第三节　大豆工艺学特性

一、吸水性

大豆吸水性包括吸水速率、吸水量。一般来说，充分吸水后的大豆质量是吸水前干质量的2.0～2.2倍，但是大豆品种不同，吸水量略有差异。

大豆吸水性与品种、粒度有一定的关系。我们通常把吸水性差的大豆称之为石豆。石豆主要是种植过程中大豆籽粒被冻伤，或者采收后干燥操作时温度过高引起的。影响大豆浸泡时间的主要因素是大豆的品质、水质条件和大豆的储存时间等。在实际生产过程中，受四季温度变化的影响，浸泡时间也应作相应的调整。

泡豆的温度不宜过高，如果水温达30～40℃，大豆的呼吸作用加强，消耗本身的营养成分，相应降低了豆制品的营养成分。理想的水温一般为15～20℃，在此温度下大豆的呼吸作用弱，酶活性低。

水的酸碱度对大豆吸水速度有明显的影响。大豆浸泡水中加入0.1%～0.5%食用碱，可加快大豆的浸泡时间。

吸水不充分的大豆的加工性能会受到很大的影响。一方面，即使蒸煮很长时间也难以变软；另一方面，粉碎变得困难。

二、蒸煮性

大豆吸水后在高温高压下就会变软。碳水化合物含量高的大豆，煮熟后显得较软，含量低的大豆煮熟后的硬度较高。这可能是由于碳水化合物的吸水力较其他成分高，因而碳水化合物含量高的大豆在蒸煮过程中水分更易侵入内部，使大豆变软。

三、热变性

大豆中存在的胰蛋白酶抑制剂、红细胞凝集素、脂肪氧化酶、脲酶等生物活性蛋白质，在热作用下会丧失活性，发生变性。大豆蛋白质加热后，其溶解度会有所降低。降低的程度与加热时间、温度、水和蒸气含量有关。在有水蒸气的条件下加热，蛋白质的溶解度就会显著降低。

蛋白质的变性程度不用其水溶性含氮物含量的高低来表示。但是，仅用大豆蛋白水溶性含氮物的多少来确定大豆蛋白质的变性程度高低有时是不可靠的。例如，将一定浓度以下的大豆蛋白质溶液进行短时间加热煮沸，其水溶性蛋白质含量因变性逐渐降低。但继续加热煮沸，则溶液中水溶性蛋白质含量又会增加。其原因可能是蛋白质分子由原来的卷曲紧密结构舒展开来，其分子结构内部的疏水基因暴露在外部，从而使分子外部的亲水基因相对数量减少，致使溶解度下降。当继续加热煮沸时，蛋白质分子发生解离，而成为相对分子质量较小的次级单位，从而使溶解度再度增加。

大豆蛋白质受热变性时，除溶解度发生改变外，其溶液的黏度也发生变化。如豆腐的生产就是预先用大量的水长时间浸泡大豆，使蛋白质溶解于水后，再加热使溶出的大豆蛋白质变性，变性后会发生黏度变化。研究发现，大豆蛋白质的黏度变化主要是7S组分起作用，11S组分几乎无影响。

研究证明，大豆蛋白7S和11S组分的热变性温度相差较大。如果加热时间充分，7S组分在70℃左右就会变性，而11S组分变性的温度则高于90℃。

四、凝胶性

凝胶性是蛋白质形成胶体网状立体结构的性能。大豆蛋白质分散于水中形成胶体。这种胶体在一定条件下可转变为凝胶。凝胶是大豆蛋白质分散在水中的分散体系，具有较高的黏度、可塑性和弹性，它或多或少具有固体的性质。蛋白质形成凝胶后，既是水的载体，也是糖、风味剂以及其他配合物的载体，因而对食品制造极为有利。

