CN114642244A - 一种谷物浓浆及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种谷物浓浆及其生产方法。该生产方法包括以下步骤：原料浸泡；磨浆；酶解保持；浆渣分离；蒸汽喷射式灭酶；脱气；均质；冷却贮存；配料；以及超高温灭菌，在蒸汽喷射式灭酶的步骤中，将蒸汽直接喷入经浆渣分离后得到的谷物原浆，灭酶温度为105‑108℃，灭酶时间为70‑90s，在脱气的步骤中，脱气真空度为‑25～‑90kPa。通过在本发明的谷物浓浆的生产方法中应用蒸汽喷射式连续灭酶工艺，能够精确控制酶解时间、灭酶时间，保证淀粉酶在短时间内完全灭活并实现连续化生产，最大程度地减少生产时间，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用蒸汽喷射式连续灭酶工艺生产谷物浓浆的方法，属于植物基谷物灭酶生产加工技术领域。
背景技术
谷类作为传统主食，一直是老百姓餐桌上不可缺少的食物之一，在我国的膳食中占有重要地位。有研究发现，谷类食品的摄入与心脏病的发病几率有关，增加全谷类食物的摄入能使心脏病的发病几率平均降低26％。除了具有预防心脏病、中风、糖尿病的作用以外，谷类食物还有其他有益健康的功能，例如欧洲有研究发现高纤维膳食使结肠癌的发生率降低了25％，另一项美国方面的研究表明增加膳食纤维的摄入可降低肠息肉和腺瘤的发生率。
常见的谷物包括燕麦、小麦、黑麦、黑芝麻、薏米等，多富含蛋白质、淀粉及纤维。尤其是燕麦，其属禾本科植物，在大部分主要粮食作物之中其经济价值和营养价值最高，主要种植的地区集中在北半球的温带区域，而我国种植的燕麦主要是以裸燕麦为主。燕麦为众多全价营养谷物的一种，其富含蛋白质、矿物元素、维生素及膳食纤维等现代主要营养元素，其蛋白含有人体必需的八种氨基酸。燕麦中还具有保健作用的亚油酸、具有生物活性成分的皂苷和具有活性作用的多糖-葡聚糖。通常可以燕麦或全燕麦制品为原料，经浸泡、烘烤、蒸煮等处理后磨浆，直接添加辅料，经调配等加工工艺而制得燕麦谷物浓浆。
但是，目前谷物浓浆生产加工环节中为保证其成品口感清爽需采用淀粉酶水解淀粉，后续需增加灭酶环节以确保连续化生产中每批样品风味口感一致，国内关于谷物浓浆生产工艺的研究中，在灭酶环节主要采用罐内微压煮浆工艺。
发明内容
要解决的技术问题
然而，罐内微压煮浆工艺的升温降温时间较长，严重影响生产效率且对谷物(例如燕麦)蛋白破坏性较大，造成其成品出现蒸煮味重、口感粗糙、货架期底部沉淀量增多等问题。
解决问题的技术方案
本发明人通过研究国内外现有谷物产品中淀粉酶的灭酶技术，结合紫外分光光度计测定残留酶活并合理转化灭酶参数，提供了一种适用于谷物浓浆的蒸汽喷射式连续灭酶生产工艺。通过将蒸汽直接喷入谷物原浆的方式将其温度瞬间升到设定温度，经过一定时间的保温后，再通过闪蒸器使其瞬间冷却降温，并等量蒸发掉因蒸汽喷入增加的水分，该灭酶方式升温、降温速度较快，在同样的灭酶条件下，采用该方式灭酶谷物浓浆所受的热负荷较小，可以最大程度地使淀粉酶灭活同时降低谷物蛋白的变性率且有效保证灭酶的连续运行，提高生产效率。
本发明的目的是通过引入蒸汽喷射式连续灭酶工艺，利用蒸汽喷射式灭酶设备而实现瞬时升温，在确保淀粉酶完全失活的同时，解决传统微压煮浆灭酶引发的谷物原浆口感粗糙、货架期沉淀率高等问题，同时灭酶后降温匹配的脱气设备能够脱去部分气体及挥发性涩味物质，赋予产品口感顺滑、风味清新的特点。
具体地，根据本发明，提供：
[1]一种谷物浓浆的生产方法，其特征在于，
包括以下步骤：原料浸泡；磨浆；酶解保持；浆渣分离；蒸汽喷射式灭酶；脱气；均质；冷却贮存；配料；以及超高温灭菌，
