,4

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150030;2.北部灣大學(xué)食品工程學(xué)院,廣西欽州 535011;3.國家大豆工程技術(shù)研究中心,黑龍江哈爾濱 150028;4.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)大豆生物學(xué)教育部重點實驗室,黑龍江哈爾濱 150030)

豆乳是以大豆為原料制備的植物蛋白飲料,在我國具有悠久的歷史。豆乳中富含蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)等物質(zhì),營養(yǎng)豐富[1-2],深受消費者歡迎。大豆經(jīng)浸泡、磨漿、過濾、均質(zhì)、熱處理、滅菌等工藝環(huán)節(jié)制成商業(yè)豆乳[3],因此豆乳品質(zhì)會受加工工藝的影響,如加熱殺菌會導(dǎo)致豆乳蛋白發(fā)生聚集和變性,使豆乳中蛋白質(zhì)溶解度增加[4-5],均質(zhì)工藝可降低豆乳蛋白粒徑,增加蛋白分散性,提高豆乳的物理穩(wěn)定性[6-7]。另外,原料中蛋白組成也會影響豆乳在制備豆腐方面的品質(zhì)特性,張新艷等[8]研究發(fā)現(xiàn)原料中可溶性蛋白含量高的豆乳氯化鈣凝聚性差,11S/7S比值大(2.40)的原料豆乳較易在Ca2+存在條件下凝固。Tezuka等[9]證實原料11S中亞基A1和A2多的豆乳蛋白易聚集,導(dǎo)致生成的豆腐斷裂應(yīng)力值高。但目前鮮有原料中蛋白11S/7S比值對豆乳乳液特性的研究。

大豆蛋白由2S、7S、11S、15S蛋白組成,其中11S(大豆球蛋白)和7S(β-伴大豆球蛋白)是大豆蛋白的主要組成成分,約占總蛋白的70%,決定了大豆蛋白的主要功能特性[10]。7S球蛋白是一個三聚體的糖蛋白,由α、α′和β三個亞基通過疏水作用和氫鍵組成[11]。11S球蛋白由酸性亞基A和堿性亞基B組成,AB亞基通過疏水鍵和二硫鍵堆積使11S球蛋白形成六聚體[10]。Perrechil等[12]研究顯示7S具有良好的乳化特性,它可使膠體溶液保持穩(wěn)定,而11S組分凝膠性能突出,它在溶液中易于凝聚,因此由7S作為乳化劑比11S作為乳化劑的膠體溶液穩(wěn)定性好[13]。但與分離提純的11S和7S蛋白不同,豆乳是一個多相混合體系,特別是經(jīng)加熱、均質(zhì)后豆乳中蛋白構(gòu)象和存在狀態(tài)均發(fā)生改變,與蛋白純天然形式存有差別,因此增加了原料中蛋白11S/7S比值對豆乳特性影響的不確定性。

本實驗采用7種不同11S/7S比值原料大豆制備豆乳,通過考察蛋白溶解度、粘度、蛋白粒徑分布、Zeta電位、游離巰基、疏水性指數(shù)和沉淀率,探討大豆蛋白11S/7S比值對豆乳乳液特性及穩(wěn)定性的影響,以期為提供適宜豆乳加工的大豆品種提供科學(xué)理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

7個大豆品種(品種1、品種2、品種3、黑農(nóng)52、黑農(nóng)64、黑農(nóng)68、黑農(nóng)84)均為干豆,前三個大豆品種數(shù)據(jù)處于未公開階段,故統(tǒng)一采用編號為V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7 均由黑龍江省綠色食品科學(xué)研究院提供;十二烷基硫酸鈉(SDS) 北京博奧拓達科技有限公司;Tris試劑、甘氨酸、EDTA試劑、丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺、四甲基乙二胺(TEMED)、考馬斯亮藍R-250、5,5′-二硫雙-2-硝基苯甲酸(DTNB) 北京索萊寶科技有限公司;8-苯胺基-1-萘磺酸(ANS) Sigma公司。

