脲酶測定法判定豆漿抗營養因子熱失活情況研究

林菁菁，伊娟娟，王振宇，3＊

（1.圣元國際食品營養有限公司；2.哈爾濱工業大學 食品科學與工程學院，哈爾濱 150090；3.東北林業大學 林學院，哈爾濱 150040）

人們把對營養物質的消化、吸收和利用產生不利影響以及使人和動物產生不良生理反應的物質，統稱為抗營養因子（ANF）。大豆及其制品中含有多種抗營養因子，包括蛋白酶抑制因子、脲酶、凝集素、植酸、脂肪氧化酶等，這些抗營養因子嚴重阻礙了蛋白質和其它營養物質的有效利用，對食用和飼用價值均產生不利影響。生大豆中胰蛋白酶抑制因子的含量約30mg／g，它對植物本身具有保護作用，可防止大豆籽粒自身發生分解代謝，使種子處于休眠狀態，能調節大豆蛋白質的合成和分解。但同時，胰蛋白酶抑制劑因子與腸內胰蛋白酶結合后隨糞便排出體外，使腸內胰蛋白酶數量減少，引起胰腺反射性亢進，分泌量加大，增加內源氮損失，導致機體內含硫氨基酸的耗散性缺乏，造成體內氨基酸代謝失調或不平衡。

生大豆食入后，在胃腸內適宜的水分、溫度、pH條件下被激活，激活的脲酶將大豆中部分含氮化合物分解成氨，大量氨的存在會引起機體氨代謝障礙或中毒。由于脲酶檢測方法較多，檢測比較容易，所以生產上常以“脲酶活性”的大小來表示大豆及大豆制品中抗營養因子的破壞程度，將脲酶作為豆粕和其他豆制品毒性甚至營養價值檢測指標。

大豆加工中一些物理因素（溫度、時間、壓力、水分和粒度）可影響脲酶滅活程度。就毒性而言，脲酶活性越小越好，但過度加工（主要溫度過高），往往導致賴氨酸、精氨酸、胱氨酸的破壞和蛋氨酸、異亮氨酸的消化率降低，使水溶性氮減少。適當的脲酶指標可成為綜合評價豆粕及其他大豆制品營養價值的重要指標。

大豆中60%～80%的磷都是以植酸態存在。植酸能和飼料中的礦物質元素如鐵、鋅、錳等結合形成難溶的植酸鹽絡合物，從而導致這些必需礦物質元素的消化利用率降低。植酸能與蛋白質結合，降低其溶解性，影響蛋白質的生理功能。植酸還可與淀粉酶、胰酶和胃蛋白酶結合，抑制其活性。

大豆凝集素是一種高親和性的糖蛋白，在動物腸道中不被蛋白酶水解，因此可與小腸壁上皮細胞表面的特異性受體結合，從而損壞小腸壁刷狀緣黏膜結構，干擾消化酶的分泌，抑制腸道對營養物質的消化吸收，使蛋白質利用率下降，動物生長受阻甚至停滯。另外，凝集素的L-亞單位能特異性的與淋巴細胞結合，對腸道產生的IgA具有拮抗作用，對免疫系統有破壞作用。

脂肪氧化酶又稱抗維生素因子，它在大豆蛋白中的含量比較高，約占大豆總蛋白質的2%，是一種含非血紅素鐵的蛋白質。該酶只要遇到水分，就能專一催化大豆中多元不飽和脂肪酸（亞油酸、亞麻酸）的加氧反應，生成的過氧化物可以破壞與其共存的維生素A、D、E、B12和胡蘿卜素，生成具有共軛雙鍵的脂肪酸氫過氧化物，再經裂解酶分解生成短碳鏈的醇、酮和醛類等揮發性物質，導致產生豆腥味。另外，脂肪氧化酶氧化生成的過氧化物，可破壞脂肪中的維生素A、D、E等脂溶性維生素及胡蘿卜素的活性，從而降低大豆蛋白的效價和營養價值。

豆漿作為一種優質蛋白飲品一直受到亞洲人的喜愛，但作為大豆制品的豆漿會含有一些妨礙營養物質消化、吸收和利用的抗營養因子，如胰蛋白酶抑制劑、脲酶、血球凝集素、脹氣因子等。目前對大豆抗營養因子采用的失活方法主要是物理熱處理法。由于豆漿中脲酶的測定方法多且較容易，常常通過豆漿中脲酶活性的情況來判斷抗營養因子的存在與否。本研究通過測定豆漿中胰蛋白酶抑制劑和脲酶的活性研究豆漿加熱過程中二者失活是否具有一致性，判定以脲酶活性來體現豆漿安全的科學性，同時通過豆漿加熱程度與胰蛋白酶抑制劑失活情況的關系，對家庭豆漿制作提供一種安全的加熱模式。主要目的是分析以測定脲酶的熱失活是否可以判定或反應豆漿中其他抗營養因子的熱失活情況，同時，尋求家庭自制豆漿煮沸的最佳時間以保證飲用安全。

加熱處理對豆漿中胰蛋白酶抑制劑和脲酶失活程度的一致性研究；家庭豆漿制作加熱處理方式確定。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑的選擇