在蒸汽喷射式灭酶的步骤中，将蒸汽直接喷入经浆渣分离后得到的谷物原浆，灭酶温度为105-108℃，灭酶时间为70-90s，
在脱气的步骤中，脱气真空度为-25～-90kPa。
[2]根据上述[1]所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，所述谷物为燕麦、小麦、黑麦、黑芝麻、薏米中的一种或多种。
[3]根据上述[1]所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，灭酶时间为80s，脱气真空度为-35～-60kPa。
[4]根据上述[1]所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，
在原料浸泡的步骤中，使用0.1-0.8重量％碳酸氢钠溶液作为浸泡水进行连续化浸泡处理，谷物与浸泡水的重量比例为1:(3-6)，浸泡温度为55-65℃，时间为5-10分钟。
[5]根据上述[1]所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，在磨浆的步骤中，原料与磨浆水的重量比例为1:(3-6)，磨浆水为0.04-0.08重量％的碳酸氢钠溶液，磨浆水的温度控制在60-70℃，磨浆时添加两种淀粉酶，添加量为谷物干重的0.4-1.2重量％。
[6]根据上述[3]所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，所述两种淀粉酶为选自α-淀粉酶、β-淀粉酶、真菌α-淀粉酶中的两种。
[7]根据上述[1]所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，在酶解保持的步骤中，保持温度为60-70℃，保持时间为300-600s。
[8]根据上述[1]所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，在浆渣分离的步骤中，通过离心分离除去混合谷物酶解液所含的残渣，离心分离的转速设为2000-3000rpm。
[9]根据上述[1]所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，在均质的步骤中，均质温度为70-80℃，均质压力为300-500bar，在冷却贮存的步骤中，将原浆冷却至1-10℃贮存，在配料的步骤中，配料温度为70-80℃，在超高温灭菌的步骤中，灭菌参数为140-144℃/6-10s。
[10]一种谷物浓浆，其特征在于，通过上述[1]～[9]中任一项所述的谷物浓浆的生产方法来生产。
有益效果
本发明提供一种适用于谷物浓浆的蒸汽喷射式连续灭酶工艺，该灭酶方式通过引入蒸汽喷射式灭酶设备并结合脱气装置实现瞬时升温降温，因谷物浓浆所用淀粉酶其自身的特性，决定采用高温短时灭酶工艺，其灭酶效果较好，该工艺的引入最大程度地减少了灭酶时间，同时避免因微压煮浆灭酶引发的蛋白变性、颗粒感重等问题。
具体实施方式
下面，为了进一步对本发明中技术特征、目的及有益效果进行更详细的阐述，对本发明的具体实施方式进行说明，但本发明的范围不局限于此。
本发明的一个实施方式提供一种谷物浓浆的生产方法，包括以下步骤：原料浸泡；磨浆；酶解保持；浆渣分离；蒸汽喷射式灭酶；脱气；均质；冷却贮存；配料；以及超高温灭菌，在蒸汽喷射式灭酶的步骤中，对谷物原浆进行灭酶处理，灭酶温度为105-108℃，灭酶时间为70-90s；在脱气的步骤中，将灭酶后的原浆进行脱气处理，脱气真空度为-25～-90kPa。
所述谷物可以列举燕麦、小麦、黑麦、黑芝麻、薏米等，可以选择其中的一种或多种。
