CN107307246A - 一种由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白的方法，该方法包括原料预处理、磨浆与调浆、酶解、灭酶、燕麦乳饮料制备和燕麦蛋白制备等步骤。本发明方法制备的燕麦乳饮料中膳食纤维含量为3～5％，固形物含量为8～12％，燕麦蛋白的蛋白含量高于90％，原料中燕麦蛋白的提取率高于80％。大大提高了燕麦深加工的附加值，也满足了国内市场对于富含膳食纤维的燕麦乳饮料及高质量的燕麦蛋白的需求。
Description
【技术领域】
本发明属于食品加工技术领域。更具体地，本发明涉及一种由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白的方法。
【背景技术】
燕麦(Avena sativa)也叫莜麦、油麦、玉麦、野麦、雀麦等，是禾本科一年生燕麦属植物，一般分为带稃型和裸粒型两大类，我国栽培的燕麦95％以上都是裸粒型燕麦，俗称裸燕麦。燕麦是人类粮食的重要来源之一，燕麦主要由蛋白质、碳水化合物、脂肪等组成，另外，与其它谷物相比，它不仅富含8种人必需氨基酸及膳食纤维等营养成分，而且还含有丰富的维生素、微量元素、皂苷、β-葡聚糖、不饱和脂肪酸、酚类化合物等营养物质，对人体的健康具有重要的价值。现代研究发现，燕麦在防治由高血脂引起的心脑血管疾病、控制人体血糖以及防止肥胖等方面的功效已经得到广泛认可，是一种兼备食疗功能的健康谷物。因而，燕麦产品的开发对充分利用我国的燕麦资源，深化对燕麦的精深加工的研究有重要意义。
粮食作物中燕麦蛋白含量居首位，是优质的蛋白质资源，具有很高的营养和保健价值。燕麦中蛋白质含量最高可达20％，多数在16％左右，在禾谷类粮食中居首位。同时，燕麦蛋白质含有人体8种必需氨基酸，其配比接近FAO/WHO推荐的模式；限制性氨基酸赖氨酸和色氨酸含量特别高，所以燕麦蛋白质净利用率(NPU)高达69.1-72.4；功效比(PER)达2.25-2.38，而小麦和玉米功效比还不足1.5；氨基酸分数(AAS)高达68.2，生物价(BV)为74.5-79.6，均是植物蛋白中的佼佼者。
目前，人们对燕麦麸中提取燕麦蛋白的研究较多，而从燕麦中直接提取燕麦蛋白的研究较少。燕麦蛋白提取大多采用碱提酸沉法，强碱作用可使燕麦淀粉的结构变得疏松，达到淀粉和蛋白质分离的目的。但是碱提时不仅存在着淀粉含量高，而且强碱会使蛋白理化性质改变，引起化学性质变化；促进美拉德反应，使产品颜色发暗，营养价值降低，甚至会产生其它副作用，同时液固比大，要消耗大量酸，需要脱盐纯化等。酶法提取蛋白反应条件温和，反应固液比小，节省了酸碱和水的消耗量，盐分含量较低，燕麦蛋白提取率可达80％以上，蛋白质纯度可以达到90％以上。
近年来燕麦相关产品逐渐被人们所关注，并在食品中的占比呈现逐年上升趋势，燕麦的加工特性研究与食品开发前景广阔。由于燕麦本身的成分特性，若将燕麦直接加工成饮料，由于燕麦中淀粉在贮存过程中容易产生返生问题，必将导致产品的风味、口感、稳定性欠佳。
燕麦饮料和燕麦蛋白具有较高的营养价值，市场前景广阔。为了解决现有技术的不利之处，同时制备燕麦香味纯正、富含膳食纤维的燕麦饮料和高纯度、高提取率的燕麦蛋白，本发明人经过多次试验，研究完成了本发明。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白的方法。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白的方法。
所述联产方法的步骤如下：
A、原料预处理
使用除砂与磁选清理设备去除燕麦米原料中的有形异物，再用水漂洗，然后往经漂洗后的燕麦米中添加水，在室温下浸泡6～8h，接着用清水冲洗，沥干水分；
B、磨浆与调浆
往步骤A得到的预处理燕麦米中添加水，再使用磨浆设备将其研磨成浆料，让其浆料通过60～80目筛网，得到浓度为以干燕麦米重量计为18～24％的浆料，再使用柠檬酸水溶液将所述浆料的pH值调节至4.0～4.5，得到一种燕麦米浆料；
C、酶解
往步骤B得到的燕麦米浆料中添加中温淀粉酶，其添加量是所述燕麦米浆料中固形物重量的0.01～0.02％，混匀，再将这种混匀浆料加热到温度55～70℃，并在此温度下酶解反应1.0～3.0h，得到一种酶解料液；
D、灭酶
将步骤C得到的酶解料液加热至温度90～95℃，并在该温度下保持25～40min使酶灭活，接着过滤，收集滤液与滤渣；
E、燕麦乳饮料制备
将200～400重量份在步骤D得到的滤液、30～80重量份果糖、10～25重量份聚葡萄糖、8～20重量份奶粉、0.1～1.5重量份辅料与补足至1000重量份的水混合，在温度60～70℃下搅拌15～20min，使它们完全溶解，得到一种粗制燕麦乳饮料液；
接着，使用均质机让粗制燕麦乳饮料液在温度60～75℃与压力25～40MPa的条件下进行均质，接着真空脱气，再使用UHT在温度135～145℃下灭菌15～25s，得到所述的燕麦乳饮料；
