CN115720937A

CN115720937A - 一种植物蛋白饮料原料的前处理方法以及应用

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Publication number: CN115720937A
Application number: CN202211525416.6A
Authority: CN
Inventors: 张晖; 雷阳; 朱玲; 吴港城
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2022-11-30
Filing date: 2022-11-30
Publication date: 2023-03-03
Anticipated expiration: 2042-11-30
Also published as: CN115720937B

Abstract

本发明提供了一种植物蛋白饮料原料的前处理方法以及应用，涉及食品饮料技术领域。所述植物蛋白饮料原料的前处理方法是通过在植物原料表面喷洒酶溶液低温烘烤，促进美拉德反应原料的产生，再通过高温烘烤，促进美拉德反应，得到的植物原料制成的燕麦饮料具有独特的烤燕麦香味和香甜顺滑的口感，有效改善了现有的燕麦蛋白饮料存在“腥味”的问题和口感“涩口”的问题，同时还赋予了燕麦蛋白饮料新的颜色。

Description

一种植物蛋白饮料原料的前处理方法以及应用

技术领域

本发明属于饮料技术领域，具体涉及一种植物蛋白饮料原料的前处理方法以及应用。

背景技术

近年来，由于乳糖不耐症和素食主义等等原因，“植物牛奶替代品”即通过植物提取的蛋白饮料日益火爆市场。然而调查显示，消费者们对于植物牛奶替代品即植物蛋白饮料的接受程度一般，他们将这些饮料描述为具有白垩口感，豆类饮料被描述为“油漆味”和“豆腥味”，风味和口感方面的问题严重制约着植物蛋白饮料的发展。由燕麦作为原料制成的燕麦蛋白饮料也存在着风味方面有“腥味”和口感方面有“涩口、苦味”的问题。

目前研究表明植物蛋白饮料的腥味来源于植物原料，与脂肪氧化酶的活性十分相关。脂肪氧化酶可以使不饱和脂肪酸氧化分解生成己醛、(E，E)-2，4-癸二烯醛、2-辛烯醛、1-辛烯-3-醇、2-戊基呋喃等物质，这些物质就是“豆腥味”的来源。加热的方法可以降低脂肪氧化酶的活性，现在工业上使用比较多的方法是烘烤、微波、炒制等，但是这几种方法都有一定的缺陷。比如烘烤的温度和时间控制不当，会产生糊味，进而会影响饮料的口感，导致涩口、苦味；炒制的温度不好控制，很容易产生糊味；微波对风味的改善效果小。

因此，亟待一种轻柔的原料前处理方式，并能够改善燕麦蛋白饮料的风味和口感。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种对植物蛋白饮料原料前处理方法，通过对植物原料加酶烘烤的方式，改善了燕麦蛋白饮料在风味上有“腥味”和在口感上有“涩口”的问题，并赋予了燕麦蛋白饮料新的颜色。

