熱處理及植酸與脂肪對豆?jié){中大豆蛋白凝膠體系的影響研究進(jìn)展

谷雪蓮，孫冰玉，劉琳琳，王 歡，石彥國，呂銘守，朱秀清,*

（1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江省谷物食品與谷物資源綜合加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150028；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

豆?jié){作為大豆加工制品，屬于優(yōu)質(zhì)的植物蛋白飲料[1]。其營養(yǎng)價值高，對人體健康有益，可預(yù)防心腦血管疾病、缺鐵性貧血等，在人們?nèi)粘Ｉ钪姓加信e足輕重的位置，此外更受到牛奶過敏、乳糖不耐、低膽固醇血的特殊人群喜愛[2]，因此豆?jié){的生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。豆?jié){加工是豆粉、豆花、豆腐等大豆制品生產(chǎn)過程中的重要一環(huán)，豆?jié){的品質(zhì)對后續(xù)產(chǎn)品的品質(zhì)起著關(guān)鍵作用[3-5]，因此對豆?jié){的生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究也能為其他相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)提供技術(shù)支持。豆?jié){體系主要由大豆蛋白、大豆油脂、可溶性糖類及磷脂、異黃酮等功能活性因子組成，對豆?jié){品質(zhì)特性影響的關(guān)鍵物質(zhì)是大豆蛋白，而影響大豆蛋白結(jié)構(gòu)和特性變化的主要因素是豆?jié){加工中的熱處理技術(shù)。

目前全球相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者已經(jīng)在熱處理對大豆蛋白結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響方面進(jìn)行了廣泛的研究，但其中大多數(shù)仍處于對大豆蛋白的解離締合行為進(jìn)行理想條件下的實(shí)驗(yàn)研究，很少深入分析大豆加工實(shí)際生產(chǎn)條件下大豆蛋白的解離締合狀態(tài)，尤其對于像豆?jié){這樣的混合體系，在不同熱處理?xiàng)l件下大豆蛋白的解離締合行為和不同成分與大豆蛋白互作對其解離締合行為的影響還沒有系統(tǒng)和全面的研究[6]。而對豆?jié){混合體系中大豆蛋白的解離締合行為進(jìn)行研究和分析，有助于找出表征大豆蛋白變性狀態(tài)的指標(biāo)以及根據(jù)實(shí)際加工生產(chǎn)要求控制大豆蛋白適度變性的條件。

本文綜述了熱處理過程中豆?jié){內(nèi)大豆蛋白解離締合行為的研究進(jìn)展，歸納了豆?jié){在熱處理?xiàng)l件下，混合體系中大豆蛋白的解離締合行為以及體系中其他成分與蛋白互作對其解離締合行為的影響，分析了相應(yīng)條件下混合體系的解離締合反應(yīng)模型，以期探究大豆蛋白混合體系的熱處理解離締合反應(yīng)規(guī)律，為大豆食品的研究開發(fā)與應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 豆?jié){中大豆蛋白組分狀態(tài)及其凝膠性

豆?jié){是從大豆中提取的膠體分散體，包含3.6%蛋白質(zhì)、2.0%脂肪、2.9%碳水化合物和0.5%灰分[7]。因此，豆?jié){屬于一種混合體系。

豆?jié){中的蛋白質(zhì)主要為大豆貯藏蛋白（大豆球蛋白和伴大豆球蛋白，沉降系數(shù)分別為11S和7S）。11S球蛋白是六聚體（300～380 kDa），通過二硫鍵鏈接組成亞基。7S球蛋白是三聚體（180～210 kDa）[8]。雖然7S和11S都具有相對穩(wěn)定的四級結(jié)構(gòu)，但當(dāng)它們所處的環(huán)境（如酸堿度、溫度、共存物、超聲波處理等）改變時，可以發(fā)生解離（解聚）或締合反應(yīng)[9-10]。大豆蛋白的三級結(jié)構(gòu)被鹽鍵、氫鍵、疏水鍵、范德華力及二硫鍵等所穩(wěn)定，二級結(jié)構(gòu)被內(nèi)部的主鏈氫鍵所穩(wěn)定，因此容易被熱、酸、堿等所影響[11]。

