高湿挤压技术改善含豆渣组织蛋白不良风味的作用

 张岚1，于寒松2，3，朴春红2 ，3，刘俊梅2,3，王玉华2,3，胡耀辉2, 3*

  1．吉林医药学院公共卫生学院（吉林132013）；2吉林农业大学食品科学与工程学院（长春130118）；3．国家大豆产业技术研发中心加工研究室（长春130118）

摘要以含豆渣组织蛋白经非膨化挤压前后样品为原料，采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术分析比较挤压前后样品中挥发性成分。研究结果表明，共鉴定出30种挥发性成分，其中，原料挤压前挥发性成分为20种，2-戊基呋喃和己醛是主要成分，相对质量分数分别为32.39%和13.87%x经非膨化挤压后挥发性成分为13种，十二甲基一环己硅氧烷是主要成分，相对质量分数为14.86%。己醛、2-戊基呋喃及酮类等不良风味物质未检出，同时，形成多种酯类，产品风味明显改善。因此，非膨化挤压技术可以有效改善大豆蛋白制品的风味。

关键词  豆渣；固相微萃取-气相色谱-质谱联用；非膨化挤压

  食用大豆蛋白有很多健康益处，但是大豆蛋白仍然由于其不良的感官特性难以被人们广泛接受，这种情况在西方最为常见，这主要是由于豆制品的异味所导致的，例如豆腥味，青草味、苦味、涩味和酸味等。研究人员尝试了很多方法来消除大豆产品的不良气味，例如采用含水的乙醇洗涤豆粕可以去除令人不愉悦的风味，利用SC-CO，提取大豆分离蛋白挥发性异味，用活性炭和离子交换从大豆蛋白提取物中取出酚类化合物，可以改善风味，但没有改善苦味和涩味。但目前仍鲜见采用非膨化挤压技术改善大豆蛋白制品风味的相关文献报道。

  随着双螺杆挤压机的日益发展，非膨化挤压技术也随之发展起来。非膨化挤压也被称为高湿挤压、湿法挤压或高水分挤压。非膨化挤压技术可用于改善植物蛋白产品状态，生产出的组织蛋白纤维状明显，具有一定的韧性和弹性，具有类似动物肉产品的口感及外观。豆渣营养价值高，富含优质大豆蛋白和膳食纤维，但是其不良的口感和风味抑制了豆渣食品的开发。国家大豆产业技术研发中心加工研究室应用非膨化挤压技术成功开发出以豆渣为原料的组织蛋白产品，具有鲜明的纤维组织肌理和香气，口感良好，没有豆渣的不良风味。为了进一步全面了解含豆渣组织蛋白的挥发性成分，更深入地研究非膨化挤压技术在大豆蛋白食品中改善产品品质及风味的作用，试验采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术分析比较非膨化挤压前后含豆渣组织蛋白的挥发性成分的差异，旨在为非膨化挤压技术在植物蛋白特别是大豆蛋白加工领域的应用提供理论基础。

1  材料与方法

1.1材料

 制备含豆渣组织蛋白原料以及相应产品。原料组成包括45%豆渣粉、35%谷朊粉和20%大豆分离蛋白；含豆渣组织蛋白产品生产工艺参数为喂料速度2kg/h，螺杆转速250 r/min，挤压温度150℃，物料水分55%。

1.2仪器与设备

 EV25型双螺杆挤压机工作站：法国CLEXTRAL公司；7890A型气相色谱-质谱联用仪：美国Agilent公司。

1.3试验方法

 采用固相微萃取-气相色谱质谱( SPME-GC-MS)联用技术对挤压前原料及挤压后组织蛋白的挥发性成分进行分析。

1.3.1  固相微萃取

 参照李慧勤的方法。将固相微萃取头在进样口老化，老化温度为270℃，时间1h。将样品取出，称取2g置于样品瓶中(15 m L)，封好盖子，将样品瓶置于40℃水浴40 min。将萃取针头插入到样品瓶中，固定手柄，小心推出纤维头，计时，使纤维头与样品表面保持1.5 cm的距离(萃取温度40℃，萃取时间0.5h)。计时结束后抽回纤维头，再把萃取头插入气相色谱的进样口内，推出纤维头，启动仪器采集数据，230℃条件下解脱附，5 min后抽回拔出。

1.3.2气相色谱条件

 J&W DB-5石英毛细柱(30 m×0.25 mm，0.25斗m)；载气：He;流速1.0 m L/min。升温程序：起始温度35℃，保持5 min，以3℃/min速度升至70℃，保持5 min，再以5℃/min的速度升至170℃，保持5 min，再以5.5℃/min的速度升至230℃，保持2 min。

