第二節　大豆營養學特性

一、基本化學成分

1.蛋白質

大豆蛋白質的含量因品質、栽培時間和栽培地域不同而變化，一般而言，大豆蛋白質的含量為35%～45%。

根據蛋白質的溶解特性，大豆蛋白質可分為非水溶性蛋白質和水溶性蛋白質，水溶性蛋白質為80%～90%。水溶性蛋白質可分為白蛋白和球蛋白，二者的比例因品種及栽培條件不同而略有差異，一般而言，球蛋白占主要比例，約為90%。

根據生理功能分類法，大豆蛋白質可分為儲藏蛋白和生物活性蛋白兩類。儲藏蛋白是主體，約占總蛋白質的70%（如7S大豆球蛋白、11S大豆球蛋白等），它與大豆的加工性能關系密切；生物活性蛋白包括胰蛋白酶抑制劑、β-淀粉酶、紅細胞凝集素、脂肪氧化酶等，雖然它們在總蛋白質中所占比例不多，但對大豆制品的質量卻非常重要。

大豆蛋白質主要由18種氨基酸組成，其中還包含人體所需的8種必需氨基酸，只是賴氨酸相對稍高，而蛋氨酸、半胱氨酸含量略低，同時大豆是最好的谷物類食品的互補性食品，因為谷物食品中蛋氨酸高，賴氨酸低，而大豆賴氨酸高，蛋氨酸低，對于以谷物類食品為主食的人群，常食用大豆及其制品，使氨基酸的配比也更加科學合理，氨基酸的代謝更加平衡。

2.脂類

大豆脂類總含量為21.3%左右，主要包括脂肪、磷脂類、固醇、糖脂和脂蛋白。其中脂肪（豆油）是主要成分，占脂類總量的88%左右。磷脂和糖脂分別占脂類總含量10%和2%左右。

大豆脂類主要儲藏在大豆細胞內的脂肪球中，脂肪球分布在大豆細胞中蛋白體的空隙間，其直徑為0.2～0.5μm。

大豆油脂主要特點是不飽和脂肪酸含量高，61%為多不飽和脂肪酸，24%為單不飽和脂肪酸。

不飽和脂肪酸具有防止膽固醇在血液中沉積及溶解沉積在血液中膽固醇的功能，因此，食用豆制品對人體有好處。但是不飽和脂肪酸穩定性較差，容易氧化，不利于豆制品加工與儲藏。另外，大豆脂肪還是決定豆制品的營養和風味的重要物質之一。

3.碳水化合物

大豆中的碳水化合物含量約為25%，可分為可溶性與不可溶性兩大類。大豆中含10%的可溶性碳水化合物，主要指大豆低聚糖（其中蔗糖占4.2%～5.7%，水蘇糖占2.7%～4.7%、棉子糖占1.1%～1.3%），此外還含有少量的阿拉伯糖、葡萄糖等。存留于豆腐內的可溶性糖類，因為會產生滲透壓，可有效提升豆腐的持水性能。大豆中含有24%的不可溶性碳水化合物，主要指纖維素、果膠等多聚糖類，其組成也相當復雜。大豆中的不溶性碳水化合物——食物纖維，不能被人體所消化吸收，對豆腐的口感有十分重大的影響。磨豆時磨的間隙過小，磨漿的次數太多，由于剪切力的作用，會產生直徑較小的纖維素，這些纖維素在過濾壓力或過濾離心力過大時會穿過濾網，進入豆漿中，導致豆腐口感變粗，同時影響豆腐的彈性。加熱漿渣，然后過濾，可讓纖維素在加熱條件下通過親水基團的氫鍵與水形成水合物，使分子體積增大，從而減少纖維素通過濾網的數量，有效改善豆腐的口感，這也是國內外越來越多生產廠家采用熟漿法生產豆腐的原因之一。

