豆乳粉加工關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展

江連洲 胡繼瑩 劉耀華 江中陽(yáng) 王中江 范志軍

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院， 哈爾濱 150030； 2.黑龍江工程學(xué)院招生就業(yè)處， 哈爾濱 150050；3.黑龍江省計(jì)算中心， 哈爾濱 150028； 4.黑龍江省北大荒綠色健康食品有限責(zé)任公司， 哈爾濱 150036)

0 引言

作為優(yōu)質(zhì)植物蛋白的來(lái)源之一，大豆含有豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白和油脂，不含膽固醇。大豆中含有許多生物活性成分，如皂苷、異黃酮、低聚糖，表現(xiàn)出較強(qiáng)的減脂降糖、抑制癌癥等多種重要的生理功能[1]。

豆乳粉是大豆經(jīng)脫皮、浸泡、磨漿、殺菌、脫臭、噴霧干燥等一系列工藝后制成的粉狀即溶速食飲品[2]，含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及低聚糖、異黃酮、卵磷脂等功能性物質(zhì)，易于消化吸收。豆乳粉更適合于牛奶蛋白過(guò)敏及患有乳糖不耐癥的人群日常飲用，以補(bǔ)充日常所需蛋白質(zhì)。除此之外，豆乳粉還被廣泛應(yīng)用于乳制品、飲品及其他食品中。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和大豆加工的精深化探索，作為植物蛋白、固體飲料和功能性食品范疇的大豆沖調(diào)豆粉、液體豆奶(大豆冰淇淋、精制豆?jié){、豆?jié){晶、蛋白露、蛋白乳等)及食品添加劑用的豆乳粉不斷發(fā)展。我國(guó)大豆脂肪含量較低，蛋白質(zhì)含量較高，適合于豆乳粉與豆奶產(chǎn)品的加工。近年來(lái)植物奶、豆乳制品發(fā)展迅猛。從國(guó)際上看，日本的豆奶產(chǎn)品多達(dá)44種，2015年日本豆奶銷(xiāo)售502億日元(折合人民幣31.6億元)。美國(guó)豆奶消費(fèi)以年均14.3%增幅快速發(fā)展，價(jià)格普遍比牛奶高1/3。目前，我國(guó)豆乳粉產(chǎn)品市場(chǎng)已經(jīng)趨于成熟。據(jù)《2017—2022年中國(guó)即飲豆奶市場(chǎng)發(fā)展前景研究報(bào)告》顯示，我國(guó)豆乳銷(xiāo)售規(guī)模近5年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)10%，2017年銷(xiāo)售規(guī)模達(dá)到90億，成為全球最大的豆乳消費(fèi)市場(chǎng)。

隨著國(guó)內(nèi)豆乳粉銷(xiāo)售規(guī)模的擴(kuò)大，豆乳粉受到越來(lái)越多消費(fèi)者的青睞，但仍有不少問(wèn)題影響部分消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)心理，主要是缺少奶粉的細(xì)膩口感和豆腥味、澀味的殘余。針對(duì)以上問(wèn)題，許多研究者開(kāi)始研究新型豆乳粉加工技術(shù)，研發(fā)功能性豆乳粉產(chǎn)品，促進(jìn)豆乳粉加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本文分析豆乳粉加工工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)，依次闡述豆乳粉加工技術(shù)對(duì)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)及品質(zhì)的影響，論述豆乳粉加工關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)展。

1 豆乳粉加工工藝

目前豆乳粉的生產(chǎn)工藝主要分為干法、半濕法和濕法3種[2]。豆乳粉的濕法加工工藝，是將大豆浸泡后進(jìn)行磨漿，然后漿渣分離，得到漿液，經(jīng)調(diào)配均質(zhì)、噴霧干燥制成豆乳粉，是目前國(guó)內(nèi)豆乳粉生產(chǎn)常采用的加工方式。干法加工工藝是利用大功率工業(yè)射頻技術(shù)處理原料，配合粉碎制粉工藝，通過(guò)交變電磁場(chǎng)、高場(chǎng)強(qiáng)作用促使大豆蛋白降解、改性，脫除腥味。干法生產(chǎn)過(guò)程不引入水，原料中的營(yíng)養(yǎng)保存完整，植物纖維含量較高，特別是水溶性蛋白和纖維素含量顯著高于濕法加工工藝，且縮短了整個(gè)豆乳粉的生產(chǎn)工藝流程[3]。李琳等[4]研究表明，與傳統(tǒng)全豆豆乳相比，干法全豆豆乳的平均粒徑降低了66.43%，豆乳中可溶性固形物及可溶性蛋白質(zhì)含量分別提高14.41%和16.57%；與傳統(tǒng)熟漿豆乳相比，干法熟漿豆乳的平均粒徑提高78.03%，豆乳中可溶性固形物含量以及可溶性蛋白質(zhì)含量分別提高42.36%和42.76%，在感官評(píng)價(jià)上干法加工工藝制得的豆乳與傳統(tǒng)豆乳并無(wú)顯著差異。通過(guò)干法工藝生產(chǎn)的豆乳粉，保留了大豆固有的香氣，沖飲過(guò)程不易產(chǎn)生沉淀和分層現(xiàn)象[5]，國(guó)外目前大多采用干法生產(chǎn)豆乳粉類(lèi)產(chǎn)品。豆乳粉的半濕法加工工藝一般是將大豆干燥脫皮后經(jīng)蒸汽滅酶，添加熱水并通過(guò)粗磨機(jī)粗磨，然后再經(jīng)膠體磨精磨后分渣，制得漿料[3]。半濕法加工的豆乳粉滅酶脫腥效果優(yōu)于干法加工，且工藝路線較濕法簡(jiǎn)單。3種方法的工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 豆乳粉干法、濕法及半濕法工藝流程圖Fig.1 Dry, wet and semi-wet processing chart of soybean milk powder