本发明的第一个目的是提供一种植物蛋白饮料原料前处理方式，包括以下步骤：

(1)将酶制剂溶解于温水里混匀后，均匀喷洒在植物原料表面；

(2)低温烘烤：将(2)中的植物原料在40-60℃中放置30min-180min；

(3)高温烘烤：将静置结束的植物原料放置在110-180℃中烘烤10min-60min。

在本发明一种实施方式中，所述酶制剂包括中温α-淀粉酶、β-淀粉酶、复合蛋白酶中的一种或多种；优选的，酶制剂为中温α-淀粉酶、β-淀粉酶、复合蛋白酶。

在本发明一种实施方式中，所述酶制剂的添加量，以植物原料重量百分比计：中温α-淀粉酶0.1％-0.5％、β-淀粉酶0.1％-0.5％、复合蛋白酶0.2％-1％。

在本发明一种实施方式中，所述步骤(1)的温水的温度在40-60℃，温水与植物原料重量的比例为1:1-4。

在本发明一种实施方式中，所述植物原料包括燕麦、豆类。

在本发明第二个目的是将上述植物蛋白饮料原料前处理方式应用到植物蛋白饮料中的。

在本发明一种实施方式中，所述植物蛋白饮料的制备方法，具体包括以下步骤：

A：燕麦原料经前处理后，磨粉粉碎得到燕麦粉；

B：将所述燕麦粉与热水以1:6-10的比例均匀混合，水温在80-95℃，得到燕麦糊，倒入胶体磨进行磨浆，得到第一燕麦浆；

C：在所述燕麦浆进行加入中温α-淀粉酶进行第一次酶解处理，得到第二燕麦浆；

D：将第二燕麦浆降温到50-65℃，加入混合酶制剂后酶解30-60min，得到第三燕麦浆；

E：将第三燕麦浆加热至90-95℃进行灭酶处理，时间为10-20min；

F：对灭酶处理后的燕麦浆在3000-4000rpm进行离心分离，时间为3-10min，得到燕麦液；

G：在燕麦液中加入植物油、无机盐调节pH后，在20-40MPa的压力下均质处理1-3遍；

H：将均质后的燕麦液采用UHT高温瞬时杀菌进行灭菌处理，温度是130-140℃，时间是5-15s，灌装后得到燕麦蛋白饮料成品。

在本发明一种实施方式中，所述燕麦原料是去皮燕麦粒。

在本发明一种实施方式中，所述中温α-淀粉酶的添加量是燕麦原料重的0.1％-0.5％，第一次酶解处理的酶解温度是60-75℃，时间是10-30min。

在本发明一种实施方式中，所述混合酶制剂包括β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、复合蛋白酶、蛋白质谷氨酰胺酶中的一种或多种。

在本发明一种实施方式中，所述的β-淀粉酶的加入量为植物原料原料重量的0.1％-0.5％，所述葡萄淀粉酶的加入量为植物原料原料重量的0.1％-0.5％，所述复合蛋白酶的加入量为植物原料原料种量的0.1％-0.8％，所述的蛋白质谷氨酰胺酶加入量为植物原料原料重量的0.1％-0.5％。

在本发明一种实施方式中，植物油为花生油、菜籽油、大豆油、玉米油、芝麻油中的至少一种，植物油的添加量是燕麦液重量的2％-5％。

在本发明一种实施方式中，无机盐为氯化钠、碳酸钙、碳酸钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠、磷酸三钙、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种或多种组合；当无机盐为氯化钠、碳酸钙、碳酸钠时，其添加量是燕麦液重量的0.05％-0.1％；当无机盐为磷酸三钙、柠檬酸、柠檬酸钠时，其添加量是燕麦液重量的0.05％-0.1％；当无机盐为磷酸氢二钾、磷酸氢二钠时，其添加量是燕麦液重量的0.2％-0.5％。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

本发明提供的植物蛋白饮料原料处理方式，使用淀粉酶和蛋白酶水解植物原料表面产生大量美拉德反应的原料，烘烤加速美拉德反应，在短时间内就能明显改善植物原料风味，没有引入糊味，并且通过这种方式制成的饮料颜色新颖。

本发明提供的上述植物蛋白饮料原料处理方式能够广泛应用于燕麦蛋白饮料的制备过程中。

本发明提供的饮料制备方法，燕麦原料经上述前处理方法处理后，糊化后得到燕麦浆，酶解后得到燕麦液，再经调配均质后得到燕麦蛋白饮料。上述工艺简单易操作，制成的饮料稳定性良好，不需要另外添加稳定剂。

附图说明

图1为实施例1-4电子舌测定雷达图

图2为对比例1-5电子舌测定雷达图

图3为实施例1-4感官评定雷达图

图4为对比例1-5感官评定雷达图

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下列实施例中所适用的燕麦粒购自谷之禅张家口食品有限公司，中温α-淀粉酶、β-淀粉酶、复合蛋白酶、糖化酶均来自诺维信生物技术有限公司，蛋白质谷氨酰胺酶来自日本天野酶制剂公司。其中，中温α-淀粉酶标准活性是480KNU/g，葡萄糖淀粉酶1600AGU/g，β淀粉酶5000BAMU/g，复合蛋白酶1.5AU-N/g，蛋白质谷氨酰胺酶100GTU/g。