无论多大浓度的溶液，加热都是凝胶形成的必要条件。在蛋白质溶液当中，蛋白分子通常呈一种卷曲的紧密结构，其表面被水化膜所包围，因而具有相对的稳定性。由于加热，使蛋白质分子呈舒展状态，原来包埋在卷曲结构内部的疏水基团相对减少。同时，由于蛋白质分子吸收热能，运动加剧，使分子间接触，交联机会增多。随着加热过程的继续，蛋白分子间通过疏水键和二硫键的结合，形成中间留有空隙的立体网状结构。有研究表明：当蛋白质的浓度高于8%时，才有可能在加热之后出现较大范围的交联，形成真正的凝胶状态。当蛋白质浓度低于8%时，加热之后，虽能形成交联，但交联的范围较小，只能形成所谓“前凝胶”。而这种“前凝胶”，只有通过pH值或离子强度的调整，才能进一步形成凝胶。

凝胶作用受多种因素影响，如蛋白质的浓度、蛋白质成分、加热温度和时间、pH值、离子浓度和巯基化合物存在有关。其中蛋白质浓度及其成分是决定凝胶能否形成的关键因素。就大豆蛋白质而言，浓度为8%～16%时，加热后冷却即可形成凝胶。当大豆蛋白质浓度相同，而成分不同时，其凝胶特性也有差异。在大豆蛋白质中，只有7S和11S大豆蛋白才有凝胶性，而且凝胶硬度的大小主要由11S大豆蛋白决定。

五、乳化性

乳化性是指2种以上的互不相溶的液体，例如油和水，经机械搅拌，形成乳浊液的性能。大豆蛋白质用于食品加工时，聚集于油-水界面，使其表面张力降低，促进乳化液形成一种保护层，从而可以防止油滴的集结和乳化状态破坏，提高乳化稳定性。

大豆蛋白质组成不同以及变性与否，其乳化性相差较大。大豆分离蛋白的乳化性要明显地好于大豆浓缩蛋白，特别是好于溶解度较低的浓缩蛋白。分离蛋白的乳化性作用主要取决于其溶解性、pH值与离子强度等外界环境因素。当盐类质量分数为0、pH值为3.0时，大豆分离蛋白乳化能力最强：而盐类质量分数为1.0%、pH值为5.0时，其乳化能力最差。

六、起泡性

大豆蛋白质分子结构中既有疏水基团，又有亲水基团，因而具有较强的表面活性。它既能降低油-水界面的张力，呈现一定程度的乳化性，又能降低水-空气的界面张力，呈现一定程度的起泡性。大豆蛋白质分散于水中，形成具有一定黏度的溶胶体。当这种溶胶体受急速的机械搅拌时，会有大量的气体混入，形成大量的水-空气界面。溶胶中的大豆蛋白质分子被吸附到这些界面上来，使界面张力降低，形成大量的泡沫，即被一层液态表面活化的可溶性蛋白薄膜包裹着的空气-水滴群体。同时，由于大豆蛋白质的部分肽链在界面上伸展开来，并通过分子内和分子间肽链的相互作用，形成了二维保护网络，使界面膜被强化，从而促进了泡沫的形成与稳定。

除蛋白质分子结构的内在因素外，某些外在因素也影响其起泡性。溶液中蛋白质的浓度较低，黏度较小，则容易搅打，起泡性好，但泡沫稳定性差；反之，蛋白质浓度较高，溶液浓度较大，则不易起泡，但泡沫稳定性好。实践中发现，单从起泡性能看，蛋白质浓度为9%时，起泡性最好；而以起泡性和稳定性综合考虑，以蛋白质浓度22%为宜。

pH值也影响大豆蛋白质的起泡性。不同方法水解的蛋白质，其最佳起泡pH值也不同，但总体来说，有利于蛋白质溶解的pH值，大多也都是有利于起泡的pH值，但以偏碱性pH值最为有利。

温度主要是通过对蛋白质在溶液中分布状态的影响来影响起泡性的。温度过高，蛋白质变性，因而不利于起泡；但温度过低，溶液浓度较大，而且吸附速度缓慢，所以也不利于泡沫的形成与稳定。一般来说，大豆蛋白质溶液最佳起泡温度为30℃左右。

此外，脂肪的存在对起泡性极为不利，甚至有消泡作用，而蔗糖等能提高溶液黏度的物质，有提高泡沫稳定性的作用。