F、燕麦蛋白的制备
步骤D得到的滤渣用水溶解得到浓度为以重量计14～22％的滤渣液，再使用无机酸水溶液将其pH值调节至4.5～5.0，加热至温度45～55℃后添加纤维素酶，其量是所述滤渣浆中干物质质量的0.4～0.8％，然后在这个温度下皂化反应1.5～2.0h，接着加热至温度75～85℃，这时使用无机碱水溶液将其pH值调节至7.5～8.0，并在这个温度下进行皂化反应1.5～2.0h，然后该皂化反应液使用温度为50～55℃的水稀释，该皂化反应液与水的体积比为1:1.0～1.5，再使用中空纤维膜过滤，收集浓度为以干物质重量计16～20％的截留液；再让所述截留液在进风温度180～185℃与出风温度80～85℃的条件下进行喷雾干燥，得到所述的燕麦蛋白。
根据本发明的一种优选方式，在步骤A中，往经漂洗后的燕麦米中添加水量是燕麦米重量的2～5倍。
根据本发明的另一种优选方式，在步骤B中，所述柠檬酸水溶液的浓度是以重量计0.3～0.6％。
根据本发明的另一种优选方式，在步骤C中，所述中温淀粉酶的酶活是3000～6000U/mL。
根据本发明的另一种优选方式，在步骤D中，酶灭活的料液用150～200目滤布进行过滤。
根据本发明的另一种优选方式，在步骤E中，所述的辅料由0.01～0.3重量份微晶纤维素、0.01～0.3重量份结冷胶、0.01～0.3重量份卡拉胶、0.01～0.3重量份黄原胶、0.01～0.3重量份三聚磷酸钠或六偏磷酸钠与0.1～0.3重量份天然燕麦香精组成。
根据本发明的另一种优选方式，在步骤E中，均质的粗制燕麦乳饮料液在压力0.1～1.0MPa的条件下真空脱气10～30min。
根据本发明的另一种优选方式，在步骤E中，所述粗制燕麦乳饮料液使用均质机进行均质2～4次。
根据本发明的另一种优选方式，在步骤F中，所述无机酸水溶液是浓度为以重量计8～12％的HCl水溶液；所述的无机碱水溶液是浓度为以重量计8～12％的NaCl水溶液。
根据本发明的另一种优选方式，在步骤F中，所述中空纤维膜的膜孔径是40～50nm，过滤压力是0.7～0.9kPa。
下面将更详细地描述本发明。
本发明先用酶解燕麦中的淀粉，淀粉酶解成糊精后溶于料液中，实现燕麦蛋白和燕麦淀粉等成分的初步分离，然后通过过滤得到的酶解料液滤液作为制备燕麦饮料的基础料液，它保留了燕麦中的可溶性膳食，可溶性蛋白等成分。再进一步提纯酶解料液经过滤后得到滤渣中的燕麦蛋白。以燕麦这种原料在制备燕麦饮料的同时，有效利于不溶性富含燕麦蛋白的滤渣部分，制备燕麦蛋白产品，提高燕麦的综合利用率和产品的附加值。本发明人以燕麦为原料，通过研究不同工艺条件对于制备燕麦乳饮料和燕麦蛋白的影响，确定了同时制备燕麦乳饮料与燕麦蛋白的最佳工艺流程。
本发明涉及一种由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白的方法。
所述联产方法的步骤如下：
A、原料预处理
使用除砂与磁选清理设备去除燕麦米原料中的有形异物，再用水漂洗，然后往经漂洗后的燕麦米中添加水，在室温下浸泡6～8h，接着用清水冲洗，沥干水分；
本发明使用除砂与磁选清理设备去除燕麦米原料中的有形异物，使用的除砂及磁选设备是目前市场上销售的产品，例如布勒(中国)机械制造有限公司、江苏牧羊集团有限公司、迈安德集团有限公司销售的产品。
在本发明中，用水漂洗除去清理中间的浮尘等杂物。往经漂洗后的燕麦米中添加水量是燕麦米重量的2～5倍。添加的水量超过这个范围都是不可取的，因为添加水量不足燕麦米重量的2倍时，会导致燕麦米无法充分吸收水分，不利于后续的燕麦米磨浆过程；添加水量大于燕麦米重量的5倍时，远超过燕麦米的浸泡吸水量，会导致水资源浪费，以及因设备容量增加造成的设备成本增加。
B、磨浆与调浆
往步骤A得到的预处理燕麦米中添加水，再使用磨浆设备将其研磨成浆料，让其浆料通过60～80目筛网，得到浓度为以干燕麦米重量计为18～24％的浆料，再使用柠檬酸水溶液将所述浆料的pH值调节至4.0～4.5，得到一种燕麦米浆料；
在本步骤中，往预处理燕麦米中加入水，并使用磨浆设备将其磨成浆料，以便后续处理步骤物料输送与反应。所使用的磨浆设备是目前市场上销售的产品，例如温州小杰机械有限公司、惠合胶体磨研磨设备厂、上海依肯机械设备有限公司销售的产品。所述浆料浓度以干燕麦米重量计为18％～24％，如果该浓度小于18％，则反应底物浓度低导致反应效果差，且物料处理量大；如果该浓度高于24％时，则浆料粘度大，反应不完全且不利于输送；因此，所述浆料浓度为18％～24％是合适的，优选地是20％～22％。
这个步骤使用柠檬酸水溶液将所述浆料的pH值调节至4.0～4.5，使用柠檬酸水溶液的浓度是以重量计0.3～0.6％。如果所述浆料的pH小于4.0，则不利于后续酶解反应进行，影响燕麦乳稳定性与燕麦蛋白纯度；如果pH大于4.5，则会偏离等电点，蛋白质溶解度增加，增加溶液中蛋白质含量，影响后续燕麦蛋白制备收率，因此，所述料液的pH调节到4.0～4.5是合适的，更优选的是4.1～4.3。