凝膠性是大豆蛋白重要的功能性質(zhì)，豆?jié){、豆花等傳統(tǒng)食品的生產(chǎn)加工則利用了這一特性[12]。豆?jié){中的大豆蛋白質(zhì)分散于水中形成溶膠體，這種溶膠在一定條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟z。凝膠的形成受很多因素影響，如蛋白質(zhì)溶液的濃度、加熱溫度與時間、分散體系中其他組分[13-16]、pH值、離子濃度等[17-18]。適當(dāng)?shù)淖冃钥梢愿纳频鞍啄z的狀態(tài)，但是過度的變性會產(chǎn)生負(fù)面影響[19]。在大豆蛋白質(zhì)中，只有11S和7S組分才可以形成凝膠，而且11S組分形成凝膠的硬度、組織程度高于7S組分凝膠。7S組分變性的溫度在75 ℃左右，而11S的變性溫度在90 ℃左右；且蛋白質(zhì)中11S比例的升高會導(dǎo)致凝膠彈性模量（G′）的增加[20]。Wu Chao等[21]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)預(yù)熱大豆蛋白時，凝膠交聯(lián)作用顯著增強(qiáng)，且交聯(lián)情況取決于溫度和蛋白質(zhì)濃度。表明大豆蛋白凝膠性可同時受多種因素協(xié)同作用，然而目前還沒有相對完整系統(tǒng)的解釋，多數(shù)影響因素還處于研究階段。且檢驗(yàn)大豆蛋白功能性質(zhì)最好的方法是在食品生產(chǎn)加工過程中，通過單元操作和最終的產(chǎn)品效果來鑒定。

2 熱處理過程中影響豆?jié){內(nèi)大豆蛋白解離締合行為的因素

2.1 鈣、鎂、植酸鹽的影響

植酸含有6 個磷酸基團(tuán)，因此能夠螯合鈣、鎂等金屬離子[22]。植酸鹽和金屬離子以各種形式存在于豆?jié){中，它們之間的結(jié)合方式會隨著豆?jié){熱處理過程中大豆蛋白結(jié)構(gòu)的改變而發(fā)生變化。有證據(jù)表明，蛋白質(zhì)的凝固反應(yīng)發(fā)生在小分子（主要是植酸鹽等多酸離子）與Ca2+相互作用形成可結(jié)合物質(zhì)之后，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)分子聚集、生長并形成網(wǎng)絡(luò)[23]。Wang Ruican等[15]研究植酸鹽與大豆蛋白在熱處理過程中的相互作用，發(fā)現(xiàn)與生豆?jié){相比，經(jīng)熱處理后的豆?jié){中約有三分之一的植酸鹽附著在蛋白質(zhì)上，并結(jié)合到蛋白質(zhì)聚集體中。并且通過對純蛋白溶液進(jìn)行研究之后發(fā)現(xiàn)，11S結(jié)合植酸的能力比7S更高。

2.2 脂肪的影響

未經(jīng)加熱的豆?jié){中油脂主要存在于顆粒組分中。當(dāng)加熱溫度從65 ℃升高至75 ℃時，脂質(zhì)的一部分以及幾乎所有的α和α′亞基和β-球蛋白在顆粒組分中釋放并向可溶性組分移動。在75 ℃下加熱時，可溶部分和顆粒部分中的脂質(zhì)開始釋放并轉(zhuǎn)移到浮動部分。在90 ℃時，幾乎所有的脂質(zhì)（中性脂質(zhì)）都轉(zhuǎn)移到了浮動部分，一半的磷脂保留在顆粒中[24-25]。

加熱生豆?jié){時，大豆蛋白的亞基發(fā)生變性、解離，隨后聚集形成大小、組分和分子結(jié)構(gòu)不均勻的顆粒。變性大豆蛋白和脂質(zhì)間的離子或酸誘導(dǎo)的凝固作用導(dǎo)致豆奶凝膠化[26]。油脂的添加量對豆?jié){形成不同類型的凝膠影響是有差異的，隨著油脂體積的增加，酸誘導(dǎo)凝膠的儲能模量降低，鹽誘導(dǎo)凝膠的儲能模量升高[27]。添加脂肪的大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）制備的凝膠與未添加脂肪的凝膠相比，凝膠化行為的表現(xiàn)不同，脂肪作為填料會影響SPI凝膠的硬度和凝膠性能[28]。

