摘要：豆?jié){是一種營養(yǎng)價值豐富且具有預(yù)防心臟病、癌癥、骨質(zhì)疏松癥等良好保健功能的植物蛋白飲料。然而其所含有的豆腥味嚴(yán)重影響了整體風(fēng)味，進(jìn)而影響消費者對其喜愛程度并限制了相關(guān)產(chǎn)品推廣。本文在查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對醛、醇、呋喃、酮等與豆?jié){豆腥味相關(guān)的揮發(fā)性化合物以及這些化合物形成的酶促和非酶促反應(yīng)途徑進(jìn)行了系統(tǒng)的綜述，并介紹了影響豆?jié){豆腥味形成的因素包括大豆品種、生長環(huán)境、制漿工藝和儲藏條件。同時對目前已有的一系列有助于消除豆腥味的方法如開發(fā)無脂肪氧合酶系大豆、增加大豆預(yù)處理工序、改進(jìn)制漿工藝等進(jìn)行了總結(jié);對當(dāng)前研究中存在的問題以及未來的研究方向做了歸納與展望，為開發(fā)適合消費者偏好、無豆腥味豆?jié){提供了理論依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：豆腥味;豆?jié){;形成途徑;影響因素;消除方法

　　豆?jié){，也稱豆奶、豆乳，起源于中國西漢時期，距今已有兩千年歷史，是一種由大豆經(jīng)研磨、過濾除渣、加熱等工藝加工而成的水抽提物[1]。它不僅涵蓋了大豆?fàn)I養(yǎng)的諸多優(yōu)點，還具有潛在的保健功能，在預(yù)防心臟病、癌癥、骨質(zhì)疏松癥、抗衰老等方面都發(fā)揮著重要作用[2-5]。

　　因外觀和營養(yǎng)成分與牛奶相似且低成本，豆?jié){通常被牛奶過敏和乳糖不耐的人用作牛奶的替代品，這在一定程度上緩解了牛奶資源短缺的現(xiàn)狀[6,7]。據(jù)中國產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng)報告顯示，我國目前已成為了全球最大的豆?jié){消費市場，豆?jié){的年消費量約占傳統(tǒng)豆制品年消費總量的10%~20%，近五年的銷售規(guī)模復(fù)合增長率超10%，體量已達(dá)100.22億元規(guī)模[8]。豆?jié){現(xiàn)也已成為日本、韓國等亞洲地區(qū)普遍喜愛的一種風(fēng)味產(chǎn)品，市場前景十分廣闊[9]。

　　雖然豆?jié){消費量顯著增加，它的異味仍然是很多國人消費者難以接受的。且因大豆傳入西方時間較短，歐美及南半球等國的人們對這些異味更加反感，導(dǎo)致豆?jié){在全世界的推廣受限。在感官評定中，豆?jié){中的主要異味被描述為豆腥味、草藥味、腐臭味等，其中豆腥味最為突出的，它嚴(yán)重降低了豆?jié){的食用品質(zhì)，限制了相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)[10,11]。因此，對豆腥味進(jìn)行研究并消除是提高豆?jié){消費量、促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

　　本文在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對豆?jié){中豆腥味相關(guān)物質(zhì)和這些物質(zhì)形成途徑以及影響豆腥味形成的主要因素進(jìn)行了系統(tǒng)的綜述，并對目前已開展的有關(guān)豆腥味消除的方法進(jìn)行了探討和分析，最后對目前研究中存在的問題和未來研究方向做了展望，以期為開發(fā)無豆腥味豆?jié){，促進(jìn)大豆類產(chǎn)品推廣提供借鑒。

　　1豆?jié){豆腥味及其相關(guān)物質(zhì)

　　豆腥味是豆科植物中常見的氣味，也是限制豆類植物廣泛應(yīng)用的主要因素之一，在豌豆、羽扇豆、蠶豆中均有發(fā)現(xiàn)[12-14]。早在1970年，Wilkens[15]利用固相微萃取-氣相色譜(SPME-GC-MS)的方法分析了豆?jié){的風(fēng)味物質(zhì)，并結(jié)合面積歸一化法確定了己醛和己醇為豆?jié){豆腥味的主要相關(guān)物質(zhì)。