C、酶解
往步骤B得到的燕麦米浆料中添加中温淀粉酶，其添加量是所述燕麦米浆料中固形物重量的0.01～0.02％，混匀，再将这种混匀浆料加热到温度55～70℃，并在此温度下酶解反应1.0～3.0h，得到一种酶解料液；
本发明使用的中温淀粉酶是一种能分解植物主要成分淀粉的酶制剂，所使用中温淀粉酶的酶活力是3000～6000U/mL，优选地是3500～5000U/mL。
在这个步骤中，往得到的燕麦米浆料中加入以所述燕麦米浆料中固形物含量计0.01～0.02％中温淀粉酶。如果中温淀粉酶的量高于0.02％，则酶加入量偏高，加大了中温淀粉酶的使用成本；如果中温淀粉酶的量低于0.01％，则会出现由于酶加入量不够而延长酶解反应时间，甚至导致出现酶解反应不充分等问题，从而导致后续燕麦乳淀粉老化，影响燕麦乳稳定性及影响燕麦蛋白产品纯度；因此，中温淀粉酶的量为0.01～0.02％是合适的，优选地是0.012～0.018％。
本发明使用的中温淀粉酶是是目前市场上销售的产品，例如诺维信(中国)生物技术有限公司、杰能科(中国)生物工程有限公司、山东隆大生物工程有限公司销售的产品。
在本发明中，所述混匀浆料在温度55～70℃的条件下酶解1.0～3.0h。如果酶解温度过高或过低，都会导致中温淀粉酶达不到最佳的酶活力，从而延长酶解时间，同时也影响酶解效率；同样地，如果酶解时间过短，酶解反应不能充分进行；如果酶解时间过长，生产能耗会明显增加，因此，中温淀粉酶的酶解温度为55～70℃，时间为1.0～3.0h是合适的，优选地是温度58～68℃与时间1.2～2.8h。
D、灭酶
将步骤C得到的酶解料液加热至温度90～95℃，并在该温度下保持25～40min使酶灭活，接着过滤，收集滤液与滤渣；
在这个步骤中，步骤C得到的酶解料液在温度90～95℃下酶解25～40min，以达到灭酶的目的。如果酶解温度与酶解时间低于所述的温度与时间范围，则不能将中温淀粉酶完全灭活；如果酶解温度与酶解时间高于所述的温度与时间范围，则灭酶温度太高，灭酶时间太长，从而增加生产能耗。因此，灭酶温度90～95℃与时间25～40min是合适的，优选地灭酶温度91～94℃与时间28～38min。
在这个步骤中，酶灭活的料液用150～200目滤布进行过滤。具体地，采用板框压滤进行过滤，收集滤液与滤渣，本发明使用的板框压滤机是目前市场上销售的产品，例如杭州国瑞压滤机有限公司、杭州坤源过滤机械有限公司、杭州兴源过滤科技股份有限公司销售的产品。
E、燕麦乳饮料制备
将200～400重量份在步骤D得到的滤液、30～80重量份果糖、10～25重量份聚葡萄糖、8～20重量份奶粉、0.1～1.5重量份辅料与补足至1000重量份的水混合，在温度60～70℃下搅拌15～20min，使它们完全溶解，得到一种粗制燕麦乳饮料液；
所述的辅料由0.01～0.3重量份微晶纤维素、0.01～0.3重量份结冷胶、0.01～0.3重量份卡拉胶、0.01～0.3重量份黄原胶、0.01～0.3重量份三聚磷酸钠或六偏磷酸钠与0.1～0.3重量份天然燕麦香精组成。
在这个步骤中，先将果糖、聚葡萄糖、奶粉、微晶纤维素、结冷胶、卡拉胶、黄原胶、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠添加到水中，在温度80～85℃下搅拌混匀得到一种混合物溶液，再把这种混合物溶液加到在步骤D得到的滤液中，然后加入天然燕麦香精，混匀，得到所述的粗制燕麦乳饮料液。
优选地，250～350重量份在步骤D得到的滤液、40～75重量份果糖、15～22重量份聚葡萄糖、10～18重量份奶粉、0.2～1.4重量份辅料与补足至1000重量份的水混合均匀，在温度60～70℃下搅拌15～20min，使这些物料完全溶解，得到一种粗制燕麦乳饮料液。
本发明使用的这些原辅料都是目前市场上销售的产品，例如本发明使用的奶粉通常是全脂奶粉或脱脂奶粉，例如由广州市威伦食品有限公司、恒天然合作社集团有限公司、内蒙古伊利实业集团股份有限公司销售的产品。本发明使用的天然燕麦香精例如是由上海爱普香料有限公司销售的产品。
接着，使用均质机让粗制燕麦乳饮料液在温度60～75℃与压力25～40MPa的条件下进行均质，接着真空脱气，再使用UHT(超高温瞬时杀菌设备)在温度135～145℃下灭菌15～25s，得到所述的燕麦乳饮料；
本发明使用的均质机是目前市场上销售的产品，如上海申鹿均质机有限公司、常州市地利人和均质机有限公司、上海台驰轻工装备有限公司生产的产品。
优选地，所述粗制燕麦乳饮料液使用均质机在温度62～72℃与压力28～38MPa的条件下进行均质2～4次。
在这个步骤中，均质的粗制燕麦乳饮料液在压力0.1～1.0MPa的条件下真空脱气10～30min。
