蛋白开发知识

摘 要

本研究主要目的是利用豆乳代替牛奶來作為酸酪乳製作的原料，並添加不同糖類(葡萄糖、果糖與蔗糖)經過乳酸菌發酵而製成乳白色凝乳狀、豆腥味少、豆香味濃、酸甜適口、質地細密、pH為4.3~4.5且不添加任何化學防腐劑、色素和香精，又營養豐富且容易被人體消化吸收的大豆酪酸乳。結果得知在大豆酸酪乳製程中，發現乳酸菌對糖的利用情形是葡萄糖與果醣較易被利用。而在產品之性狀與pH值方面，因兩者均屬於單醣分子較小容易被吸收利用所以pH較低對其凝乳效果較為良好。另大豆在浸漬的過程中加入glucono-δ-lactone(GDL)可有效抑制苦澀味物質的產生。

關鍵字:豆乳、大豆酸酪乳、δ-葡萄糖酸內酯、乳酸菌發酵

Abstract

The objective of this study was using soy protein as material to take place milk and added sugar (glucose, fructose and sucrose) to produce yogurt-like products with lactic acid bacteria. From the results, the products, soy protein basis yogurt, have white color, off-flavor odor of peas free, strong good flavor of peas, soft texture, sweet-sour taste (pH 4.3~4.5) and no chemical antiseptic, artificial color and spices, and easy to digest and adsorb for human. It was found that glucose and fructose were faster ultilized by lactic acid bacteria than sucrose and induce the lower pH, easy to make protein aggregation and soy protein basis solution gel-formation. And, Glucono-δ-lactone(GDL) was also found it effectively inhibit the soybean to produce off-flavor odor of peas and bitter taste during immersing procedure.

Key words: Soymilk, Soy protein basis yogurt, Glucono-δ-lactone(GDL), Lactic acid fermentation,

中國海事商業專科學校食品科學科

Department of Food Science, China College of Marine Technology and Commerce, 212, Sec.9, Yein-Ping North Road, Taipei, Taiwan, R.O.C.

一、前言

黃豆是世界上相當重要的農業產品，整粒黃豆包約含40﹪的蛋白質與20﹪的油脂，提供全世界人口便宜、高品質的蛋白質與油質來源。除了蛋白質與油脂外，黃豆含有豐富的礦物質、維生素等營養成分。

大豆在加工利用方面，目前以去除豆奶臭、苦味及澀味為主要生產原則。從日本食品標準成分表（1991）得知，蛋白質不論在量與質上，豆奶絲毫不遜於牛奶。另外黃豆中所含的低聚糖對雙歧桿菌的增殖更有其特殊的生理功能。因此以豆奶來代替牛奶，接種乳酸菌發酵以生產大豆酸酪乳的產品，一直是一熱門的研究重點，尤其是近年來發酵乳市場持續擴大。不過其困難之處乃在適口性的改良，以迎合消費者的需求（蔡，2001）。

酸酪乳又分為drinking 及curd兩種，但curd又分成set和stir。set yogurt為靜置酸酪乳，乳液靜置於零售容器內完成發酵、凝結、其成品為半粘稠固體狀。stir為攪拌酸酪乳，是將凝結乳打散並填充包裝，成品為低黏性的酸酪乳。drinking為set yogurt經加水及香料等調配料後，加工而為液體狀的酸酪乳（張，1985）。本研究所要研發的即為凝乳狀(set)優格。黃豆蛋白質中90﹪為水溶性，因此黃豆製品中以豆奶為最簡單、有效的利用；而且豆奶常為其他黃豆製品的初級加工品，豆奶的品質好壞決定包括豆花、豆腐、大豆發酵乳等黃豆製品的好壞。傳統豆奶的製法乃黃豆清洗與浸漬磨漿過濾等步驟製造而成，不過常常會有豆臭味的形成，而為消費者(西方人)所不喜。豆奶豆臭味的產生，主要發生在豆漿在磨漿過程中，脂氧化酵素(lipoxgenase)催化反應所產生的揮發性物質所造成，因此要除去豆臭味，學者常使用不同的加工方式來使之氧化酵素失活來達到目的，包括熱水處理法、熱水研磨法、殺青法等等（K. 和 Keshavan., 1995）。目前我們所使用的方法不但可去除豆臭味，其豆奶的回收率亦較傳統的高。