2 豆乳粉浸泡及熱燙技術(shù)

大豆具有很強(qiáng)的抗磨損性，浸泡處理可以軟化大豆組織，利于后續(xù)磨漿煮漿操作。大豆的浸泡是豆制品加工中重要的工序之一，直接影響大豆有效成分提取以及產(chǎn)品的品質(zhì)[6]。浸泡水的硬度會(huì)影響豆乳的品質(zhì)，因?yàn)槎谷橹械男》肿游镔|(zhì)如植酸會(huì)與鈣、鎂等金屬離子結(jié)合形成復(fù)合物[7]。研究發(fā)現(xiàn)浸泡時(shí)使用軟水提取的蛋白質(zhì)含量高于硬水，且浸泡時(shí)間應(yīng)隨環(huán)境溫度升高進(jìn)行適度縮短。春秋季節(jié)大豆常溫(25℃)浸泡時(shí)間為9～10 h，夏季浸泡(30℃)時(shí)間可縮短為6 h，冬季浸泡(15℃)時(shí)間需延長(zhǎng)至18 h[8]，浸泡水的pH值應(yīng)控制在6.5～7.0之間。研究發(fā)現(xiàn)浸泡過(guò)程中不會(huì)累積形成豆腥味成分[9]。

劉旭等[10]采用Peleg數(shù)學(xué)模型探討了大豆的吸水動(dòng)力學(xué)性質(zhì)并初步確定適合的浸泡條件。通過(guò)吸水模型方程參數(shù)隨溫度升高而逐漸減小的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)初始吸水速率與浸泡溫度有關(guān)。大豆經(jīng)50℃的水溶液浸泡處理后，大豆細(xì)胞壁逐漸破壞，分子量為37 kD的蛋白質(zhì)大量溶出，經(jīng)質(zhì)譜鑒定后為7S球蛋白亞基。

浸泡時(shí)加入碳酸氫鈉雖會(huì)增加工藝的復(fù)雜程度，但可以抑制豆腥味形成并且提高出漿率[11]。張世仙等[12]分別研究比較了用NaHCO3、半胱氨酸與檸檬酸溶液浸泡處理制備的豆乳，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用NaHCO3溶液浸泡處理制得的豆乳食用口感良好，且豆腥味顯著降低，脂肪氧化酶相對(duì)酶活性降低了52%，己醛相對(duì)含量下降了72%。

熱燙處理可鈍化脂肪氧化酶，理想的熱燙溫度為85～90℃，能夠顯著降低豆乳中己醛等豆腥味成分的含量，且熱燙溫度越高，所需時(shí)間也越短[13-14]。熱處理能促使豆乳中大小狀態(tài)不同的蛋白質(zhì)解離聚集成均勻一致顆?；蚓奂w，重新形成的小粒徑聚集體有利于豆乳的儲(chǔ)存穩(wěn)定性[15-16]。

PENG等[17]研究發(fā)現(xiàn)超過(guò)60℃熱燙處理下的β-伴大豆球蛋白發(fā)生明顯變性，變性蛋白再重新聚合形成大小、組成和分子結(jié)構(gòu)不均勻的蛋白聚集體，進(jìn)而可再聚集形成豆乳凝膠。WANG等[18]通過(guò)研究豆乳熱加工過(guò)程中蛋白質(zhì)組成和含量的變化，發(fā)現(xiàn)熱燙處理下大豆7S蛋白部分變性，進(jìn)而改變了大豆蛋白分子的熱聚集行為，因此豆乳中析出物增多。PENG等[19]采用超離心分離法，分析了豆乳中脂質(zhì)和蛋白的分布，研究發(fā)現(xiàn)超離心分離后，傳統(tǒng)豆乳中分離出95%的脂質(zhì)，而經(jīng)熱燙處理制備的豆乳僅可分離出約55%脂質(zhì)，約有40%的脂質(zhì)被蛋白包裹存在于乳化層，由此證明熱燙過(guò)程改變了蛋白分子的變性和聚集機(jī)制，油脂與熱燙處理后的豆乳蛋白結(jié)合力增強(qiáng)。MA等[20]研究發(fā)現(xiàn)與生豆乳相比，熱燙處理增強(qiáng)了豆乳對(duì)紅細(xì)胞抗氧化應(yīng)激的保護(hù)作用，提高了自由基的清除活性。

熱燙處理的時(shí)間和溫度需嚴(yán)格控制，過(guò)高熱燙溫度下的蛋白質(zhì)可能發(fā)生變性而形成不溶性凝膠，影響豆乳的口感。

3 豆乳粉制漿技術(shù)

浸泡后的大豆經(jīng)磨漿處理得到豆糊，進(jìn)一步分離可制成豆乳。豆乳實(shí)質(zhì)是水溶性蛋白、非水溶性蛋白、糖、脂肪等在水中產(chǎn)生復(fù)雜的物化作用后，形成的溶液與絡(luò)合物或締合物的混合物(懸濁液、乳濁液)反應(yīng)體系[21]。在此過(guò)程中，豆乳濃度是影響豆乳質(zhì)量的關(guān)鍵因素，研究表明當(dāng)漿液蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.3%～3.6%時(shí)，豆乳口感最佳[22]。表1[22]給出了現(xiàn)階段應(yīng)用的各種制漿方法的對(duì)比。