大豆中大部分碳水化合物都難以被人體所消化，它們在豆腐加工過程中大部分會進入到豆清液中，水蘇糖和棉子糖是脹氣因子，在大豆廢水綜合利用時要引起高度的重視，但它們是可發酵性糖類，乳酸發酵會消耗部分水蘇糖和棉子糖，但它們進入體內，一經發酵就引起腸胃脹氣，這是因為人體消化道中缺乏α-半乳糖苷酶和β-果糖苷酶，所以在胃腸中不進行消化，當它們達到大腸后，經大腸細菌發酵作用產生二氧化碳、甲烷而造成人體有脹氣感。所以，大豆用于食品時，往往要設法除去這些不易消化的碳水化合物，而這些碳水化合物通常也被稱為“胃腸脹氣因子”。

4.無機鹽

大豆中無機鹽總量為5%～6%，其種類及含量較多，其中的鈣含量是大米的40倍，鐵含量是大米的10倍，鉀含量也很高。鈣含量不但較高，而且其生物利用率與牛奶中的鈣相近。

5.維生素

大豆中含有維生素，特別是B族維生素，但大豆中的維生素含量較少，而且種類也不全，以水溶性維生素為主，脂溶性維生素少。大豆中含有的脂溶性維生素主要有維生素A、維生素E，而水溶性維生素有維生素B₁、維生素B₂、煙酸、維生素B₆、泛酸、抗壞血酸等。

二、活性成分

1.大豆多肽

大豆多肽即“肽基大豆蛋白水解物”的簡稱，是大豆蛋白質經蛋白酶作用后，再經特殊處理而得到的蛋白質水解產物，是由多種肽混合物所組成的。

據大量資料報道，大豆多肽具有良好的營養特性，易消化吸收，尤其是某些低分子的肽類，不僅能迅速提供機體能量，同時還具有降低膽固醇、降血壓和促進脂肪代謝、抗疲勞、增強人體免疫力、調節人體生理機能等功效。

雖然大豆多肽的生產工藝較復雜、成本較高，但其具有獨特的加工性能，如無蛋白變性、無豆腥味、易溶于水、流動性持水性好、酸性條件下不產生沉淀、加熱不凝固、低抗原性等，這些均為以大豆多肽作原料開發功能性保健食品奠定了堅實基礎。

2.大豆低聚糖

低聚糖又稱寡糖。低聚糖與單糖相似，易溶于水，部分糖有甜味，一般由3～9個單糖經糖苷鍵縮聚而成。大豆低聚糖是大豆中可溶性寡糖的總稱，主要成分是水蘇糖、棉子糖和蔗糖，占大豆總碳水化合物的7%～10%。在大豆被加工后，大豆低聚糖含量會有不同程度的減少。

低聚糖是雙歧桿菌生長的必需營養物質，雙歧桿菌利用低聚糖產生乙酸、乳酸等代謝產物，這些產物可抑制大腸桿菌等有害菌生長繁殖，從而抑制氨、吲哚、胺類等物質的生成，促進腸道的蠕動，防止便秘。

3.大豆磷脂

大豆磷脂是指以大豆為原料所提取的磷脂類物質，是卵磷脂、腦磷脂、磷脂酰肌醇等成分組成的復雜混合物，大豆磷脂的含量占全豆的1.6%～2.0%。

磷脂普遍存在于人體細胞中，是人體細胞膜的組成成分。腦和神經系統、循環系統、血液、肝臟等主要組織、器官的磷脂含量高。因此，磷脂是保證人體正常代謝和健康必不可少的物質。

4.大豆異黃酮

大豆異黃酮是大豆生長過程中形成的次級代謝產物，大豆籽粒中含異黃酮0.05%～0.7%，主要分布在大豆子葉和胚軸中，種皮中極少。大豆異黃酮包括大豆苷、大豆苷元、染料木苷、染料木素、黃豆黃素等。

