预热脱脂大豆浆对大豆蛋白分离物风味和功能特性的影响

《Food Bioscience》：Effects of pre-heating defatted soybean slurry on flavor and functionality of soy protein isolate

　　大豆分离蛋白风味与功能特性调控研究：通过75℃预加热30分钟显著减少豆腥味挥发性物质（如己醛、1-辛烯-3-醇、己烯醛）达75%-84%，同时提升持水能力262%，形成更致密的蛋白网络结构。

　　

易凯|吕玉云|刘毅|刘少全

新加坡国立大学食品科学与技术系，新加坡117542

摘要

豆腥味是豆蛋白分离物（SPI）长期存在的问题。本研究旨在通过控制预加热处理脱脂豆浆来评估其对SPI风味和功能特性的影响。将脱脂豆浆样品在65、75或95°C下加热5-30分钟，并对其挥发性成分、持水能力（WHC）、起泡性能和流变特性进行评估。在75°C下对脱脂豆浆进行30分钟的适度预加热（H75T30）可减少主要的豆腥味挥发性物质，包括己醛（-76.88%）、1-辛烯-3-醇（-84.48%）和己烯（-75.89%），同时提高WHC和形成性能。流变测量显示H75T30处理后储存模量（G′）从154 kPa增加到559 kPa（提高了262%）。扫描电子显微镜观察发现蛋白质网络更加紧密，这与风味保留的改善一致。这些结果强调了适度预加热在调节SPI风味和功能特性方面的有效性，为提高其在植物性食品中的应用提供了可行的策略。

引言

植物性饮食的日益流行显著增加了对植物来源蛋白质的需求，豆蛋白分离物（SPI）因其高蛋白质含量和良好的营养价值而成为主要选择。SPI源自大豆，是各种食品应用中的关键成分，具有营养、功能和经济效益。尽管全球谷物产量能够满足热量需求，但谷物在必需氨基酸组成方面存在不足。在这种情况下，SPI通过提供所有九种必需氨基酸以及异黄酮和植物甾醇等生物活性化合物来补充谷物蛋白质（Singh等人，2008年）。

尽管具有这些优点，但由于豆腥味和草腥味的存在，以及某些物理化学性质（如溶解度有限、WHC和起泡性能），SPI的广泛应用受到限制。这些不良风味会负面影响SPI强化食品的感官质量和消费者接受度（Damodaran & Arora，2013年）。因此，减轻这些不良风味对于提高大豆基产品的市场潜力和感官吸引力至关重要。

目前减轻SPI不良风味的策略可以分为三类：物理方法、化学方法和生物技术方法（Fernando，2022年）。其中，物理方法尤其是热处理因其成本效益、可扩展性、易于实施和可持续性而被广泛使用（Dash等人，2024年；Wang等人，2022年；Suri等人，2024年）。热处理可以失活脂氧合酶（LOX），这是一种产生不良气味的关键酶，从而有效改善风味。

热处理的时间是一个关键但常被忽视的参数。传统豆腐生产中的两种不同加热顺序（分离前或分离后加热豆浆和豆粕（okara））表明这一变量对最终产品特性（如产量、风味和质地）有显著影响（Zheng等人，2020年）。虽然之前的研究探讨了沉淀后的热处理以改善植物蛋白特性（Liang等人，2020年），但尚未探索在蛋白质沉淀前对初始脱脂豆浆进行热处理的效果。因此，我们假设预加热处理策略可以更有效地失活豆浆中的脂氧合酶（LOX）和其他降解酶，从而抑制不良风味化合物及其前体的早期形成。这种方法可能具有重要的工业潜力。通过研究一种与传统豆腐方法相似但适用于工业SPI生产的加工步骤，本研究旨在（i）明确预加热是否比传统顺序提供更好的风味控制；（ii）提出一种新的工业实践方法，以提高SPI的感官质量和应用范围。

材料

材料

大豆购自新加坡FairPrice。比色酸（BCA）蛋白测定试剂盒和2-甲基-3-庚酮（≥98%，分析标准品）购自Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。盐酸（HCl）、氢氧化钠（NaOH）、硫酸（H?SO?）、硫酸钾、五水合硫酸铜（II）、硼酸、己烷和乙醇购自当地供应商。大多数化学品和试剂均为分析级。

SPI制备

在提取SPI之前，首先...

组成

近似组成结果总结在表1中。由于去除了脂肪，脱脂豆粉（DSF）的蛋白质、碳水化合物和灰分含量较高，而脂肪含量显著低于未脱脂豆粉（CSF）（p < 0.05），脂肪含量从CSF的19.87 ± 0.20%降至DSF的1.78 ± 0.41%，减少了91.0%。这一数值与有机溶剂脱脂豆粉的报告范围（2.81%）相似（Kang等人，2017年）。

气味活性化合物的变化

预加热处理...

结论

本研究探讨了预加热处理对SPI豆腥味的影响。此外，还通过挥发性化合物分析、感官评估和蛋白质结构表征来揭示不同热条件下抑制不良风味的机制。研究发现75°C下加热30分钟是最优条件。四种改变风味的途径协同作用：（1）LOX介导的酶促氧化（<70°C）；（2）非酶促脂质...

CRediT作者贡献声明

刘少全：撰写——审稿与编辑、验证、监督、项目管理、资金获取、概念构思。吕玉云：撰写——审稿与编辑、验证、监督。刘毅：撰写——审稿与编辑、实验研究。易凯：撰写——初稿撰写、数据可视化、资源准备、方法设计、实验研究、数据分析、概念构思

未引用参考文献

AOAC，2000年；Huang等人，2022年；国际标准化组织，2021年；Petruccelli和A?ón，1996年；Renkema和van Vliet，2002年；Singh等人，2022年；Wen等人，2023年。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。