基于氣相離子遷移譜的大豆分離蛋白風(fēng)味控制研究

時(shí)玉強(qiáng) 劉錫潛 李順秀 馬 軍 劉 軍 曲玲玲

(1.山東禹王生態(tài)食業(yè)有限公司， 禹城 251200; 2.臨邑禹王植物蛋白有限公司， 臨邑 251500)

0 引言

近年來(lái)，植物蛋白質(zhì)固體飲料制品發(fā)展迅速。大豆分離蛋白是唯一一種植物源完全蛋白，富含人體必需的8種氨基酸，其蛋白質(zhì)消化率校正后的氨基酸分?jǐn)?shù)(PDCAAS)為1，達(dá)到人體消化利用率的最大值[1]，因此成為最主要的植物蛋白質(zhì)原料。同時(shí)，大豆分離蛋白還含有豐富的大豆異黃酮、大豆皂苷等保健功能組分。1999年12月,美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)提出，每日攝入25 g大豆蛋白,可減少心臟病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[2]。此外，大豆蛋白還具有調(diào)節(jié)血脂、血糖的功效[3]。但是，因原料大豆本身存在多種揮發(fā)性有機(jī)化合物，特別是加工過(guò)程中脂肪氧化酶的催化作用產(chǎn)生了多種豆腥味物質(zhì)，大大影響了大豆蛋白應(yīng)用領(lǐng)域的拓展[4]，除了豆腥味外，具有愉悅氣味的豆香味物質(zhì)同時(shí)存在[5-6]于大豆蛋白中，如何評(píng)價(jià)和改善其風(fēng)味成為大豆分離蛋白在食品行業(yè)中發(fā)展的重要課題。

隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，各種風(fēng)味檢測(cè)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，包括電子鼻技術(shù)、二維氣相色譜技術(shù)、氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)、SPME-GC-MS(頂空固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用)技術(shù)、中紅外光譜、表面增強(qiáng)拉曼散射、氣相離子遷移譜聯(lián)用技術(shù)等[7-12]。離子遷移譜聯(lián)用儀是將氣相色譜(GC)的高分離度與離子遷移譜(IMS)的高靈敏度相結(jié)合，通過(guò)頂空進(jìn)樣分析固體或液體的頂空成分，從而對(duì)單一化合物/標(biāo)記物進(jìn)行分析的快速分析儀器，通過(guò)揮發(fā)性有機(jī)化合物指紋譜圖的比對(duì)，將風(fēng)味成分直觀可視化，應(yīng)用二次分離技術(shù)，通過(guò)保留指數(shù)和遷移時(shí)間，對(duì)差異化的物質(zhì)進(jìn)行分析。本文基于氣相離子遷移譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)不同品種、不同加工工藝下生產(chǎn)的大豆分離蛋白進(jìn)行風(fēng)味分析，以期為大豆分離蛋白豆腥味的去除和豆香味的增強(qiáng)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

豆粕原料大豆：缺失3種脂肪氧化酶的東富1號(hào)(DF1)，缺失3種脂肪氧化酶的東富3號(hào)(DF3)，克山1號(hào)(KS1)；低溫脫脂豆粕(含粗蛋白54%～55%),山東禹王生態(tài)食業(yè)有限公司；液體氫氧化鈉，濱化化工有限公司，30%；鹽酸,東營(yíng)赫邦有限公司，30%；NP(CT)植酸酶，酶活1 000 U/g，荷蘭皇家帝斯曼集團(tuán)；protex 6L蛋白酶，酶活50 000 U/g,杰能科(中國(guó))生物工程有限公司；氮?dú)猓?9.999%；2-16KL型離心機(jī),德國(guó)SIGMA公司；Kjeltec-8200型凱氏定氮儀，福斯分析儀器公司；AL204-2C型電子天平,梅特勒-托利多有限公司；RHB-32ATC型糖度計(jì),上海天壘儀器儀表有限公司；LPG-5型噴霧干燥機(jī),江蘇先鋒干燥工程有限公司; FlavourSpec型氣相離子遷移譜聯(lián)用儀，德國(guó)G.A.S.公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1常規(guī)大豆分離蛋白工藝方法