長期以來，大豆異黃酮被視為大豆中的不良成分。但近年的研究表明：大豆異黃酮對癌癥、動脈硬化癥、骨質疏松癥以及更年期綜合征具有預防甚至治愈作用。

5.大豆皂苷

大豆皂苷是由皂苷元與糖（或糖酸）縮合形成的一類化合物，是大豆生長中的次生代謝產物，主要存在于大豆胚軸中，較子葉大豆皂苷含量多出5～10倍。大豆皂苷的含量還與大豆的品種、生長期以及環境因素的影響有關。早期研究發現，大豆皂苷元有5個種類，分別是大豆皂苷元A、大豆皂苷元B、大豆皂苷元C、大豆皂苷元D、大豆皂苷元E。近年來，隨著科學技術的發展，對多種豆類中的大豆皂苷進行分析，發現天然存在的大豆皂苷元只有3種，即大豆皂苷元A、大豆皂苷元B、大豆皂苷元E，其余的大豆皂苷元是在上述3種皂苷元水解下的產物。不同的皂苷元與糖基可形成很多種類的皂苷，大豆皂苷多達十余種，一般分為A族大豆皂苷、B族大豆皂苷、E族大豆皂苷和DDMP族大豆皂苷，其中，A族大豆皂苷和B族大豆皂苷含量高，是主要成分。

大豆皂苷具有溶血作用，過去認為是抗營養因子。此外，大豆皂苷所具有的不良氣味導致豆制品中具有苦澀味。因此，在豆制品加工中要求盡可能除去大豆皂苷。但近年來的研究表明，大豆皂苷具有多種有益于人體健康的生物活性，比如調節血脂和血糖、抗病毒作用、抗氧化作用、免疫調節作用等。

三、抗營養因子

大豆中存在多種抗營養因子，如胰蛋白酶抑制劑、紅細胞凝集素、植酸、致甲狀腺腫脹因子、抗維生素因子等，它們的存在會影響到豆制品的質量和營養價值。在這些抗營養因子中，胰蛋白酶抑制劑對豆制品的營養價值影響最大，其本身也是一種蛋白質，能夠抑制胰蛋白酶的活性；它有很強的耐熱性，若需要較快地降低其活性，則要經過100℃以上的溫度處理。一般認為，要使大豆中蛋白質的生理價值比較高，至少要鈍化80%以上的胰蛋白酶抑制劑。大豆中大多數抗營養因子的耐熱性均低于胰蛋白酶抑制劑的耐熱性，故在選擇加工條件時，以破壞胰蛋白酶抑制劑為參照即可。目前，按照大豆抗營養因子對熱敏感性的程度將其分為以下兩類：熱不穩定性抗營養因子和熱穩定性抗營養因子。主要的去除方法包括物理處理法、化學處理法和生物處理法。

1.熱不穩定性抗營養因子

（1）蛋白酶抑制劑　大豆中普遍存在的是胰蛋白酶抑制劑和糜蛋白酶抑制劑，前者起主要作用。

影響胰蛋白酶抑制劑活性的重要因素包括加熱溫度、加熱時間、水分含量、pH值等。存在于大豆中的抑制劑會抑制胰臟分泌的胰蛋白酶活性，從而影響人體對蛋白質的吸收。大豆胰蛋白酶抑制劑的熱穩定性是大豆加工中最為關注的問題之一。因為胰蛋白酶抑制劑的熱穩定性比較高。在80℃時，脂肪氧化酶已基本喪失活性，而胰蛋白酶抑制劑的殘存活性仍在80%以上，而且增加熱處理時間并不能顯著降低它的活性。如果要進一步降低胰蛋白酶抑制劑的活性，就必須提高溫度。若采用100℃以上的溫度處理時，胰蛋白酶抑制劑的活性則降低很快。100℃處理20min抑制劑活力喪失達到90%以上；120℃處理3min也可以達到同樣的效果。應該說這樣的熱失活條件對于大豆食品的加工不算苛求，完全是可以達到的。對于大多數蛋白質食品來說，胰蛋白酶抑制劑是不難克服的，因為它們在蒸汽加熱時容易喪失活性，從而使大豆蛋白食品的營養學價值提高到令人滿意的程度。