DYCZ-24EN雙垂直電泳儀 北京六一公司;TU-1901雙光束紫外分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;Kjeltec 8400全自動定氮儀 福斯分析儀器公司;NDJ-8S旋轉(zhuǎn)粘度計 上海平軒科學(xué)儀器有限公司;激光粒度儀(Zeta size Nano-ZS90) 英國馬爾文公司;F-4500熒光分光光度計 日本HITACHI公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 大豆分離蛋白(SPI)的提取 參照周宇峰方法[14]并稍作修改,將不同品種大豆磨碎后分別過60目篩,將大豆粉與正己烷按質(zhì)量比(g/g)為1∶10的比例混合,25 ℃室溫下攪拌2 h后,離心(8000 r/min,15 min,20 ℃),棄上清液,保留沉淀,重復(fù)3次,得到脫脂大豆,自然風(fēng)干后用于提取大豆分離蛋白。

參考尹秀蓮方法[15]并稍作修改。將各品種脫脂大豆溶于水使其料液質(zhì)量比(g/g)為1∶10,用1 mol/L NaOH調(diào)pH至8.5,攪拌1 h,離心(10000 r/min,15 min,20 ℃),取上清液,沉淀加水進行二次提取,將兩次離心得到的上清液混合,用1 mol/L HCl調(diào)節(jié)pH至4.5,攪拌1 h,離心(10000 r/min,10 min,20 ℃),棄上清液。將沉淀加一定量的水溶解,用1 mol/L NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0,透析液凍干后得到SPI,用于電泳點樣。

1.2.2 蛋白亞基含量測定 參考周宇峰方法[14]并稍作修改,采用SDS-PAGE凝膠電泳,濃縮膠和分離膠濃度分別為5%和12%(5%濃縮膠由30%丙烯酰胺溶液、0.5 mol/L Tris-HCl溶液(pH6.8)、10% SDS、10%過硫酸銨和TEMED配制;12%分離膠由30%丙烯酰胺溶液、1.5 mol/L Tris-HCl溶液(pH8.8)、10% SDS、10% AP和TEMED配制)。用分離膠和濃縮膠制成凝膠之后,將樣品煮沸5 min后進行上樣,上樣量為5 μL,將電泳裝置與電源相接,初始電壓為80 V,當(dāng)樣品跑至分離膠時將電壓調(diào)至120 V。條帶跑至距底端1 cm時,切斷電源,剝離凝膠,固定12 h后,用考馬斯亮藍R-250進行染色4 h,再進行脫色,凝膠底色脫到透明后,用Image Lab掃描軟件進行掃描,分析大豆分離蛋白各亞基組分的相對含量。

1.2.3 豆乳的制備 參照Mullin方法[16]稍作修改,將不同品種大豆用10倍質(zhì)量的水浸泡過夜,過濾多余水分,按水與大豆蛋白質(zhì)比例23∶1添加制備豆乳用水,用破碎機高速混合4 min,經(jīng)紗布過濾得到生豆乳,將各生豆乳中蛋白濃度調(diào)節(jié)至一致,經(jīng)80 MPa均質(zhì)后,100 ℃沸水浴加熱25 min制得熟豆乳。

1.2.4 溶解度的測定 參照姜梅方法[17]并稍作修改,將豆乳在4 ℃、10000 r/min條件下離心10 min,用凱氏定氮法測定上清液中的蛋白質(zhì)含量。在本實驗豆乳中的蛋白質(zhì)溶解度按下面公式計算。

1.2.5 豆乳蛋白的粒徑分布 參照Wang方法[18]稍作修改,將豆乳稀釋200倍,利用激光粒度儀檢測豆乳粒徑,遮光度為43%～47%,其中蛋白折射率為1.451,分散劑折射率為1.330。