低溫脫脂豆粕→工藝水(液料比8 mL/g，45℃)→調(diào)pH值(氫氧化鈉溶液，pH值7.3～7.4)→攪拌萃取(120 r/min，30 min)→離心分離(4 500 r/min，10 min)→取上清液→等電點(diǎn)沉淀(pH值4.5～4.6)→離心分離(5 000 r/min，10 min)→取離心沉淀(凝乳)→加水調(diào)pH值(氫氧化鈉溶液,10%，pH值7.3～7.4)→殺菌(140℃，15 s)→閃蒸脫氣(真空度75 kPa)→噴霧干燥。

水洗工藝：酸沉之前將萃取后離心分離的豆渣加水(45℃，液料比4 mL/g)→攪拌水洗(120 r/min，5 min)→離心分離(4 500 r/min，10 min)→取上清液，該上清液與上述工藝中的上清液攪拌混合(120 r/min，5 min)。

1.2.2酶水解大豆分離蛋白工藝方法

(1)蛋白酶水解工藝

低溫脫脂豆粕→工藝水(液料比8 mL/g，45℃)→調(diào)pH值(氫氧化鈉溶液,10%，pH值7.3～7.4)→攪拌萃取(120 r/min，30 min)→離心分離(4 500 r/min，10 min)→取上清液→等電點(diǎn)沉淀(pH值4.5～4.6)→離心分離(5 000 r/min，10 min)→取離心沉淀(凝乳)→加水調(diào)pH值(氫氧化鈉溶液,10%，pH值7.3～7.4)→蛋白酶(0.6%，45 min)→殺菌(140℃，15 s)→噴霧干燥。水洗工藝同1.2.1節(jié)。

(2)植酸酶和蛋白酶分步水解工藝

低溫脫脂豆粕→工藝水(液料比8 mL/g，45℃)→調(diào)pH值(氫氧化鈉溶液,10%，pH值7.3～7.4)→添加低溫脫脂豆粕質(zhì)量的1%植酸酶→攪拌萃取(120 r/min，30 min)→離心分離(4 500 r/min，10 min)→取上清液→等電點(diǎn)沉淀(pH值4.5～4.6)→離心分離(5 000 r/min，10 min)→取離心沉淀(凝乳)→加水調(diào)pH值(氫氧化鈉溶液,10%，pH值7.3～7.4)→蛋白酶(0.6%，45 min)→殺菌(140℃，15 s)→噴霧干燥。水洗工藝同1.2.1節(jié)。

1.2.3兩次閃蒸脫氣工藝方法

低溫脫脂豆粕→工藝水(液料比8 mL/g，45℃)→調(diào)pH值(氫氧化鈉溶液，pH值7.3～7.4)→攪拌萃取(120 r/min，30 min)→離心分離(4 500 r/min，10 min)→取上清液→等電點(diǎn)沉淀(pH值4.5～4.6)→離心分離(5 000 r/min，10 min)→取離心沉淀(凝乳)→加水調(diào)pH值(氫氧化鈉溶液,10%，pH值7.3～7.4)→殺菌(140℃，15 s)→閃蒸脫氣(真空度75 kPa)→殺菌(140℃，15 s)→閃蒸脫氣(真空度75 kPa)→噴霧干燥。水洗工藝同1.2.2節(jié)。

1.2.4超微粉碎工藝方法

低溫脫脂豆粕→工藝水(液料比8 mL/g，45℃)→調(diào)pH值(氫氧化鈉溶液，pH值7.3～7.4)→攪拌萃取(120 r/min，30 min)→離心分離(4 500 r/min，10 min)→取上清液→等電點(diǎn)沉淀(pH值4.5～4.6)→離心分離(5 000 r/min，10 min)→取離心沉淀(凝乳)→加水調(diào)pH值(氫氧化鈉溶液,10%，pH值7.3～7.4)→超微粉碎。水洗工藝同1.2.2節(jié)。

