第三節　大豆工藝學特性

一、吸水性

大豆吸水性包括吸水速率、吸水量。一般來說，充分吸水后的大豆質量是吸水前干質量的2.0～2.2倍，但是大豆品種不同，吸水量略有差異。

大豆吸水性與品種、粒度有一定的關系。我們通常把吸水性差的大豆稱之為石豆。石豆主要是種植過程中大豆籽粒被凍傷，或者采收后干燥操作時溫度過高引起的。影響大豆浸泡時間的主要因素是大豆的品質、水質條件和大豆的儲存時間等。在實際生產過程中，受四季溫度變化的影響，浸泡時間也應作相應的調整。

泡豆的溫度不宜過高，如果水溫達30～40℃，大豆的呼吸作用加強，消耗本身的營養成分，相應降低了豆制品的營養成分。理想的水溫一般為15～20℃，在此溫度下大豆的呼吸作用弱，酶活性低。

水的酸堿度對大豆吸水速度有明顯的影響。大豆浸泡水中加入0.1%～0.5%食用堿，可加快大豆的浸泡時間。

吸水不充分的大豆的加工性能會受到很大的影響。一方面，即使蒸煮很長時間也難以變軟；另一方面，粉碎變得困難。

二、蒸煮性

大豆吸水后在高溫高壓下就會變軟。碳水化合物含量高的大豆，煮熟后顯得較軟，含量低的大豆煮熟后的硬度較高。這可能是由于碳水化合物的吸水力較其他成分高，因而碳水化合物含量高的大豆在蒸煮過程中水分更易侵入內部，使大豆變軟。

三、熱變性

大豆中存在的胰蛋白酶抑制劑、紅細胞凝集素、脂肪氧化酶、脲酶等生物活性蛋白質，在熱作用下會喪失活性，發生變性。大豆蛋白質加熱后，其溶解度會有所降低。降低的程度與加熱時間、溫度、水和蒸氣含量有關。在有水蒸氣的條件下加熱，蛋白質的溶解度就會顯著降低。

蛋白質的變性程度不用其水溶性含氮物含量的高低來表示。但是，僅用大豆蛋白水溶性含氮物的多少來確定大豆蛋白質的變性程度高低有時是不可靠的。例如，將一定濃度以下的大豆蛋白質溶液進行短時間加熱煮沸，其水溶性蛋白質含量因變性逐漸降低。但繼續加熱煮沸，則溶液中水溶性蛋白質含量又會增加。其原因可能是蛋白質分子由原來的卷曲緊密結構舒展開來，其分子結構內部的疏水基因暴露在外部，從而使分子外部的親水基因相對數量減少，致使溶解度下降。當繼續加熱煮沸時，蛋白質分子發生解離，而成為相對分子質量較小的次級單位，從而使溶解度再度增加。

大豆蛋白質受熱變性時，除溶解度發生改變外，其溶液的黏度也發生變化。如豆腐的生產就是預先用大量的水長時間浸泡大豆，使蛋白質溶解于水后，再加熱使溶出的大豆蛋白質變性，變性后會發生黏度變化。研究發現，大豆蛋白質的黏度變化主要是7S組分起作用，11S組分幾乎無影響。

研究證明，大豆蛋白7S和11S組分的熱變性溫度相差較大。如果加熱時間充分，7S組分在70℃左右就會變性，而11S組分變性的溫度則高于90℃。

四、凝膠性

凝膠性是蛋白質形成膠體網狀立體結構的性能。大豆蛋白質分散于水中形成膠體。這種膠體在一定條件下可轉變為凝膠。凝膠是大豆蛋白質分散在水中的分散體系，具有較高的黏度、可塑性和彈性，它或多或少具有固體的性質。蛋白質形成凝膠后，既是水的載體，也是糖、風味劑以及其他配合物的載體，因而對食品制造極為有利。