实施例1

原料前处理：

(1)将燕麦原料总重0.2％的中温α-淀粉酶、0.2％的β-淀粉酶、0.5％的复合蛋白酶溶于55℃的水中，水与燕麦原料的比例是1：2，完全溶解后均匀喷洒在去皮燕麦粒表面；

(2)处理完后放置在55℃的烘箱中烘烤1h；

(3)步骤(2)结束后放置在130℃的烘箱中烘烤45min。

植物蛋白饮料的制备：

A：燕麦原料经前处理后，磨粉粉碎得到燕麦粉；

B：将所述燕麦粉与90℃的水以1：8的比例均匀混合，得到燕麦糊，倒入胶体磨进行磨浆，得到第一燕麦浆；

C：将第一燕麦浆降温至70℃，加入燕麦原料重0.1％的中温α-淀粉酶，酶解20min，得到第二燕麦浆；

D：将第二燕麦浆迅速降温到55℃，加入燕麦原料重0.1％的蛋白质谷氨酰胺酶和0.1％的β-淀粉酶，酶解45min，得到第三燕麦浆；

E：将第三燕麦浆加热至90℃进行灭酶处理，时间为15min；

F：对灭酶处理后的燕麦浆在3000rpm进行离心分离，时间为5min，得到燕麦液；

G：以燕麦液的总重计算，加入3％的菜籽油、0.06％的氯化钠、0.1％的磷酸三钙、0.5％的磷酸氢二钾后，在35MPa的压力下均质处理2遍；

H：将均质后的燕麦液采用UHT高温瞬时杀菌进行灭菌处理，温度135℃，时间是5s，灌装后得到燕麦蛋白饮料成品。

实施例2

原料前处理：将燕麦原料总重0.2％的中温α-淀粉酶和0.5％的复合蛋白酶溶于55℃的水中，水与燕麦原料的比例是1：2，完全溶解后均匀喷洒在去皮燕麦粒表面，处理完后放置在55℃的烘箱中烘烤1h，结束后放置在130℃的烘箱中烘烤45min。

其他步骤的实施与实施例1相同。

实施例3

原料前处理：将燕麦原料总重0.2％β-淀粉酶的和0.5％的复合蛋白酶溶于55℃的水中，水与燕麦原料的比例是1：2，完全溶解后均匀喷洒在去皮燕麦粒表面，处理完后放置在55℃的烘箱中烘烤1h，结束后放置在130℃的烘箱中烘烤45min。

其他步骤的实施与实施例1相同。

实施例4

原料前处理：将燕麦原料总重0.5％的中温α-淀粉酶、0.5％的β-淀粉酶、1％的复合蛋白酶溶于55℃的水中，水与燕麦原料的比例是1：2，完全溶解后均匀喷洒在去皮燕麦粒表面，处理完后放置在55℃的烘箱中烘烤1h，结束后放置在130℃的烘箱中烘烤45min。

其他步骤的实施与实施例1相同。

对比例1

原料前处理：将燕麦原料总重0.2％的中温α-淀粉酶、0.2％的β-淀粉酶、0.5％的复合蛋白酶溶于55℃的水中，水与燕麦原料的比例是1：2，完全溶解后均匀喷洒在去皮燕麦粒表面；处理完后放置在55℃的烘箱中烘烤2h，结束后放置在130℃的烘箱中烘烤45min。