取0.5 g樣品于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，加入10 mL水，60℃孵化15 min，經(jīng)頂空進(jìn)樣，用氣相離子遷移譜儀進(jìn)行測(cè)試，得到樣品的揮發(fā)性有機(jī)化合物差異譜圖；通過(guò)內(nèi)置的NIST數(shù)據(jù)庫(kù)和IMS數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析。頂空進(jìn)樣條件：進(jìn)樣體積500 μL，孵化時(shí)間15 min，孵化溫度60℃。檢測(cè)條件：分析時(shí)間30 min，色譜柱類型FS-SE-54-CB-1 15 m ID:0.53 mm，柱溫60℃，載氣流量：0～2 min，2 mL/min；2～10 min，2～20 mL/min；10～20 min，20～100 mL/min；20～30 min， 100～150 mL/min；漂移氣流量150 mL/min，IMS溫度45℃，進(jìn)樣針溫度65℃。

圖譜結(jié)果如圖1所示，根據(jù)圖譜分析結(jié)果如表1所示。將圖譜結(jié)果轉(zhuǎn)化為指紋圖譜，便于產(chǎn)品分析，如圖2所示，其中點(diǎn)代表?yè)]發(fā)性有機(jī)化合物，顏色的面積和亮度表示物質(zhì)的濃度(通過(guò)軟件將定量檢測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化得到)，將不同樣品的指紋圖譜利用軟件轉(zhuǎn)化到一起便于對(duì)比分析，如圖3所示，其中行代表一個(gè)樣品中選取的揮發(fā)性有機(jī)化合物，列代表一種揮發(fā)性有機(jī)化合物在不同樣品中含量情況。

表1 大豆分離蛋白風(fēng)味物質(zhì)成分表Tab.1 VOCs of SPI

氣相離子遷移譜(圖1)中縱坐標(biāo)為檢測(cè)運(yùn)行時(shí)間，橫坐標(biāo)為離子遷移時(shí)間。整個(gè)圖背景為藍(lán)色，左側(cè)紅色豎線為RIP(即反應(yīng)離子峰，離子遷移時(shí)間約為7.96 ms)。RIP兩側(cè)的每一個(gè)點(diǎn)代表一種揮發(fā)性有機(jī)化合物。顏色代表物質(zhì)的濃度，顏色越深表示濃度越大。

1.2.5感官評(píng)價(jià)方法

人的嗅覺(jué)對(duì)不同的揮發(fā)性有機(jī)化合物閾值不同，造成了人類對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物的識(shí)別不是靠濃度單一決定的，因此對(duì)大豆蛋白的揮發(fā)性有機(jī)化合物的風(fēng)味評(píng)價(jià)，不僅要進(jìn)行風(fēng)味的檢測(cè)，還要與人類的感官評(píng)價(jià)相互驗(yàn)證和確定。感官評(píng)價(jià)方法如下：

風(fēng)味：稱取10 g蛋白粉放在250 mL的干凈玻璃罐中，蓋上蓋子，試驗(yàn)小組成員通過(guò)3次輕叩玻璃罐以振動(dòng)產(chǎn)品，使蛋白粉在罐內(nèi)輕微揚(yáng)起，然后打開(kāi)蓋子，細(xì)嗅3次，打分。

口感：稱取蛋白粉5.00 g, 50℃的蒸餾水100 mL,將蛋白粉放入蒸餾水中攪拌均勻，品嘗一次后，40℃的蒸餾水漱口；重復(fù)3次；打分。

感官小組由9名擁有SGS感官評(píng)價(jià)資質(zhì)的人員組成，豆香味物質(zhì)參照物為煮熟的意大利白豆粉，豆腥味參照物為生大豆粉。評(píng)價(jià)后，除去最高值和最低值，計(jì)算平均值進(jìn)行分析。評(píng)價(jià)表如表2所示。