本发明使用的超高温瞬时杀菌设备(UHT)是目前市场上销售的产品，如江阴港利特机械制造有限公司、上海沃迪自动化装备股份有限公司、上海科劳机械设备有限公司生产的产品。
优选地，使用超高温瞬时杀菌设备让真空脱气的粗制燕麦乳饮料液在温度138～145℃条件下杀菌18～25s，得到所述的燕麦乳饮料。
F、燕麦蛋白的制备
步骤D得到的滤渣用水溶解得到浓度为以重量计14～22％的滤渣液，再使用无机酸水溶液将其pH值调节至4.5～5.0，加热至温度45～55℃后添加纤维素酶，其量是所述滤渣浆中干物质质量的0.4～0.8％，然后在这个温度下皂化反应1.5～2.0h，接着加热至温度75～85℃，这时使用无机碱水溶液将其pH值调节至7.5～8.0，并在这个温度下进行皂化反应1.5～2.0h，然后该皂化反应液使用温度为50～55℃的水稀释，该皂化反应液与水的体积比为1:1.0～1.5，再使用中空纤维膜过滤，收集浓度为以干物质重量计16～20％的截留液；再让所述截留液在进风温度180～185℃与出风温度80～85℃的条件下进行喷雾干燥，得到所述的燕麦蛋白。
在本发明中，步骤D得到的滤渣用水溶解，得到浓度为以重量计14～22％的滤渣液，这样有利于后续工艺输送、反应及分离洗涤。如果该滤渣液浓度小于14％，则反应底物浓度低导致反应效果差，且物料处理量大；如果该滤渣液浓度高于22％时，则物料粘度大，不利于输送及分离洗涤；因此，所述的滤渣液浓度为14％～22％是合适的。
在这个步骤中，调节滤渣液pH值所使用的无机酸水溶液是浓度为以重量计8～12％的HCl水溶液。
本领域的技术人员都知道，所述的滤渣液除蛋白外还含有糊精、纤维素、脂肪和灰分等杂质，其中蛋白质、纤维素和脂肪是不溶于水的，糊精和灰分是溶于水的。因此，只要使纤维素和脂肪转变成可溶于水的状态，就能通过固液分离实现蛋白纯化。
因此，本发明一方面使用纤维素酶分解纤维素，使大部分纤维素转变成小分子的可溶性产物。另一方面通过脂肪与碱溶液的皂化反应，使脂肪转变为可溶性的脂肪酸钠，从而可以去除大部分脂肪。
纤维素酶应该理解是一组能协同作用于纤维素的β-1，4-葡萄糖苷键，使纤维素降解成短纤维、纤维二糖和葡萄糖的酶的总称。纤维素酶包括可任意切断纤维素分子中β-1，4-糖苷键的内切酶，从非还原性末端开始切断β-1，4-糖苷键而成纤维二糖的外切酶，以及将纤维二糖分解成葡萄糖的β-葡萄糖苷酶。
使用纤维素酶进行酶解的最佳条件如下：pH值4.5～5.0、酶解温度45～55℃、纤维素酶添加量是所述滤渣浆中干物质质量的0.4％～0.8％、酶解反应时间1.5～2.0h。
本发明使用的纤维素酶是目前市场上广泛销售的产品，例如诺维信(中国)生物技术有限公司，杰能科(中国)生物工程有限公司，无锡市雪梅酶制剂科技有限公司等销售的产品。
在这个步骤中，所述无机碱水溶液是浓度为以重量计8～12％的NaOH水溶液。
在本发明中，所述的皂化反应在温度75～85℃与pH值7.5～8.0的条件下进行1.5～2.0h。
在本发明中，如果皂化反应温度低于75℃，则反应效果差，如果高于85℃，则会增加能源消耗。同样地，如果皂化反应的pH值低于7.5，则皂化反应不彻底，若高于8.0，则会因增加生产废水处理费用。如果皂化反应时间低于1.5h，则皂化反应不彻底，若高于2.0h，则蛋白溶胀明显，料液粘度过大。因此，皂化反应的条件为温度75～85℃，pH值7.5～8.0，反应时间1.5～2.0h是合适的。
在前面描述的步骤中将纤维素转变成小分子可溶性产物、脂肪转变为可溶性脂肪酸钠，接着需要使用中空纤维膜将这些可溶性杂质与不溶性蛋白进行分离除去。
中空纤维膜是一种具有外形像纤维，具有自支撑作用的膜，纤维管壁上布满微孔，因微孔径大小不同，于是可以选择性地拦截物料中的微粒、细菌、胶体等。本发明使用的中空纤维膜是目前市场上广泛销售的产品，例如江苏捷滤膜科技有限公司、浙大泓泉膜技术有限公司、杭州迈纳膜技术有限公司等销售的产品。
在使用中空纤维膜过滤之前，皂化反应液需要使用温度为50～55℃的水进行稀释。按照皂化反应液与水的体积比1：1.0～1.5进行稀释，使皂化反应液浓度稀释至5～10％，同时温度也降至60～65℃。若该浓度低于5％，则膜两侧压差偏低，则不利于杂质在压差作用力下透过膜；若高于10％，则料液粘度较大，也不利于杂质分散；同样地，若温度低于60℃，则膜通量过低，若高于65℃，则对膜的损坏较大。
过滤收集浓度为以所述截留液干物质计16～20％的截留液，若该浓度低于16％，则杂质去除率不足，若该浓度高于20％，则料液粘度大，很难再进一步纯化。
本发明使用的中空纤维膜的膜孔径为40～50nm，过滤压力是0.7～0.9kPa。
所述的截留液采用喷雾干燥法在进风温度180～185℃与出风温度80～85℃的条件下进行干燥，得到水含量为以重量计6％以下的燕麦蛋白产品。
本发明使用的喷雾干燥设备是目前市场上销售的产品，例如江苏先锋干燥工程有限公司、常州力马干燥工程有限公司、常州市第二干燥设备厂有限公司销售的产品。
