CN107223713A - 一种功能饮品的制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种功能饮品的制作工艺,是以豆类和脱壳后的谷类为原料,浸泡后经过破碎加热的处理,得到一种在不需要过滤的情况下,静置后无豆渣沉淀的豆浆制品。这种饮品具有一定的保健功效。该工艺过程中的破碎和加热处理都由微控制单元实现自动化控制,并且可以在两者之间实现过程控制的精确配合。

Description

一种功能饮品的制作工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种饮品的制作工艺,具体涉及一种以豆类和含有淀粉的谷类为原料 的豆浆饮品的加工制作工艺。
背景技术
[0002]豆浆是一种老少皆宜的营养食品,享有“植物奶”的美誉,非常适合于各种人群。但 是,豆浆中还含有一些对人体有毒的物质,如对胃蛋白酶和胰蛋白酶有阻碍作用的因子,可 破坏具有溶血和凝血作用的血球凝集素等,为了除去这些毒素对人体的不良影响,豆浆必 须煮沸加工后才可食用。
[0003]随着健康意识的逐渐加强,为了千净卫生,很多家庭选择自制豆浆。市场上大部分 的豆浆机,采用了所谓的“拉法尔技术”,也就是采用大网孔,无底网的拉法尔网,匹配X型强 力旋风刀片,豆浆原料在经过拉法尔网收缩颈时,流速骤然加快,配料在立体空间被高速剪 切,各种植物蛋白、碳水化合物、膳食纤维、维生素、微量元素等营养精华充分融入豆浆中。 这样形成的豆浆制品营养丰富,而机器本身也更易清洗。然而,由于受到技术原理和产品成 本的限制,市售的豆浆机加工的豆浆制品,不管原料是否经过长时间浸泡,粉碎熬煮后形成 的豆浆中都会存在颗粒明显的豆渣,这些颗粒状的豆渣和豆浆本身不能形成稳定的体系, 静置后将沉淀下来,如果不经过过滤处理,豆浆下层将会沉积大量豆渣颗粒,影响口感。即 便是升级版的家用豆浆机,如市售的一些免滤型豆浆机,加工后的豆浆中还是有相当数量 的可沉淀的豆渣存在,只是比传统的豆浆机加工形成的豆渣沉淀少点,豆渣颗粒细小些,但 并没有从根本上避免豆渣沉淀的形成。
[0004] 谷类大多富含碳水化合物,其中以淀粉含量最多;谷类中还含有丰富的蛋白质,维 生素,多种矿物质盐类等。有些谷类还具有一定的保健功能,例如燕麦,它具有高蛋白低碳 水化合物的特点,富含可溶性纤维和不溶性纤维,能大量吸收人体内的胆固醇并排出体外, 能促进肠胃蠕动,利于排便;燕麦所含热量低,升糖指数低,具有降脂降糖的功效。此外,由 于燕麦含有高粘稠度的可溶性纤维,能延缓胃的排空,增加饱腹感,控制食欲,因此含有燕 麦的饮食结构有助于长期控制能量摄入,减轻饥饿感,有助于减轻体重。再如黑米,黑米所 含锰、锌、铜等无机盐大都比大米高1〜3倍,更含有大米所缺乏的维生素C、叶绿素、花青素、 胡萝卜素及强心甙等特殊成分,因而黑米比普通大米更具营养价值,自古就有“药米”、“贡 米”、“寿米”的美誉。但是由于一般脱壳后的谷类颗粒外部还会有一层坚韧的种皮包裹,不 易煮烂,若不煮烂,不仅大多数营养素不能溶出,而且多食后易引起急性肠胃炎,对消化功 能较弱的孩子和老弱病者更是不利。
[0005] 淀粉是葡萄糖分子聚合而成的,将淀粉混合于水中并加热,达到一定温度后,淀粉 粒溶胀、崩溃,形成粘稠均匀的透明糊状溶液,此过程称为淀粉的糊化。淀粉糊化本质是水 进入微晶束,拆散淀粉分子间的缔合状态,使淀粉分子失去原有的取向排列,而变为混乱状 态,即淀粉粒中分子间的氢键断开,分散在水中成为胶体溶液。