表1 各種制漿方法比較Tab.1 Comparison of methods of soybean milk pulping

豆乳風(fēng)味物質(zhì)是大豆中的脂肪酸、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)等風(fēng)味前體物質(zhì)在浸泡、磨漿、加熱等一系列豆乳加工過(guò)程中發(fā)生相互作用而形成的產(chǎn)物[23]。大量研究表明，大部分豆乳風(fēng)味物質(zhì)都是由大豆中的亞油酸、亞麻酸等多不飽和脂肪酸經(jīng)脂肪氧化酶(LOX)和脂肪酸氫過(guò)氧化物裂解酶催化后生成的短鏈化合物[24]。LOX包括LOX1、LOX2、LOX3 3種同工酶，對(duì)風(fēng)味物質(zhì)生成所起作用由大到小依次為L(zhǎng)OX2、LOX1、LOX3[25]。LOX引起的酶促反應(yīng)在大豆生長(zhǎng)和儲(chǔ)存期間已開(kāi)始緩慢進(jìn)行，當(dāng)大豆以水浸泡、磨漿時(shí)，酶促反應(yīng)加速發(fā)生，己醛會(huì)大量產(chǎn)生，這可能與蛋白質(zhì)水合、分散程度及脂肪氧化酶活性的強(qiáng)度有關(guān)[26]。在隨后的加熱過(guò)程中，溫度的升高導(dǎo)致LOX逐漸失活，豆腥味成分逐漸減少，熱蒸發(fā)損失還會(huì)導(dǎo)致其在整體風(fēng)味中所占比例逐漸降低，豆乳風(fēng)味物質(zhì)生成后還會(huì)與豆乳中的蛋白質(zhì)、油脂等其他成分發(fā)生相互作用，從而間接影響豆乳的整體風(fēng)味[27-28]。

豆乳中不良風(fēng)味成分主要有1-己醇、1-辛烯-3-醇、1-辛醇、己醛、(E)-2-己烯醛和(E,E)-2,4-庚二烯醛。其中豆腥味主要來(lái)源于大豆脂肪氧化酶(LOX)專一催化具有順，順-1，4-戊二烯結(jié)構(gòu)的多元不飽和脂肪酸(包括亞油酸、亞麻酸等)，氧化后生成具有共軛雙鍵的脂肪酸氫過(guò)氧化物中間體，再經(jīng)脂肪酸氫過(guò)氧化物裂解酶分解而生成的短鏈化合物[29]，作為豆乳中不良風(fēng)味的主要成分，己醛正是通過(guò)此種途徑生成，其主要的前體物質(zhì)為亞油酸，而亞麻酸則是己烯醛、己烯醇等成分的前體物質(zhì)[30]。因此，在大豆破碎之前，鈍化脂肪氧化酶的活性，是祛除豆腥味的關(guān)鍵。但如果采用LOX缺失的大豆品種或是在制作豆乳前使LOX完全失活，豆乳的整體風(fēng)味則寡淡。由此可知，在大豆加工過(guò)程中采用一些方法祛除不良風(fēng)味的同時(shí)，也會(huì)影響豆香風(fēng)味的生成。濕法加工工藝中，可采用熱水處理破壞脂肪氧化酶，加熱能使其喪失催化不飽和脂肪酸被氧化的能力。Lü等[31]研究發(fā)現(xiàn)，大豆熱燙和磨漿溫度達(dá)到80℃以上且時(shí)間在2～6 min時(shí)，脂肪氧化酶的相對(duì)酶活能降低至38%～57%；同時(shí)，豆乳的不良風(fēng)味迅速降低，而豆香味得到了較大程度的保留。植物種子發(fā)芽后，抗?fàn)I養(yǎng)因子會(huì)被內(nèi)源酶酶解。基于此，在大豆制品加工過(guò)程中，可通過(guò)發(fā)芽處理鈍化抗?fàn)I養(yǎng)活性，改善豆制品的適口性及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。史海燕等[32]將大豆在室溫和冷藏條件下浸泡、干炒及萌芽處理后制成豆?jié){，發(fā)現(xiàn)萌芽處理后豆?jié){中單寧、植酸、皂甙和胰蛋白酶抑制劑的保存率分別為31.83%、27.28%、20.19%和12.89%。另有研究表明萌芽處理可提高大豆異黃酮含量與其活性，且可在一定程度上降低大豆中抗?fàn)I養(yǎng)因子(胰蛋白酶抑制劑、脂肪氧化酶、植酸及植物凝集素)的含量[33]。文獻(xiàn)[34]通過(guò)萌芽處理結(jié)合低溫打漿工藝，防止了β-葡萄糖苷酶失活，促進(jìn)了 β-糖苷轉(zhuǎn)化，以制備高苷元類(lèi)異黃酮豆乳粉。與傳統(tǒng)濕法工藝相比，此技術(shù)制得的豆乳粉中總異黃酮含量及苷元類(lèi)異黃酮含量分別提高了1.09倍和9.37倍。