表2 感官評(píng)價(jià)表Tab.2 Sensory evaluation form of SPI

2 結(jié)果與討論

2.1 不同原料大豆對(duì)大豆分離蛋白風(fēng)味的影響

1932年，脂肪氧化酶(簡(jiǎn)稱Lox)首次在大豆中被發(fā)現(xiàn)[13]，其后又發(fā)現(xiàn)了其他種類。普遍認(rèn)為大豆脂肪氧化酶存在3種同工酶Lox1、Lox2和Lox3,它僅占大豆總蛋白的1%～2%，但是能夠?qū)Ｒ淮呋嘣伙柡椭舅岬难趸磻?yīng)，形成具有共軛雙鍵脂肪酸氫過(guò)氧化物,這些產(chǎn)物經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分解，產(chǎn)生醇、酮、醛類等揮發(fā)性有機(jī)化合物，從而形成豆腥味[14]。早期的研究認(rèn)為豆腥味與2-戊基呋喃有關(guān)。

隨著研究的發(fā)展，醛類和醇類物質(zhì)受到關(guān)注，文獻(xiàn)[15]認(rèn)為己醛和己醇是豆奶中最典型的異味成分。文獻(xiàn)[16]將豆奶中的豆腥味組分確定為己醛、己醇、戊醇、(E)-2-己烯醛、(E，E)-2，4-癸二烯醛、乙酸、1-辛烯-3-醇；文獻(xiàn)[17]則認(rèn)為組分為己醛、己醇、戊醇、(E)-2-己烯醛、(E，E)-2，4-癸二烯醛、(E，z)-2，4-癸二烯醛、(z)-2-己烯醇、(z)-2-庚烯醛、庚醛；文獻(xiàn)[18]認(rèn)為豆腥味組分包括己醇、己醛、(E)-2-己烯醛、(E，E)-2，4-庚二烯醛、1-辛烯-3-醇、辛醛。不同研究人員對(duì)豆腥味成分的確定存在一定的差異，主要是風(fēng)味受主觀喜好和閾值影響較大，但大部分組分達(dá)成了共識(shí)，如2-戊基呋喃、己醛、己醇、1-戊醇、1-辛烯-3-醇、(E)-2-己烯醛等。

對(duì)使用普通大豆品種(KS1)和脂肪氧化酶缺失品種(DF1和DF3)生產(chǎn)的大豆分離蛋白進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)化合物的氣相離子遷移譜檢測(cè)對(duì)比圖譜如圖4所示。每個(gè)樣品作一組平行檢測(cè)。其中數(shù)字標(biāo)號(hào)部分的揮發(fā)性有機(jī)化合物為系統(tǒng)數(shù)據(jù)中沒(méi)有的種類，因此只能顯示序號(hào)，未能顯示名稱。

通過(guò)指紋圖譜可以看出，主要豆腥味物質(zhì)如2-戊基呋喃、己醛、(E)-2-己烯醛、1-戊醇、1-辛烯-3-醇在3個(gè)品種均有檢出，其中己醛的面積和亮度顏色幾乎無(wú)差別，因此可以看出脂肪氧化酶對(duì)己醛的產(chǎn)生基本上沒(méi)有影響。DF3和DF1品種的(E)-2-己烯醛含量程度相似，較普通KS1大豆的含量較低，而2-戊基呋喃含量則是DF3和KS1相當(dāng)，并且明顯高于DF1；DF3的1-戊醇、1-辛烯-3-醇含量明顯高于DF1和KS1，其中DF1和KS1的1-戊醇含量表觀相同，而DF1的1-辛烯-3-醇含量為3種中最低。其中KS1中的己醇為獨(dú)有揮發(fā)性有機(jī)化合物。因此可以看出脂肪氧化酶對(duì)己醇和(E)-2-己烯醛的影響最大，兩種缺失脂肪氧化酶的品種生產(chǎn)的大豆分離蛋白幾乎無(wú)己醇檢出，(E)-2-己烯醛也明顯低于普通品種。其中DF1中2-戊基呋喃和1-辛烯-3-醇均低于其他兩個(gè)品種。同樣為脂肪氧化酶全缺失品種，但是DF1和DF3兩種大豆制得的大豆分離蛋白的揮發(fā)性有機(jī)化合物也存在較大差別。