大豆、牛胰蛋白酶、所用化學試劑為國產分析純。

1.2 儀器與設備的選擇

LD4-2離心機、多功能恒溫水浴鍋HHBll-500型、紫外可見分光光度計UV-2401PC型、PHS-3C精密pH計、EST-4電子分析天、電子稱量高速組織搗碎機

1.3 溶液的配制

Tris緩沖溶液；BAPNA 溶液；0.001NHCl；胰蛋白酶溶液；30%醋酸溶液；硫酸銨標準貯存液；尿素緩沖溶液（pH6.9至7.0）；25% 三氯乙酸；納氏試劑。

1.4 基本檢測方法

1.4.1 豆漿干物質含量的測定

豆漿干物質含量的測定采用重量法（GB／T 8858-1988）。

1.4.2 熱處理對豆漿胰蛋白酶抑制劑和脲酶失活程度一致性研究

加熱處理生豆漿，分別取加熱至50℃、60℃、70℃、80℃、90℃的樣品，及煮沸1～6、10、15、20min的樣品，測定加熱前后豆漿中脲酶及胰蛋白酶抑制劑的活性及干物質含量（%），計算失活率（%）。

2 結果與討論

2.1 硫酸銨標準曲線的繪制

以硫酸銨標準液（μmol數）為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線，結果見圖1。

圖1 硫酸銨標準曲線

則吸光度與摩爾數之間的關系方程為：y＝0.1488x-0.0275（R2＝0.9931）其中，y為吸光度，x為NH4＋的摩爾數。由表2可知對于家庭泡發的生豆漿在煮制過程中，隨著加熱溫度的升高，其UA的活性呈遞減趨勢，且加熱溫度越高失活率越大；但在加熱溫度較低時，UA的失活程度并不明顯，待到80℃后，其UA的失活程度急劇升高，90℃時，UA的失活率就已達到80%，可見脲酶對于熱很不穩定，即普通加熱溫度便可使豆漿中的脲酶大量失活。在100℃煮沸后，豆漿中UA的活性仍隨著時間的延長而降低，其失活程度十分緩慢，煮沸6min后，豆漿中脲酶的失活率就將達到90%，煮沸15min時豆漿中的脲酶就完全失活，根據QB／T2132-1995對豆乳中脲酶的定量檢出量應為0mg／g即為合格，說明此時飲用豆漿相對安全，而家庭煮豆漿一般在所謂開鍋幾分鐘后就飲用，顯然豆漿中還會殘存少量脲酶，對健康有一定危害。

對于家庭泡發的生豆漿在煮制過程中，隨著加熱溫度的升高，其TIA的活性呈遞減趨勢，且加熱溫度越高失活率越大；但在未煮沸之前豆漿TIA的失活程度尚未達到一半，其失活水平處于一個很低的狀態，即此時的豆漿具有很高的抗營養性，不宜飲用。當豆漿煮沸1min時，其TIA失活率仍未達到50%，但隨著加熱時間的延長，其失活程度開始大大加強，3～5min失活率急劇升高，6min時豆漿TIA失活率就超過80%，煮沸15min時，即在豆漿中脲酶完全失活時胰蛋白酶抑制劑仍保持一定活性，煮沸20min時TIA才完全失去活性，此時飲用豆漿才相對安全。

2.2 豆漿加熱中TIA和UA的失活情況及比較

根據試驗測定數據使其能更直觀的看出豆漿在加熱中TIA和UA的失活情況及二者的較，結果見圖2、圖3。

圖2 不同加熱溫度豆漿UA、TIA失活情況及比較

圖3 100℃不同加熱時間豆漿UA、TIA失活情況及比較

由圖2、3可明顯看出在不同加熱溫度和煮沸時間下豆漿中TIA和UA的失活路徑及二者失活情況的比較。豆漿中的UA和TIA在加熱過程中均發生鈍化，且存在一定的線性關系，但二者的失活路徑不盡相同。

自制生豆漿在加熱過程中，隨著加熱溫度的升高其TIA、UA的失活率均呈遞增趨勢。TIA的失活較為平穩，而UA從加熱開始到50℃失活率幾乎為0，從60℃到90℃急劇失活；在70℃左右時，豆漿中的TIA和UA失活率有一個近似交點，說明此時二者對熱的穩定性比較一致，且隨著加熱溫度的升高，UA的失活率明顯大于TIA。

100 ℃煮沸后，隨著時間的遞增，TIA的失活仍有上升趨勢，3～5min失活開始加劇，5min后失活逐漸緩慢；而UA在此段時間內失活路徑十分平緩，但最終豆漿在煮制后其UA的失活率仍然大于TIA，且在煮沸5min后二者的失活路徑基本一致，在豆漿中UA完全失活5min后TIA才完全失活，且要完全去除豆漿中的UA和TIA需將豆漿煮沸15min和20min。

3 結論

豆漿中的脲酶和胰蛋白酶抑制劑在加熱過程中均發生鈍化，且存在一定的線性關系，但二者的失活路徑不盡相同。在大豆加工中，以脲酶作為抗營養因子失活指標不能全面反映大豆及其制品中抗營養因子的失活狀況。且從本研究中還可以得到如下結論：生豆漿高溫加熱是去除TIA最直接有效的方法，且要完全去除豆漿中的UA和TIA需將豆漿煮沸15和20min。故根據QB／T2132-1995對豆乳中脲酶的定量檢出量的要求家庭煮制的豆漿并非安全，應適當延長其煮沸時間。

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