[0006] 淀粉与水混合后,体系达到一定的温度后会开始糊化,糊化温度不是一个确定的 温度点,而是一个温度范围。例如,燕麦和黑米的糊化温度大约是在6〇°C-65°C的温度区间 内,高粱的糊化温度更高些;而大米的糊化温度是在58°C-61 °C的温度区间内。在糊化温度 区间内,谷类中的淀粉颗粒可以吸水膨胀,当其体积膨胀到一定限度后,颗粒便会破裂,颗 粒内的淀粉分子向各方向伸展扩散,溶出颗粒体外,扩展开来的淀粉分子之间会互相联结、 缠绕,形成一个网状的含水胶体。在此过程中,体系的粘度也会逐渐增加。
[0007] 淀粉要完成整个糊化过程,要经过三个阶段:即可逆吸水阶段、不可逆吸水阶段和 颗粒解体阶段。在可逆吸水阶段,淀粉处在室温条件下,即使浸泡在冷水中也不会发生任何 性质的变化。淀粉颗粒虽然由于吸收少量的水分使得体积略有膨胀,但却未影响到颗粒中 的结晶部分,所以淀粉的基本性质并不改变。处在这一阶段的淀粉颗粒,进入颗粒内的水分 子可以随着淀粉的重新干燥而将吸入的水分子排出,干燥后仍完全恢复到原来的状态,故 这一阶段称为淀粉的可逆吸水阶段。在不可逆吸水阶段,淀粉与水处在受热加温的条件下, 水分子开始逐渐进入淀粉颗粒内的结晶区域,这时便出现了不可逆吸水的现象。这是因为 外界的温度升高,淀粉分子内的一些化学键变得很不稳定,从而有利于这些键的断裂。随着 这些化学键的断裂,淀粉颗粒内结晶区域则由原来排列紧密的状态变为疏松状态,使得淀 粉的吸水量迅速增加。淀粉颗粒的体积也由此急剧膨胀,其体积可膨胀到原始体积的50〜 100倍。处在这一阶段的淀粉如果把它重新进行干燥,其水分也不会完全排出而恢复到原来 的结构,故称为不可逆吸水阶段。最后是颗粒解体阶段,淀粉颗粒经过第二阶段的不可逆吸 水后,很快进入解体阶段。因为,这时淀粉所处的环境温度还在继续提高,所以淀粉颗粒仍 在继续吸水膨胀。当其体积膨胀到一定限度后,颗粒便出现破裂现象,颗粒内的淀粉分子向 各方向伸展扩散,溶出颗粒体外,扩展开来的淀粉分子之间会互相联结、缠绕,形成一个网 状的含水胶体。这就是淀粉完成糊化后所表现出来的糊化性质。
发明内容
[0008] 本发明提供的一种功能型豆浆饮品的制作工艺,从制作豆浆的原料的性质出发, 通过改变豆浆机微控制单元的工作模式,有效利用谷类糊化后的淀粉胶体包裹住豆渣,让 豆渣均匀且稳定地分布于豆浆整体之中,静置后也不会沉积到底部,这样不仅使豆浆喝起 来的口感始终顺滑,不会喝到后来因为豆渣的大量存在而十分难以下咽,而且也有效地利 用了豆渣和谷物的营养和功能。例如,含有燕麦的豆浆饮品就具有一定的节食减肥的功能。
[0009] 本发明就是利用淀粉在糊化成胶的过程中,原有的葡萄糖分子之间氢键断开后, 葡萄糖分子与豆浆中的水分子、植物蛋白分子,脂肪分子之间重新排布成胶,并在此过程中 将豆渣包裹其中,这样会形成一种豆渣均匀分布在新胶体中的常温下的稳态相。这样也就 使得豆渣不会沉淀,豆浆喝起来也就不会先顺滑,后粗糙难下咽,在不经过过滤的情况下, 整体口感依然顺滑。
[0010]由于谷类的糊化温度和煮沸豆浆的温度不在同一温区,所以需要设置豆浆机的微 控制单元,精密控制体系的温度;更重要的,为了使得糊化成胶的淀粉能更好地包裹住豆渣 颗粒,还需要设置楽机的微控制单元,实现加热单元和破碎单元之间的精确配合。