無論多大濃度的溶液，加熱都是凝膠形成的必要條件。在蛋白質溶液當中，蛋白分子通常呈一種卷曲的緊密結構，其表面被水化膜所包圍，因而具有相對的穩定性。由于加熱，使蛋白質分子呈舒展狀態，原來包埋在卷曲結構內部的疏水基團相對減少。同時，由于蛋白質分子吸收熱能，運動加劇，使分子間接觸，交聯機會增多。隨著加熱過程的繼續，蛋白分子間通過疏水鍵和二硫鍵的結合，形成中間留有空隙的立體網狀結構。有研究表明：當蛋白質的濃度高于8%時，才有可能在加熱之后出現較大范圍的交聯，形成真正的凝膠狀態。當蛋白質濃度低于8%時，加熱之后，雖能形成交聯，但交聯的范圍較小，只能形成所謂“前凝膠”。而這種“前凝膠”，只有通過pH值或離子強度的調整，才能進一步形成凝膠。

凝膠作用受多種因素影響，如蛋白質的濃度、蛋白質成分、加熱溫度和時間、pH值、離子濃度和巰基化合物存在有關。其中蛋白質濃度及其成分是決定凝膠能否形成的關鍵因素。就大豆蛋白質而言，濃度為8%～16%時，加熱后冷卻即可形成凝膠。當大豆蛋白質濃度相同，而成分不同時，其凝膠特性也有差異。在大豆蛋白質中，只有7S和11S大豆蛋白才有凝膠性，而且凝膠硬度的大小主要由11S大豆蛋白決定。

五、乳化性

乳化性是指2種以上的互不相溶的液體，例如油和水，經機械攪拌，形成乳濁液的性能。大豆蛋白質用于食品加工時，聚集于油-水界面，使其表面張力降低，促進乳化液形成一種保護層，從而可以防止油滴的集結和乳化狀態破壞，提高乳化穩定性。

大豆蛋白質組成不同以及變性與否，其乳化性相差較大。大豆分離蛋白的乳化性要明顯地好于大豆濃縮蛋白，特別是好于溶解度較低的濃縮蛋白。分離蛋白的乳化性作用主要取決于其溶解性、pH值與離子強度等外界環境因素。當鹽類質量分數為0、pH值為3.0時，大豆分離蛋白乳化能力最強：而鹽類質量分數為1.0%、pH值為5.0時，其乳化能力最差。

六、起泡性

大豆蛋白質分子結構中既有疏水基團，又有親水基團，因而具有較強的表面活性。它既能降低油-水界面的張力，呈現一定程度的乳化性，又能降低水-空氣的界面張力，呈現一定程度的起泡性。大豆蛋白質分散于水中，形成具有一定黏度的溶膠體。當這種溶膠體受急速的機械攪拌時，會有大量的氣體混入，形成大量的水-空氣界面。溶膠中的大豆蛋白質分子被吸附到這些界面上來，使界面張力降低，形成大量的泡沫，即被一層液態表面活化的可溶性蛋白薄膜包裹著的空氣-水滴群體。同時，由于大豆蛋白質的部分肽鏈在界面上伸展開來，并通過分子內和分子間肽鏈的相互作用，形成了二維保護網絡，使界面膜被強化，從而促進了泡沫的形成與穩定。

除蛋白質分子結構的內在因素外，某些外在因素也影響其起泡性。溶液中蛋白質的濃度較低，黏度較小，則容易攪打，起泡性好，但泡沫穩定性差；反之，蛋白質濃度較高，溶液濃度較大，則不易起泡，但泡沫穩定性好。實踐中發現，單從起泡性能看，蛋白質濃度為9%時，起泡性最好；而以起泡性和穩定性綜合考慮，以蛋白質濃度22%為宜。

pH值也影響大豆蛋白質的起泡性。不同方法水解的蛋白質，其最佳起泡pH值也不同，但總體來說，有利于蛋白質溶解的pH值，大多也都是有利于起泡的pH值，但以偏堿性pH值最為有利。

溫度主要是通過對蛋白質在溶液中分布狀態的影響來影響起泡性的。溫度過高，蛋白質變性，因而不利于起泡；但溫度過低，溶液濃度較大，而且吸附速度緩慢，所以也不利于泡沫的形成與穩定。一般來說，大豆蛋白質溶液最佳起泡溫度為30℃左右。

此外，脂肪的存在對起泡性極為不利，甚至有消泡作用，而蔗糖等能提高溶液黏度的物質，有提高泡沫穩定性的作用。