1.2.6 粘度的測定 采用NDJ-8S旋轉(zhuǎn)粘度計測定豆乳粘度,采用1號轉(zhuǎn)子,測定溫度為25 ℃。

1.2.7 Zeta電位測定 參照施小迪方法[19]稍作修改,將豆乳稀釋100倍后,采用激光粒度儀測豆乳Zeta電位,測定溫度為25 ℃。

1.2.8 游離巰基的測定 參照阮奇珺方法[20]并稍作修改。取1 mL豆乳稀釋液(稀釋30倍)加4 mL的Tris-Gly緩沖液(0.086 mol/L Tris、0.09 mol/L甘氨酸、4 mmol/L EDTA,pH8.0)和0.05 mL濃度為4 mg/mL的DTNB,25 ℃保溫15 min后,于412 nm處測吸收值,以不加DTNB的樣品作為空白。

式中:A412:加DTNB時樣品的吸光度與不加DTNB時樣品的吸光度的差值;D:樣品稀釋系數(shù);C:樣品的蛋白質(zhì)濃度 mg/mL。

表1 不同品種大豆蛋白亞基含量及11S/7S比值Table 1 Soybean protein subunit contents and 11S/7S ratio of different varieties

注:表中同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

1.2.9 熒光光譜及表面疏水性的測定 參照左鋒方法[21]并稍作修改。

熒光光譜的測定:用pH7.0磷酸鹽緩沖液將豆乳稀釋至蛋白濃度為0.1 mg/mL,用F-4500熒光分光光度計進行測定,激發(fā)波長為290 nm,發(fā)射光譜范圍為300～450 nm,狹縫間距均為5 nm。

表面疏水性的測定:用pH7.0磷酸鹽緩沖液將豆乳稀釋,10000 r/min速度下離心20 min,取上清液配制濃度分別為0.02、0.04、0.06、0.08 mg/mL的溶液,加入20 μL濃度為8×10-3mol/L的ANS溶液,于避光處反應(yīng)15 min后,用F-4500熒光分光光度計進行測定,激發(fā)波長為370 nm,發(fā)射波長為490 nm,狹縫間距均為5 nm。以熒光強度對蛋白濃度作圖,得到的斜率即為豆乳蛋白的表面疏水指數(shù)H0。

1.2.10 豆乳物理穩(wěn)定性的測定 豆乳物理穩(wěn)定性用沉淀率表達。具體測定方法參照胡明明[22]方法并作修改,取50 mL豆乳于離心管中,離心(3000 r/min,45 min,20 ℃),倒出上清液,并將離心管倒置5 s后,稱取此時沉淀物的質(zhì)量,沉淀率按下式計算。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實驗均進行3次,采用SPSS 16.0軟件進行ANOVA差異顯著性分析和相關(guān)性分析,P<0.05時為差異顯著性,采用Origin 8.0繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆蛋白亞基組成的測定

通過多個品種大豆分離蛋白的SDS-PAGE凝膠電泳實驗結(jié)果,篩選出7個不同11S/7S比值的大豆品種,各品種大豆中蛋白亞基組成如圖1所示。七個品種大豆蛋白亞基組成基本一致,但不同品種間相同亞基含量存在差異。

圖1 不同品種大豆蛋白組分電泳圖Fig.1 Electrophoresis of different soybean protein components注:M為蛋白標(biāo)準品的分子質(zhì)量,V1～V7為大豆品種。

表1顯示不同品種大豆中各亞基相對含量不同,導(dǎo)致各品種大豆中蛋白11S/7S比值存有差異。各品種大豆11S/7S比值在0.55～5.09之間。其中V1的11S/7S比值最小,為0.55,V3的11S/7S比值稍高于V1,為1.36,V6的11S/7S比值為2.64,V4、V5、V7的11S/7S比值處于3.0和3.5之間,V2的11S/7S比值最大,為5.09。除V4與V5之間無顯著性差異(P>0.05)外,其他各品種間11S/7S比值均存在顯著性差異(P<0.05)。

2.2 溶解度分析

圖2顯示11S/7S比值不同的原料豆乳蛋白質(zhì)溶解度存在差異。11S/7S比值較低的V3蛋白溶解度最高,為80.26%。其次是11S/7S比值最低的V1,蛋白溶解度78.62%,然后為V6。11S/7S比值處于3.00～3.49間的V4、V5、V7豆乳蛋白溶解度之間無顯著性差異(P>0.05),在71%左右。11S/7S比值最大的V2豆乳蛋白溶解度最低,為60.45%?？傮w上,11S/7S比值越大的原料,其豆乳蛋白溶解度越小。