黃豆中的異黃酮成分會產生不令人喜愛的品嘗特性，包括苦味、澀味及口乾舌燥的感覺。不過不同的異黃酮有不同的苦、澀味閥值，其中具有糖酐鍵的daidzein與genistein其苦澀味遠大於daidzin與genistin。其結構如圖一所示（Ewan et al., 1992）。在黃豆製造豆奶過程中的浸漬階段，由於黃豆中β-glucosidases的作用，使得黃豆中daidzin與genistin去除醣酐鍵而轉變成daidzein與genistein而產生苦澀味。Ewan et al., (1992）研究發現，黃豆在浸漬的過程中加入鹼溶液或β-glucosidases的抑劑—gluconc-δ-lactone(GDL)均可抑制苦澀味物質的產生。

二、材料與方法

(一)材料

1. 大豆(soybean)：購自日本NeCo Seeds公司之NON-GMO soybean。 

2. 糖(sugar)：市售，台糖公司。

3. 果膠(pectin)：購自於振芳公司之YA-100。

4. 大豆分離蛋白(SPI)：ARCHER DANIELS MIDLAND公司之lsolated soy protein 66-974。

5. 葡萄糖酸內酯(GDL)：購自振芳公司。

6. 乳酸菌（Culture）：購自於振芳公司之YC-380與X-11。

7. 市售酸酪乳：統一乳果。

8. 市售豆乳:義美傳統無糖豆漿。

9. 奶粉:市售味全即溶全脂奶粉。

10. 還原乳:奶粉溶於熱水中。

(二)儀器

1. 紅外線水分測定儀：Sartorius公司，型號 MA100。

2. pH meter：Denver Instrument公司。

3. 培養箱：Heraues公司，型號 D63450 Hanau。

4. 色差儀：Tokyo Denshoku Co.，Ltd.，Top Scan Model TC-1800MK2。

5. 物性測定儀：Texture Analyser公司 TA-XT2，Stable Micro Systems Ltd，UK，超技儀器有限公司代理。

6. 研磨機：堅信實業有限公司，型號 H500。

7. 脫氣水機：MIURA公司，型號FOD-400。

（三）、操作方法

1.凝膠強度(Gel strength)的測定

使用物性測定儀（Texture Analyser）進行測定條件為：室溫下，圓柱形柱塞直徑為25mm，Pre Test speed 2.0mm/s，Test speed 1.0mm/s，Post Test speed 1.0mm/s，Distance 35.0mm，膠強度的單位以公克（g）表示。

2.離水率測定

參考Modler et al.,(1983)將待測之大豆酸酪乳放入篩網（100 mesh）中於4℃之冰箱中放置2小時後,測其離水率﹪。計算公式如下：

離水率=（離出水重÷樣品重量）×100﹪

3.顏色之測定(色差儀) 

以L、a、b值計算白度（White lndex；W.I.）。其中L值：100為最亮， 0為最暗；a值：正為紅，0為灰，負為綠；b值：正為黃，0為灰，負為藍；WI值越大表示顏色越白。標準白板：X﹦79.2，Y﹦80.7，Z﹦90.7。白色度WI計算公式如下：

      W.I.=100-[(100-L)2 +a2+b2]1/2

 4.酸度測定

依CAS 3441（經濟部中央標準局，1972）之方法測定。稱取試樣9 g，加入等量之蒸餾水混合均勻後，加入1%酚酉太酒精溶液數滴，再以0.1 N 氫氧化鈉溶液滴至微紅。而pH則以pH meter 直接測定之。