根据下述标准方法对本发明燕麦饮料和燕麦蛋白进行了分析：
燕麦饮料和燕麦蛋白的蛋白含量是采用GB5009.5规定的方法测定的。
燕麦饮料可溶性固形物含量是采用GB20885规定的方法测定的。
燕麦饮料中膳食纤维含量是采用GB5009.88规定的方法测定的。
本发明燕麦饮料的可溶性固形物含量是以重量计8.0～12.0％，膳食纤维含量是3.0～5.0％，在12个月的保质期内产品的外观形态及品质均保持良好。
由前面所描述方法测定得到的结果可以按照下述公式计算出蛋白提取率：
蛋白提取率＝纯化燕麦蛋白质量×蛋白含量÷(燕麦原料量×蛋白含量)
本发明燕麦蛋白产品的蛋白提取率大于80％，产品纯度高于90％。
本发明由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白的方法具有下述特点：
I、本发明以燕麦为原料，预处理、磨浆与调浆、酶解、灭酶、过滤、燕麦乳饮料的制备和燕麦蛋白制备等步骤，先用淀粉酶来酶解燕麦中的淀粉，淀粉酶解成糊精后溶于料液中，实现燕麦淀粉和燕麦蛋白等成分的初步分离，降低了酶解料液后来得到滤渣中的杂质含量，以利于后续燕麦蛋白纯化工艺；然后通过过滤得到的酶解液滤液来得到制备燕麦饮料的基础料液，同时保留了燕麦中的可溶性膳食，可溶性蛋白等成分。
II、本发明在以酶解反应中的不溶性成分来提纯滤渣中的燕麦蛋白。以燕麦为原料在制备燕麦饮料的同时，有效利于不溶性富含燕麦蛋白的成分，制备燕麦蛋白产品，提高燕麦的综合利用率和产品的附加值。
[有益效果]
本发明的有益效果是：本发明以燕麦为原料，经原料预处理、磨浆与调浆、酶解、灭酶、燕麦乳饮料制备和燕麦蛋白制备等步骤，先用淀粉酶来酶解燕麦中的淀粉，淀粉酶解成糊精后溶于料液中，实现燕麦淀粉和燕麦蛋白等成分的初步分离，降低了酶解滤渣中的杂质含量，以利于后续燕麦蛋白纯化工艺；通过过滤得到的酶解料液滤液作为制备燕麦饮料的基础料液，同时保留了燕麦中的可溶性膳食，可溶性蛋白等成分。本发明再以酶解料液中的不溶性成分来提纯经过滤后得到滤渣中的燕麦蛋白。以燕麦为原料在制备燕麦饮料的同时，有效利于不溶性富含燕麦蛋白的滤渣部分，制备燕麦蛋白产品，提高燕麦的综合利用率和产品的附加值。
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1：由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白
该实施例的实施步骤如下：
A、原料预处理
使用除砂与磁选清理设备去除燕麦米原料中的有形异物，再用水漂洗，然后往经漂洗后的燕麦米中添加燕麦米重量2倍的水，在室温下浸泡6h，接着用清水冲洗，沥干水分；
B、磨浆与调浆
往步骤A得到的预处理燕麦米中添加水，再使用磨浆设备将其研磨成浆料，让其浆料通过60目筛网，得到浓度为以干燕麦米重量计为18％的浆料，再使用浓度为以重量计0.3％的柠檬酸水溶液将所述浆料的pH值调节至4.0，得到一种燕麦米浆料；
C、酶解
往步骤B得到的燕麦米浆料中添加酶活为5000U/mL的中温淀粉酶，其添加量是所述燕麦米浆料中固形物重量的0.01％，混匀，再将这种混匀浆料加热到温度55℃，并在此温度下酶解反应3.0h，得到一种酶解料液；
D、灭酶
将步骤C得到的酶解料液加热至温度95℃，并在该温度下保持25min使酶灭活，酶灭活的料液接着用180目滤布进行过滤，收集滤液与滤渣；
E、燕麦乳饮料制备
将350重量份在步骤D得到的滤液、30重量份果糖、10重量份聚葡萄糖、16重量份奶粉、0.1重量份辅料与补足至1000重量份的水混合，在温度68℃下搅拌15min至它们完全溶解，得到一种粗制燕麦乳饮料液；所述的辅料由0.01重量份微晶纤维素、0.2重量份结冷胶、0.3重量份卡拉胶、0.01重量份黄原胶、0.1重量份三聚磷酸钠与0.1重量份天然燕麦香精组成；
接着，使用均质机让粗制燕麦乳饮料液在温度70℃与压力25MPa的条件下进行均质2次，均质的粗制燕麦乳饮料液接着在压力0.4MPa的条件下真空脱气10min，再使用UHT在温度135℃下灭菌15s，得到所述的燕麦乳饮料；
F、燕麦蛋白制备
步骤D得到的滤渣用水溶解得到浓度为以重量计14％的滤渣液，再使用浓度为以重量计8％的HCl水溶液将其pH值调节至4.5，加热至温度45℃后添加纤维素酶，其量是所述滤渣浆中干物质质量的0.6％，然后在这个温度下酶解反应1.6h，接着加热至温度85℃，这时使用浓度为以重量计10％的NaCl水溶液将其pH值调节至7.5，并在这个温度下进行皂化反应1.5h，然后该皂化反应液使用温度为53℃的水稀释，该皂化反应液与水的体积比为1:1.0，再使用膜孔径为40nm的中空纤维膜在过滤压力0.7kPa下过滤，收集浓度为以干物质重量计16％的截留液；再让所述截留液在进风温度184℃与出风温度82℃的条件下进行喷雾干燥，得到所述的燕麦蛋白。
