CN105028660A - 一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法，包括以下步骤：a、大豆筛选后，经微波烘烤、浸泡；b、热水磨浆；c、煮沸、灭菌；d、加入配料；e、高压均质；f、发酵；g、灌装。本发明通过酸豆奶加工配方技术与工艺技术研发，显著改善酸豆奶产品的乳化性、胶凝性、持水性和品质结构，解决了搅拌型酸豆奶工业化生产中灌装机不能自动灌装、产品不易吸食等瓶颈问题。本发明的酸豆奶乳化性、胶凝性、持水性、品质结构得到显著改善，产品每100克含蛋白质≥2.3克、脂肪≥1.1克，其感官指标、理化要求等均符合GB/T30885-2014《植物蛋白饮料豆奶和豆奶饮料》。

Description

一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法

技术领域

本发明涉及豆制品加工领域，尤其涉及一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法。

背景技术

几千年来，大豆一直是我国人民的主要食品之一，对中华民族的繁衍生存、体魄强健起到了相当大的作用。我国政府从提高全民族的营养、健康水平和富民强国的角度出发，十分重视大豆产业的发展。

以大豆为主要原料，采用先进的前处理后，经有益健康的乳酸菌发酵工艺而研发的酸豆奶(发酵豆浆)系列产品，是大豆深加工、高档次产品。大豆发酵研发的豆制品，部分蛋白质分解，较大豆更易吸收，维生素B₂等成分有所增加。酸豆奶营养价值高、吸收率高，同时酸豆奶含有大豆特殊的“保健因子”及大量有益健康的功能活菌，具有诸多保健功能。现有搅拌型酸豆奶加工工艺步骤及工艺条件如图1所示：

(1)大豆筛选：选用粗蛋白质含量不低于40.0％的高蛋白质黄大豆品种；颗粒饱满、无杂质、虫蛀和霉变，符合LS/T3241-2012《豆浆用大豆》要求。

(2)浸泡：浸泡前至少用清水冲洗3次,以除去大豆表面附着的尘土和微生物。用3倍大豆重量的0.15％NaHCO₃溶液浸泡大豆,可防止产生豆腥味,缩短浸泡时间,提高均质效果。大豆中的植酸盐含量大约是4.5mg/g，大豆蛋白质通常是与植酸盐紧密结合，因而对大豆蛋白质溶解性影响很大，而在PH＝5.0-9.0范围时，两者的溶解性差异最大，有“暂时解离”的现象。浸泡大豆可防止产生豆腥味，缩短浸泡时间，增加蛋白提取率，提高均质效果。

(3)磨浆、过滤：用磨浆机磨豆,加水比例为1：6；为提高蛋白质提出率,需再细磨1次。豆浆过连机尼龙布120目筛。

(4)配料：按豆浆计,加入配料的比例分别为:白砂糖8.20％,乳清粉0.58％,磷酸三钠0.05％,复合稳定剂0.26％,搅拌至溶解。调pH值为6.8左右。

(5)均质:1级压力30MPa,2级压力5MPa。

(6)杀菌、冷却:95℃,15min；速冷至43℃左右(<45℃)。

(7)接种：保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)和嗜热链球菌(S.thermophilus)1：1的混合菌种液态工作发酵剂按3％的比例接种,搅拌均匀。所选用的乳酸菌分别经3代活化培养、脱脂乳粉与豆浆等量复配液3代重复驯化至工作发酵剂菌数、活性符合要求。

(8)搅拌：搅拌均匀。

(9)发酵、搅拌：43℃恒温培养3-4h,间隔检测pH值,当发酵豆浆液pH值降至4.6左右立即进行搅拌；缓慢搅拌(5r/min)6—8min。

(10)装杯(瓶)封口：自动灌装封口设备。

(11)后熟：将产品冷藏12-20h,有利于酸豆奶风味物质的进一步形成；产品酸度将有所增加,酸甜可口,香味浓郁。产品冷链(2-6℃)贮运、销售。

存在不足之处及需要解决的问题：

以上现有搅拌型酸豆奶加工工艺步骤及工艺条件是实验室研究工艺，我国市场上目前没有酸豆奶商品。90年代以来，我国一些单位开始进行酸豆奶研究工作，发表了不少试验室研究文章，但由于其工业化加工工艺及配方工艺不理想，酸豆奶开发目前处于停滞状态。