　　之后，Wang等[16]采用氣相分析結(jié)合感官評價的方法也確定了己醛和己醇為豆?jié){豆腥味化合物。Yuan等[17]采用了固相微萃取-氣相色譜結(jié)合(SPME-GC-MS)的方法分析出了對豆?jié){豆腥味貢獻(xiàn)較大的五種揮發(fā)性物質(zhì)：己醛、己醇、(E)-2-壬烯醛、1-辛烯-3-醇、(E,E)-2,4-壬二烯醛。Min等[18]在探究大豆種類及種植位置對豆?jié){風(fēng)味影響時發(fā)現(xiàn)2-戊基呋喃也是豆腥味的主要相關(guān)物質(zhì)。

　　Lv等[19]通過動態(tài)頂空稀釋法氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用(DHDA-GC-O-MS)的方法確定了八種對豆腥味具有重大貢獻(xiàn)的揮發(fā)性物質(zhì)：己醛、己醛、1-辛烯-3-醇、(E)-2-己烯醛、戊醇、乙酸、苯甲醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛。由于受檢測分析方法，豆?jié){所用的大豆品種和制備方法等因素的影響，不同研究者解析出的豆?jié){豆腥味化合物存在略微差異。

　　相關(guān)研究表明，豆?jié){中的豆腥味不是起因于某種特定的物質(zhì)，而是幾種甚至幾十種風(fēng)味成分對人嗅覺產(chǎn)生的綜合效應(yīng)[17]。綜合現(xiàn)有文獻(xiàn)，總結(jié)出目前發(fā)現(xiàn)的且被廣泛報道的豆?jié){中主要豆腥味揮發(fā)性化合物及其風(fēng)味描述。其中，己醛因檢測閾值低(在水中的閾值為4.50ppb)被認(rèn)為是對豆腥味貢獻(xiàn)最大的關(guān)鍵化合物，它能賦予豆?jié){濃郁的青草味[20]。此外，己醇、1-辛烯-3-醇、反式-2-己烯醛等物質(zhì)對豆腥味也有重要的貢獻(xiàn)[21-23]。

　　2豆?jié){豆腥味形成途徑

　　成熟完整的大豆籽粒并不具有豆腥味而豆?jié){中卻含有，因而豆腥味的產(chǎn)生與它制備過程中發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)有關(guān)[4]。這主要包括脂肪氧合酶(Lipoxygenase，LOX)誘導(dǎo)的酶促氧化反應(yīng)、非酶促氧化反應(yīng)和其它未知酶催化的酶促反應(yīng)。

　　2.1脂肪氧合酶誘導(dǎo)的酶促反應(yīng)

　　大豆中的脂肪氧合酶(LOX)有三種同工酶(LOX1、LOX2、LOX3)，它們在成熟的大豆種子中天然存在，其中LOX2是主要產(chǎn)味酶[24]。目前，脂肪氧合酶誘導(dǎo)的酶促反應(yīng)被公認(rèn)是形成豆腥味化合物的最主要途徑。當(dāng)大豆在室溫下浸泡、研磨時，大豆細(xì)胞破裂使得脂肪氧合酶與本來處于隔離狀態(tài)的脂質(zhì)及其它生物活性物質(zhì)發(fā)生接觸，并利用空氣中的分子氧、溫度等因素迅速發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量豆腥味相關(guān)物質(zhì)[20]。

　　一顆完整大豆中的脂質(zhì)含量有一半以上是亞油酸和亞麻酸，大豆在打漿過程形成的豆腥味與這兩種不飽和脂肪酸密切相關(guān)[24]。大豆種子中亞油酸、亞麻酸酶促反應(yīng)形成豆腥味揮發(fā)性化合物的途徑[25,26]：脂肪氧合酶將亞油酸和亞麻酸中的雙順式l,4-順戊二烯結(jié)構(gòu)催化氧化產(chǎn)生具有共軛雙鍵的13-和9-亞油酸(亞麻酸)氫過氧化物，隨后9-亞油酸(亞麻酸)氫過氧化物在過氧化氫裂解酶(HPL)的作用下會形成C9氧代脂肪酸和C9醛類物質(zhì)，13-亞油酸(亞麻酸)氫過氧化物則轉(zhuǎn)化為閾值較低的己醛、己烯醛等典型的C6和C12醛類豆腥味揮發(fā)性化合物，這些物質(zhì)共同構(gòu)成豆?jié){豆腥味體系。