（2）脂肪氧化酶　脂肪氧化酶催化具有順-1，4-戊二烯結構的多元不飽和脂肪酸，生成具有共軛雙鍵的過氧化物。研究發現，生成的過氧化物使維生素B₁₂的消耗量增加，出現維生素缺乏癥。另外，脂肪氧化酶與脂肪反應生成的乙醛使大豆帶上豆腥味，影響了大豆的適口性。

為了防止豆腥味的產生，就必須鈍化脂肪氧化酶。加熱是鈍化脂肪氧化酶的基本方法，但由于加熱會同時引起蛋白質的變性，因此在實際操作中應處理好加熱與鈍化的關系。脂肪氧化酶的耐熱性差，當加熱溫度高于84℃時，酶就失活。若加熱溫度低于80℃，脂肪氧化酶的活力就受到不同程度的損害，加熱溫度越低，酶的殘存活力就越高。例如在制作豆乳時，采用80℃以上熱磨的方法，也是防止豆乳帶豆腥味的一個有效措施。

（3）脲酶　脲酶也稱尿素酶，屬于酰胺酶類。在一定溫度和pH值條件下，生大豆的脲酶遇水迅速將含氮化合物分解成氨，引起氨中毒。脲酶活性通常用來判斷大豆受熱程度和評估胰蛋白酶抑制劑活性。

存在于大豆中的脲酶有很高的活性，它可以催化尿素產生二氧化碳和氨。氨會加速腸黏膜細胞的老化，從而影響腸道對營養物質的吸收。脲酶對熱較為敏感，受熱容易失活。在豆奶生產過程中，脲酶基本上已失活。

此外，脲酶在大豆所含酶中活性最強，與胰蛋白酶抑制劑等其他抗營養因子在熱處理中的失活速率基本相同，而且易檢測，因此，在實際生產中常以脲酶為檢測大豆抗營養因子的一種指示酶。如果脲酶已失活，則其他抗營養因子均已失活。

大豆加工過程中，溫度、時間、壓力、水分、大豆顆粒大小等因素都會影響脲酶的活性。脲酶活性越小，毒性就越小，但是過度處理，會降低產品的營養價值。

（4）紅細胞凝集素　紅細胞凝集素是一種能使動物血液中紅細胞凝集的物質。用玻璃試管進行實驗，發現大豆中至少含有4種蛋白質能夠使小白兔和小白鼠的紅色血液細胞（紅細胞）凝集。這些蛋白質即被稱為紅細胞凝集素。紅細胞凝集素能被胃腸道酶消化，對熱也不穩定，通過加熱處理容易失活。因此，經加熱生產的豆制品，紅細胞凝集素不會對人體造成不良影響。

2.熱穩定性抗營養因子

（1）致甲狀腺腫脹素　大豆中致甲狀腺腫脹素的主要成分是硫代葡萄糖苷分解產物（異硫氰酸酯、唑烷硫酮）。1934年國外首次報道大豆膳食可使動物甲狀腺腫大。1959年和1960年又報道嬰兒食用豆乳發生甲狀腺腫大，成人食用大豆膳食可使碘代謝異常。因此，在生產大豆食品如豆奶時，可添加適量碘化鉀，以改善大豆蛋白營養品質。

（2）植酸　植酸又稱肌醇六磷酸，廣泛存在于植物性飼料中，大豆中含有1.36%左右的植酸。植酸的磷酸根部分可與蛋白質分子形成難溶性的復合物，不僅降低蛋白質的生物效價與消化率，而且影響蛋白質的功能特性，還可抑制豬胰脂肪酶的活性，影響礦物元素的吸收利用，降低磷的利用率。

植酸的存在可降低大豆蛋白質中的溶解度，并降低大豆蛋白質的發泡性。豆制品加工時，磨漿前的浸泡，可以提高植酸酶活性，部分分解植酸。

（3）胃腸脹氣因子　大豆中胃腸脹氣因子主要成分為低聚糖（包括棉子糖和水蘇糖）。由于人或動物缺乏α-半乳糖苷酶，所以不能水解棉子糖和水蘇糖。它們進入大腸后，被腸道微生物發酵產氣，引起消化不良、腹脹、腸鳴等癥狀。