3 熱處理過程中影響豆?jié){混合體系解離締合行為的因素

3.1 加熱方式的影響

豆?jié){加工中有不同的熱處理方式，按照豆?jié){受熱處理時的壓力程度可以分為減壓、常壓、微壓、高壓、超高壓熱處理。

3.1.1 減壓熱處理

豆?jié){的生產(chǎn)及后續(xù)加工中需要提高固形物含量，因此需要對其進(jìn)行蒸發(fā)。由于豆?jié){屬于熱敏性物料[29]，因此真空減壓濃縮應(yīng)用廣泛，通過減壓降低豆?jié){中水的沸點(diǎn)，使水分在較低的溫度下蒸發(fā)除去，達(dá)到提高固形物含量的目的。盡管超濾也可以達(dá)到提升固形物含量的目的[30]，且無需熱處理，但是不適用于工業(yè)化生產(chǎn)；相比之下，真空濃縮的蒸發(fā)過程趨向于連續(xù)操作，與超濾等其他過程相比，可以容納大量的輸入材料。日本學(xué)者Shimoyamada等[31]研究了適度加熱真空蒸發(fā)對豆奶黏度的影響，利用超速離心法分析脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的分布，發(fā)現(xiàn)在較高含量固形物范圍內(nèi)油滴平均粒徑和超速離心后的懸浮物比例增大，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)顆粒和油滴的聚集，也就是促進(jìn)了油脂和蛋白質(zhì)顆粒之間的相互作用。由于豆?jié){的真空濃縮是一個復(fù)雜的動態(tài)過程，豆?jié){中大豆蛋白受其中很多因素共同影響，因此至今還沒有對真空濃縮下大豆蛋白結(jié)構(gòu)和性質(zhì)如何變化進(jìn)行機(jī)理層面的解釋，多為對濃縮過程的工藝優(yōu)化。

3.1.2 常壓熱處理

常壓熱處理是最為常見的傳統(tǒng)煮漿方式，即采用煮漿設(shè)備對豆?jié){直接進(jìn)行傳導(dǎo)加熱。對豆?jié){熱處理方式的大部分研究都以常壓傳統(tǒng)煮漿為對照，分析其他煮漿方式與傳統(tǒng)煮漿的區(qū)別[32]。大豆磨漿前進(jìn)行高溫漂燙是一種常壓的豆?jié){熱處理方式，可以有效地去除豆腥味，和傳統(tǒng)的制備方法相比，高溫漂燙會對蛋白質(zhì)聚集產(chǎn)生額外的影響[33]，7S預(yù)先發(fā)生變性，使其在研磨加工前保持固定和聚集。固有熒光光譜顯示熱燙豆?jié){的光譜發(fā)生了紅移，顆粒的表面疏水性顯著提高，熱燙過程可以改變豆?jié){顆粒的變性和聚集機(jī)理，使部分油體與顆粒蛋白結(jié)合起來[4]。

3.1.3 微壓熱處理

施小迪等[34]于2016年深入研究微壓煮漿技術(shù)，微壓煮漿，即采用密閉容器底部通入蒸汽，使體系壓力達(dá)到0.08～0.10 MPa的微壓環(huán)境，此技術(shù)顯著降低豆?jié){的豆腥味，煮漿時間10 min時，風(fēng)味改善效果最佳。Zuo Feng等[35]對微壓煮漿加熱方式與傳統(tǒng)煮漿進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)微壓煮漿可增加豆乳膠體蛋白粒子的Zeta電位、含量及黏度，但沒有改變豆乳中蛋白和脂肪的相互作用；通過超高速離心發(fā)現(xiàn)，形成了與傳統(tǒng)煮漿豆乳明顯結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同的一種新的蛋白粒子；并且蛋白粒子含量越高，形成的豆腐網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越堅(jiān)實(shí)，硬度、彈性、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)指標(biāo)數(shù)值越大。微壓煮漿還影響了豆乳蛋白粒子和非蛋白粒子的組成，使Ca2+誘導(dǎo)蛋白質(zhì)形成凝膠的過程變得緩慢，導(dǎo)致豆腐產(chǎn)率及持水力提高。另外，兩段式微壓煮漿會導(dǎo)致豆乳中蛋白粒子含量增多，凝膠更堅(jiān)實(shí)[36-37]。