其他步骤的实施与实施例1相同。

对比例2

原料前处理：将燕麦原料总重0.2％的中温α-淀粉酶、0.2％的β-淀粉酶、0.5％的复合蛋白酶溶于55℃的水中，水与燕麦原料的比例是1：2，完全溶解后均匀喷洒在去皮燕麦粒表面；处理完后放置在55℃的烘箱中烘烤1h，结束后放置在170℃的烘箱中烘烤45min。

其他步骤的实施与实施例1相同。

对比例3

原料前处理：将燕麦原料总重0.2％的中温α-淀粉酶、0.2％的β-淀粉酶、0.5％的复合蛋白酶溶于55℃的水中，水与燕麦原料的比例是1：2，完全溶解后均匀喷洒在去皮燕麦粒表面；处理完后放置在55℃的烘箱中烘烤1h，结束后放置在130℃的烘箱中烘烤20min。

其他步骤的实施与实施例1相同。

对比例4

参照实施例1，省略原料前处理的步骤(2)，其余条件不变。

对比例5

参照实施例1，省略原料前处理的步骤(3)，其余条件不变。

实施例1-4与对比例1-5产品品质对比如下：

1.挥发性风味成分分析

取样品5ml置于20ml顶空瓶中后置于加热装置中以250r/min，60℃萃取30min，萃取后迅速进样，解析5min。进样口温度为250℃，采用不分流的模式，载气为氦气，流速1mL/min；使用DB-WAX毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)，升温程序为：初始温度40℃，保持2min，以6℃/min升温至240℃，保持5min。电离方式为EI，电子能量70eV，离子源温度230℃，接口温度250℃，质量扫描范围m/z＝50-380。利用NIST进行检索并结合文献进行谱图解析，采用峰面积归一化法计算解析其中各种成分的相对含量，以百分数表示。

表1各样品的挥发性风味物质百分比含量对比

研究已知造成燕麦蛋白饮料产生“腥味”或者“油漆味”的物质有己醛、壬醛、1辛烯-3-醇、2-戊基呋喃等。从上表可以看出，与对比例5相比，实施例1、2、3、4加酶经高温烘烤制成的燕麦蛋白饮料挥发性风味物质中壬醛、己醛、2-戊基呋喃、1辛烯-3-醇的百分比含量都有明显下降，高温烘烤导致美拉德反应产生的甲基吡嗪、2，5-二甲基-吡嗪等吡嗪化合物增加，为燕麦蛋白饮料带来了坚果香、烤香、焦香等风味，同时具有焦香和烘烤香气的糠醛含量也有增加；实施例1和实施例2、3对比，可以看出蛋白酶分别与中温α-淀粉酶和β-淀粉酶的两种酶一起的效果没有三种酶一起的去腥味效果好；实施例4和实施例1相比，增加三种酶的浓度没有降低腥味物质的含量，说明实施例1中的三种酶的添加量已达到最佳；对比例1与实施例1对比可以看出延长低温烘烤的时间对燕麦蛋白饮料整体风味影响不大；对比例2与实施例1相比可以看出加酶高温长时间烘烤会导致吡嗪类化合物的大量增加以及糠醛的大量增加，导致燕麦蛋白饮料出现明显的焦糊味；对比例3与实施例1对比可以看出时间会影响烘烤程度，一定温度下烘烤时间越短，去腥味效果越差；对比例4与实施例1相比可以看出去掉酶解反应的低温烘烤步骤后，直接高温烘烤会导致吡嗪类化合物和具有焦糊味的糠醛大量生成。

2.电子舌测定

在进样前对电子舌进行传感器活化、校准、诊断。在环境温度为25℃下，以50mL的电子舌专用烧杯装样品，以采集与清洗交替进行数据采集。每个样品采集时间为120s，清洗时间10s，每秒采集1个数据，每个样品重复测定3次。