[0011]利用本发明加工制作的过程如下:首先将浸泡后的豆类和脱壳后的谷类颗粒放入 豆浆机中,添加适量的清水后,为了促进谷类的糊化成胶,再添加适量的食用碱,放置安装 好后启动s•菜机,显楽机的微控制单元按照下面的方式驱动加热和破碎单元进行配合工 作:取初的ta分钟内,微控制单元没有输出加热信号,加热器是不工作的,系统内豆浆原料 的温度和环境温度一致;而此段时间内,微控制单元输出连续的破碎信号,破碎电动机带动 破碎器以转速Ra工作。这段时间内的操作目的是破碎原料中的豆类和谷类颗粒,使豆类中 的营养成分和谷物中的淀粉尽可能释放出来。
[0012]接下来,微控制单元控制破碎器以转速Rb工作,同时微控制单元输出连续的加热 信号,控制加热器以升温速率心加热豆浆原料从环境温度升温到设定的谷类的糊化温度Th; 当系统温度升到Th后,微控制单元立刻输出间断的脉冲式破碎信号,使得破碎机器以下面 的方式工作:在监测到原料温度达到Th后,破碎器以转速R。工作5秒,接着停止工作15秒,再 以转速R。工作5秒,接着再停止工作15秒,如此反复啦欠,在这段时间内,微控制单元无加热 的信号输出,豆浆料在保温作用下维持于Th。该过程的作用非常重要,它是保证糊化成胶 后p淀粉能均匀包裹住豆渣颗粒的关键,间断脉冲式的破碎方式可以在破碎机刀片转动时 使豆渣因被搅动扬起并被切割,而当刀片停止后,不同粒径的豆渣会因为其所受重力6、连 续相对其外表面产生的曳力P (和所在连续相的粘性相关),以及浮力F,这三者的合力的不 同,在体系中竖直方向上的下落速度产生差异,粒径较大的颗粒以更快的速度沉降到容器 底部,而粒径越小的颗粒沉降速度越慢;注意到此时体系温度一直维持在淀粉的糊化温度, 随着糊化程度的加深,体系的粘度也变大,豆渣颗粒受到的曳力P也会增大,足够细小的豆 渣将会嵌入淀粉胶束中,无法自由沉降而停留在一定深度的豆浆中,而颗粒越大的豆渣越 向下层沉降;当破碎机刀片再次转动时,容器下层沉降下来的较大颗粒的豆渣将会被再次 搅动扬起,再次被刀片切割破碎,刀片停止旋转后,不同粒径的豆渣颗粒将再次被筛分,这 样的过程循环往复多次后,绝大部分的豆渣颗粒都被切割到了足够小的粒径,而被糊化态 的淀粉胶束牢牢地约束包裹起来,无法沉降了。如果在糊化温度下,采用连续破碎的工作模 式,由于该模式下,破碎器在不断旋转,由于刀具尺寸结构一定,旋转的参数恒定,拉法尔网 的开孔参数也恒定,使得破碎后的豆渣颗粒会在此工作模式下形成相对稳定的分层分布, 也就是说,颗粒大小不同的S澄虽然在围绕破碎器旋转轴的方向上处于高速运动状态,但 是在平行于旋转轴的竖直方向上的相对运动却是不显著的,会形成一种相对稳定的动态平 衡的分布状态,在这样的状态下,由于破碎器的刀片在竖直方向上的位置是一定的,不同大 小的豆渣颗粒在竖直高度上的位置也是相对稳定的,不同大小的颗粒分布在一定的高度段 内,形成了层状分布,那么,无论刀具转速有多快,都无法有效剪切位于其它高度位置上的 较大的豆渣颗粒,一旦破碎器停止工作,较大的颗粒依然会慢慢沉降到容器下层,因为虽然 此时淀粉已经糊化具有了相当的粘度,但是依然无法阻挡这些颗粒的下沉趋势,因为这些 颗粒所受到的重力G依然大于曳力P与浮力F之和。而脉冲式的破碎处理,恰恰可以破坏这种 动态平衡,保证所有豆渣颗粒得到有效的剪切,变成均匀的非常细小的豆渣颗粒,实现整个 豆浆体系中豆渣的细小均匀分布,且静置后也不会沉降。
[0013]完成上述过程后,微控制单元立刻再次输出加热信号,加热器以速率K2加热原料 温度到原料浆料的沸腾温度Tb,并在此温度下维持tb分钟后停止加热;与此同时,该时间段 内微控制单元输出连续的破碎信号,破碎器以转速Rd工作,并且和加热单元同时停止工作。 该过程的作用是煮沸豆浆,破坏豆浆中对人体有害的成分。
