高，豆腥味評分降低且蛋白質(zhì)、多糖等營養(yǎng)成分含量增加。
在制漿過程中提高溫度可使蛋白質(zhì)適度熱變性以及脂肪氧合酶失活，進(jìn)而抑制豆腥味物質(zhì)在加工過程產(chǎn)生，加熱產(chǎn)生的香味還可掩蓋部分豆腥味。一般來說，80 ℃以上的加熱溫度即可使99%脂肪氧合酶失活。
常見的加熱方式有直火煮沸、蒸汽、微波、熱燙等，雖然這些加熱方式都有助于減弱豆腥味，但個別方式會對豆?jié){其他品質(zhì)帶來不利。如直火煮沸會使豆?jié){因連續(xù)攪拌和長時間暴露在光和空氣中，大量通過單線態(tài)氧介導(dǎo)產(chǎn)生的豆腥味物質(zhì)如2-戊基呋喃形成；蒸汽加熱易導(dǎo)致豆?jié){局部過熱，產(chǎn)生鼓泡翻滾作用，使豆?jié){表明產(chǎn)生許多泡沫，影響整體品質(zhì)。而微波加熱因受熱均勻、速度快，且能有效降低豆腥味等優(yōu)勢成為工廠及家庭最常采用的豆?jié){加熱方式，美國已有利用微波來生產(chǎn)豆?jié){的專利。
除加熱式外，用超高壓均質(zhì)和脈沖電場處理生豆?jié){或用噴霧干燥將熟豆?jié){制成溶解性強(qiáng)的即泡豆?jié){粉均可用于生產(chǎn)無豆腥味豆?jié){工藝中。它們與傳統(tǒng)技術(shù)相比，存在許多優(yōu)勢，如超高壓均質(zhì)可將豆?jié){顆粒達(dá)到納米級別，口感更細(xì)膩，穩(wěn)定性良好；脈沖電場處理時間短；噴霧干燥可有效去除豆?jié){中的抗?fàn)I養(yǎng)因子等。
（三）大豆和豆?jié){儲藏條件改進(jìn)
大豆在收割晾曬后應(yīng)盡量在3 個月內(nèi)完成豆?jié){的制作，因?yàn)閮Σ貢r間超過3 個月的大豆制備而成的豆?jié){豆腥味并不會隨著儲藏時間的延長繼續(xù)減弱，反而還會增加大豆被蛀蟲的隱患。
儲藏環(huán)境應(yīng)盡可能低溫，低濕（商業(yè)大豆建議儲藏濕度≤13%）、低氧、干燥、通風(fēng)，在這種條件下大豆呼吸強(qiáng)度會大幅度降低，化學(xué)成分變化幅度小。而對于制備而成的豆?jié){成品，也一般建議低溫冷藏，這樣不僅對豆腥味有減弱作用，且對整體風(fēng)味無太大影響。
劉芳等以原味豆?jié){為例進(jìn)行的物理化學(xué)綜合調(diào)控試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)低溫（4 ℃）和0.10 g/Kg ε-聚賴氨酸、0.10 g/Kg 乳酸鏈球菌素相結(jié)合的儲藏方式，能明顯抑制豆?jié){中微生物的生長繁殖，將豆?jié){保質(zhì)期延長至130 d，且豆?jié){中的豆腥味物質(zhì)減少，而受消費(fèi)者歡迎的非豆腥味物質(zhì)損失較小。
豆?jié){豆腥味的形成主要與脂肪氧合酶誘導(dǎo)的酶促反應(yīng)密切相關(guān)，相關(guān)物質(zhì)的產(chǎn)生受多重因素影響。
目前已報道的有關(guān)豆腥味的消除方法主要是通過物理化學(xué)方法阻斷酶促反應(yīng)為出發(fā)點(diǎn)，但值得注意的是有些方法雖能減弱豆腥味，但也會對豆?jié){除豆腥味以外的品質(zhì)產(chǎn)生副作用。如無脂肪氧合酶體系的大豆由于仍存在使亞麻酸轉(zhuǎn)變?yōu)闅溥^氧化物生成豆腥味物質(zhì)的未知酶，無法從根本上完全消除豆腥味，且缺乏脂肪氧合酶的大豆品質(zhì)制成的豆?jié){口感粗糙，甜味較弱，不如普通大豆制成的豆?jié){。因此，在以降低豆腥味為目的對豆?jié){制備工藝進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新的同時也要兼顧豆?jié){整體風(fēng)味和品質(zhì)。
此外，采用超高壓均質(zhì)、噴霧干燥、脈沖電場等物理方法代替熱處理除豆?jié){豆腥味都是具有良好應(yīng)用前景的技術(shù)；采用多項(xiàng)技術(shù)聯(lián)用的方式代替單一的方法也是是今后在改善豆腥味方面的研究重點(diǎn)。