我国酸豆奶研发存在以下不足：(1)大豆蛋白质中90％左右是大豆球蛋白，属于糖蛋白，在乳酸菌发酵、豆浆pH值下降过程中，特别易凝固，不利于大豆多肽的形成，同时造成产品香味、香气不足；另外，豆浆中不含乳糖，乳酸菌发酵性能差，豆清易析出，发酵不均匀等。(2)没有从大豆前处理、配方、发酵工艺等方面研究出改善大豆发酵性能的理想工艺。(3)工业化生产时，由于发酵后经搅拌的酸豆奶在20分钟即出现分层，罐内中下层发酵豆浆稠度明显增大而无法用灌装机自动灌装。(4)酸豆奶产品蛋白质指标与风味酸牛乳相近时，不能吸食。

目前解决这些问题的方法主要是靠大幅增加牛奶比例以改善发酵性能的工艺不能被厂家接受，因为其产品的主题之一仍然是牛奶，大豆发酵后产品功能不凸显、产品定位存在问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题：通过酸豆奶加工配方技术与工艺技术研发，显著改善酸豆奶产品的乳化性、胶凝性、持水性和品质结构；通过配方和杀菌工艺、高压均质等工艺技术创新研究，以解决搅拌型酸豆奶工业化生产中灌装机不能自动灌装、产品不易吸食等瓶颈问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：

一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法，包括以下步骤：

a、大豆筛选后，经微波烘烤至温度达77℃、维持2min，清洗后用3倍大豆重量的0.15％NaHCO₃溶液浸泡大豆；

b、大豆充分吸水、软化后，用重量比7倍的95℃左右的热水磨浆，豆浆再细磨1次，并过连机尼龙布120目筛；

c、将制备的豆浆液用高压蒸汽煮沸、灭菌，豆浆呈沸腾状态维持10min；

d、按豆浆重量计，加入配料的比例分别为：白砂糖8.20％，乳清粉0.58％，磷酸三钠0.04-0.05％，玉米淀粉0.18％，复合稳定剂0.22％，搅拌至溶解，乳化均匀后调pH值为6.8；

e、将70℃左右上述豆浆进行高压均质，再经95℃/5min灭菌、冷却至43℃；

f、按豆浆体积计3％接种液态混合菌种工作发酵剂,搅拌均匀,43℃恒温培养3-4h,当发酵豆浆pH值降至4.7-4.8时立即缓慢搅拌6-8min；

g、自动灌装封口机灌装、封口，后熟后冷链贮运、销售。

步骤a中大豆筛选选用粗蛋白质含量不低于40.0％的高蛋白质黄大豆品种，颗粒饱满、无杂质、虫蛀和霉变，符合LS/T3241-2012《豆浆用大豆》要求。

步骤c中豆浆呈沸腾状态时分次加入消泡剂，消泡剂的用量按0.03g/kg黄豆计；

步骤d中的复合稳定剂选用琼脂：羧甲基纤维素钠＝1:1。

步骤e中，高压均质压力选用30-35Mpa，灭菌采用板式UHT超高温灭菌机；

步骤f中，液态工作发酵剂混合菌种比例为保加利亚乳杆菌：嗜热链球菌＝3:2，缓慢搅拌速度为5r/min。

步骤g中，后熟冷藏冷藏12-20h，冷链温度2-6℃。

本发明与现有技术相比所具有的优点：

1、微波烘烤破坏脂肪氧化酶和蛋白酶，减少产品豆腥味。

2、调整液态工作发酵剂混合菌种比例，即保加利亚乳杆菌：嗜热链球菌＝3:2，有利于发酵期产香、酸度降低放缓；发酵后及时搅拌有利于破坏热凝乳的凝胶结构和与乳清蛋白的结合，同时也存在抑制发酵剂活性和降低产酸速率的作用。

3、筛选最佳均质压力进行高压均质，以提高产品稳定性，产品货架期内不出现分层现象。

4、采用95℃/5min灭菌方式，产品组织较细腻、均匀、口感较好，在实际生产中能耗、机器磨损较少，比较实用，。

5、通过实验筛选出了乳清粉、磷酸三钠的最佳添加量，大大提高产品风味和产品品质。

6、本发明的酸豆奶乳化性、胶凝性、持水性、品质结构得到显著改善，产品每100克含蛋白质≥2.3克、脂肪≥1.1克，其感官指标、理化要求等均符合GB/T30885-2014《植物蛋白饮料豆奶和豆奶饮料》。