除此以外，真空冷磨法也可有效降低豆乳中的不良風(fēng)味。此法能夠隔絕空氣，阻止酶促氧化反應(yīng)發(fā)生，進(jìn)而減少不良風(fēng)味的產(chǎn)生，非熱處理又能保證口感不下降[35]。馮霖等[36]采用微波技術(shù)對(duì)大豆進(jìn)行脫腥，經(jīng)微波輻射處理6 min，不僅可有效脫除大豆的腥味并起到殺菌的作用，且微波輻射處理后的豆乳粉蛋白溶解度高達(dá)63.6%。周艷平[37]研發(fā)了無(wú)氧磨漿法，通過(guò)抑制脂質(zhì)氧化作用可顯著降低豆乳中的豆腥味成分含量(質(zhì)量比)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。吳玉營(yíng)等[38]研究發(fā)現(xiàn)浸泡的大豆90℃熱燙處理5 min，并聯(lián)合90℃熱水磨漿處理制取的豆乳粉基本無(wú)豆腥味。

圖2 常規(guī)磨漿與無(wú)氧磨漿制備的豆?jié){中呈豆腥 味的風(fēng)味物質(zhì)和非豆腥味的風(fēng)味物質(zhì)含量Fig.2 Volatile beany flavor components and non-beany flavor components of soymilk prepared by normal and oxygen-free grinding process

有許多研究者通過(guò)熱處理法或物理、化學(xué)、生物作用純化酶活的加工方式來(lái)抑制豆腥味成分的生成[39-41]，或是通過(guò)真空脫臭、添加劑等手段來(lái)移除或掩蓋豆腥味。真空脫臭是將已生成的不良風(fēng)味從豆乳體系中脫除的一種方法。此外，在豆乳中添加適量的環(huán)糊精能有效減少豆腥味成分的揮發(fā)，主要是因?yàn)槠渚哂猩炜s性結(jié)構(gòu), 能夠捕捉風(fēng)味分子形成環(huán)糊精-客體分子復(fù)合物，從而達(dá)到吸附包埋的效果[42]。蛋白脫酰胺法能夠降低大豆蛋白與豆腥味物質(zhì)的結(jié)合作用, 從而有助于不良風(fēng)味成分的祛除[43]。但上述方法在降低或去除豆腥味的同時(shí)，有益的非豆腥味成分含量也顯著降低，導(dǎo)致豆乳的整體風(fēng)味變得寡淡，甚至失去豆乳原有的特征風(fēng)味。

傳統(tǒng)工藝技術(shù)制得的豆乳粉具有致敏性，致敏蛋白主要是大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、GlymBd 30 ku (P34)和GlymBd 28 ku[44]。目前，酶解是降低大豆致敏性最有效的方法，可應(yīng)用于制漿工藝中。徐婧婷等[45]采用植酸酶酶解處理(酶用量為1%，pH值 5.15，溫度50℃，酶解60 min)，植酸去除率接近90%，采用中性蛋白酶實(shí)現(xiàn)了7S球蛋白的特異性酶解(酶用量為0.5%，pH值7，溫度50℃，酶解10 min)，由此獲得的蛋白基料與脂肪、糖等復(fù)配成豆基粉，在體外模擬的嬰兒胃內(nèi)環(huán)境下幾乎不形成凝塊，有利于嬰兒對(duì)大豆蛋白質(zhì)的消化。但此方法不能完全破壞抗原表位，且酶解會(huì)形成苦味肽，可能會(huì)部分影響豆乳的口感。PEAS等[46]研究表明豆乳經(jīng)Corolase PN-L肽酶和堿性蛋白酶水解后，豆乳粉不呈現(xiàn)抗原性，而預(yù)實(shí)驗(yàn)表明經(jīng)此兩種酶得到的無(wú)致敏性豆乳粉有苦味肽產(chǎn)生，降低了豆乳粉的口感。

部分學(xué)者利用超高壓技術(shù)降低大豆蛋白致敏性，李慧靜[47]研究表明，超高靜壓可改變蛋白的結(jié)構(gòu)，增加大豆分離蛋白結(jié)構(gòu)的柔性，暴露出更多的酶切位點(diǎn)，超高靜壓與中性蛋白酶及風(fēng)味蛋白酶的復(fù)合酶酶解作用在降低大豆分離蛋白致敏性上有協(xié)同效果，且無(wú)苦味產(chǎn)生。文獻(xiàn)[48]研究了超高壓-限制性酶解處理漿渣分離后的豆乳的方法，發(fā)現(xiàn)超高壓可改變豆乳蛋白的高級(jí)結(jié)構(gòu)，且超高壓處理弱化了蛋白分子內(nèi)氫鍵及疏水作用，大豆蛋白結(jié)構(gòu)部分解折疊，進(jìn)而改變與過(guò)敏相關(guān)的抗原表位，降低致敏性，實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)超高壓處理壓強(qiáng)為320.00 MPa，超高壓處理時(shí)間16 min，酶添加量為0.3 U/g，酶解處理64 min，豆乳的致敏性降低率為88.35%。

目前，有研究人員在豆乳制漿過(guò)程中加入超聲波處理手段。超聲波作為一種強(qiáng)化過(guò)程的手段，產(chǎn)生的空化作用、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)，會(huì)對(duì)原料的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生很大的影響，超聲波處理樣品的游離巰基含量、體積平均粒徑、粒徑分布寬度及蛋白質(zhì)表面疏水性均顯著高于未經(jīng)超聲波處理的樣品[49]。文獻(xiàn)[50]采用超聲聯(lián)合酶解法提高豆乳粉溶解性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)超聲功率為350 W，處理時(shí)間為23 min，57℃酶解溫度下處理1.7 h，豆乳蛋白分散指數(shù)提高近10%，同時(shí)可顯著提高豆乳粉的溶解性。MORALES-DE等[51]發(fā)現(xiàn)超聲處理會(huì)破壞大豆細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，提高豆乳中異黃酮的含量，此外，空化現(xiàn)象可能導(dǎo)致異黃酮結(jié)構(gòu)之間的相互轉(zhuǎn)化，增加了糖苷和苷元含量。