圖2 不同11S/7S原料豆乳的溶解度Fig.2 Solubility of soymilk in different 11S/7S soybean注:不同字母表示數(shù)值間差異顯著(P<0.05)。圖4～圖6、圖8、圖9同。

溶解度是蛋白質(zhì)水合能力的重要體現(xiàn),蛋白質(zhì)水合作用越強其溶解度越大[17]。7S是一種糖蛋白,易與水分子結(jié)合,因此親水性能較好;而11S由于不含糖,親水性弱[23]。V1和V3中7S組分含量較高,11S含量低,且經(jīng)加熱后7S聚集,導(dǎo)致蛋白溶解度高。V2中11S含量高,導(dǎo)致蛋白親水性弱,溶解度低。Nik等[10]研究發(fā)現(xiàn),不同基因型原料豆乳經(jīng)加熱后11S/7S比值低的豆乳溶解性好,這與本文研究結(jié)論一致。

2.3 豆乳粒徑分布

圖3顯示豆乳粒徑分布由于原料中11S/7S比值不同而存在差異。11S/7S比值較小的V1、V3、V6的豆乳粒徑均分布在較小粒徑區(qū)域內(nèi),粒徑分布均勻,呈單峰。伴隨11S/7S比值的增大,V5、V4、V7、V2豆乳粒徑分布范圍逐漸增加,粒徑分布曲線右移。特別是V2、V5在0～0.30 μm和0.40～0.90 μm處呈雙峰分布,顯示兩個品種的豆乳粒徑分布不均。

圖3 不同11S/7S原料豆乳蛋白粒徑分布Fig.3 Particle size distribution of soymilkprotein in different 11S/7S soybean

表2 不同11S/7S原料豆乳蛋白平均粒徑Table 2 Average particle size of soymilk protein in different 11S/7S soybean

表2顯示蛋白平均粒徑最小的是11S/7S比值最小的V1制備的豆乳,僅為0.27 μm,其次是11S/7S稍大的V3豆乳,為0.30 μm,然后依次為V6,V5、V4、V7,11S/7S比值最大的V2平均粒徑最大,達0.52 μm。即大豆中蛋白11S/7S比值越高,其制備的豆乳平均粒徑越大。大豆蛋白11S組分中S-S含量較多,受熱時S-S易于架橋,同時S-S鍵易與其他基團發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生聚合,從而使蛋白高分子化[23],7S組分中α′和α亞基受熱時以可溶性蛋白形式存在[24]。V1、V3、V6中7S組分含量較高,加熱后的豆乳蛋白可溶性強,不易聚集,因此蛋白平均粒徑較小且粒徑分布均一。V2、V5、V4、V7中11S組分含量較高,因此豆乳蛋白易聚集,分散性差,導(dǎo)致蛋白平均粒徑偏大且粒徑分布不均,增加了豆乳的不穩(wěn)定性。Nik[25]研究大豆蛋白亞基組成和加工條件對豆乳粒徑分布的影響,發(fā)現(xiàn)熱處理能改善豆乳粒徑,但11S/7S比值高(1.18～1.5)的豆乳平均粒徑比11S/7S比值低(0.21～0.65)的平均粒徑大,這與本文研究結(jié)果一致。

2.4 粘度分析

圖4顯示豆乳粘度最低的是11S/7S比值最低的V1和V3,在5 mPa·s左右;其次是11S/7S比值2.64的V6,粘度6.17 mPa·s,然后為11S/7S比值3.00～3.49的V4、V5、V7,三者的粘度無顯著性差異。11S/7S比值最高的V2粘度最高,為12.37 mPa·s。即豆乳粘度隨原料中11S/7S值的增加而升高。