[0014]需要注意的是,在加工豆浆的整个过程中,除了在间断脉冲式的处理过程中,破碎 机有停止工作的时段外,其余过程中都保持旋转工作状态,只是根据目的不同,调整为不同 的工作转速,这样操作的目的除了最基本的破碎原料颗粒的作用以外,还有两个重要作用, 一是强化传热的效果,提高传热速的同时改善系统温度的均匀性;二是避免容器底部因集 中加热产生焦糊的现象。
[0015] 根据以上的阐述,可以看到,本发明的最显著特点是,控制加热单元保证体系处于 谷类的糊化温度下,同时控制破碎单元进行间歇性的脉冲破碎操作,上述过程中加热单元 和破碎单元通过微控制单元实现精确配合。
[0016] 利用本发明提供的加工工艺,可以制作出一种以谷类为添加剂的豆浆饮品,该饮 品不仅同时具备豆类的蛋白质和谷类的功能营养,还可以在省却豆渣过滤步骤的情况下, 保证不会因豆渣沉淀于豆浆成品的底部影响整体口感。
具体实施方式
[0017] 下面结合实施例对本发明做进行进一步的说明: 以下实施例仅用于详细解释本发明,并不以任何方式限定本发明的范围。
[0018] 实施例1 取100g大豆和20g脱壳后的燕麦颗粒,清水浸泡15小时后放入豆浆机中,加入lkg的清 水后,再添加0 • 5g食用碱,安装好设备,设定程序为,最初的5分钟内,微控制单元没有输出 加热信号,加热器是不工作的,系统内豆浆原料的温度和环境温度一致;而此段时间内,微 控制单元输出连续的破碎信号,破碎电动机带动破碎器以3600转/分钟的转速工作。接下 来,微控制单元控制破碎器以1200转/分钟的转速工作,同时微控制单元输出连续的加热信 号,控制加热器以1(TC/min的升温速率加热豆浆原料从环境温度升温到65。(:;当系统温度 升到65 °C后,微控制单元立刻输出间断的脉冲式破碎信号,使得破碎机器以下面的方式工 作:在监测到原料温度达到65 °C后,破碎器以5〇00转/分钟的转速工作5秒,接着停止工作15 秒,再以5000转/分钟的转速工作5秒,接着再停止工作I5秒,如此反复45次(耗时15分钟), 在这15分钟的时间内,微控制单元无加热的信号输出,豆浆原料在保温作用下维持在65°c。 完成上述过程后,微控制单元立刻再次输出加热信号,加热器以15。(:/分钟的速率加热原料 温度到102°C,并在此温度下维持5分钟后停止加热;与此同时,该时间段内微控制单元输出 连续的破碎信号,破碎器以1200转/分钟的转速工作,并且和加热单元同时停止工作。
[0019]完成上述的加工处理步骤后,将豆浆机中的全部产品倒入1.5升容量的大烧杯中, 静置1小时后,标记测量烧杯底部沉淀的豆渣高度,结果显示无可观测高度的豆渣沉淀。 [0020] 实施例2 取100g黑豆和20g脱壳后的黑米颗粒,清水浸泡12小时后放入豆浆机中,加入lkg升的 清水后,添加0. lg食用碱安装好设备,设定程序为,最初的8分钟内,微控制单元没有输出加 热信号,加热器是不工作的,系统内豆浆原料的温度和环境温度一致;而此段时间内,微控 制单元输出连续的破碎信号,破碎电动机带动破碎器以3600转/分钟的转速工作。接下来, 微控制单元控制破碎器以600转/分钟的转速工作,同时微控制单元输出连续的加热信号, 控制加热器以10°C/min的升温速率加热豆浆原料从环境温度升温到65。