在蒸汽喷射式灭酶的步骤中，可以在谷物磨浆酶解分离后引入蒸汽喷射式灭酶设备来处理谷物原浆，实现谷物浆快速升温降温。在特定的灭酶时间下灭酶温度的控制十分重要，灭酶温度过高会导致产品货架期沉淀率增加，灭酶温度过低则淀粉酶无法完全灭活，导致产品口感过甜而影响风味。可以通过优化灭酶工艺参数来确定谷物浓浆的最佳灭酶工艺参数(通过F0将微压煮浆灭酶参数95℃/1h进行转换、F0＝△t∑10(T-121)/10)。由此，确定最佳灭酶工艺参数为灭酶温度105-108℃、灭酶时间70-90s，灭酶时间优选为80s。
在脱气的步骤中，可以将灭酶后的原浆打入连续化脱气设备进行脱气处理。脱气设备能够脱去部分气体及挥发性涩味物质，赋予产品口感顺滑、风味清新的特点。脱气真空度设为-25～-90kPa，优选为-35～-60kPa。
在原料浸泡的步骤中，可以使用0.1-0.8重量％碳酸氢钠溶液作为浸泡水进行连续化浸泡处理，谷物与浸泡水的重量比例为1:(3-6)，浸泡温度为55-65℃，时间为5-10分钟，浸泡后谷物经沥干装置处理后与磨浆水混合研磨。
在磨浆的步骤中，可以采用研磨设备对谷物进行研磨处理，原料与磨浆水的重量比例为1:(3-6)，磨浆水为0.04-0.08重量％的碳酸氢钠溶液，磨浆水的温度控制在60-70℃，磨浆时添加两种淀粉酶，添加量为谷物干重的0.4-1.2重量％。
作为上述淀粉酶，可列举α-淀粉酶、β-淀粉酶、真菌α-淀粉酶等。可以选择上述中的任意两种淀粉酶。
在酶解保持的步骤中，可以使保持温度为60-70℃，保持时间为300-600s。因本发明中酶解采用在线酶解，因此酶解时间(即保持时间)较短为300-600s，另外，灭酶时间也较短为70-90s，而传统的微压煮浆灭酶参数为95℃/1h，导致酶解时间和灭酶时间较长，灭酶过程中淀粉酶继续发挥作用，会引发终产品口感偏甜，蒸汽喷射式连续灭酶工艺能够实现瞬时升温后续接保持管，做到精确控制酶解时间、灭酶时间，保证淀粉酶在短时间内全部灭活，并有效避免因加热时间较长导致的蛋白变性、货架期沉淀量增多等风险。
在浆渣分离的步骤中，可以调整分离机参数，使分离机转速为2000-3000rpm，分离除去混合谷物酶解液所含残渣。
在均质的步骤中，可以使均质温度为70-80℃，均质压力为300-500bar。
在冷却贮存的步骤中，可以将原浆冷却至1-10℃贮存。
在配料的步骤中，可以使配料温度为70-80℃，在超高温灭菌的步骤中，可以使灭菌参数为140-144℃/6-10s。
本发明的另一个实施方式还提供一种谷物浓浆，通过上述谷物浓浆的生产方法来生产。
本发明通过采用蒸汽喷射式灭酶工艺，实现了谷物浓浆的快速升温，同时结合灭酶保持工艺，能够精确控制酶解时间、灭酶时间，保证淀粉酶在短时间内完全灭活并实现连续化生产，最大程度地减少生产时间，降低生产成本。
本发明提供的蒸汽喷射式灭酶设备结合后续匹配的脱气罐，在迅速升温、降温以减少谷物蛋白变性的同时降低其货架期沉淀，并脱去谷物原浆中的挥发性涩味物质，使其保持特有的麦香味。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明并不限定于下述的实施例。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备，本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
另外，本发明中，没有特别说明的情况下，％是指重量％。
1、燕麦谷物浓浆的生产
实施例1
按照如下方法生产实施例1的燕麦谷物浓浆。