圖4 不同11S/7S原料豆乳的粘度Fig.4 Viscosity of soymilk in different 11S/7S soybean

粘度體現(xiàn)溶液的流體性質(zhì),與蛋白水合作用密切相關(guān),蛋白親水能力強,其溶液粘度低[17]。另外粘度受蛋白粒徑影響,粒徑小的蛋白分散性好,水合能力強,其溶液粘度小,而粒徑大的蛋白分散性弱,其溶液粘度較高[26]。7S含量高的V1、V3等原料豆乳中蛋白平均粒徑小(見2.3),溶解性好(見2.2),提高了豆乳顆粒的分散性,因此豆乳粘度小。而11S含量多的V2等原料豆乳受熱后11S組分中的二硫鍵發(fā)生交聯(lián)導(dǎo)致蛋白聚集,蛋白粒徑大,同時二硫鍵的架橋使蛋白交聯(lián)形成堅固、穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),阻礙了蛋白與水的結(jié)合[27],從而增加了豆乳粘度。

2.5 Zeta電位分析

不同原料豆乳Zeta電位情況如圖5所示。Zeta電位絕對值最高的是11S/7S最低的V1和V3制備的豆乳,分別為23.93、23.47 mV。其次是V6,為22.63 mV,然后為11S/7S比值在3.00～3.49范圍內(nèi)的V4、V5、V7;11S/7S比值最高的V2豆乳Zeta電位絕對值最低,為19.1 mV。即原料大豆中11S/7S比值越高,豆乳電位絕對值越低。

圖5 不同11S/7S原料豆乳蛋白Zeta電位Fig.5 Zeta potential of soymilkprotein in different 11S/7S soybean

Zeta電位是衡量分散體系穩(wěn)定性的重要標(biāo)準。蛋白間電位絕對值高,即所帶電荷多,彼此間排斥力大,蛋白不易聚集,體系穩(wěn)定,反之,蛋白間Zeta電位絕對值低,所帶電荷少,蛋白分子間排斥力小,分子傾向于聚集[28],體系不穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn)分散體系中粒徑小的物質(zhì)電位絕對值較高,反之,粒徑大的物質(zhì)其Zeta電位絕對值較低[27]。另外,Xu等[13]在研究由大豆分離蛋白、7S、11S分別作為乳化劑制備的乳狀液時,發(fā)現(xiàn)pH為7.0時,由7S球蛋白作為乳化劑的乳狀液Zeta電位絕對值要大于11S球蛋白作為乳化劑的乳狀液,即7S球蛋白表面帶有更多的電荷。本實驗中各原料所制備的豆乳pH均在7.0附近。V1、V3中7S蛋白含量高,且豆乳中蛋白平均粒徑小,因此Zeta絕對值最大,相應(yīng)地,伴隨原料中11S/7S比值的增加,豆乳Zeta電位絕對值逐漸減少。V2中11S含量最多,且蛋白平均粒徑最大,因此豆乳中蛋白Zeta絕對值最小。本研究中11S/7S比值介于3.00～3.49之間的原料豆乳Zeta電位絕對值無顯著性差異(P>0.05)。

2.6 游離巰基分析

適量的游離巰基,能夠改善蛋白質(zhì)的柔性,提高豆乳蛋白的乳化能力和穩(wěn)定性[5]。不同11S/7S比例的原料豆乳中游離巰基情況如圖6所示。11S/7S比值較低的V3豆乳中游離巰基含量最高,為5.04 μmol/g,其次為11S/7S比值最低的V1,為5.29 μmol/g,然后依次為V6、V5、V4、V7。11S/7S比值最大的V2豆乳中游離巰基含量最低,為2.09 μmol/g?？傮w上,豆乳中游離巰基的含量隨11S/7S比值的增大而減小。本實驗中11S/7S比值在3.00～3.49范圍內(nèi)的V4、V5、V7豆乳游離巰基含量無顯著性差異(P>0.05)。

圖6 不同11S/7S原料豆乳中游離巰基含量Fig.6 Content of free thiol groupin soymilk in different 11S/7S soybean