(:;当系统温度升到 的°c后,微控制单元立刻输出间断的脉冲式破碎信号,使得破碎机器以下面的方式工作:在 监测到原料温度达到65°C后,破碎器以6〇00转/分钟的转速工作5秒,接着停止工作15秒,再 以6〇00转/分钟的转速工作5秒,接着再停止工作M秒,如此反复45次(耗时丨5分钟),在这丄5 分钟的时间内,微控制单元无加热的信号输出,豆浆原料在保温作用下维持在65 r。完成上 述过程后,微控制单元立刻再次输出加热信号,加热器以12XV分钟的速率加热原料温度到 104°C,并在此温度下维持5分钟后停止加热;与此同时,该时间段内微控制单元输出连续的 破碎信号,破碎器以1200转/分钟的转速工作,并且和加热单元同时停止工作。
[0021 ]完成上述的加工处理步骤后,将豆浆机中的全部产品倒入丨.5升容量的大烧杯中, 静置1小时后,标记测量烧杯底部沉淀的豆渣高度,结果显示无可观测高度的豆渣沉淀。 [0022] 实施例3 取100g大豆和20g脱壳后的高粱米,浸泡6小时后,放入豆衆机中,加入lkg的清水,放入 食用碱lg,安装好设备,设定程序为,最初的6分钟内,微控制单元没有输出加热信号,加热 器是不工作的,系统内豆浆原料的温度和环境温度一致;而此段时间内,微控制单元输出连 续的破碎信号,破碎电动机带动破碎器以3000转/分钟的转速工作。接下来,微控制单元控 制破碎器以300转/分钟的转速工作,同时微控制单元输出连续的加热信号,控制加热器以 10°C/min的升温速率加热豆浆原料从环境温度升温到75°C ;当系统温度升到75。(:后,微控 制单元立刻输出间断的脉冲式破碎信号,使得破碎机器以下面的方式工作:在监测到原料 温度达到75°C后,破碎器以5〇00转/分钟的转速工作5秒,接着停止工作15秒,再以5000转/ 分钟的转速工作5秒,接着再停止工作15秒,如此反复30次(耗时10分钟),在这10分钟的时 间内,微控制单元无加热的信号输出,豆浆原料在保温作用下维持在75。(:。完成上述过程 后,微控制单元立刻再次输出加热信号,加热器以15°C/分钟的速率加热原料温度到103。(:, 并在此温度下维持3分钟后停止加热;与此同时,该时间段内微控制单元输出连续的破碎信 号,破碎器以900转/分钟的转速工作,并且和加热单元同时停止工作。
[0023]完成上述的加工处理步骤后,将豆浆机中的全部产品倒入1.5升容量的大烧杯中, 静置1小时后,标记测量烧杯底部沉淀的豆渣高度,结果显示无可观测高度的豆渣沉淀。
[0024] 比较例1 取100g清水浸泡15小时后的大豆,放于豆浆机中,经过和实施例1中同样的处理过程 后,豆浆机中全部产品倒入1_5升大烧杯中,结果显示烧杯底部的豆渣沉淀高度为5.5 cm。
[0025] 比较例2 取l〇〇g大豆和20g脱壳后的燕麦颗粒,清水浸泡15小时后放入豆浆机中,加入lkg的清 水和〇.5g食用碱后,安装好设备,设定程序为,最初的5分钟内,微控制单元没有输出加热信 号,加热器是不工作的,系统内豆浆原料的温度和环境温度一致;而此段时间内,微控制单 元输出连续的破碎信号,破碎电动机带动破碎器以3600转/分钟的转速工作。接下来,微控 制单元控制破碎器以1200转/分钟的转速工作,同时微控制单元输出连续的加热信号,控制 加热器以1(TC/min的升温速率加热豆浆原料从环境温度升温到65°C ;当系统温度升到65T: 后,微控制单元立刻输出连续的破碎信号,使得破碎机器以5000转/分钟的转速连续工作15 分钟,在这15分钟的时间内,微控制单元无加热的信号输出,豆浆原料在保温作用下维持在 65°C。完成上述过程后,微控制单元立刻再次输出加热信号,加热器以15。(:/分钟的速率加 热原料温度到1〇2 °C,并在此温度下维持5分钟后停止加热;与此同时,该时间段内微控制单 元输出连续的破碎信号,破碎器以1200转/分钟的转速工作,并且和加热单元同时停止工 作。