　　2.2非酶促氧化及其它反應(yīng)

　　除上述脂肪氧合酶誘導(dǎo)的酶促反應(yīng)，豆?jié){制備過程中還存在兩種途徑可產(chǎn)生豆腥味，其一為非酶促氧化，又稱自動氧化，其二為未知酶催化的反應(yīng)。非酶促氧化由不飽和脂質(zhì)雙鍵受活性氧攻擊所致，是一個自由鏈反應(yīng)過程，可產(chǎn)生2-戊基呋喃和1-辛烯-3-醇等對豆?jié){豆腥味有貢獻(xiàn)的化合物。在未知酶催化的反應(yīng)中，未知酶能消耗氧氣催化卵磷脂形式的物質(zhì)生成豆腥味相關(guān)化合物[27]，關(guān)于細(xì)節(jié)尚未報道。這兩種反應(yīng)從某種程度上解釋了目前培育無脂肪氧合酶大豆品種對減弱豆?jié){豆腥味效果不顯著的現(xiàn)象。

　　3影響豆?jié){豆腥味形成的主要因素

　　豆?jié){豆腥味是多種化合物在豆?jié){制備過程中相互作用產(chǎn)生的，影響因素有很多，比如大豆品種、生長和儲藏環(huán)境、豆?jié){生產(chǎn)工藝參數(shù)、包裝等。

　　3.1大豆品種

　　Yuan等在分析美國不同品種大豆所制備豆?jié){中的揮發(fā)性化合物時發(fā)現(xiàn)即使用相同的制漿工藝和條件，各個豆?jié){中豆腥味化合物種類和含量仍有很大差別。原因是大豆品種不同，所含化學(xué)成分的組成和含量也存在差異，這種差異會對豆?jié){豆腥味產(chǎn)生影響[17]。

　　綜合現(xiàn)有的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)可得出：大豆蛋白質(zhì)含量與生、熟豆?jié){中己醛的含量呈顯著正相關(guān)，即蛋白質(zhì)含量與豆?jié){的豆腥味呈顯著正相關(guān);脂肪能夠吸收并溶解脂溶性的風(fēng)味物質(zhì)，導(dǎo)致此類物質(zhì)揮發(fā)濃度的變化，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)與豆?jié){豆腥味具有極顯著負(fù)相關(guān)性，即脂肪含量越高，豆?jié){的豆腥味越淡;亞油酸、亞麻酸含量低的大豆品種豆?jié){表現(xiàn)出較淡的豆腥味;大豆多酚通過對抑制脂肪氧合酶氧化作用影響豆腥味，多酚含量高的品種豆?jié){表現(xiàn)出淡豆腥味[17,18,28,29]。

　　3.2大豆生長環(huán)境

　　大豆生長環(huán)境因光照、溫度、土壤類型、降雨量等條件不同，所制備的豆?jié){豆腥味也存在差異。一般來說，大豆脂肪和蛋白質(zhì)含量隨開花后光照時數(shù)的增強(qiáng)分別呈現(xiàn)增強(qiáng)和下降趨勢，隨光照強(qiáng)度的下降分別呈現(xiàn)下降和增強(qiáng)趨勢;降水量多的地區(qū)，大豆蛋白質(zhì)含量也高，脂肪含量低;高溫地區(qū)有利于大豆蛋白的積累，而較低的溫度和較大的溫差利于脂肪的形成[30,31]。因此，結(jié)合大豆蛋白質(zhì)和脂肪對豆腥味的影響可知，在光照時數(shù)長、光照強(qiáng)度強(qiáng)、降水量少、較低溫且溫差大的生長環(huán)境培育出的大豆制備而成的豆?jié){豆腥味可大幅度減弱。