按照本说明书描述的公式，可以计算出燕麦乳饮料的膳食纤维含量为3.8％，可溶性固形物含量为10.9％
按照本说明书描述的公式，可以计算出燕麦蛋白提取率为84.2％，燕麦蛋白纯度为92.0％。
实施例2：由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白
该实施例的实施步骤如下：
A、原料预处理
使用除砂与磁选清理设备去除燕麦米原料中的有形异物，再用水漂洗，然后往经漂洗后的燕麦米中添加燕麦米重量3倍的水，在室温下浸泡8h，接着用清水冲洗，沥干水分；
B、磨浆与调浆
往步骤A得到的预处理燕麦米中添加水，再使用磨浆设备将其研磨成浆料，让其浆料通过80目筛网，得到浓度为以干燕麦米重量计为24％的浆料，再使用浓度为以重量计0.6％的柠檬酸水溶液将所述浆料的pH值调节至4.5，得到一种燕麦米浆料；
C、酶解
往步骤B得到的燕麦米浆料中添加酶活为3000U/mL的中温淀粉酶，其添加量是所述燕麦米浆料中固形物重量的0.02％，混匀，再将这种混匀浆料加热到温度70℃，并在此温度下酶解反应1.0h，得到一种酶解料液；
D、灭酶
将步骤C得到的酶解料液加热至温度92℃，并在该温度下保持40min使酶灭活，酶灭活的料液接着用150目滤布进行过滤，收集滤液与滤渣；
E、燕麦乳饮料制备
将200重量份在步骤D得到的滤液、70重量份果糖、25重量份聚葡萄糖、8重量份奶粉、1.5重量份辅料与补足至1000重量份的水混合，在温度60℃下搅拌20min至它们完全溶解，得到一种粗制燕麦乳饮料液；所述的辅料由0.3重量份微晶纤维素、0.01重量份结冷胶、0.2重量份卡拉胶、0.3重量份黄原胶、0.01重量份六偏磷酸钠与0.2重量份天然燕麦香精组成；
接着，使用均质机让粗制燕麦乳饮料液在温度60℃与压力40MPa的条件下进行均质4次，均质的粗制燕麦乳饮料液接着在压力0.1MPa的条件下真空脱气30min，再使用UHT在温度145℃下灭菌25s，得到所述的燕麦乳饮料；
F、燕麦蛋白制备
步骤D得到的滤渣用水溶解得到浓度为以重量计22％的滤渣液，再使用浓度为以重量计10％的HCl水溶液将其pH值调节至5.0，加热至温度55℃后添加纤维素酶，其量是所述滤渣浆中干物质质量的0.4％，然后在这个温度下酶解反应1.5h，接着加热至温度75℃，这时使用浓度为以重量计10％的NaCl水溶液将其pH值调节至7.8，并在这个温度下进行皂化反应1.6h，然后该皂化反应液使用温度为50℃的水稀释，该皂化反应液与水的体积比为1:1.3，再使用膜孔径为50nm的中空纤维膜在过滤压力0.8kPa下过滤，收集浓度为以干物质重量计20％的截留液；再让所述截留液在进风温度180℃与出风温度80℃的条件下进行喷雾干燥，得到所述的燕麦蛋白。
按照本说明书描述的公式，可以计算出燕麦乳饮料的膳食纤维含量为4.3％，可溶性固形物含量为11.5％
按照本说明书描述的公式，可以计算出燕麦蛋白提取率为86.2％，燕麦蛋白纯度为91.9％。
实施例3：由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白
该实施例的实施步骤如下：
A、原料预处理
使用除砂与磁选清理设备去除燕麦米原料中的有形异物，再用水漂洗，然后往经漂洗后的燕麦米中添加燕麦米重量5倍的水，在室温下浸泡7h，接着用清水冲洗，沥干水分；
B、磨浆与调浆
往步骤A得到的预处理燕麦米中添加水，再使用磨浆设备将其研磨成浆料，让其浆料通过65目筛网，得到浓度为以干燕麦米重量计为20％的浆料，再使用浓度为以重量计0.4％的柠檬酸水溶液将所述浆料的pH值调节至4.2，得到一种燕麦米浆料；
C、酶解
往步骤B得到的燕麦米浆料中添加酶活为6000U/mL的中温淀粉酶，其添加量是所述燕麦米浆料中固形物重量的0.01％，混匀，再将这种混匀浆料加热到温度60℃，并在此温度下酶解反应2.5h，得到一种酶解料液；
D、灭酶
将步骤C得到的酶解料液加热至温度90℃，并在该温度下保持30min使酶灭活，酶灭活的料液接着用200目滤布进行过滤，收集滤液与滤渣；
E、燕麦乳饮料制备
将400重量份在步骤D得到的滤液、80重量份果糖、15重量份聚葡萄糖、20重量份奶粉、0.6重量份辅料与补足至1000重量份的水混合，在温度70℃下搅拌16min至它们完全溶解，得到一种粗制燕麦乳饮料液；所述的辅料由0.1重量份微晶纤维素、0.3重量份结冷胶、0.01重量份卡拉胶、0.2重量份黄原胶、0.3重量份三聚磷酸钠与0.3重量份天然燕麦香精组成；
接着，使用均质机让粗制燕麦乳饮料液在温度75℃与压力32MPa的条件下进行均质2次，均质的粗制燕麦乳饮料液接着在压力0.8MPa的条件下真空脱气16min，再使用UHT在温度137℃下灭菌18s，得到所述的燕麦乳饮料；
F、燕麦蛋白制备