[0026]完成上述的加工处理步骤后,将豆浆机中的全部产品倒入丨.5升容量的大烧杯中, 静置1小时后,标记测量烧杯底部沉淀的亘渣高度,结果显示可观测的3•渣沉淀闻度为2 •5 cm〇 ^
[0027]通过实施例1、2和3可以看到,采用本发明的工艺制备出来的豆浆产品中f会形成 豆渣沉淀。而在比较例1中,由于没有加入含有淀粉的谷类,也就无法形成可以包裹豆渣防 止沉淀的淀粉胶体,造成制备出来的豆浆中形成大量的豆渣沉淀。而在比较例2中,虽然加 入了含有淀粉的燕麦颗粒,也添加了食用碱,也在糊化温度下进行了破碎的处理,但是由于 形成的动平衡分布阻碍了破碎器刀片对豆渣的有效剪切,造成制备出来的豆浆中依然有明 显的豆渣沉淀。

Claims (2)

1.一种功能饮品的制作工艺,其特征在于,以豆类和脱壳后的谷类为原料,经过破碎加 热的处理,得到一种在不过滤的情况下,静置后无豆渣沉淀的功能豆浆制品;该工艺过程中 的破碎和加热处理都由微控制单元实现自动化控制,并且可以在两者之间实现过程控制的 精确配合:具体的工艺过程为: 首先将浸泡后的豆类和脱壳后的谷类颗粒放入豆浆机中,添加适量的清水和食用碱, 安装好装置后启动豆浆机,豆浆机的微控制单元按照下面的方式驱动加热和破碎单元进行 配合工作:最初的ta分钟内,微控制单元没有输出加热信号,加热器是不工作的,系统内豆 浆原料的温度和环境温度一致;而此段时间内,微控制单元输出连续的破碎信号,破碎电动 机带动破碎器以转速Ra工作; 接下来,微控制单元控制破碎器以转速Rb工作,同时微控制单元输出连续的加热信号, 控制加热器以升温速率1加热豆浆原料从环境温度升温到设定的谷类的糊化温度Th;当系 统温度升到Th后,微控制单元立刻输出间断的脉冲式破碎信号,使得破碎机器以下面的方 式工作:在监测到原料温度达到Th后,破碎器以转速Rc工作5秒,接着停止工作15秒,再以转 速R。工作5秒,接着再停止工作15秒,如此反复N次,在这段时间内,微控制单元无加热的信 号输出,豆浆原料在保温作用下维持于Th: 完成上述过程后,微控制单元立刻再次输出加热信号,加热器以速率心加热原料温度到 原料浆料的沸腾温度Tb,并在此温度下维持tb分钟后停止加热;与此同时,该时间段内微控 制单元输出连续的破碎信号,破碎器以转速Rd工作,并且和加热单元同时停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种功能饮品的制作工艺,其特征在于,浸泡豆类和谷类的时 间为6至24小时;豆类、谷类、水和食用碱之间的量的关系如下:豆类和谷类的质量比为1至 1〇,谷类和食用碱的质量比为20至200,加水量和豆类的质量比为5至10山为3至8分钟;匕为 1200至3600转/分钟;Rb为300至1200转/分钟;心为5至1517分钟;1^为47至881:;匕为4200 至_0转/分钟;N为10至60;K2为5至15TV分钟;Tb为100至l〇5°C;tb为1至10分钟;Rd为300 至1200转/分钟。
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