　　此外，由于大豆根部有根瘤菌，它的固氮功能在大豆蛋白質(zhì)的形成過程中起著重要作用，外源添加的氮元素含量的高低會影響大豆蛋白質(zhì)含量，一般來說施用氮肥多的大豆制備而成的蛋白質(zhì)含量越高，相對應(yīng)的豆?jié){豆腥味越嚴(yán)重[32]。除以上因素外，還有很多諸如種植密度，播種時間、田間配置等都會通過影響大豆生長環(huán)境最終對豆?jié){豆腥味產(chǎn)生不同程度的影響[33,34]。

　　3.3豆?jié){生產(chǎn)工藝

　　豆?jié){的生產(chǎn)工藝因地區(qū)和飲食文化不同而有所差異，主要包含泡豆、研磨、過濾和蒸煮等基本步驟，每一個步驟都會對豆?jié){豆腥味產(chǎn)生不同程度的影響。

　　3.3.1浸泡

　　浸泡是大豆種子吸水、將可溶性固形物向水中擴(kuò)散的過程，根據(jù)是否浸泡，將制漿工藝分為干豆制漿和濕豆制漿。Fu等[35]發(fā)現(xiàn)經(jīng)浸泡后的大豆制得的豆?jié){中不可溶固形物、脂肪、不飽和脂肪酸含量均較未浸泡的高，豆腥味化合物總量較未浸泡的低。分析可能的原因是浸泡大豆吸水膨脹后硬度降低，細(xì)胞組織軟化，脂肪等物質(zhì)在制漿過程中更容易從細(xì)胞中分離出來，進(jìn)而影響豆腥味[36,37]。

　　如上所述，豆?jié){豆腥味物質(zhì)多數(shù)是大豆脂肪氧合酶誘導(dǎo)的酶促反應(yīng)催化后生成的短鏈化合物，浸泡條件可通過大豆脂肪氧合酶的活性大小影響催化反應(yīng)速率，進(jìn)而影響豆腥味化合物，其中，溫度和pH是最主要的因素[38,39]。據(jù)相關(guān)報道，大豆脂肪氧合酶的三種同工酶(LOX1、LOX2、LOX3)反應(yīng)的最適pH和熱穩(wěn)定性都表現(xiàn)不同。LOX1最適pH為9，加熱穩(wěn)定;LOX2和LOX3最適pH為6~7，前者加熱易鈍化，后者加熱鈍化更明顯。此外，在堿性條件下制備的豆?jié){中的蛋白質(zhì)對醛類物質(zhì)有較強(qiáng)的的吸附能力，易形成豆腥味[40]。

　　3.4大豆和豆?jié){儲藏條件

　　大豆和豆?jié){的儲藏環(huán)境(溫度、濕度、空氣)對豆?jié){整體風(fēng)味及豆腥味具有重要影響。研究表明，大豆在儲藏期間仍存在新陳代謝和呼吸作用，導(dǎo)致化學(xué)成分發(fā)生變化，包括蛋白質(zhì)和多不飽和脂肪酸含量降低;溫度及濕度越高，這種變化越顯著[46]。因溫度和濕度對大豆新陳代謝速度以及外殼干裂程度不同，Kong等[47]通過調(diào)節(jié)玻璃罐的溫度(4、22、30、40、50℃)和濕度(55%、60%、65%、70%、75%、80%)組合來模擬大豆不同的儲藏環(huán)境，他發(fā)現(xiàn)在溫度低于22℃、相對濕度50%~60%玻璃罐中儲藏的大豆制得的豆?jié){品質(zhì)最佳，豆腥味也最弱。

　　豆?jié){中己醛含量會隨著大豆儲藏時間的延長而變化，用儲存三個月的大豆制備而成的豆?jié){己醛含量達(dá)到最低，只有未儲存大豆對應(yīng)豆?jié){的15%[48]。除大豆的儲藏條件外，豆?jié){成品的儲藏環(huán)境也嚴(yán)重影響豆腥味。55℃儲藏一個月后的豆?jié){因美拉德和脂質(zhì)氧化反應(yīng)使蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和碳水化合物含量發(fā)生變化，進(jìn)而引起豆腥味變化;而經(jīng)4℃冷藏后，對豆?jié){整體風(fēng)味包括豆腥味不會造成明顯影響[49]。