附图说明

图1为现有搅拌型酸豆奶加工工艺步骤及工艺条件

具体实施方式

下面具体阐述本发明的具体实施方式：

本发明通过工业化试验筛选获得的酸豆奶配方、加工工艺为：大豆筛选后，经微波烘烤至温度达77℃、维持2min，清洗后用3倍大豆重量的0.15%NaHCO₃溶液浸泡大豆；大豆充分吸水、软化后，用重量比7倍的95℃左右的热水磨浆，豆浆再细磨1次，并过连机尼龙布120目筛；将制备的豆浆液用高压蒸汽煮沸、灭菌，豆浆呈沸腾状态维持10min（分次加入消泡剂，消泡剂的用量按0.03g/kg黄豆计）；按豆浆重量计，加入配料的比例分别为：白砂糖8.20％，乳清粉0.58％，磷酸三钠0.04-0.05%，玉米淀粉0.18％，复合稳定剂0.22％，搅拌至溶解，乳化均匀后调pH值为6.8；将70℃左右豆浆进行高压均质（30-35Mpa），再经95℃/5min灭菌、冷却至43℃（板式UHT超高温灭菌机），按豆浆体积计3%接种液态混合菌种工作发酵剂（保加利亚乳杆菌:嗜热链球菌=3:2）,搅拌均匀,43℃恒温培养3-4h,当发酵豆浆pH值降至4.7-4.8时立即缓慢搅拌（5r/min）6-8min；自动灌装封口机灌装、封口，后熟（冷藏12-20h）后冷链(2-6℃)贮运、销售。

本发明的酸豆奶乳化性、胶凝性、持水性、品质结构得到显著改善，产品每100克含蛋白质≥2.3克、脂肪≥1.1克，其感官指标、理化要求等均符合GB/T30885-2014《植物蛋白饮料豆奶和豆奶饮料》。

为了获得本发明的技术方案，发明人对技术方案的工艺条件、产品配方等做了大量的工业化研究和生产试验。以下是相关工艺条件、产品配方对产品质量影响的研究试验结果：

1.微波烘烤脱大豆腥味的效果研究：

大豆微波烘烤后温度及产品相关性能如下：

温度（℃）/2min	豆腥味	蛋白质提取率、稳定性
			65	重	高、较稳定
77	较弱	较高、稳定
			81	弱	较低、较稳定
94	无	低、稳定性差

烘烤程度对产品质量影响很大，如果烘烤程度不够，大豆受热温度低，不足以破坏（钝化）脂肪氧化酶和蛋白酶，产品豆腥味重；如果烘烤过度，产品虽无豆腥味，但大豆蛋白质的提取率低、产品稳定性差。微波烘烤还使胰蛋白酶抑制因子失活。研究结果表明，大豆经烘烤后温度达77℃、维持2min较为理想。

2.高压均质效果对产品质量稳定性的影响：

本研究中采用高压均质，以提高产品稳定性，产品货架期内不出现分层现象。均质压力分别选为20、25、30、35、40Mpa，均质压力对产品细腻、稳定性影响较大。工业化生产实验结果显示，随着均质压力增大，产品细腻感、稳定性增加，同时流动性也逐渐变好。但压力过大，操作成本、机器磨损增加。生产工艺中选用均质压力为30-35Mpa，所得产品组织形态、口感较好，货架期内不出现分层现象。

3.超高温灭菌、冷却方式对大豆蛋白、复合稳定剂性质的影响：

灭菌方式对酸豆奶产品发酵、稳定效果影响如下：

灭菌方式	酸豆奶物性/分层情况
		80℃/30min	组织粗糙、不均匀、口感差/出现分层
90℃/20min	组织较粗糙、不均匀、口感较差/出现分层
		95℃/5min（速冷）	组织较细腻、均匀、口感较好/不分层
95℃/15min（速冷）	组织细腻、口感较好/分层
		121℃/5sec（速冷）	组织细腻、均匀、口感好/不分层

以上研究可以看出：（1）超高温瞬时灭菌（121℃/5sec）效果最好，产品组织细腻、均匀、口感好。（2）80℃、90℃灭菌由于灭菌时间长，易造成蛋白质变性，影响了产品的发酵性能，产品物性不理想。（3）95℃/15min处理，产品组织状态、口感较好，但出现分层现象，产品质量不稳定，罐内中下层发酵豆浆稠度明显增大而无法进行灌装机自动灌装。其原因如下：本研究筛选的复合稳定剂（琼脂：羧甲基纤维素钠=1:1）随着温度升高，分子的布朗运动加剧，溶液粘度下降。长时间超过80℃处理后粘性下降明显，且温度下降过程中复合稳定剂粘度回复性差，在40℃左右（豆浆发酵温度）非常明显、粘度值很低，该复合稳定剂的乳化、稳定性能降低[3]，产品易出现分层。（4）采用95℃/5min灭菌方式，组织较细腻、均匀、口感较好，在实际生产中能耗、机器磨损较少，比较实用，为保证酸豆奶的食用安全及除去大豆泡沫，须增加高压蒸汽煮沸、灭菌豆浆液工艺，豆浆呈沸腾状态维持10min（分次加入消泡剂，按0.03g/kg黄豆），消泡剂符合《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB2760-2014）。