               0.1 N 氫氧化納溶液滴定量（ml）×0.009×力價

      酸度(%)=                                              ×100﹪

                       試樣重量

5.乳酸菌的檢測：

將適當稀釋之酸酪乳試樣1ml，置於培養皿中，再添加適量（15~20ml）MRS培養基，充分混勻後，靜置使之凝固再加入培養基約10ml，凝固後置於厭氧缸，於40℃培養箱培養，培養3~4天後，以MSR培養基上之計數菌落為總乳酸菌數。

6.乳酸菌菌酉元(starter)之配製流程如下(黃，1997)：將乳酸菌菌粉，溶於1公斤鮮奶中，攪拌均勻即得乳酸菌菌酉元(starter)，此菌酉元冷藏於4℃、14天內需使用完畢。

7.大豆酸酪乳之組成配方如下：

8.豆漿無豆臭豆乳之製程流程如圖一：

圖一、無豆臭豆乳製造流程

Fig. 1 Flow diagram of off-flavor odor of peas free soymilk processing

圖二、含糖(蔗糖、果糖、葡萄糖等)豆乳酸酪乳製作流程

Fig. 2 Flow diagram of soy based set yogurt with sugar (sucrose, fructose and glucose) processing

三、結果與討論

(一)傳統豆乳、市售無糖豆漿與無豆臭豆乳之比較

經品評結果發現傳統豆乳的豆臭味比其他兩者來的重，在接受程度方面比其他兩者來的差。市售無糖豆漿和無豆臭豆乳之間差異性較小，但無豆臭豆乳中仍有稍微的苦澀味。由此可知，以無豆臭豆乳的製造方式可有效的降低豆乳的豆味。

(二)大豆酸酪乳、還原乳酸酪乳與市售酸酪乳性狀與pH值變化

如圖三所示，豆乳與還原乳發酵後pH變化情形大致相同，在4小時內為乳酸菌的繁殖期，所以pH值下降速度較緩慢，大約在4小時後豆乳被乳酸菌代謝利用產生各種酸類，而使pH迅速下降，至達大豆蛋白pI點而產生凝乳。從數據中發現，不論是豆乳或還原乳兩者都有凝乳狀現象發生，可見可以使用豆乳代替牛奶來作為酸酪乳製作的原料，不過由於牛乳中含有較多的乳糖可被乳酸菌所利用，所以最終pH較豆乳低，到達約4.4（圖三）。

在離水率方面如表一所示，以市售酪乳最為良好，這可能是因市售酸酪乳中有添加其他膠類成份的緣故。所以在膠強度方面以市售酸酪乳最佳，大豆酸酪乳次之，還原乳酸酪乳最差。在酸度方面，以還原乳酸酪乳為最酸，因還原乳中含較多的乳糖，可讓乳酸菌發酵利用，以產生更多的乳酸等酸類，使其酸度最低。在L值方面，以市售酸酪乳最高，還原乳酸酪乳次之，大豆酸酪乳最低，表示大豆產品相對於還原乳酸酪乳與市售酸酪乳者較暗，在a值與b值方面，由於三者偏白，所以無顏色上的差異。在W.I.方面，市售酸酪乳最高，還原乳酸酪乳次之，大豆酸酪乳最低，其主要原因為原料本身顏色上的不同。

(三)以不同的糖類製成之大豆酸酪乳性狀與pH的變化

利用葡萄糖、蔗糖及果糖三種不同的糖所做出的大豆酸酪乳pH下降緩慢、約接近到6小時後才快速下降至pH值約4.7（圖四），且在約第5個小時後開始凝乳。

使用不同的糖製成之大豆酸酪乳因葡萄糖為單醣類，小分子較多易為乳酸菌所利用、其在pH的變化中最酸，其次為果糖及蔗糖，膠強度以果糖組最高，而離水率亦以果糖組最低（表二）。Lab值中葡萄糖的亮度介於果糖和蔗糖中間、而在白度卻是果糖介於葡萄糖和蔗糖（表二）。