4 豆乳粉煮漿技術(shù)

煮漿是豆乳加工的重要環(huán)節(jié)，對(duì)豆乳的風(fēng)味品質(zhì)起到?jīng)Q定性作用。煮漿前需要進(jìn)行過(guò)濾。過(guò)濾的主要目的是將豆乳中的纖維除去，有利于提高豆乳產(chǎn)品的穩(wěn)定性。王慧榮等[52]應(yīng)用顯微鏡觀察不同均質(zhì)壓力下的豆乳顯微結(jié)構(gòu)變化，發(fā)現(xiàn)通過(guò)150目濾網(wǎng)過(guò)濾并煮漿后，豆乳的纖維狀雜質(zhì)消失，反映出過(guò)濾、煮漿工藝環(huán)節(jié)祛除纖維、穩(wěn)定豆乳的明顯作用。

目前常用的煮漿方式為傳統(tǒng)的常壓煮漿，豆乳能達(dá)到的最高溫度約95℃?，F(xiàn)有研究表明，提高煮漿溫度可使脂肪氧化酶失活，減少酶促反應(yīng)誘導(dǎo)的豆腥味成分的生成[53]。經(jīng)143℃、6 s處理的豆乳具有較好的感官品質(zhì)[54]，而經(jīng)UHT殺菌的豆乳有較強(qiáng)的甜香味[55]。然而，過(guò)度的熱處理也會(huì)導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)的揮發(fā)[56]，或是氨基酸降解而產(chǎn)生不良風(fēng)味[57]。由此可見(jiàn)，合適的煮漿條件對(duì)豆乳整體風(fēng)味品質(zhì)有重要影響。

煮漿的作用之一是使蛋白適度變性，為后續(xù)工藝奠定基礎(chǔ)。任何一種蛋白質(zhì)，在高溫條件下都會(huì)發(fā)生熱變性。磨漿分離出來(lái)的豆奶是一種蛋白質(zhì)水溶液，溶液中蛋白質(zhì)的狀態(tài)會(huì)隨著加熱條件的變化而變化。首先，豆乳黏度增大，結(jié)合力增強(qiáng)，使豆乳有獨(dú)特的濃稠度和保水力，使豆乳有細(xì)膩感[58]。其次蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)由致密變得疏松，使有助于分解和消化的蛋白酶進(jìn)入蛋白分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)中[59]。LIU等[60]的研究表明，基于豆乳中各種蛋白的變性溫度不同，采用兩段加熱法能使豆乳的粘度顯著增加。CRUZ等[61]對(duì)超高壓均質(zhì)、超高溫、常規(guī)熱處理的豆乳中蛋白聚集體進(jìn)行了比較研究，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于超高溫和常規(guī)熱處理，超髙壓均質(zhì)可以阻止大的蛋白聚集體的形成，制備出的豆乳產(chǎn)品粒徑尺寸更小，穩(wěn)定性更高。通過(guò)控制各個(gè)加工環(huán)節(jié)(浸泡、煮漿、過(guò)濾等)的條件參數(shù)，可不同程度地改變大豆中蛋白的結(jié)構(gòu)及聚集狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)控產(chǎn)品豆乳的表觀性狀[62]。施小迪等[63]研發(fā)了一種新型的豆乳熱處理方式——微壓煮漿，即在密閉容器底部通入熱蒸汽，使體系內(nèi)形成0.08～0.1 MPa的微壓環(huán)境。此技術(shù)可顯著降低己醛的質(zhì)量濃度，煮漿15 min以上，反式-2-己烯醛、1-辛烯-3-醇及反，反-2，4-庚二烯醛等豆腥味成分的質(zhì)量濃度顯著降低，在此過(guò)程中壬醛、反式-2-辛烯醛兩種非豆腥味成分會(huì)發(fā)生部分損失。微壓煮漿方式能夠有效調(diào)整豆乳的風(fēng)味組分比例，從而改善豆乳整體的風(fēng)味品質(zhì)，煮漿時(shí)間為10 min時(shí)，腥香比例最佳，風(fēng)味改善效果最佳。豆乳的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)果見(jiàn)表2[63]。左鋒等[64]采用微壓煮漿的方式制備豆乳，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的煮漿方式相比，微壓高溫煮漿促進(jìn)了豆乳中蛋白顆粒的形成，顯著增大了粒子組分的ζ-電位值，進(jìn)而提高了豆乳的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性；同時(shí)，微壓煮漿方式增強(qiáng)了豆乳蛋白的水合能力，使豆乳粘度增加，提高了豆乳的感官可接受性。

表2 豆乳風(fēng)味描述Tab.2 Descriptions of soybean milk flavor

過(guò)長(zhǎng)的煮漿時(shí)間可能引起大豆蛋白溶解性差、大豆利用率低的問(wèn)題。歐姆加熱作為一種新型的體積加熱法，具有加熱均勻、無(wú)傳熱面、易控制和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。單長(zhǎng)松等[65]采用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)豆乳的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，利用內(nèi)標(biāo)法對(duì)各風(fēng)味物質(zhì)成分定量分析，發(fā)現(xiàn)歐姆加熱煮漿處理的豆乳粉樣品中己醛、1-辛烯-3-醇、(E)-2-辛烯醛的含量分別比傳統(tǒng)加熱處理樣品降低了45.55%、58.60%、25.56%，顯著降低了豆腥味特征風(fēng)味成分含量。