4．添加乳清粉对产品风味的影响：

对于酸豆奶饮用产品来说，易吸性是一项重要功能性质。乳清蛋白与酪蛋白酸钠和大豆蛋白相比较，具有高溶解性，可防止蛋白质的凝集或沉降，对产品的外观和组织状态有利，提高产品乳化性、胶凝性和持水性。乳清蛋白在酸性条件下是可溶的，大豆蛋白和酪蛋白却可能沉淀。

同时，由于乳清粉乳糖含量为60-70%，有利于产品发酵及后熟过程风味物质的形成。本研究中乳清粉添加量（按豆浆计）分别为0.46%、0.58%、0.70%、0.82%。结果显示，乳清粉比例越大，风味越好，同时由于发酵太快，产品凝固快、稠度大，不利于吸食。综合考虑，0.58%的乳清粉添加量产品风味好，组织形态也较好。

5．添加磷酸三钠对产品品质的影响：

大豆中蛋白质含量丰富，但90%左右是大豆球蛋白，其等电点PI=4.5，并且约80%是盐溶性的球蛋白，随着乳酸菌发酵、pH值的下降，特别易凝固，组织状态差，造成了产品香味、香气与口感差的矛盾。

本研究中，通过添加食品添加剂磷酸三钠，可与大豆球蛋白（属于糖蛋白）部分形成磷糖蛋白（其多肽链上形成磷丝氨酸），随着pH值下降（等电点附近），其凝结性能下降，对产品的组织状态有明显改良作用。同时，磷酸三钠还起到了调节pH的作用。从食品中钙、磷比例需要和乳化效果考虑，磷酸三钠的用量取0.04-0.05%。

Claims (7)

1.一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法，其特征在于包括以下步骤：

a、大豆筛选后，经微波烘烤至温度达77℃、维持2min，清洗后用3倍大豆重量的0.15%NaHCO₃溶液浸泡大豆；

b、大豆充分吸水、软化后，用重量比7倍的95℃左右的热水磨浆，豆浆再细磨1次，并过连机尼龙布120目筛；

c、将制备的豆浆液用高压蒸汽煮沸、灭菌，豆浆呈沸腾状态维持10min；

d、按豆浆重量计，加入配料的比例分别为：白砂糖8.20％，乳清粉0.58％，磷酸三钠0.04-0.05%，玉米淀粉0.18％，复合稳定剂0.22％，搅拌至溶解，乳化均匀后调pH值为6.8；

e、将70℃左右上述豆浆进行高压均质，再经95℃/5min灭菌、冷却至43℃；

f、按豆浆体积计3%接种液态混合菌种工作发酵剂,搅拌均匀,43℃恒温培养3-4h,当发酵豆浆pH值降至4.7-4.8时立即缓慢搅拌6-8min；

g、自动灌装封口机灌装、封口，后熟后冷链贮运、销售。

2.如权利要求1所述的一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法，其特征在于：步骤a中大豆筛选选用粗蛋白质含量不低于40.0%的高蛋白质黄大豆品种，颗粒饱满、无杂质、虫蛀和霉变，符合LS/T3241-2012《豆浆用大豆》要求。

3.如权利要求1所述的一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法，其特征在于：步骤c中豆浆呈沸腾状态时分次加入消泡剂，消泡剂的用量按0.03g/kg黄豆计。

4.如权利要求1所述的一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法，其特征在于：步骤d中的复合稳定剂选用琼脂：羧甲基纤维素钠=1:1。

5.如权利要求1所述的一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法，其特征在于：步骤e中，高压均质压力选用30-35Mpa，灭菌采用板式UHT超高温灭菌机。

6.如权利要求1所述的一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法，其特征在于：步骤f中，液态工作发酵剂混合菌种比例为保加利亚乳杆菌：嗜热链球菌=3:2，缓慢搅拌速度为5r/min。

7.如权利要求1所述的一种搅拌型酸豆奶工业化加工方法，其特征在于：步骤g中，后熟冷藏冷藏12-20h，冷链温度2-6℃。