DF3生產(chǎn)的大豆分離蛋白中的綠色框部分的揮發(fā)性有機(jī)化合物明顯高于DF1和KS1，其成分主要包括1-戊醇(單體)、1-戊醇(二聚體)、麥芽酚、(E,E)-2,4-庚二烯醛、1-辛烯-3-醇、2-呋喃甲醇、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、二氫-3-甲基-2(3H)-呋喃酮等，另42、43、45這3種未知成分也明顯高于其他兩種大豆原料的產(chǎn)品。

相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道豆香味成分有苯甲醛、戊醛、2-庚烯酮、3-辛酮、3-辛醇、戊酸、2-呋喃甲醇、苯乙醇、庚醛、3-辛烯-2-酮、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、麥芽酚等[19]。DF3中2-呋喃甲醇、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、麥芽酚明顯高于其他兩個(gè)品種。

通過(guò)9人組成的感官評(píng)價(jià)小組評(píng)價(jià)認(rèn)為，豆腥味DF3和DF1相差不大，均好于KS1，而DF3的豆香味明顯高于其他兩個(gè)品種，檢測(cè)結(jié)果與感官評(píng)價(jià)結(jié)果一致。雖然DF3中豆腥味物質(zhì)的含量略高于DF1，但是評(píng)價(jià)結(jié)果顯示差異不明顯(P=0.33)， 結(jié)果如表3所示。該結(jié)果驗(yàn)證了基于氣相離子遷移譜識(shí)別的特異性揮發(fā)性有機(jī)物的識(shí)別能力與感官評(píng)價(jià)的對(duì)應(yīng)性，豆腥味和豆香味特異性揮發(fā)性有機(jī)物基本與文獻(xiàn)[15-18]結(jié)論一致。同時(shí)驗(yàn)證了脂肪氧化酶是大豆產(chǎn)生豆腥味的關(guān)鍵因素。

表3 不同品種原料的風(fēng)味評(píng)價(jià)Tab.3 Sensory evaluation of SPI produced with different varieties of soybeans

2.2 不同工藝對(duì)大豆分離蛋白風(fēng)味的影響

在生產(chǎn)過(guò)程中可以對(duì)大豆蛋白進(jìn)行改性以改善大豆分離蛋白的風(fēng)味。目前鮮有報(bào)道大豆分離蛋白的豆腥味改善工藝，但相關(guān)的大豆和豆?jié){的豆腥味去除報(bào)道較多。主要的方式包括濕熱處理、半濕熱處理、干熱處理、遠(yuǎn)紅外線加熱法、微波法、超臨界二氧化碳萃取法、高頻電磁場(chǎng)法等[20]，文獻(xiàn)[21]認(rèn)為微壓煮漿可使豆腥味成分的質(zhì)量濃度顯著降低。但上述大部分工藝在大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中很難實(shí)現(xiàn)，主要原因是成本高、處理量低和存在安全風(fēng)險(xiǎn)。本文在上述研究的基礎(chǔ)上，對(duì)大豆分離蛋白生產(chǎn)工藝進(jìn)行工業(yè)化可實(shí)施的改進(jìn)和分析，包括酶水解工藝、兩次閃蒸脫氣工藝和粉碎工藝等。

2.2.1酶水解工藝

文獻(xiàn)[6]分析了大豆分離蛋白與特定的風(fēng)味物質(zhì)互相作用的原理，為酶法解除大豆的風(fēng)味物質(zhì)與蛋白的結(jié)合提供了理論基礎(chǔ)。利用植酸酶水解植酸，通過(guò)解除植酸與蛋白的結(jié)合，有利于揮發(fā)性有機(jī)化合物的脫除，同時(shí)蛋白酶水解蛋白降低蛋白與揮發(fā)性有機(jī)化合物的結(jié)合能力，在閃蒸脫氣過(guò)程更利于不良?xì)馕兜拿摮Ｖ菜崦冈诖蠖狗蛛x蛋白的凍融和去植酸方面已經(jīng)有所應(yīng)用，但是對(duì)風(fēng)味的影響方面鮮有報(bào)道。對(duì)使用植酸酶和蛋白酶兩步附加工藝的大豆分離蛋白的GC-IMP分析結(jié)果如圖5所示。