豆乳在加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些風(fēng)味物質(zhì)，主要源于豆乳熱處理時(shí)發(fā)生的美拉德反應(yīng)[66]，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的產(chǎn)物晚期蛋白糖基化終產(chǎn)物(AGEs)。有研究發(fā)現(xiàn)豆?jié){在煮制過(guò)程中美拉德反應(yīng)的變化規(guī)律：隨著溫度升高，還原糖類(lèi)物質(zhì)積累，羰基首先結(jié)合于豆糊體系中蛋白質(zhì)的氨基，直至大豆11S球蛋白變性，蛋白質(zhì)暴露出的賴氨酸殘基可進(jìn)一步與羰基發(fā)生反應(yīng)[67]。在此過(guò)程中，豆乳蛋白質(zhì)與還原糖反應(yīng)形成的AGEs，可降低氨基酸利用率及損害蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，進(jìn)而對(duì)人體造成危害。王晨等[68]采用熒光光譜法檢測(cè)豆乳中熒光性AGEs含量，研究結(jié)果表明，在豆乳加工過(guò)程中，不添加糖、添加木糖醇、脫脂均可減少AGEs的形成，黃酮的添加也能夠有效抑制豆乳加工和貯藏過(guò)程中AGEs的形成，通過(guò)對(duì)比5種黃酮對(duì)蛋白糖基化的抑制效果，發(fā)現(xiàn)2 mmol/L的蘆丁抑制效果最強(qiáng)。

5 豆乳粉調(diào)配與濃縮技術(shù)

目前市售豆乳粉大都具備多孔疏松的單一顆粒結(jié)構(gòu)，但由于顆粒表面不光滑，且極易吸入潮氣，在沖調(diào)時(shí)不能良好的再擴(kuò)散，降低了豆粉的沖調(diào)性，主要是由于豆乳粉分散性和流動(dòng)性較差[69]。為了提高豆乳粉的速溶性、溶解性及沖調(diào)性，在噴霧前一般會(huì)向豆乳中添加50%左右的蔗糖。除此之外，還有3種方法可提高豆乳粉的溶解性：添加抑制劑，如向豆乳中加入500～1 000 mg/kg的維生素C或鈉鹽，從而抑制二硫鍵的形成，進(jìn)而增加豆乳粉的溶解度[70]；在噴霧干燥前調(diào)節(jié)豆乳pH值，可以有效提高豆乳粉的溶解度[71]；用酶適度降解大豆蛋白，使蛋白質(zhì)水解為分子質(zhì)量較小的多肽，有利于提高蛋白質(zhì)分子的穩(wěn)定性，并使其更容易分散到水中[72]。在豆乳中添加改性劑也有助于提高豆乳粉的溶解性。表3總結(jié)了現(xiàn)階段采用的提高豆乳粉溶解性的各種方法。研究表明在豆乳粉中添加改性磷脂和噴涂濃縮磷脂均可改善豆乳粉的速溶性，蛋白質(zhì)分散系數(shù)(PDI)增加10%，溶解度增加3%。添加改性磷脂比噴涂濃縮磷脂技術(shù)成本低、質(zhì)量穩(wěn)定且工藝簡(jiǎn)單[73]，添加磷脂可提高乳化液滴對(duì)油脂的包埋效果，具體效果如圖3所示，隨磷脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次增加，乳化液滴粒徑變小。

在豆乳中添加穩(wěn)定劑，可以提高豆乳的黏度，防止蛋白質(zhì)分子因重力作用而沉淀。穩(wěn)定劑是一種親水性的高分子化合物，可形成保護(hù)膠體，防止蛋白質(zhì)分子聚集沉淀。乳化劑分子內(nèi)部既有親水基團(tuán)又有疏水基團(tuán)，將乳化劑加入豆乳中，其分子向著油水表面定向吸附，降低表面張力，防止脂肪上浮，可達(dá)到穩(wěn)定豆乳體系的效果[74]。

表3 提高豆乳粉溶解性的方法比較Tab.3 Comparison of methods for improving solubility of soybean milk powder

圖3 添加磷脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)豆乳粒徑的影響Fig.3 Effect of adding phospholipid on particle size of soybean milk

圖4 均質(zhì)處理前后豆乳液滴對(duì)比Fig.4 Comparison of unhomogenized and homogenized soybean milk droplets