1.3.3质谱条件

 电子离子源( EleiCtron Ionization，EI)；离子源温度250 ℃；电子能量70 e V；激活电压1.5 V；质量扫描范围40～400 u。

1.3.4挥发性成分的定性分析

 每个样品重复测定3次。挥发性成分及数量采用NIST 08.L谱图库的检索结果，选择匹配度大于85%的成分结构信息，结合相关文献资料分析确定。采用峰面积归一化法进行各组分相对含量的计算。

2结果与分析

 非膨化挤压前后挥发性成分GC-MS图谱见图1。非膨化挤压前后样品中挥发性成分的GC-MS分析结果见表1。由图1和表1可知，原料与挤出物中共鉴定出挥发性成分30种，其中，烷烃类8种，醛类8种，萜烯类3种，酯类3种，醇类1种，酮类3种，其他类别

4种。

 由图2及表1可知，原料挤压前挥发性成分为20种，包括烷烃类3种，醛类8种，萜烯类、醇类各1种，酮类3种，其他4种。其中，2-戊基呋哺和已醛是主要成分，相对质量分数分别为32.39%和13.87%；经非膨化挤压后含豆渣组织蛋白中主要挥发性成分为13种，包括烷烃类7种，醛类1种，萜烯类2种，酯类3种，十二甲基-环己硅氧烷是主要成分，相对质量分数为14.86%。有1 7种挥发性成分经非膨化挤后未检出，包括2-内甲基双环壬烷、己醛、苯甲醛、2-辛烯醛、2-壬烯醛、癸醛、2，4-癸二烯醛、2-丁基-2-辛烯醛、2-甲基-3-乙基1，3-己二烯、苯甲醇、3-壬烯-2-酮、3，5-辛二烯-2-酮、3-辛烯-2-酮、3，5-二甲基-2-乙基-吡嗪、2-戊基呋喃、4，4’-（1-甲基亚乙基）双酚和1，2，6-双（1，1-二甲基乙基）-4-乙基酚，主要是醛类和酮类。有10种挥发性成分在含豆渣组织蛋白中检出，但原料中未检出，包括八甲基-环四硅氧烷、十二甲基一环己硅氧烷、2，6，10，14-四甲基一十五烷、十六烷、十七烷、3，5-辛二烯1，4-甲基-4，8，8-三甲基-9-亚甲基一丁香三环烯、双乙基

磷酸酯、10-羟基- 11-吗啉基一十一烷酸丙酯和辛酸乙酯，主要是烷烃类和酯类。

3讨论

  一般认为己醛是豆腥味的主要成分。试验结果表明，含豆渣原料未经挤压时醛类物质较多，特别是己醛含量最高，它是亚油酸和亚麻酸的氧化产物，许多研究已报道称己醛与其他化学物结合，使蛋白质结构发生变化，己醛赋予大豆及大豆产品具有豆腥味和草香味。挤压前原料中2-戊基呋喃相对含量较高，2-戊基呋喃是由于单线态氧分子作用于亚油酸，发生特性氧化反应后产生的，具有青草香。脂质氧化过程中，甲基自由基团与醛类化合物反应形成酮类物质，早期研究已经证实乙基酮赋予绿豆的气味和大豆的风味。2-戊基吡啶导致强劲的草的香气，并可被品尝出来。其他使大豆具有豆腥气味的化合物还包括：1-己醇、反-2壬烯醛、1-辛烯-3-醇、反，反-2-4-癸二烯醛、反，反-2-4-壬二烯醛，苯乙酮-2-戊基吡啶和二甲基三硫等。

  蛋白质本身没有异味，然而它们能够结合某些不良风味化合物，从而影响食品的感官品质，而不良风味化合物主要是不饱和脂肪酸氧化产生的醛类、酮类和醇类化合物。非膨化挤压技术融合了高温、高压和高剪切作用，可有效防止脂肪氧合酶诱导的脂质氧化，从而改善大豆蛋白产品的风味。试验结果表明，经过非膨化挤压后，产品中不良风味物质醛类由最初的8种降至1种，特别是己醛未被检出，不良风味物质酮类和醇类未被检出，赋予大豆食品青草香的2-戊基呋喃也未被检出，同时，生成3种可赋予食品令人愉悦的水果香气或者酒香气的酯类化合物，结果表明，非膨化挤压可以有效改善大豆蛋白食品的风味。

4结论

 非膨化挤压技术可有效改善大豆蛋白制品风味。经非膨化挤压后，含豆渣组织蛋白产品中醛类物质仅剩余1种，己醛、2-戊基呋喃及酮类和醇类等不良风味物质未检出，同时形成多种酯类物质，产品风味得到明显改善。