3.1.4 高壓熱處理

高壓均質(zhì)是大豆加工中常見的技術(shù)，可以使懸濁液達(dá)到均質(zhì)的效果。在動態(tài)高壓均質(zhì)過程中，流體會被迫在高壓下通過均質(zhì)閥。由于均質(zhì)閥區(qū)域強(qiáng)烈的摩擦，通過窄間隙的通道和流體的突然減壓會導(dǎo)致速度增加和溫度升高（大約每10 MPa壓力增加1.5～2.5 ℃）[38]。高壓均質(zhì)分為動態(tài)高壓均質(zhì)和靜態(tài)高壓均質(zhì)，動態(tài)高壓均質(zhì)下蛋白乳狀液受高壓高剪切的作用，在靜態(tài)高壓均質(zhì)下蛋白乳狀液受靜水壓力的影響。動態(tài)高壓均質(zhì)通過影響氫鍵和疏水相互作用來改變大豆蛋白的構(gòu)象，對蛋白一級構(gòu)象沒有影響，對二級結(jié)構(gòu)有輕微影響，破壞大多數(shù)球狀蛋白三、四級結(jié)構(gòu)，對蛋白質(zhì)構(gòu)象有明顯的修飾作用[39]。有研究顯示，11S和7S經(jīng)高壓均質(zhì)后變性溫度上升，推遲了11S凝膠化的開始[40]；且隨著壓力增加，7S和SPI的聚集物濃度降低，可溶性聚集物尺寸增加[41]，可改善乳液凝膠的持水力及凝膠強(qiáng)度；在較高的壓力下，乳液可形成更穩(wěn)定的各向同性網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)[42]。高壓均質(zhì)協(xié)同熱處理也逐漸應(yīng)用于食品加工，已有利用選擇性熱變性協(xié)同高壓均質(zhì)制備綠豆豆腐的研究[43]。

3.1.5 超高壓熱處理

部分學(xué)者利用超高壓技術(shù)對大豆蛋白進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)超高壓可改變蛋白的結(jié)構(gòu)，增加SPI的柔性，暴露出更多的酶切位點(diǎn)[44]。超高壓可改變豆?jié){蛋白的高級結(jié)構(gòu)，提高了11S的穩(wěn)定性，但降低了7S的熱穩(wěn)定性[45]，促進(jìn)了7S的凝膠化，且隨著超高壓處理強(qiáng)度的增加，SPI和7S樣品的凝膠基質(zhì)形成起始溫度越來越低[46-47]，疏水相互作用的增強(qiáng)和二硫鍵含量的增加導(dǎo)致7S和11S的不同多肽形成可溶性高分子聚集體。且超高壓處理弱化了蛋白分子內(nèi)氫鍵及疏水相互作用，大豆蛋白結(jié)構(gòu)部分折疊，進(jìn)而改變與過敏相關(guān)的抗原表位，降低致敏性[48]?，F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過程中超高壓往往應(yīng)用于均質(zhì)，有研究表明隨著高壓均質(zhì)化壓力的增加，SPI乳液的強(qiáng)度增加。但當(dāng)超高壓與熱處理相結(jié)合時，可以明顯改善蛋白質(zhì)溶解性和物理穩(wěn)定性，大大縮短處理時間和降低能源成本[49]。與常壓熱處理相比，超高壓均質(zhì)處理導(dǎo)致豆?jié){蛋白粒徑顯著減小，從而導(dǎo)致樣品具有較高的物理穩(wěn)定性[50]。

不同壓力下熱處理對豆?jié){混合體系的影響如表1所示。

表1 不同壓力下熱處理對豆?jié){混合體系的影響Table 1 Effect of heat treatment under different pressures on properties of soybean milk system