将燕麦与浸泡水按重量比例1:3进行连续化浸泡处理，浸泡水为0.50重量％碳酸氢钠溶液，浸泡温度为65℃，浸泡时间为10分钟。浸泡后燕麦经沥干装置处理后与磨浆水混合研磨，采用研磨设备对燕麦进行研磨处理，原料与磨浆水的重量比例为1:4，磨浆水为0.06重量％碳酸氢钠溶液，磨浆水温度控制在60℃，磨浆时加入两种淀粉酶(添加量：谷物干重的0.8重量％，其中α-淀粉酶0.3重量％、真菌α-淀粉酶0.5重量％)。然后，将燕麦浆在温度60℃的条件下保持300s，之后采用分离机除去混合谷物酶解液所含残渣，分离机转速设为3000rpm。然后，采用蒸汽喷射式灭酶设备(GEA蒸汽喷射式灭酶设备)处理燕麦浆，灭酶温度设为105℃，灭酶时间设为80s。将灭酶后的原浆打入连续化脱气设备(GEA脱气罐)进行脱气处理，脱气真空度设为-50kPa。之后在均质温度75℃、均质压力400bar的条件下进行均质。将原浆冷却至8℃贮存，之后在配料环节中将配料温度设为75℃，最后进行超高温灭菌，灭菌参数为143℃/6s。由此，得到实施例1的燕麦谷物浓浆。
实施例2
除了将灭酶温度设为108℃以外，其他工艺与实施例1一致，由此，得到实施例2的燕麦谷物浓浆。
比较例1、2
除了将灭酶温度分别设为100℃和110℃以外，其他工艺与实施例1一致，由此，分别得到比较例1、2的燕麦谷物浓浆。
对照例
在灭酶步骤中采用微压煮浆灭酶来代替蒸汽喷射式灭酶，灭酶参数设为95℃、1h，除此以外与实施例1同样地操作，得到对照例的燕麦谷物浓浆。
实施例1-2、比较例1-2、对照例的具体工艺参数见下表1。
[表1]
2、测试与评价
对于上述各实施例、比较例、对照例中得到的燕麦谷物浓浆，采用分光光度计来测定吸光值，与未经酶处理的燕麦浆进行对比，从而判定灭酶后样品的残留酶活。当吸光值大于0.05时测得的吸光值越小则表明样品中残留酶活越小。当吸光值小于等于0.05时表明样品中无残留酶活。
检测原理为：试剂盒检测，淀粉酶可以切割试剂盒底物上的特异性位点，从而释放可溶性蓝色染料，其中，蓝色的深浅与酶活力呈线性关系，当没有蓝色释放时，则可认为没有淀粉酶活力，同时通过分光光度计在595nm处进行比色，该方法可以定性检测是否存在残留酶活。
另外，检测上述燕麦谷物浓浆灭酶后的离心沉淀率(原浆沉淀率)，以评估其货架期稳定性。
检测方法：(1)准备离心管，标号后将空管在分析天平上依次称重，记为m0。为提高准确性，采用每个样品最少两个平行样的方式；(2)摇晃样品使内容物分布均匀，使用移液管或滴管从样品容器中心部位抽取样品10.0g至离心管中；(3)将离心管对称放入离心机中，设定离心参数：955G 12min，关严机盖后开始离心；(4)离心结束后取出样品将上层液体缓慢倒出，直立倒置在下层铺有滤纸的试管架中，放置10min；(5)倒置结束后，用滤纸将离心管口边缘及管口内壁残留的液体擦拭干净；(6)旋盖后在分析天上依次称量其重量，记为m1；(7)计算离心沉淀率：R＝(m1-m0)/10*100％。当离心沉淀率小于0.6％时样品稳定性好，成品可接受。
结果见下表2。
[表2]
由上述表1和表2可知：
在采用微压煮浆灭酶工艺的对照例中，当灭酶工艺参数为95℃、1h时，虽然能够保证样品中淀粉酶完全灭活，但其离心沉淀率较高，为2.5％，因此其货架期稳定性差。
在采用蒸汽喷射式连续灭酶工艺的实施例和比较例中，当灭酶温度为100℃时(比较例1)，虽然样品离心沉淀率低，但吸光值大于0.05，即样品中的淀粉酶并未完全灭活，当灭酶温度为105-110℃时能够保证样品中的淀粉酶完全灭活，但当灭酶温度上升至110℃时(比较例2)，其样品离心沉淀率显著升高，货架期稳定性变差。因此，燕麦谷物浓浆灭酶工艺及其参数优选实施例1、实施例2，即：采用蒸汽喷射式连续灭酶工艺，灭酶温度为105-108℃时，通过该工艺制备的样品中淀粉酶完全灭活，沉淀率在0.51-0.53％之间。