(四)在黃豆浸漬時加入GDL對產品性狀與pH的影響

由Matsuura et al., (1989) 報告中發現GDL可減少豆乳的苦澀味、使口感更良好，所以在浸漬黃豆時加入GDL來實驗是否能改善大豆酸酪乳的不良並加入不同的糖類比較其各種性狀。如圖五所示，很明顯的添加GDL之豆乳酸酪乳pH下降的較快，葡萄糖為單醣，其中乳糖含量較高，易與乳酸菌作用；而蔗糖為雙醣，較不易與乳酸菌利用，所以pH較高，pH約至4.5左右達到恆定。添加GDL之豆乳酸酪乳比不添加者pH較低，離水率較高，Lab值差異較不明顯（表二及表三）。因在加入GDL中之各種糖其凝固力很差無法測其膠強度來互相比較。從表三中得知添加GDL中其pH、離水率以蔗糖組為最高，因酸酪乳須由乳糖來發酵，而葡萄糖中所含的乳糖為最多、所以葡萄糖的酸度比其它兩組還要來的高。

(五)以不同乳酸菌發酵製成之大豆酸酪乳性狀與pH變化

以不同乳酸菌（YC-380、X-11）所製成之無豆臭豆乳酸酪乳pH下降情形。由圖六可知X-11乳酸菌下降速度較快，約在兩小時開始下降但弧度較為緩慢，YC-380乳酸菌約在4小時下降較為明顯，弧度也較快，發酵終點也較低約4.7左右。如表七所示，以兩者（X-11、YC-380）乳酸菌所製成之大豆酸酪乳，其pH方面，YC-380較X-11低。離水率方面，X-11較佳。膠強度方面X-11較YC-380高。酸度方面X-11較YC-380酸。在Lab值較無明顯上的差異。但整體而言以X-11作為發酵菌元在質地、亮度、白度與凝膠性都比YC-380乳酸菌較良好。

(六)不同GDL濃度對水溶液pH之影響

由Ewan et al., (1992) 報告得知，葡萄糖酸-δ-內脂（Glucono-Dalta- Lactone）

，英文簡稱GDL，是一種環狀結構化合物，在低溫條件下，不會與產品中之蛋白質發生反應。但在溫度升高到85℃以上，則會與產品中之蛋白質作用便生成凝聚物。所以採GDL作為凝固劑。如圖七所示，蒸餾水加入GDL在40℃下隨著時間增加pH逐漸下降,大約在半小時後pH急速下降，3.5小時後到達恆定狀態。GDL濃度越高，pH值越低。

(七)豆乳添加不同GDL濃度對大豆酸酪乳pH值之影響

如圖八所示，利用不同濃度的GDL來了解、凝乳的狀況與質地的影響是否因GDL而有所改變。發現GDL多寡並不會影響凝乳。且因GDL經加熱後會快速使pH下降、所以只有對pH產生影響且濃度越高pH越低。而以不同糖類製成之大豆酸酪乳如圖九所示。

四、結論

從本實驗得知，可以使用豆乳代替牛奶來作為酸酪乳製作的原料，不過由於牛乳中含有較多的乳糖可被乳酸菌所利用，所以最後pH較豆乳低，到達約4.4。以不同糖類葡萄糖、果糖與蔗糖製成之大豆酸酪乳在性狀與pH值方面，得知醣對乳酸菌的利用情形發現，葡萄糖與果醣較易被乳酸菌利用，因兩屬於單醣，分子較小容易被吸收利用所以pH較低對其凝乳較為良好。在黃豆浸漬時加入GDL可以脫除苦澀味，至於豆臭味的脫除則可利用通入蒸氣（80~90℃）研磨的方式，以使豆乳中的脂氧脢（Lipoxygenase）脫除。以不同乳酸菌（YC-380、X-11）所製成之無豆臭大豆酸酪乳對其口感與質地方面，X-11乳酸菌所製成之產品較為凝膠程度良好。

