CN107691654B - 一种提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法，包括，将浸泡后的植物蛋白原料进行磨浆得到磨糊；将所述磨糊在密闭条件下进行固液分离得到浆液，加热，冷却后与其他原料混合得到混合料液；将所述混合料液杀菌、接种发酵。我方发明提供的提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法，产品酸奶的风味、质构十分优秀，牛奶酸奶般柔滑细腻，风味饱满，具有豆香味与发酵奶香味，还具有清除自由基抗氧化的能力。

Description

一种提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法
技术领域
本发明属于植物蛋白加工技术领域，具体涉及一种提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法。
背景技术
植物蛋白存在于各种植物原料中，包括油料种子及果实，脱脂油料种子及果实粕，谷物种子，以及各种植物叶中。大豆含有丰富的优质植物蛋白，是一种典型的植物蛋白原料。大豆含有丰富的优质植物蛋白，是一种典型的植物蛋白原料，在食品加工中，特别是豆制品和植物蛋白饮料中的应用非常普遍。植物蛋白饮料和乳酸菌发酵植物蛋白乳等产品一般是以植物蛋白浆液为原料。
植物蛋白原料中存在多种能够催化氧化反应的酶，其中最主要的是脂肪氧合酶(LOX)和多酚氧化酶(PPO)。当植物蛋白原料保持完整时，氧化酶与内囊体膜结合在一起的，氧化酶与底物被细胞组织分隔在不同的区域，因此在天然状态下不发生酶反应。但将组织匀浆或损伤后酶与底物接触，这时如果有氧存在，则立即发生酶促氧化反应。
多不饱和脂肪酸的LOX催化氧化产物使植物蛋白浆液带有豆腥味或青草味；脂质氧化产生的自由基和不饱和醛类化合物还会进一步与蛋白质反应，降低蛋白质的营养价值和功能性质。多酚在PPO催化作用下氧化产生褐变，从而使植物蛋白浆液的色泽变深。因此，磨浆过程中的酶促氧化反应对产品质量有不利影响。
采用传统方法进行磨浆时，固相的植物蛋白原料与作为提取液的液相介质是通过不同的装置分别进入磨浆机，浆液则直接被甩出磨室流入储浆槽。由于浆液流出速率远远大于固相物料与液相介质进料速率之和，因而在磨浆机进口处产生明显的负压，造成大量空气被吸入磨浆区，空气中氧气与植物蛋白原料中的酶共同作用，催化各种氧化反应。空气被吸入还会产生大量泡沫，不易操作，需要加入消泡剂。
大豆酸奶在国内还基本上是空白，虽然近年来已经有一系列相关研究报道，但总体上大豆酸奶的的感官品质与牛奶酸奶相比存在较大差距。主要有两方面问题，一是大豆酸奶的风味较差，存在豆腥味、饭馊味、苦涩味等一系列不良风味，二是大豆酸奶的质地呈“豆腐状”的微观结构，与牛奶酸奶的柔滑糊状质构差距较大，且存在颗粒状，持水能力差等问题。因此，在保证纯植物蛋白的基础上，优选能够抑制大豆酸奶中异味发酵产物的产生，且能够提供大豆酸奶细腻柔滑质构的配料，此外，发酵条件是影响酸奶产品的重要因素，发酵时间的长短与发酵温度的高低对酸奶的风味与质构影响较大。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法的技术空白，提出了本发明。
因此，本发明的目的是解决现有技术中的不足，提供一种提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法，包括，将浸泡后的植物蛋白原料进行磨浆得到磨糊；将所述磨糊在密闭条件下进行固液分离得到浆液，加热，冷却后与其他原料混合得到混合料液；将所述混合料液杀菌、接种发酵。
作为本发明所述提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法的一种优选方案，其中：所述加热，其加热温度为80～130℃，加热时间为25～600s，加热温度与加热时间的乘积值为3000～5000。
作为本发明所述提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法的一种优选方案，其中：所述磨糊，其温度为15～35℃。
作为本发明所述提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法的一种优选方案，其中：所述植物蛋白原料，在单位时间内与所述磨糊质量比为1:3～4。