由此可说明，采用本发明中的蒸汽喷射式连续灭酶工艺能够保证淀粉酶完全灭活，样品中无残留酶活，且该工艺通过迅速升温降温的方式有效保护了谷物蛋白，降低了谷物原浆沉淀率，同时较短的灭酶时间与行业内现有的微压煮浆灭酶工艺相比最大程度地缩短了生产时间，显著提高了生产效率。
以上对本发明的实施方式和实施例进行了说明。但是，本发明不限于以上内容。例如，在所添加的淀粉酶相同或相近的情况下，本发明的蒸汽喷射式连续灭酶工艺也可以用于生产除燕麦谷物浓浆以外的产品，并且能够实现发明预期的产品效果。
产业上应用的可能性
根据本发明的谷物浓浆的生产方法，能够保证淀粉酶在短时间内完全灭活并实现连续化生产，最大程度地减少生产时间，降低生产成本。
Claims (10)
1.一种谷物浓浆的生产方法，其特征在于，
包括以下步骤：原料浸泡；磨浆；酶解保持；浆渣分离；蒸汽喷射式灭酶；脱气；均质；冷却贮存；配料；以及超高温灭菌，
在蒸汽喷射式灭酶的步骤中，将蒸汽直接喷入经浆渣分离后得到的谷物原浆，灭酶温度为105-108℃，灭酶时间为70-90s，
在脱气的步骤中，脱气真空度为-25～-90kPa。
2.根据权利要求1所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，所述谷物为燕麦、小麦、黑麦、黑芝麻、薏米中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，灭酶时间为80s，脱气真空度为-35～-60kPa。
4.根据权利要求1所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，
在原料浸泡的步骤中，使用0.1-0.8重量％碳酸氢钠溶液作为浸泡水进行连续化浸泡处理，谷物与浸泡水的重量比例为1:(3-6)，浸泡温度为55-65℃，时间为5-10分钟。
5.根据权利要求1所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，在磨浆的步骤中，原料与磨浆水的重量比例为1:(3-6)，磨浆水为0.04-0.08重量％的碳酸氢钠溶液，磨浆水的温度控制在60-70℃，磨浆时添加两种淀粉酶，添加量为谷物干重的0.4-1.2重量％。
6.根据权利要求3所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，所述两种淀粉酶为选自α-淀粉酶、β-淀粉酶、真菌α-淀粉酶中的两种。
7.根据权利要求1所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，在酶解保持的步骤中，保持温度为60-70℃，保持时间为300-600s。
8.根据权利要求1所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，在浆渣分离的步骤中，通过离心分离除去混合谷物酶解液所含的残渣，离心分离的转速设为2000-3000rpm。
9.根据权利要求1所述的谷物浓浆的生产方法，其特征在于，在均质的步骤中，均质温度为70-80℃，均质压力为300-500bar，在冷却贮存的步骤中，将原浆冷却至1-10℃贮存，在配料的步骤中，配料温度为70-80℃，在超高温灭菌的步骤中，灭菌参数为140-144℃/6-10s。
10.一种谷物浓浆，其特征在于，通过权利要求1～9中任一项所述的谷物浓浆的生产方法来生产。
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