五、參考文獻

1.蔡佳原。2001。黃豆機能性成分及加工利用。食品市場資訊。90卷8期

2.日本食品標準成分表。1991。正義出版社。

3.張源誌。1995。認識酸酪乳。財團法人食品工業發展所。225頁。

4.經濟部中央標準局。1972。乳品檢測法-酸度檢定。CNS 3441，N6057

5.黃建榕。1997。Bifidobacterium屬乳酸菌試製酸酪乳之研究-(3)酸酪乳風味成分之分析。畜產研究30(2)：135~141。 

6.Kin-Chor kwok and Keshavan Niranhan, 1995. Review:Effect of thermal processing on soymilk,International Jounal of food Sci.＆Tech.

7.Matsuura M.,Obata A. and Fukushima D. 1989. Objectionable flavor of soy milk developed during the soaking of soybeans and its control. J. Food Sci. 54(3):602-605.

8.Ewan Y.W.Ha.,Charles V.M.and Aiko S.1992. Isoflavone aglucones and volatile organic cimpounds in soybeans;effects of soaking treament.J.Food Sci.

9.Modler H.W., Larmond M.E., Lin C.S., Froelich D. and Emmons D.B. 1983. Physical and sensory properties of yogurt stabilized with milk proteins. J. Dairy Sci. 66:422-429.

表一、以YC-380為菌酉元製作豆乳酸酪乳和還原酸酪乳與市售酸酪乳性狀之比較

Table.1 Compare the properties of commercial yogurt, soy protein basis yogurt and reconstituted milk (YC-380 as starter)

表二、添加不同醣類對其製成之豆乳酸酪乳（以YC-380為菌酉元）性狀之影響

Table.2 Effect of added various sugars on the properties of soy based set yogurt (YC-380 as starter)

表三、大豆浸漬時加入δ-葡萄糖酸內酯(GDL)對產品性狀影響

Table.3 Effect of Glucono-δ-lactone(GDL) on the properties of products made from soy based set yogurt

表四、以不同乳酸菌製成之豆乳酸酪乳性狀之比較

Table.4 Compare the properties of soy based set yogurt fermented with variousLactobacillus sp..

圖三、豆乳與還原乳在乳酸菌（YC-380）發酵期間，pH變化情形

Fig. 3 Changes the pH value of soymilk and reconstituted milk with lactic acid bacteria (YC-380) during fermentation

圖四、添加不同的糖類製成之大豆酸酪乳性狀與pH的關係

Fig. 4 Effect of added various sugars on the properties and pH of soy based set yogurt

圖五、不同糖類對GDL 處理後大豆經YC-380 發酵的豆乳酸酪乳性狀之影響

Fig. 5 Effect of various sugar on the properties of soy based set yogurt made from GDL treated soybean with YC-380 as Starter

圖六、以不同乳酸菌發酵製成之豆乳酸酪乳pH變化情形

Fig. 6 Change of pH in value of soy based set yogurt fermented with variousLactobacillus sp..

圖七、經不同GDL濃度處理後大豆(40 oC下) 製程豆乳酸酪乳之pH變化

Fig. 7 Change in pH value of soy based set yogurt made from various GDL concentration treated soybean at 40oC

圖八、經不同GDL 濃度處理之大豆(40oC下)與果膠、糖和SPI混合後發酵製程豆乳酸酪乳之pH變化

Fig. 8 Changes in pH value of soy based set yogurt made from after various GDL concentrations treated soybean at 40oC with sugar, pectin and SPI.

圖九、以不同糖類製成之大豆酸酪乳性狀Fig. 9 Type of added various sugars on the properties of