均質(zhì)可降低豆乳黏度，使團(tuán)聚的蛋白質(zhì)變成小顆粒，也可將脂肪球剪切為更小的脂肪球，進(jìn)而提高豆乳粉的溶解度和吸收率。均質(zhì)處理過(guò)程中內(nèi)部油脂可包埋于大豆蛋白內(nèi)部，形成理想的乳液結(jié)構(gòu)，可有效控制油脂在生產(chǎn)過(guò)程中與氧氣接觸發(fā)生自動(dòng)氧化反應(yīng)。均質(zhì)時(shí)，豆乳在高壓下通過(guò)均質(zhì)閥的狹縫，在剪切力、沖擊力與孔穴效應(yīng)的共同作用下形成細(xì)小的液滴，均質(zhì)效果見(jiàn)圖4。在微小液滴形成的同時(shí)，體系中存在的乳化劑趨向于向油水界面遷移并在油滴表面吸附以降低界面張力和體系自由能，進(jìn)而形成穩(wěn)定的乳狀液。通過(guò)高壓均質(zhì)可賦予豆乳細(xì)膩的口感。姜梅等[75]研究比較了高壓均質(zhì)及熱處理對(duì)豆乳蛋白溶解性能的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)均質(zhì)壓力從0 MPa升高到140 MPa時(shí)，生豆乳溶解度由51.4%增加至84.2%，提高了63.8%，熟豆乳蛋白質(zhì)溶解度也隨著均質(zhì)壓力的提高而增加，140 MPa高壓均質(zhì)處理下熟豆乳溶解度達(dá)到了91.1%，說(shuō)明均質(zhì)并沒(méi)有完全展開(kāi)蛋白空間結(jié)構(gòu)，均質(zhì)后加熱蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)一步展開(kāi)，增加親水基暴露，進(jìn)一步提高了可溶蛋白的含量。文獻(xiàn)[77]制備了高鈣豆乳粉，因酶解大豆蛋白可提高與鈣離子的結(jié)合能力，小分子肽、氨基酸等與鈣鰲合，形成可溶性鰲合物，阻止小腸內(nèi)鈣的沉淀，以促進(jìn)鈣的吸收利用，研究發(fā)現(xiàn)提高均質(zhì)壓力,可在一定程度上改善豆乳粉的溶解性、提高鈣結(jié)合量。動(dòng)態(tài)高壓微射流技術(shù)作為一種新興的高壓加工技術(shù)，其均質(zhì)壓力比傳統(tǒng)高壓均質(zhì)更高，碰撞能量更大，產(chǎn)品顆粒更細(xì)(破碎細(xì)度可達(dá)1 μm以下)[78]。微射流均質(zhì)過(guò)程中，高壓、強(qiáng)烈剪切、空穴爆炸、高頻振蕩的綜合作用導(dǎo)致物料分子發(fā)生顯著變化[79]。文獻(xiàn)[76]以傳統(tǒng)濕法工藝技術(shù)制備豆乳粉為基礎(chǔ)，對(duì)漿渣分離后的豆乳進(jìn)行動(dòng)態(tài)高壓微射流處理，比較了預(yù)處理前后豆乳粉蛋白結(jié)構(gòu)和溶解性的變化，發(fā)現(xiàn)當(dāng)微射流處理壓力在0～123.5 MPa時(shí)，隨著微流化壓力逐漸增加，蛋白質(zhì)分散指數(shù)和溶解度均顯著增加，當(dāng)微射流壓力為123.5 MPa時(shí)，蛋白質(zhì)分散指數(shù)和溶解度均達(dá)到最大，而當(dāng)微流化壓力為152.0 MPa時(shí)，樣品的溶解度略有下降。

豆乳濃縮多采用加熱方法使豆乳中的一部分水分氣化并不斷將水蒸氣排除，從而提高豆乳的干物質(zhì)含量，一般采用真空濃縮法。超濾是一種液壓操作膜技術(shù)，可以用于食品工業(yè)的濃縮步驟。它可以替代傳統(tǒng)蒸發(fā)過(guò)程，超濾過(guò)程屬于非熱處理過(guò)程，操作條件溫和。超濾在豆乳加工中的應(yīng)用不僅起到濃縮作用，還可以去除低聚糖、植酸等抗?fàn)I養(yǎng)的低分子量組分。JINAPONG等[80]研究發(fā)現(xiàn)，超濾濃縮可提高豆乳固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)至20%，增加豆乳黏度，增大噴霧干燥后的豆乳粉顆粒粒徑。大豆中含有許多無(wú)機(jī)鹽離子，如鈣、鎂、鈉離子等，在豆乳的加工過(guò)程中，上述無(wú)機(jī)鹽離子保留于豆乳中，可能會(huì)影響豆乳粉的穩(wěn)定性及速溶性。胡琪等[81]采用超濾和離子交換結(jié)合的方法，除去豆乳中的鹽離子，以此來(lái)改善豆乳粉的沖調(diào)性。研究結(jié)果表明，脫鹽能顯著提高豆乳的穩(wěn)定性，同時(shí)，100%脫鹽可使豆乳粉中可溶性蛋白含量提高近5%，分散速度提高25%以上，潤(rùn)濕時(shí)間縮短了近2/3，使豆乳粉的沖調(diào)性得到較大的提高。

6 豆乳粉干燥技術(shù)

豆乳粉的干燥方法分為真空干燥法和噴霧干燥法。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)豆乳粉普遍采用噴霧干燥法。

噴霧干燥設(shè)備類(lèi)型、干燥工藝參數(shù)以及漿料的狀況均會(huì)影響豆乳粉的溶解性、流動(dòng)性和分散性等物理指標(biāo)，從而影響豆乳粉的速溶性。研究表明豆乳粉應(yīng)具有高的蛋白分散指數(shù)、短的分散時(shí)間、小的休止角和高的堆積密度[82]。鐘芳等[83]比較了離心霧化及壓力霧化兩種霧化器制得的豆乳粉品質(zhì)，結(jié)果表明采用壓力式霧化器得到的豆粉顆粒大而均勻，且顆粒表面呈多孔狀，樣品速溶性更好。