作为本发明所述提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法的一种优选方案，其中：所述冷却后与其他原料混合，其中，所述混合为搅拌混合，其搅拌速度为50～200rpm。
作为本发明所述提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法的一种优选方案，其中：所述混合料液，其中，所述浆液占所述混合料液质量的80～90％；所述浆液中的蛋白质占所述混合料液中的蛋白质质量的92～98％；所述浆液中的脂肪占所述混合料液中的脂肪质量的55～75％；所述浆液中的碳水化合物占所述混合料液中的碳水化合物质量的10～30％。
作为本发明所述提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法的一种优选方案，其中：所述杀菌，其中，杀菌温度为80～145℃，杀菌时间为25～800s，杀菌温度与杀菌时间的乘积值为50000～80000。
作为本发明所述提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法的一种优选方案，其中：所述其他原料包括白砂糖或葡萄糖。
作为本发明所述提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法的一种优选方案，其中：所述接种发酵，其发酵温度为30～45℃，发酵时间为120～500min，发酵温度与发酵时间的乘积值为18000～25000。
作为本发明所述提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法的一种优选方案，其中：所述磨浆，其中，磨浆所用液相介质为水，其电导率小于10μs/cm，溶氧量小于0.60mg/L。
本发明所具有的有益效果：
(1)我方发明提供的提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法，有效抑制酶促氧化反应，从而改善蛋白质浆液的风味和色泽；不需要对植物蛋白原料进行加热钝化，有利于增加蛋白质提取率；磨浆过程不产生泡沫，无需添加消泡剂。
(2)本方法制备的植物蛋白酸奶中的蛋白99％来源于植物蛋白，而目前市场上的植物蛋白酸奶均有添加动物蛋白。
(3)我方发明提供的提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法，产品酸奶的风味、质构十分优秀，牛奶酸奶般柔滑细腻，风味饱满，具有豆香味与发酵奶香味，还具有清除自由基抗氧化的能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为实施例4中涉及的豆浆风味物质对比图，横坐标为呈豆腥味的风味物质，纵坐标为对应物质的含量；
图2为实施例4中涉及的酸奶风味物质对比图，横坐标为呈豆腥味的风味物质，纵坐标为对应物质的含量；
图3为实施例5中涉及的实施例1、2大豆酸奶凝胶特性对比图；
图4为实施例6中涉及的DPPH抑制率测定对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
本发明所采用的的植物蛋白原料为2016年收获的东北产大豆；将大豆清洗后于25℃浸泡8小时，浸泡好的大豆磨浆，磨浆参数为：植物蛋白原料进料速率为140kg/h，进豆速率(折算为干豆)56.90kg/h，磨糊流出质量流量555kg/h，磨浆过程中压力表读数均大于0.1MPa，磨浆温度为30℃。固液分离得到浆液，进行加热处理，加热处理的条件为加热温度与加热时间的乘积等于3100，加热温度为80～130℃，加热时间为25～600s，加热完毕后冷却至室温。
为了配制100kg混合料液，取90kg豆浆，6kg的白砂糖，4kg葡萄糖，混合搅拌均匀，搅拌速度为200r/min，豆浆中蛋白质占混合料液蛋白质质量的95.02％，豆浆中脂肪占混合料液脂肪质量的59.34％，豆浆中碳水化合物占混合料液质量的20.05％。混合料液预热至60℃，18MPa均质后杀菌，杀菌条件为加热温度与加热时间的乘积为67500，杀菌温度为80～145℃，杀菌时间为25～800s，杀菌完成后冷却，接种，投入直投式发酵剂进行发酵，发酵剂添加量为0.2g/1000g发酵基料，发酵条件为发酵温度与发酵时间的乘积等于19500，发酵温度为30～45℃，发酵时间为120～500min，发酵结束后冷却至10℃，灌装后于4℃冷藏，制得大豆酸奶。