通過(guò)指紋圖譜可分析出非酶解樣品(圖5中NOE)與通過(guò)蛋白酶水解的樣品(圖5中ONE)相比，主要豆腥味物質(zhì)如2-戊基呋喃、1-戊醇的濃度明顯高于酶水解的產(chǎn)品，(E)-2-己烯醛、1-辛烯-3-醇、己醛的濃度幾乎無(wú)明顯的變化，而己醇的濃度略低于酶水解產(chǎn)品。由于真空脫氣的作用，2-戊基呋喃、1-戊醇被真空部分脫除，含量降低；但是蛋白水解作用對(duì)(E)-2-己烯醛、1-辛烯-3-醇、己醛的釋放沒(méi)有顯示出明顯的作用。其中己醇濃度水解后有所提高，分析認(rèn)為酶解工藝的生產(chǎn)溫度也在脂肪氧化酶的最佳溫度范圍內(nèi)，在脂肪氧化酶的作用下，產(chǎn)生了部分己醇，這與文獻(xiàn)[22]的研究結(jié)果相吻合。

非酶解與酶解的大豆分離蛋白中的豆香味物質(zhì)呈現(xiàn)出一定的變化。經(jīng)過(guò)酶解工藝生產(chǎn)的大豆分離蛋白中的苯甲醛、苯甲醛多聚體、苯乙醇、3-辛烯-2-酮明顯降低，2-呋喃甲醇酶解后濃度明顯提高，庚醛、3-辛烯-2-酮、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、麥芽酚變化不明顯。分析認(rèn)為豆香味揮發(fā)性有機(jī)化合物降低主要是由于酶水解造成大豆蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的破壞，使被大豆球蛋白包埋、保護(hù)的揮發(fā)性成分釋放出來(lái)，被后續(xù)的真空脫氣工藝脫除。壬醛、2-庚酮、3-甲基丁醛、丙酮、丙硫醚、2-壬酮減少明顯，丙酸、辛醛增加明顯。揮發(fā)性有機(jī)化合物減少原因是水解造成的蛋白球狀結(jié)構(gòu)的不完整及氫鍵的斷裂造成與之相關(guān)聯(lián)的揮發(fā)性有機(jī)化合物釋放。增加的揮發(fā)性有機(jī)化合物可能原因?yàn)槊附夤に嚂r(shí)間長(zhǎng)，酶解料液中存在的微生物產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物。

兩步酶解方法(圖5中TWE)在萃取工段進(jìn)行植酸酶水解植酸，通過(guò)酸沉離心去除與蛋白結(jié)合的植酸部分，而后在中和工段后進(jìn)行酶水解工藝。與使用蛋白酶的樣品相比，豆腥味揮發(fā)性有機(jī)化合物如2-戊基呋喃、1-戊醇、(E)-2-己烯醛、1-辛烯-3-醇、己醇的濃度明顯降低，己醛比較穩(wěn)定沒(méi)有明顯變化。豆香味揮發(fā)性有機(jī)化合物如苯甲醛、苯乙醇、2-呋喃甲醇、庚醛多聚體、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、麥芽酚濃度降低，3-辛烯-2-酮濃度無(wú)明顯變化。其他具有明顯變化的揮發(fā)性有機(jī)化合物有壬醛、2-庚酮、3-甲基丁醛、丙酮、丙硫醚、2-壬酮及未知成分42、44、45、46、47、48、49、51、52、53、54、55和57濃度均有較明顯降低，只有50號(hào)有較明顯升高。