豆乳短時受熱時11S球蛋白會解離出比7S更多的游離巰基,但高溫長時加熱時,11S解離的游離巰基會再次結(jié)合生成S-S鍵,導(dǎo)致11S最終的游離巰基總量降低[29]。由于本實驗中豆乳100 ℃長時加熱(25 min),造成11S含量高的豆乳中游離巰基含量低,而7S含量高的原料豆乳中游離巰基含量高。

2.7 豆乳的熒光強度與表面疏水性

豆乳的熒光強度實際上反映的是豆乳蛋白中疏水性色氨酸殘基的熒光峰[30]。圖7為不同11S/7S比值原料豆乳的熒光強度。V3豆乳的熒光強度最大,其次為V1制備的豆乳,然后依次為V6、V5、V7、V4。蛋白11S/7S比值最高的V2豆乳熒光強度最低。即豆乳熒光強度隨原料中11S/7S比值的增大而減小。

圖7 不同11S/7S原料豆乳的熒光光譜Fig.7 Fluorescence spectra of soymilkin different 11S/7S soybean

楊昱等[31]研究發(fā)現(xiàn)在pH1～13范圍內(nèi),大豆7S蛋白的熒光強度都高于大豆11S的熒光強度,即7S中暴露在蛋白表面的色氨酸殘基(疏水基團)更多。因此7S含量高的V3、V1熒光強度較大,相應(yīng)地,隨原料中11S/7S比值的增加,豆乳熒光強度逐漸降低,V2中11S/7S比值最大,因此熒光強度最低。

不同11S/7S比值的原料豆乳表面疏水指數(shù)H0如圖8所示。V3豆乳表面疏水指數(shù)最高,為810.92,其次為V1,為782.13,然后依次為V6、V5、V4、V7。11S/7S比值最大的V2豆乳表面疏水指數(shù)最低,為534.57,即豆乳表面疏水指數(shù)隨原料大豆中11S/7S比值的增大而減小,這與豆乳的熒光強度變化趨勢一致。11S/7S比值在3.00～3.49范圍的V4、V5、V7豆乳表面疏水指數(shù)無顯著性差異。

圖8 不同11S/7S原料豆乳的表面疏水性指數(shù)H0Fig.8 Surface hydrophobicity index(H0)ofsoymilk in different 11S/7S soybean

表面疏水性是蛋白重要的功能性質(zhì),它是維持蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的主要作用力,決定蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象[32]。多項研究表明大豆7S球蛋白比11S球蛋白含有更多的疏水性氨基酸,蛋白表面存有更多的疏水基團,即7S表面疏水作用強于11S球蛋白[33]。本實驗各原料中11S和7S含量不同,因此豆乳表面疏水性指數(shù)存在差異。V1、V3中7S含量較多,因此具有較高的表面疏水性,相應(yīng)地,伴隨原料中11S比例的增加,豆乳表面疏水性指數(shù)逐漸降低,11S含量最多的V2表面疏水性最低。值得注意的是V3中11S/7S比值高于V1,但其豆乳熒光強度和疏水性指數(shù)卻高于V1,這也許是在11S與7S含量差異不大的情況下,豆乳經(jīng)高溫?zé)崽幚砗?蛋白受熱變性,蛋白分子鏈展開并且亞基解離,導(dǎo)致原包埋于11S蛋白結(jié)構(gòu)內(nèi)部的疏水基團暴露于蛋白表面,從而增加了表面疏水指數(shù)[34]。本研究中豆乳熒光強度,表面疏水指數(shù)與其游離疏基變化趨勢一致。齊寶坤等[35]和Gu等[36]研究發(fā)現(xiàn)不同品種大豆分離蛋白的表面疏水性與游離疏基變化趨勢一致,這與本實驗的研究結(jié)果一致。

表3 大豆蛋白11S/7S比值與各指標(biāo)相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of 11S/7S ratio of soybean protein and various indexes