3.2 加熱溫度的影響

熱處理溫度是影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能性質(zhì)的最主要因素之一，當(dāng)熱處理溫度過低時，未能達(dá)到蛋白質(zhì)變性程度，則蛋白質(zhì)的球狀結(jié)構(gòu)仍處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，巰基等基團(tuán)被包裹于蛋白分子內(nèi)部，靜電斥力也處于平衡位置。蛋白質(zhì)聚集體含量也受加熱溫度的影響，高溫（≥80 ℃）下豆?jié){會受熱產(chǎn)生變性，促進(jìn)大分子蛋白質(zhì)聚集體的形成[51]。

SPI在4～25 ℃及40～60 ℃范圍內(nèi)隨溫度升高黏度下降的趨勢比較明顯，是因?yàn)闇囟容^低時分子間氫鍵有較強(qiáng)的作用，剛開始加熱時，黏度的下降是因?yàn)闇囟绕茐牧藲滏I，50 ℃后繼續(xù)加熱分子結(jié)構(gòu)迅速被破壞，也導(dǎo)致黏度迅速下降[52]。并且溫度低于70 ℃時蛋白溶液不能形成凝膠。隨著加熱溫度上升，SPI亞基解離加劇，SPI的β-折疊含量明顯下降，無規(guī)卷曲含量顯著上升，自由氨基濃度、自由巰基含量及表面疏水性呈上升趨勢，SPI凝膠強(qiáng)度先上升后降低，凝膠失水率呈下降趨勢，凝膠硬度穩(wěn)步增加，在95 ℃時達(dá)到最大。此過程中蛋白分子運(yùn)動加劇，分子間碰撞機(jī)會增加，從而相互交聯(lián)形成凝膠。但溫度過高則蛋白質(zhì)發(fā)生熱溶解，成為亞溶膠[53]。楊嵐[54]研究不同熱處理強(qiáng)度下酸誘導(dǎo)和鹽誘導(dǎo)凝膠及乳液凝膠的硬度和持水性，根據(jù)熱處理溫度和時間得到了最優(yōu)硬度及最優(yōu)持水性擬合方程。

3.3 加熱時間的影響

熱處理的溫度和時間是熱處理過程中不可忽視的因素，熱處理的程度以及蛋白質(zhì)變性程度的大小都取決于熱處理的溫度和時間，然而目前大多數(shù)研究關(guān)于二者對蛋白結(jié)構(gòu)的影響分析上還是整體進(jìn)行的。事實(shí)上，不同的熱處理方法下，可以分別調(diào)節(jié)熱處理溫度和時間最終達(dá)到相同的熱處理效果。相同的熱處理方法下，較高溫度較短時間可以與較低溫度較長時間達(dá)到相近的熱處理效果。

熱處理時間的長短影響蛋白質(zhì)分子的變性程度及形成聚集體的大小和數(shù)量，且蛋白聚集體在加熱初期尺寸增長較快，隨著時間的逐漸延長，聚集體尺寸逐漸下降。并且，熱處理時間還是決定凝膠性質(zhì)的基本因素[55]。當(dāng)熱處理溫度不變，時間從5 min延長到60 min時，SPI中自由氨基濃度不斷增加，自由巰基含量及表面疏水性先增加后降低，SPI形成的凝膠強(qiáng)度呈上升趨勢，凝膠失水率呈下降趨勢[56]。高長城等[57]研究發(fā)現(xiàn)凝膠強(qiáng)度隨加熱時間延長而逐漸提高，在加熱15 min后，加熱時間過長，導(dǎo)致蛋白上的巰基被氧化，分子間可形成的二硫鍵減少，導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度有所降低。源博恩[58]發(fā)現(xiàn)在中性條件下90 ℃加熱，0～30 min內(nèi)大豆蛋白發(fā)生亞基解離，30～60 min之間大豆蛋白發(fā)生聚集。且熱處理后，培養(yǎng)時間越長，最后形成的凝膠彈性模量越高[55]。