通過(guò)9人組成的感官評(píng)價(jià)小組評(píng)價(jià)結(jié)果如表4所示，兩步加酶方式生產(chǎn)的大豆分離蛋白的豆腥味物質(zhì)最低，略微有豆香味，與檢測(cè)結(jié)果存在一定的分歧，可能原因是兩步加酶工藝較有效地解除了揮發(fā)性有機(jī)化合物與大豆蛋白的結(jié)合，更有利于真空脫氣，豆腥味揮發(fā)性有機(jī)化合物和雜味降低比較明顯，從而略微突出了豆香味。用蛋白酶處理的大豆蛋白與非酶解相比，風(fēng)味略有改善，差異較小(P=0.16)，可能的原因?yàn)楣に囘^(guò)程較長(zhǎng)，微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物產(chǎn)生了不良的風(fēng)味，同時(shí)在脂肪氧化酶的作用下產(chǎn)生了更多的己醇，從而抵消了酶水解促進(jìn)揮發(fā)性有機(jī)物脫除的效果。

表4 酶處理與非酶處理大豆分離蛋白的風(fēng)味評(píng)價(jià)Tab.4 Sensory evaluation of SPI produced with different varieties of enzymes

2.2.2真空脫氣工藝

因揮發(fā)性有機(jī)化合物本身的揮發(fā)性，利用真空脫氣除去是比較有效的控制手段?；诖蠖沟鞍妆旧淼墓δ苄孕枨蠛统杀镜目紤]，大豆分離蛋白生產(chǎn)工藝的最佳真空度為75 kPa。通過(guò)單次脫氣和二次脫氣對(duì)比考察二次脫氣對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物的影響有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和可實(shí)施性。檢測(cè)結(jié)果如圖6所示。

通過(guò)圖6中的指紋圖譜可以看出二次脫氣樣品(FD2)，主要豆腥味揮發(fā)性有機(jī)化合物如1-辛烯-3-醇、己醇的濃度明顯低于一次脫氣的產(chǎn)品，2-戊基呋喃、己醛的濃度幾乎無(wú)明顯的變化，而1-戊醇、(E)-2-己烯醛的濃度高于一次脫氣產(chǎn)品。主要豆香味揮發(fā)性有機(jī)化合物如苯甲醛及其多聚體、苯乙醇、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、3-辛烯-2-酮等物質(zhì)的濃度有不同程度的增加，而庚醛、2-呋喃甲醇、麥芽酚變化不明顯。其他具有明顯變化的揮發(fā)性有機(jī)化合物中壬醛、(E)-2-庚烯醛、丙酸多聚體、2-庚酮、2-壬酮、3-甲基丁醛、丙酮、丙硫醚、44、47、52、53含量減少，(E)-2-辛烯醛、2-丁酮及其多聚體、1-戊醇多聚體、辛醛、2-乙基呋喃、42、46、48、49、50、54和57等含量增加。

揮發(fā)性有機(jī)化合物通過(guò)二次真空脫氣，在不考慮加熱的情況下濃度應(yīng)該有所降低，但是整個(gè)分析過(guò)程中升高、降低和不變的物質(zhì)都存在，分析認(rèn)為大豆分離蛋白中主要成分是蛋白質(zhì)，同時(shí)存在大豆低聚糖、蔗糖、葡萄糖等小分子糖類，二次殺菌工藝促進(jìn)了羰氨反應(yīng)，進(jìn)而增加了有益的香味物質(zhì)，這與文獻(xiàn)[23-26]的研究結(jié)論一致。揮發(fā)性有機(jī)化合物降低，可能是由于加熱過(guò)程沒(méi)有再形成新的該物質(zhì)或是生成的量少于真空脫氣的量；揮發(fā)性有機(jī)化合物增加則是因?yàn)樾庐a(chǎn)生的量超過(guò)了真空脫氣的量，沒(méi)有明顯變化的真空脫氣的量則是新生成的量與真空脫氣的量相當(dāng)。

通過(guò)9人組成的感官評(píng)價(jià)小組評(píng)價(jià)結(jié)果如表5所示，二次殺菌真空脫氣工藝能夠使豆香味提高，豆腥味降低，有利于產(chǎn)品風(fēng)味的改善。