实施例2
本发明所采用的的植物蛋白原料为2016年收获的东北产大豆；将大豆清洗后于25℃浸泡8小时，浸泡好的大豆磨浆，磨浆参数为：植物蛋白原料进料速率为185kg/h，进豆速率(折算为干豆)56.90kg/h，磨糊流出质量流量555kg/h，磨浆过程中压力表读数均大于0.1MPa，磨浆温度为30℃。固液分离得到浆液，进行加热处理，加热处理的条件为加热温度与加热时间的乘积等于4800，加热温度为80～130℃，加热时间为25～600s，加热完毕后冷却至室温。
为了配制100kg混合料液，取92kg豆浆，6kg的白砂糖，4kg葡萄糖，混合搅拌均匀，搅拌速度为100r/min，豆浆中蛋白质占混合料液蛋白质质量的93.18％，豆浆中脂肪占混合料液脂肪质量的62.15％，豆浆中碳水化合物占混合料液质量的25.31％。混合料液预热至60℃，18MPa均质后杀菌，杀菌条件为加热温度与加热时间的乘积为67500，杀菌温度为80～145℃，杀菌时间为25～800s，杀菌完成后冷却，接种，投入直投式发酵剂进行发酵，发酵剂添加量为0.2g/1000g发酵基料，发酵条件为发酵温度与发酵时间的乘积等于19500，发酵温度为30～45℃，发酵时间为120～500min，发酵结束后冷却至10℃，灌装后于4℃冷藏，制得大豆酸奶。
实施例3
本发明所采用的的植物蛋白原料为2016年收获的东北产大豆；将大豆清洗后于25℃浸泡8小时，浸泡好的大豆磨浆，磨浆参数为：植物蛋白原料进料速率为140kg/h，进豆速率(折算为干豆)56.90kg/h，磨糊流出质量流量555kg/h，磨浆过程中压力表读数均大于0.1MPa，磨浆温度为30℃。固液分离得到浆液，进行加热处理，加热处理的条件为加热温度与加热时间的乘积等于4800，加热温度为80～130℃，加热时间为25～600s，加热完毕后冷却至室温。
为了配制100kg混合料液，取88kg豆浆，7kg的白砂糖，2kg葡萄糖,1.5kg植物油，0.6kg疏水性小肽，0.2kg非植物蛋白，混合搅拌均匀，搅拌速度为100r/min，豆浆中蛋白质占混合料液蛋白质质量的93.96％，豆浆中脂肪占混合料液脂肪质量的57.12％，豆浆中碳水化合物占混合料液质量的20.99％。混合料液预热至60℃，18MPa均质后杀菌，杀菌条件为加热温度与加热时间的乘积为67500，杀菌温度为80～145℃，杀菌时间为25～800s，杀菌完成后冷却，接种，投入直投式发酵剂进行发酵，发酵剂添加量为0.2g/1000g发酵基料，发酵条件为发酵温度与发酵时间的乘积等于52500，发酵温度为30～45℃，发酵时间为120～500min，发酵结束后冷却至10℃，灌装后于4℃冷藏，制得大豆酸奶。
实施例4
将实施例1制得的大豆酸奶以及制备过程中的豆浆与市售豆类酸奶(含动物蛋白)采用气质联用测定风味物质。风味物质的测定方法：5.0mL豆浆、酸奶加入10mL萃取瓶中，再加入1μL的内标物(2-甲基-3-庚酮，250μg·mL-1)，迅速旋紧盖子，置于已经预先设定好温度的60℃水浴中，将老化的固相微萃取针插入样品瓶，边搅拌边顶空吸附，萃取时间30min，搅拌速度600r·min-1。气相色谱条件为：DB-WAX色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)；柱温：起始40℃，保持3min；6℃·min-1升温至100℃；再以10℃·min-1升温至230℃，保持7min；内标法进行定量，利用2-甲基-3-庚酮作为内标标准物质，根据被测化合物和内标物的色谱峰面积之比，按照μg·ml-1计算被测组分的含量。样品中挥发性物质的萃取和测定均重复3次。检测结果见图1、图2。可见，我方发明提供的制备方法能够很好的去除豆浆的豆腥味，对豆浆的品质有很大的提升，本发明的磨浆方法制备的豆浆及大豆酸奶的风味清淡，风味物质种类及含量均较少。
实施例5
将实施例1与实施例2所得的大豆酸奶采用英国SMS公司的TA.XTPlus型质构仪对大豆酸奶的凝胶强度进行测定，选取圆柱形探头P25；测试前探头下降速度：1mm/s；测试速度：0.5mm/s；测试后探头回程速度：0.5mm/s；应变程度30％。