　　4消除方法

　　目前消除豆?jié){豆腥味的方法和技術(shù)主要體現(xiàn)在3個方面：一是通過原材料的改良，發(fā)掘和培育大豆新品種;二是在加工過程中降低豆腥味，通過鈍化大豆中脂肪氧化酶活性或使其失活;三是改進(jìn)儲藏條件。

　　4.1優(yōu)良大豆品種的篩選

　　不同地區(qū)的消費者對豆?jié){豆腥味接受程度差異較大，因此在制備豆?jié){前“因地制宜”地挑選大豆品種尤為重要。大豆品種對豆?jié){豆腥味的影響是通過化學(xué)成分來實現(xiàn)的，對于豆?jié){性狀未知的大豆品種，只要已知其理化指標(biāo)，就可以利用兩個判別函數(shù)對風(fēng)味性狀進(jìn)行預(yù)測，從而有針對性地建立消費者喜愛的風(fēng)味評價方法[50]，如有研究根據(jù)蛋白質(zhì)、脂肪含量與豆腥味感官評分的關(guān)系，初步判斷出蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于40%且脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的大豆品種所制備的豆?jié){豆腥味最弱，整體感官品質(zhì)最好[28]。

　　此外，從豆腥味形成的根本途徑可知，脂肪氧合酶是豆腥味的形成不可或缺的物質(zhì)，培育無脂肪氧合酶的大豆品種是消除豆腥味治本的方法。目前，國內(nèi)許多作物研究所已經(jīng)陸續(xù)培育出多種脂肪氧化酶缺失型品種，如綏無腥1號、綏無腥2號、東農(nóng)56、#1、#2等，其中由黑龍江省農(nóng)科院綏化農(nóng)科所選育的綏無腥豆2號性狀良好，所制備的豆?jié){時豆腥味較低，口感良好[51]。

　　農(nóng)藝師論文投稿刊物：《大豆科技》(雙月刊)創(chuàng)刊于1993年，由國家大豆工程技術(shù)研究中心主辦。刊刊登內(nèi)容主要分三大版塊——“學(xué)術(shù)篇”(包括：專家視點、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、病蟲防治、加工技術(shù)、農(nóng)機(jī)設(shè)備、人物傳記、科技前沿摘編等欄目)、“產(chǎn)業(yè)篇”(包括行業(yè)聚焦、市場分析、政策信息、中華豆制品、產(chǎn)業(yè)動態(tài)、觀察與思考、環(huán)球瞭望等欄目)、“科普篇”(設(shè)有農(nóng)情分析、試驗示范、技術(shù)推廣、種子世界、豆農(nóng)之友、科技致富、在線問答等欄目)。

　　5結(jié)論與展望

　　豆?jié){豆腥味的形成主要與脂肪氧合酶誘導(dǎo)的酶促反應(yīng)密切相關(guān)，相關(guān)物質(zhì)的產(chǎn)生受多重因素影響。目前已報道的有關(guān)豆腥味的消除方法主要是通過物理化學(xué)方法阻斷酶促反應(yīng)為出發(fā)點，但值得注意的是有些方法雖能減弱豆腥味，但也會對豆?jié){除豆腥味以外的品質(zhì)產(chǎn)生副作用。如無脂肪氧合酶體系的大豆由于仍存在使亞麻酸轉(zhuǎn)變?yōu)闅溥^氧化物生成豆腥味物質(zhì)的未知酶，無法從根本上完全消除豆腥味，且缺乏脂肪氧合酶的大豆品質(zhì)制成的豆?jié){口感粗糙，甜味較弱，不如普通大豆制成的豆?jié){。

　　因此，在以降低豆腥味為目的對豆?jié){制備工藝進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新的同時也要兼顧豆?jié){整體風(fēng)味和品質(zhì)。此外，采用超高壓均質(zhì)、噴霧干燥、脈沖電場等物理方法代替熱處理除豆?jié){豆腥味都是具有良好應(yīng)用前景的技術(shù);采用多項技術(shù)聯(lián)用的方式代替單一的方法也是是今后在改善豆腥味方面的研究重點。

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　　作者：田懷香1，何曉葳1，李立2，于海燕1，馬新新2，陳臣1*