表5 二次脫氣與單次脫氣大豆分離蛋白的風(fēng)味對(duì)比Tab.5 Sensory evaluation of SPI produced with different vacuum degassing times

2.2.3粉碎工藝

文獻(xiàn)[15]認(rèn)為蛋白質(zhì)溶解度是豆?jié){的重要指標(biāo)，隨溫度升高而降低。溶解度的降低造成蛋白顆粒聚集度升高，進(jìn)而會(huì)增加蛋白溶液的沙粒感。使用超微粉碎的主要目的是改善沙粒感，未經(jīng)過(guò)粉碎的蛋白粉沖調(diào)后存在顆粒，造成口感粗糙，同時(shí)粉碎工藝是物料摩擦碰撞的過(guò)程，在此過(guò)程中可能存在化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生，同時(shí)存在熱效應(yīng)，特別是局部熱效應(yīng)，從而造成蛋白或是揮發(fā)性有機(jī)化合物的變化。通過(guò)分級(jí)輪控制顆粒細(xì)度，對(duì)比溶解后的蛋白顆粒感，顆粒感及非豆異味感官評(píng)價(jià)如表6所示。

表6 不同粉碎細(xì)度的蛋白粉感官評(píng)價(jià)Tab.6 Sensory evaluation of SPI with different crushing fineness

根據(jù)口感和風(fēng)味均衡后，將粉碎至200目篩通過(guò)率95%的條件作為對(duì)比條件，如圖7所示。

通過(guò)圖7中的指紋圖譜可以看出粉碎樣品(GRI)與未粉碎樣品(NOG)相比，主要豆腥味揮發(fā)性有機(jī)化合物如2-戊基呋喃、(E)-2-己烯醛、1-戊醇、己醛、己醇的濃度幾乎無(wú)明顯的變化，而1-辛烯-3-醇的濃度高于未粉碎樣品。分析原因，可能為通過(guò)粉碎促進(jìn)1-辛烯-3-醇生成，而對(duì)其他豆腥味成分無(wú)明顯的影響。主要豆香味揮發(fā)性有機(jī)化合物如苯甲醛特別是其多聚體、庚醛特別是其多聚體等物質(zhì)的濃度有不同程度的增加，3-辛烯-2-酮濃度有所降低，而苯乙醇、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、2-呋喃甲醇、麥芽酚無(wú)變化。分析原因可能是粉碎和局部溫度升高促進(jìn)了部分豆香味揮發(fā)性有機(jī)化合物的生成，同時(shí)破壞了3-辛烯-2-酮。壬醛多聚體、辛醛、3-甲基丁醛及其多聚體、2-乙基己醇明顯升高，2-己烯-1-醇多聚體、丙酸多聚體、2-戊酮減少，此外46、50、54號(hào)減少，47、52、53號(hào)等增加，其他無(wú)明顯變化。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于氣相離子遷移譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)大豆分離蛋白的揮發(fā)性有機(jī)化合物進(jìn)行了檢測(cè)。研究分析了不同品種、不同加工工藝下生產(chǎn)的大豆分離蛋白的豆腥味、豆香味和其他揮發(fā)性有機(jī)化合物的含量變化。通過(guò)品種控制(如使用無(wú)脂肪氧化酶的東富3號(hào)品種)、酶改性(包括植酸酶、水解酶等酶的復(fù)合使用)及二次真空脫氣對(duì)提高豆香味、降低豆腥味的方法進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，大豆品種對(duì)豆腥味的控制有較大的優(yōu)勢(shì)，特別是缺失3種脂肪氧化酶的大豆；二次酶解及多次真空脫氣工藝有利于產(chǎn)品的風(fēng)味改善；粉碎工藝對(duì)風(fēng)味有負(fù)向作用，但能夠改善沖調(diào)后的口感?；跉庀嚯x子遷移譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)大豆分離蛋白的揮發(fā)性有機(jī)化合物的檢測(cè)，可為大豆分離蛋白的風(fēng)味改善提供有力的檢測(cè)手段。