凝胶强度见图3所示，由图3分析可知，通过实施例1制备的大豆酸奶的凝胶强韧，而实施例2制备的大豆酸奶的凝胶偏弱。因此在大豆酸奶的生产中如何控制大豆蛋白的热变性程度，了解热处理温度与时间对大豆蛋白变性程度的影响，将有利于调控大豆酸奶的凝胶特性。
实施例6
将实施例1制得的大豆酸奶和市售牛奶酸奶进行DPPH抑制率测定，结果见图4，可见，我方发明制得的大豆酸奶具有优秀的清除自由基抗氧化的能力。
再将实施例1制得的大豆酸奶和市售牛奶酸奶进行氨基酸组成与含量测定，具体见下表。
Figure BDA0001439544130000071
实施例7
将实施例2与3制备的大豆酸奶随机编号进行感官评定，选取12名感官评定员，所有样品在发酵结束后，在4℃下后熟24h，并将样品放置在用三位数编码的塑料杯中，待温度上升至7～10℃，供感官评定员品尝。感官评定涉及五个指标：豆香味、发酵奶香味、酸度、组织状态、口感、和总体评价。评分标准为9分制，其中组织状态、口感和总体评价分数越高说明越喜欢；豆香味、发酵奶香味、酸度分数越高说明程度越大。然后将测试样品的编号随机改变，重复进行3次评价，平均得到最终评分，评价结果见下表。
由表3可以得到，对于大豆酸奶的产品的风味可以有很多形式呈现，实施例2制备的大豆酸奶比较贴切大豆自身的风味，而实施例3制备的大豆酸奶的发酵的奶香味更浓郁。
实施例1与实施例2制备的大豆酸奶的感官评定结果
Figure BDA0001439544130000081
注：角标显示不同字母的每列数据之间差异显著(P<0.05)。
另外，我方发明在研究中发现热处理会使大豆蛋白发生不同程度的变性，从而导致凝胶形成过程大豆蛋白聚集行为的改变，最终影响大豆蛋白的凝胶特性。不足或过度的变性对大豆蛋白凝胶的影响都不利，并且制备过程中的其他条件对大豆酸奶的凝胶特性也有着不同程度的影响。
由此可见，我方发明提供的提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法，有效抑制酶促氧化反应，从而改善蛋白质浆液的风味和色泽；不需要对植物蛋白原料进行加热钝化，有利于增加蛋白质提取率；磨浆过程不产生泡沫，无需添加消泡剂。本方法制备的植物蛋白酸奶中的蛋白99％来源于植物蛋白，而目前市场上的植物蛋白酸奶均有添加动物蛋白。我方发明提供的提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法，产品酸奶的风味、质构十分优秀，牛奶酸奶般柔滑细腻，风味饱满，具有豆香味与发酵奶香味，还具有清除自由基抗氧化的能力。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法，其特征在于：包括，
将浸泡后的植物蛋白原料进行磨浆得到磨糊，其中，所述磨糊，其温度为15～35℃；所述植物蛋白原料，在单位时间内与所述磨糊质量比为1:3～4；磨浆所用液相介质为水，其电导率小于10μs/cm，溶氧量小于0 .60mg/L；
将所述磨糊在密闭条件下进行固液分离得到浆液，加热，冷却后与其他原料混合得到混合料液；其中，所述加热，其加热温度为80～130℃，加热时间为25～600s，加热温度与加热时间的乘积值为3000～5000；
将所述混合料液杀菌，所述混合料液，其中，所述浆液占所述混合料液质量的80～90％，所述浆液中的蛋白质占所述混合料液中的蛋白质质量的92～98％，所述浆液中的脂肪占所述混合料液中的脂肪质量的55～75％，所述浆液中的碳水化合物占所述混合料液中的碳水化合物质量的10～30％；所述杀菌，其中，杀菌温度为80～145℃，杀菌时间为25～800s，杀菌温度与杀菌时间的乘积值为50000～80000；
接种发酵，其发酵温度为30～45℃，发酵时间为120～500min，发酵温度与发酵时间的乘积值为18000～19500。
2.根据权利要求1所述提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法，其特征在于：所述冷却后与其他原料混合，其中，所述混合为搅拌混合，其搅拌速度为50～200rpm。
3.根据权利要求1所述提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法，其特征在于：所述其他原料包括白砂糖或葡萄糖。
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