图1和图2是电子舌检测得到的雷达图，可以反映出不同前处理方得到的样品之间呈味特征的差异。其中，甜味的味感值最大，酸味的味感值最小，其他味感值介于两者之间。从图中可以看出，实施例1、2、3、4与对比例5主要在甜味、涩味、涩的回味上有差异，随着烘烤程度的加深，涩味和涩的回味减少，甜味增加；实施例1、2、3对比说明三种酶一起对燕麦蛋白饮料口感效果更好，实施例4和实施例1对比说明实施例1酶的添加量已达到最佳添加量；从对比例2、4的味感值可以看出甜味和涩味大幅度下降，产生苦味、苦的回味，原因可能是过度烘烤导致美拉德反应加重，产生类黑精等苦味物质；对比例1和实施例1的味感值差别不大，说明延长低温烘烤的时间对燕麦蛋白饮料口感影响不大；对比例3和实施例1相比，烘烤时间短，美拉德反应程度低，涩味下降幅度小。

3.感官评定

感官评定小组由10名经过专业训练的成员组成。感官评定采用10分制，0分表示无香气强度，5分表示中等香气强度，10分表示强烈香气强度，每个样品品评3次，取平均值为香气强度值。

由图3和图4感官评定雷达图可以看出，实施例1、2、3、4与对比例5相比，加酶经高温烘烤制成的燕麦蛋白饮料在色泽上有大幅度加深，涩味、青草味大幅度下降，焦糖味、烘烤味、坚果味大幅度提升，说明加酶高温烘烤处理植物蛋白饮料原料的方式能够有效改善植物蛋白饮料有“腥味”和“金属味”的问题。实施例1、2、3对比说明三种酶一起对燕麦蛋白饮料风味效果更好，实施例4和实施例1对比说明实施例1酶的添加量已达到最佳添加量；对比例2、4与实施例1相比，糊味大幅度提升，说明控制烘烤温度和低温烘烤反应时间对控制美拉德反应程度非常重要；对比例1和实施例1相比，说明延长低温烘烤的时间对燕麦蛋白饮料风味影响不大；对比例3和实施例1相比青草味和涩味强度较高，说明烘烤时间短，美拉德反应程度低，去腥味效果不好。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，本领域的技术人员应当理解：在本发明的技术构思范围内，对本发明的技术方案进行任何修改、变型、替换等，均属于本公开的保护范围。

Claims

1.一种植物蛋白饮料原料前处理方式，其特征在于，包括以下步骤：

(2)低温烘烤：将(2)中的植物原料在40-60℃中放置30min-180min；

2.根据权利要求1所述原料前处理方式，其特征在于，所述酶制剂包括中温α-淀粉酶、β-淀粉酶、复合蛋白酶中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述原料前处理方式，其特征在于，所述酶制剂的添加量，以植物原料重量百分比计：中温α-淀粉酶0.1％-0.5％、β-淀粉酶0.1％-0.5％、复合蛋白酶0.2％-1％。

4.根据权利要求1所述原料前处理方式，其特征在于，所述步骤(1)的温水的温度在40-60℃，温水与植物原料重量的比例为1:1-4。

5.根据权利要求1所述原料前处理方式，其特征在于，所述植物原料包括燕麦、豆类。

6.一种植物蛋白饮料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

A：燕麦原料经权利要求1～5所述方式前处理后，磨粉粉碎得到燕麦粉；

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述中温α-淀粉酶的添加量是燕麦原料重的0.1％-0.5％，第一次酶解处理的酶解温度是60-75℃，时间是10-30min。

8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述混合酶制剂包括β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、复合蛋白酶、蛋白质谷氨酰胺酶中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述的β-淀粉酶的加入量为植物原料原料重量的0.1％-0.5％，所述葡萄淀粉酶的加入量为植物原料原料重量的0.1％-0.5％，所述复合蛋白酶的加入量为植物原料原料种量的0.1％-0.8％，所述的蛋白质谷氨酰胺酶加入量为植物原料原料重量的0.1％-0.5％。

10.根据权利要求6所述方法，其特征在于，无机盐为氯化钠、碳酸钙、碳酸钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠、磷酸三钙、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种或多种组合。