注:**極顯著相關(guān)(P<0.01)。

2.8 豆乳的物理穩(wěn)定性

豆乳貯存過程中易發(fā)生蛋白沉淀的不穩(wěn)定現(xiàn)象,嚴重影響豆乳的感官品質(zhì)。本實驗中豆乳物理穩(wěn)定性主要通過豆乳離心后的沉淀率表示。沉淀率越高意味豆乳的穩(wěn)定性越低。圖9顯示11S/7S比值不同的原料豆乳沉淀率存在差異。豆乳沉淀率最低的是11S/7S比值最低的V1和V3,分別為2.02%、2.21%。其次是11S/7S稍高的V6,沉淀率為2.32%。然后是11S/7S比值在3.00～3.49范圍內(nèi)的V4、V5、V7,但三者豆乳沉淀率彼此間無顯著性差異,均在2.70%左右。11S/7S比值最大的V2豆乳沉淀率最高,為3.41%。即11S/7S比值大的原料豆乳沉淀率高,豆乳穩(wěn)定性低。

圖9 不同11S/7S原料豆乳的沉淀率Fig.9 Precipitation rates of soymilkin different 11S/7S soybean

根據(jù)Stocks原理可知,粒子自然沉降或上浮的速度與粒子直徑有關(guān),若粒子直徑大,則粒子沉降速度加快,從而破壞沉降平衡[22]。根據(jù)2.3實驗結(jié)果可知11S/7S比值低的V1、V3和V6制備的豆乳蛋白平均粒徑小,因此其沉淀率也較低;而11S/7S比值大的V2制備的豆乳平均粒徑最大,所以沉淀率最高;V4、V5、V7平均粒徑介于中間,因此沉淀率也介于所有品種之間。另外蛋白11S/7S比值小的豆乳Zeta電位絕對值大,對蛋白聚集起到了有效的抑制作用,因此沉淀率低,提高了豆乳的穩(wěn)定性。左鋒[21]在探究微壓煮漿對豆乳蛋白粒子的影響中發(fā)現(xiàn),蛋白組分Zeta電位絕對值增高可以降低豆乳的沉淀率,從而提高豆乳的儲藏穩(wěn)定性,這與本實驗的研究結(jié)果一致。

2.9 大豆原料中蛋白11S/7S比值與各指標(biāo)相關(guān)性分析

大豆原料中蛋白11S/7S比值與豆乳相關(guān)指標(biāo)的關(guān)系如表3所示,大豆蛋白11S/7S比值與豆乳蛋白溶解度、Zeta電位絕對值、游離巰基含量、表面疏水指數(shù)呈極顯著負相關(guān)(P<0.01),與豆乳蛋白粒徑、粘度、沉淀率呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。表明大豆原料中蛋白11S/7S比值與豆乳乳液特性和穩(wěn)定性存在密切的相關(guān)性。另外,各指標(biāo)間也存在緊密的相關(guān)性,豆乳蛋白溶解度、Zeta電位絕對值、游離巰基含量、表面疏水指數(shù)之間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),而與粒徑、粘度、沉淀率呈極顯著負相關(guān)(P<0.01)。

3 結(jié)論

本實驗結(jié)果顯示當(dāng)原料中蛋白11S/7S比值處于0.55～2.64時,豆乳中蛋白溶解度、Zeta電位絕對值和表面疏水性高,提高了蛋白的分散性,抑制了蛋白粒子間的聚集,因此沉淀率低,豆乳穩(wěn)定性好;當(dāng)原料中蛋白11S/7S比值處于3.0～5.09時,蛋白溶解度、Zeta電位絕對值和表面疏水性較低,導(dǎo)致蛋白易于聚集,豆乳沉淀率高,穩(wěn)定性較差。而原料中蛋白11S/7S比值處于3.0～3.49時,各品種豆乳的穩(wěn)定性沒有顯著差異。相關(guān)性結(jié)果顯示大豆原料中蛋白11S/7S比值與豆乳蛋白溶解度、Zeta電位絕對值、游離巰基含量、表面疏水指數(shù)呈負相關(guān)(P<0.01),與蛋白粒徑、豆乳粘度、沉淀率呈正相關(guān)(P<0.01)。因此,11S/7S比值較小(0.55～2.64)的大豆原料更適宜豆乳的生產(chǎn)。