為了提高豆乳粉的溶解性和速溶性，可以增加干燥塔高度，使豆乳粉在塔內(nèi)有更長(zhǎng)的復(fù)聚時(shí)間，形成的顆粒較大。在噴霧干燥過(guò)程中，豆粉不同程度地粘附在塔壁上，粉粒之間也出現(xiàn)粘連，即所謂的粘壁現(xiàn)象[84]。粘壁現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品集粉率降低，當(dāng)塔壁粘粉十分嚴(yán)重時(shí)，會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，此外還會(huì)延長(zhǎng)噴霧干燥的操作周期，給設(shè)備清洗帶來(lái)較大困難[85]。研究發(fā)現(xiàn)粉末顆粒的聚集行為與其表面特性有關(guān)，而表面特性則受到顆粒表面組成的影響[86]。石啟龍等[87]研究發(fā)現(xiàn)，因乳清分離蛋白具有較高的表面活性與良好的成膜性，在進(jìn)料液中加入少量乳清分離蛋白可顯著提高噴干粉的回收率。研究發(fā)現(xiàn)噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度控制為100～180℃，可以保證加工的升溫速度及干燥速度，出風(fēng)溫度控制為60～70℃，可避免黏壁潮粉現(xiàn)象的產(chǎn)生，降低成品吸濕性[88]。噴霧干燥時(shí)物料流量的控制十分關(guān)鍵。在其它條件一定的情況下，增大物料流量，物料被霧化器霧化的霧滴體積增大，由于體系供給的熱量一定，會(huì)造成部分霧滴未被干燥完全[89]，進(jìn)而導(dǎo)致噴干粉的顆粒變大，影響豆粉的分散性、堆積密度、潤(rùn)濕性和溶解度。

除噴霧干燥外，微波干燥技術(shù)作為一種新型干燥技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于多種食品的生產(chǎn)中，現(xiàn)已部分應(yīng)用于豆乳粉加工中。TELANG等[90]研究微波干燥條件對(duì)發(fā)酵豆粉性質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，較高進(jìn)口溫度、較低進(jìn)料速度時(shí)，粉末顆粒的殘留水分較少；升高進(jìn)口溫度引起產(chǎn)品異黃酮種類(lèi)的減少及含量的降低；較低進(jìn)料速度使物料更多暴露于干燥塔，使蛋白質(zhì)更易變性，且形成較多小顆粒粉末，進(jìn)而引起豆粉溶解性下降。SHEN等[91]研究發(fā)現(xiàn)，隨著進(jìn)口溫度升高，所得產(chǎn)品顆粒水分活度降低。文獻(xiàn)[92]采用高效液相體積排阻色譜技術(shù)研究不同微波干燥條件對(duì)富肽豆粉中蛋白類(lèi)物質(zhì)亞基組分的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)數(shù)量最多的蛋白質(zhì)水解物分子質(zhì)量為18～44 ku，占總蛋白質(zhì)類(lèi)的73.47%～89.36%，其主要亞基成分為大豆球蛋白，可能是由于不同微波干燥條件下的物相轉(zhuǎn)換率和分子間碰撞機(jī)會(huì)不同，蛋白纖維化聚集形成的速度不同，從而對(duì)富肽豆粉分子量產(chǎn)生影響；富肽豆粉分散性隨著進(jìn)口溫度的升高呈上升的趨勢(shì)，而隨著進(jìn)料速度的提高，其分散性明顯下降，但當(dāng)固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到40%后其分散性則隨著固形物含量的增加而減小。

7 總結(jié)與展望

目前國(guó)內(nèi)豆乳粉市場(chǎng)前景廣闊，行業(yè)發(fā)展迅速。無(wú)氧磨漿、微壓煮漿、酶解降敏、空化射流均質(zhì)等新技術(shù)在豆乳粉加工中的應(yīng)用，改善了豆乳粉豆腥味嚴(yán)重的問(wèn)題，降低了產(chǎn)品的致敏性，提高了產(chǎn)品的速溶性。但由于部分技術(shù)仍停留在實(shí)驗(yàn)或中試階段，且豆乳粉的營(yíng)養(yǎng)功能尚待挖掘，統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，限制了豆乳粉行業(yè)的發(fā)展。因此，建議從下述方面進(jìn)行后續(xù)開(kāi)發(fā)研究：

(1)國(guó)內(nèi)雖然有很多豆粉的品牌和種類(lèi)，但大部分產(chǎn)品的口感不理想，豆腥味較大，達(dá)不到消費(fèi)者的要求，降低了豆粉企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，應(yīng)通過(guò)熱處理法或物理、化學(xué)、生物作用純化酶活，或是通過(guò)真空脫臭、添加劑等手段來(lái)移除或掩蓋豆腥味。

(2)我國(guó)是大豆生產(chǎn)大國(guó)，為進(jìn)一步擴(kuò)大國(guó)內(nèi)的豆乳粉市場(chǎng)，提升我國(guó)豆乳粉的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，已制定出“速溶豆粉和豆奶粉”等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，今后應(yīng)加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)指標(biāo)的研究和確定過(guò)程，逐步完善豆乳粉相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

(3)研發(fā)新型豆乳粉是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，如嬰兒豆乳粉、孕婦豆乳粉、老年人豆乳粉、低致敏性豆乳粉等多種營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化型豆乳粉。為滿足不同市場(chǎng)需求，在生產(chǎn)加工過(guò)程中應(yīng)向豆乳粉中添加各種營(yíng)養(yǎng)成分，生產(chǎn)調(diào)配豆乳粉。

(4)作為豆乳粉加工的副產(chǎn)物——豆渣，富含膳食纖維和礦物質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通常用于動(dòng)物飼料或廢棄?？赏ㄟ^(guò)擠壓膨化、超高壓均質(zhì)、酶解等方式或者幾種方式聯(lián)合處理對(duì)豆渣進(jìn)行改性，以提高豆渣的應(yīng)用價(jià)值。