浅析大豆蛋白饮料生产技术

大豆蛋白饮料历史悠久,早在公元前年,我国就发明了豆浆和豆腐。日本和美国等在我国豆浆生产方法的基础上开发了豆乳饮料。它的特点是无豆腥味、苦涩味和焦糊味及对人体无害的因子。豆乳在感官上接近牛乳,口感细腻,不沉淀、不分层,可以长期保存。

1、大豆蛋白饮料的分类

1)豆乳饮料

豆乳饮料是以豆粕为原料,经加热使豆粕中的大豆蛋白适度变性,用有机酸调整pH值,经酸性蛋白酶作用使蛋白水解,将水解后得到的蛋白降解产物经过离心分离过滤,再经过风味蛋白酶的进一步分解所得到的含多肽与氨基酸的大豆蛋白水解液。最后在经过风味调整、灭菌等工序制得的成品。

2)果汁豆乳饮料

果汁豆乳是一个复杂的不稳定体系,不但含有蛋白质、脂肪,还有较多的膳食纤维及其他不溶性成分。不同特性的大豆蛋白等电点不同,在酸化过程中易絮凝沉淀;豆渣纤维颗粒粒径较大,易发生自然沉降。此外,果汁中果胶、多酚等物质也能破坏大豆蛋白的稳定性。

2、大豆蛋白的加工工艺

1)豆乳饮料的加工工艺流程

大豆→选料→脱皮→酶钝化→磨碎→分离→调制→杀菌脱臭→均质→冷却→包装→成品

2)豆乳饮料加工的操作要点

(1)选料及原料的用量。

原料的质量至关重要,一定要保证选用优质原料,否则对产品的质量有很大的影响。使用劣质原料生产,不但产品的口味差,而且稳定性很差,蛋白质易变性,油脂易析出。在原料的用量上也很讲究,若用量过多则在生产过程中产生的油脂也会相应增多,这样制得的成品一般保存2~3天则会出现油层和沉淀。所以在原料用量上必须按照工艺可行性进行添加。

(2)脱皮。

一般采取干法脱皮,由脱皮机和辅助脱皮机共同完成,可以去除豆皮和胚芽。大豆的含水量一般在12%,脱皮率控制在90%以上,脱皮损失率在15%以下。

(3)酶钝化及制浆。

酶钝化是向灭酶器中通入蒸汽加热,大豆在螺旋输送器的推动下,在40s左右完成灭酶操作。制浆是灭酶后的大豆进入磨浆机中,同时注入相当于大豆质量8倍的80℃热水,也可注入0.25%~0.5%的碳酸氢钠溶液,以增进磨碎效果。经粗磨后的浆体再泵入超微磨中,使95%的固形物可以通过目筛,然后用沉降式卧式离心分离机使浆渣分离,生产过程连续进行,豆渣的水分控制在80%左右。

(4)杀菌与脱臭。

采用杀菌脱臭装置,将调制后的豆乳连续泵入杀菌脱臭装置中,蒸汽瞬间加热到℃左右,经约20s保温时间,再喷入真空罐中,罐内保持26.7kPa的真空度,喷入的高温豆乳,瞬时喷发出部分水分,豆乳温度立即下降到80℃左右。

(5)均质与包装。

均质压力为15~20MPa。均质后的豆乳经板式换热器冷却至10℃以下,送入储藏罐中进行无菌包装

3)酸豆乳饮料的生产流程

大豆→拣选除杂→漂洗→浸泡→酶钝化→磨浆→第一次调配(白砂糖、消泡剂、甜味剂)→加热、稳定剂→均质→冷却→第二次调配(微胶囊香料)→接种、发酵剂→灌装封口→发酵→冷却→成品。