4 熱處理過程中豆?jié){內(nèi)大豆蛋白解離締合反應(yīng)機(jī)理

4.1 豆?jié){中不同成分與大豆蛋白混合體系凝膠解離締合反應(yīng)機(jī)理

4.1.1 植酸的影響

Wang Ruican等[15]研究植酸鹽對熱誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)聚集和豆奶蛋白顆粒形成的影響，發(fā)現(xiàn)在豆?jié){加熱至高溫時，出現(xiàn)一個關(guān)鍵的“開放期”（圖1），大豆蛋白結(jié)構(gòu)展開，解離出酸性多肽和堿性多肽，此時大量的內(nèi)部堿性氨基酸暴露在表面，從而吸引植酸鹽與其結(jié)合。并且隨著植酸鹽與堿性多肽的結(jié)合，可以在一定程度上抑制α、α′亞基和酸性多肽的結(jié)合，使顆粒蛋白比例下降。植酸鹽可使蛋白質(zhì)表面負(fù)電荷數(shù)量增加，進(jìn)一步增強(qiáng)11S的溶解度并抑制其熱聚集。

圖1 豆乳蛋白質(zhì)熱變性過程中植酸蛋白結(jié)合機(jī)理的預(yù)測[15]Fig.1 Prediction of the mechanism of phytic acid-protein binding during thermal denaturation of soybean milk protein[15]

4.1.2 脂肪的影響

在向SPI添加油脂的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，豆油的添加量越高，蛋白凝膠的硬度越大，持水力越強(qiáng)，由此推測是由于蛋白-油脂相互作用的增強(qiáng)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中較小油滴的活性填充作用引起的[16]。

如圖2所示，在豆?jié){加熱前，大豆中存在完整的油體，通過浸泡和研磨，油體的外源蛋白（油體蛋白）通過非共價（11S、7S）和共價（P34-24 kDa油體蛋白和7S（α′/α）-SS-P34-24 kDa油體蛋白，P34是24、18 kDa油體蛋白的巰基蛋白酶）的相互作用與完整的油體結(jié)合。通過加熱，蛋白酶發(fā)生變性，外源蛋白展開。7S被解離成其游離亞基（α′、α和β），通過巰基/二硫鍵交換反應(yīng)裂解11S酸性肽鏈（A）和堿性肽鏈（B）中的鏈間二硫鍵，形成A單體和含有A和/或B的二硫鍵連接產(chǎn)物，P34和24 kDa油體蛋白之間共價相互作用釋放P34和α′/α-SS-P34。同時，每個油體被其周圍的油體和游離蛋白碰撞，將外源蛋白的殘留疏水位點(diǎn)嵌入到三?；视突|(zhì)中，大豆蛋白7S和11S組分中的疏水蛋白（B和β）有很高的嵌入概率。包埋外源蛋白對油體進(jìn)行了修飾，部分油體被聚結(jié)成不同粒徑的油滴，并對油滴也進(jìn)行了修飾。當(dāng)包埋的蛋白質(zhì)量達(dá)到臨界值時，油體和油滴的表面被油體蛋白、磷脂和外源蛋白完全包埋，可能會抑制進(jìn)一步的聚結(jié)。在較高的溫度下，外源蛋白可以更快地從油體中去除，并且可以減少被嵌入到三酰基甘油基質(zhì)中的蛋白質(zhì)；故較大油滴的形成使油體表面被其覆蓋[59]。

圖2 熱處理狀態(tài)下豆?jié){中油脂和蛋白的解離締合行為[27,59]Fig.2 Dissociation and association behaviors of lipids and proteins in soybean milk under heat treatment[27,59]