步骤D得到的滤渣用水溶解得到浓度为以重量计18％的滤渣液，再使用浓度为以重量计12％的HCl水溶液将其pH值调节至4.6，加热至温度48℃后添加纤维素酶，其量是所述滤渣浆中干物质质量的0.8％，然后在这个温度下酶解反应2.0h，接着加热至温度78℃，这时使用浓度为以重量计8％的NaCl水溶液将其pH值调节至8.0，并在这个温度下进行皂化反应2.0h，然后该皂化反应液使用温度为55℃的水稀释，该皂化反应液与水的体积比为1:1.5，再使用膜孔径为40nm的中空纤维膜在过滤压力0.9kPa下过滤，收集浓度为以干物质重量计18％的截留液；再让所述截留液在进风温度185℃与出风温度85℃的条件下进行喷雾干燥，得到所述的燕麦蛋白。
按照本说明书描述的公式，可以计算出燕麦乳饮料的膳食纤维含量为4.8％，可溶性固形物含量为9.3％
按照本说明书描述的公式，可以计算出燕麦蛋白提取率为82.6％，燕麦蛋白纯度为93.1％。
实施例4：由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白
该实施例的实施步骤如下：
A、原料预处理
使用除砂与磁选清理设备去除燕麦米原料中的有形异物，再用水漂洗，然后往经漂洗后的燕麦米中添加燕麦米重量4倍的水，在室温下浸泡7h，接着用清水冲洗，沥干水分；
B、磨浆与调浆
往步骤A得到的预处理燕麦米中添加水，再使用磨浆设备将其研磨成浆料，让其浆料通过75目筛网，得到浓度为以干燕麦米重量计为22％的浆料，再使用浓度为以重量计0.5％的柠檬酸水溶液将所述浆料的pH值调节至4.4，得到一种燕麦米浆料；
C、酶解
往步骤B得到的燕麦米浆料中添加酶活为4000U/mL的中温淀粉酶，其添加量是所述燕麦米浆料中固形物重量的0.02％，混匀，再将这种混匀浆料加热到温度65℃，并在此温度下酶解反应1.8h，得到一种酶解料液；
D、灭酶
将步骤C得到的酶解料液加热至温度94℃，并在该温度下保持35min使酶灭活，酶灭活的料液接着用160目滤布进行过滤，收集滤液与滤渣；
E、燕麦乳饮料制备
将270重量份在步骤D得到的滤液、60重量份果糖、20重量份聚葡萄糖、12重量份奶粉、1.0重量份辅料与补足至1000重量份的水混合，在温度64℃下搅拌18min至它们完全溶解，得到一种粗制燕麦乳饮料液；所述的辅料由0.2重量份微晶纤维素、0.1重量份结冷胶、0.1重量份卡拉胶、0.1重量份黄原胶、0.2重量份六偏磷酸钠与0.2重量份天然燕麦香精组成；
接着，使用均质机让粗制燕麦乳饮料液在温度65℃与压力36MPa的条件下进行均质3次，均质的粗制燕麦乳饮料液接着在压力1.0MPa的条件下真空脱气25min，再使用UHT在温度140℃下灭菌22s，得到所述的燕麦乳饮料；
F、燕麦蛋白制备
步骤D得到的滤渣用水溶解得到浓度为以重量计20％的滤渣液，再使用浓度为以重量计10％的HCl水溶液将其pH值调节至4.8，加热至温度52℃后添加纤维素酶，其量是所述滤渣浆中干物质质量的0.5％，然后在这个温度下酶解反应1.9h，接着加热至温度82℃，这时使用浓度为以重量计12％的NaCl水溶液将其pH值调节至7.6，并在这个温度下进行皂化反应1.9h，然后该皂化反应液使用温度为51℃的水稀释，该皂化反应液与水的体积比为1:1.1，再使用膜孔径为50nm的中空纤维膜在过滤压力0.8kPa下过滤，收集浓度为以干物质重量计17％的截留液；再让所述截留液在进风温度182℃与出风温度84℃的条件下进行喷雾干燥，得到所述的燕麦蛋白。
按照本说明书描述的公式，可以计算出燕麦乳饮料的膳食纤维含量为3.0％，可溶性固形物含量为8.2％
按照本说明书描述的公式，可以计算出燕麦蛋白提取率为80.2％，燕麦蛋白纯度为90.5％。
对比实施例1：根据现有技术制备燕麦蛋白
根据CN 1974602 A描述的制备方法，由燕麦制备燕麦蛋白。
该对比实施例的实施步骤如下：
(1)燕麦碾皮得到燕麦仁；碾皮率为15－16％，
(2)将燕麦仁浸泡，条件是pH＝9.5，料液比1：6，时间2h，室温，
(3)将浸泡后的燕麦仁磨浆；搅拌45min，再用90目筛过滤，
(4)离心分离得到燕麦淀粉和燕麦蛋白液；
(5)燕麦淀粉的纯化，采用碱性蛋白酶，酶与底物比为48U/Kg，温度45℃，料液质量比1：7，pH＝8-9，时间40分钟，
(6)纯化后的燕麦淀粉干燥，干燥温度为35℃，粉碎得到燕麦淀粉。
将步骤(4)所得到的燕麦蛋白液纯化，采用α-淀粉酶，酶与底物比为60U/g，pH＝5.5，温度35℃，时间30min，纯化后燕麦蛋白液浓缩、喷雾干燥得到燕麦蛋白粉。
实施例1-4与对比实施例1的结果列于表1中。
表1：实施例1-3与对比实施例1的实施结果
| 燕麦蛋白提取率 | 燕麦蛋白纯度 | |
| 实施例1 | 84.2％ | 92.0％ |
| 实施例2 | 86.2％ | 91.9％ |
| 实施例3 | 82.6％ | 93.1％ |
| 实施例4 | 80.2％ | 90.5％ |