4.2 豆?jié){復(fù)合體系中蛋白亞基解離締合反應(yīng)機(jī)理

加熱生豆?jié){時，大豆蛋白亞基發(fā)生變性，導(dǎo)致其組分發(fā)生變化，解離后聚集形成大小、成分和分子結(jié)構(gòu)不均勻的顆粒[27]。通過差示掃描量熱法（differential scanning calorimetry，DSC）分析發(fā)現(xiàn)大豆蛋白在加熱過程中會出現(xiàn)兩個峰，65.3～70.9 ℃的峰表明7S發(fā)生了變性，85.6～92.0 ℃的峰表明了11S發(fā)生了變性[20]。因此有研究者根據(jù)11S和7S變性溫度不同，提出了采取兩步加熱法來處理豆?jié){，達(dá)到控制豆?jié){中大豆蛋白適度變性的效果，其中黏度變化證明這種選擇性變性改變了大豆蛋白的聚集狀態(tài)[60]。這是由于一步加熱即傳統(tǒng)加熱過程中11S和7S都發(fā)生變性，解離之后彼此亞基之間締合起來，形成新的聚集狀態(tài)。而分步加熱則使7S首先變性，隨后11S再發(fā)生變性，11S解離出來的部分亞基會和先變性的7S形成的新網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，使構(gòu)象發(fā)生變化。

Nik等[61]發(fā)現(xiàn)未加熱的豆?jié){呈現(xiàn)出大顆粒的雙峰分布，經(jīng)過加熱和均質(zhì)熱處理之后，粒徑分布減小。同樣的結(jié)果也被Giri等[3]發(fā)現(xiàn)，未加熱的豆?jié){在離心過程中表現(xiàn)出較大的平均粒徑、較寬的粒徑分布和顯著的蛋白質(zhì)沉淀。加熱后豆?jié){粒徑大小分布降低、穩(wěn)定性提高。Ren Chengang等[62]利用脫脂豆?jié){研究熱處理對蛋白質(zhì)顆粒結(jié)構(gòu)的影響，通過研究蛋白顆粒中各種多肽之間的結(jié)合方式，發(fā)現(xiàn)豆?jié){在加熱時蛋白質(zhì)分解、重新排列和聚集形成蛋白質(zhì)顆粒（圖3）。聚集體主要由11S的二硫鍵堿性多肽和酸性多肽組成，此外還有極少量的7S和α、α′亞基。其中7S和11S的部分單體亞基作為結(jié)構(gòu)單元，11S的堿性亞基（B）和7S的β亞基傾向于形成新顆粒的核心蛋白質(zhì)，主要通過非共價鍵相互作用，特別是疏水相互作用和氫鍵相互作用形成蛋白質(zhì)顆粒。聚集體中的二硫鍵堿性多肽應(yīng)位于蛋白質(zhì)顆粒內(nèi)部，而酸性、α、α′亞基具有較高的親水性，應(yīng)位于核心周圍。另外，7S對大蛋白顆粒的形成有抑制作用[63]。Wang Yahui等[33]研究熱燙豆奶中蛋白質(zhì)沉淀形成的原因，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的豆?jié){制備方法相比，熱燙改變了蛋白質(zhì)顆粒的熱聚集行為，熱燙過程中7S發(fā)生變性，導(dǎo)致7S在研磨加工前發(fā)生固定和聚集。因此7S失去了對其他蛋白質(zhì)聚集生長的抑制能力[64]。

圖3 熱處理對豆?jié){中蛋白組分的影響[62-64]Fig.3 Effect of heat treatment on protein components in soybean milk[62-64]

5 結(jié) 語

大豆蛋白的解離締合行為是現(xiàn)如今的熱點(diǎn)，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對大豆蛋白及其亞基在熱處理?xiàng)l件下的凝膠行為進(jìn)行了基礎(chǔ)的研究，但目前不足的是對類似豆?jié){這種蛋白和其他物質(zhì)混合體系的解離締合行為還沒有系統(tǒng)地闡明，豆?jié){經(jīng)熱加工后的內(nèi)在變化機(jī)理仍然沒有相對全面的闡述。尤其是豆?jié){的濃縮工藝，盡管工廠在生產(chǎn)加工中可以得到理想化的豆?jié){或豆粉，但是沒有完善的機(jī)理可以解釋這一現(xiàn)象。還需要在純蛋白的研究基礎(chǔ)上，考慮實(shí)際的生產(chǎn)條件，模擬加工過程中的熱處理?xiàng)l件以及添加的輔料，從機(jī)理方面深入探究蛋白以及蛋白與其他物質(zhì)互作發(fā)生的解離締合行為，才有助于尋找表征蛋白變性程度的指標(biāo)及探究能使蛋白適度變性的條件，才能指導(dǎo)豆?jié){及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)加工。