| 对比实施例1 | 10～15％ | 85～90％ |
由表1的分析结果可以清楚看出，与对比实施例1相比，实施例1-4由燕麦为原料制备的燕麦蛋白提取率大于80％，燕麦蛋白纯度大于90％，提高了原料深加工的附加值。对比实施例1中提取采用离心分离燕麦蛋白后，采用α-淀粉酶纯化，造成对比实施例1的纯化得到的燕麦蛋白的提取率较低，且纯度也低于实施例1-4。
Claims (10)
1.一种由燕麦联产燕麦乳饮料与燕麦蛋白的方法，其特征在于所述方法的步骤如下：
A、原料预处理
使用除砂与磁选清理设备去除燕麦米原料中的有形异物，再用水漂洗，然后往经漂洗后的燕麦米中添加水，在室温下浸泡6～8h，接着用清水冲洗，沥干水分；
B、磨浆与调浆
往步骤A得到的预处理燕麦米中添加水，再使用磨浆设备将其研磨成浆料，让其浆料通过60～80目筛网，得到浓度为以干燕麦米重量计为18～24％的浆料，再使用柠檬酸水溶液将所述浆料的pH值调节至4.0～4.5，得到一种燕麦米浆料；
C、酶解
往步骤B得到的燕麦米浆料中添加中温淀粉酶，其添加量是所述燕麦米浆料中固形物重量的0.01～0.02％，混匀，再将这种混匀浆料加热到温度55～70℃，并在此温度下酶解反应1.0～3.0h，得到一种酶解料液；
D、灭酶
将步骤C得到的酶解料液加热至温度90～95℃，并在该温度下保持25～40min使酶灭活，接着过滤，收集滤液与滤渣；
E、燕麦乳饮料制备
将200～400重量份在步骤D得到的滤液、30～80重量份果糖、10～25重量份聚葡萄糖、8～20重量份奶粉、0.1～1.5重量份辅料与补足至1000重量份的水混合，在温度60～70℃下搅拌15～20min，使它们完全溶解，得到一种粗制燕麦乳饮料液；
接着，使用均质机让粗制燕麦乳饮料液在温度60～75℃与压力25～40MPa的条件下进行均质，接着真空脱气，再使用UHT在温度135～145℃下灭菌15～25s，得到所述的燕麦乳饮料。
F、燕麦蛋白的制备
步骤D得到的滤渣用水溶解得到浓度为以重量计14～22％的滤渣液，再使用无机酸水溶液将其pH值调节至4.5～5.0，加热至温度45～55℃后添加纤维素酶，其量是所述滤渣浆中干物质质量的0.4～0.8％，然后在这个温度下酶解反应1.5～2.0h，接着加热至温度75～85℃，这时使用无机碱水溶液将其pH值调节至7.5～8.0，并在这个温度下进行皂化反应1.5～2.0h，然后该皂化反应液使用温度为50～55℃的水稀释，该皂化反应液与水的体积比为1:1.0～1.5，再使用中空纤维膜过滤，收集浓度为以干物质重量计16～20％的截留液；再让所述截留液在进风温度180～185℃与出风温度80～85℃的条件下进行喷雾干燥，得到所述的燕麦蛋白。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤A中，往经漂洗后的燕麦米中添加水量是燕麦米重量的2～5倍。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤B中，所述柠檬酸水溶液的浓度是以重量计0.3～0.6％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤C中，所述中温淀粉酶的酶活是3000～6000U/mL。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤D中，酶灭活的料液用150～200目滤布进行过滤。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤E中，所述的辅料由0.01～0.3重量份微晶纤维素、0.01～0.3重量份结冷胶、0.01～0.3重量份卡拉胶、0.01～0.3重量份黄原胶、0.01～0.3重量份三聚磷酸钠或六偏磷酸钠与0.1～0.3重量份天然燕麦香精组成。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤F中，均质的粗制燕麦乳饮料液在压力0.1～1.0MPa的条件下真空脱气10～30min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤E中，所述的粗制燕麦乳饮料液使用均质机进行均质2～4次。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤F中，所述无机酸水溶液是浓度为以重量计8～12％的HCl水溶液；所述的无机碱水溶液是浓度为以重量计8～12％的NaCl水溶液。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤F中，所述中空纤维膜的膜孔径是40～50nm，过滤压力是0.7～0.9kPa。
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