4)酸豆乳饮料加工的操作要点

(1)选豆、除杂、洗豆。

选用颗粒饱满、无虫蛀无霉变的当年新豆,除去杂质,并用清水漂洗3~4次。

(2)浸泡。

用0.25%NaHCO3溶液常温下浸泡10~12h,其间每隔3h换一次浸泡液。

(3)酶钝化与磨浆。

用℃~℃蒸汽对大豆加热1min左右,然后用℃软水一起磨浆,豆水比为1:16。

(4)调配。

加入豆浆重8%的白砂糖和适量的消泡剂、乳糖、食盐等搅拌溶解。

(5)加热。

调配后的豆浆入冷热缸内,用蒸汽加热,温度达到90℃左右时,加入调配好的复合稳定剂,溶解均匀,继续加热到95℃后,保持30min。

(6)均质。

采用90℃、22.5MPa的压力进行均质。

(7)调配接种。

当温度冷却到41℃左右时,加入豆浆重3%的发酵剂和制备好的微胶囊香料。

(8)灌装封口。

用自动灌装封口机进行灌装封口。

(9)发酵。

在41℃条件下恒温发酵3小时左右,取出进行冷却后即为成品。

3、大豆蛋白饮料的主要添加剂

1)乳化稳定剂

大豆蛋白饮料中均含有一定量蛋白质和脂肪,这就决定了饮料乳状液具有热不稳定性。因此,一般采用由油脂乳化剂和增稠稳定剂两部分组成的复合型乳化稳定剂。

油脂乳化剂可解决脂肪的乳化问题,使其油脂均匀分布在饮料中而不上浮产生油圈;增稠稳定剂则能增加饮料的黏度,降低蛋白质分子之间的吸引力和凝聚力。

大豆蛋白饮料乳化稳定剂在使用时,一是不要任意增减用量;二是不要再添加其他乳化、稳定剂和盐类等添加剂,以免破坏其各种成分的平衡,影响其稳定性。

另外,色香味剂的添加也应采取慎重态度。笔者认为:增白剂是不允许添加的,只要工艺配方正确,香精可以不添加或尽可能少添加。

2)防腐剂

防腐剂的添加也有一定限制,苯甲酸钠或山梨酸钾只在酸性饮料中有较好的使用效果。蛋白饮料一般可添加尼泊金乙酯或丙酯,用量以不超过万分之一为宜,也可与山梨酸盐合用。

4、大豆蛋白饮料加工生产的四大要素

1)pH值

蛋白质分子由若干氨基酸分子以多肽键连接而成,分子表面分布有许多极性基团。这些极性基团与水分子之间的吸引力,使蛋白质分子在水中高度水化,在其他子周围形成水化膜,形成稳定的蛋白质胶体溶液。然而,溶液的pH值直接影响着蛋白质的水化作用。在蛋白质的等电点附近,水化作用最弱,溶解度最小;愈远离等电点则水化作用愈强,溶液越稳定。多数蛋白质等电点的pH值在4~6之间,有的到pH6.5左右,甚至接近pH7。为提高蛋白质的水化能力,保证饮料的稳定性,在不影响风味和口感的前提下,乳状液的pH值应远离植物蛋白的等电点。一般中性乳饮料的pH值选6.8~7.0;酸性乳pH值选3.7~3.9为宜。

2)杀菌

大豆蛋白饮料本身是优良的微生物培养基。灭菌豆奶暴露在空气中20分钟后,细菌即可达无法计数,由此可见无论哪个生产环节没有做好严格的杀菌工作,都可能导致饮料的劣变:如pH值下降,分层沉淀,腐败变质等。

人们往往不重视设备、容器、管道的严格消毒灭菌工作,在使用后、停产前仅用热水甚至冷水冲洗。

笔者认为,蛋白饮料最好连续生产,如要中断生产,在24小时以内,可分别在停机后和开机前用沸水将所有接触料液部分浸没冲洗10分钟以上;超过24小时,必须用65℃、2%烧碱水冲洗5分钟以上(如有结垢,应在洗净碱水后,再用2%硝酸液清洗5分钟以上),再用开水冲洗10分钟后备用。包装容器的杀菌清洗也至关重要。特别是玻璃瓶,往往是回收的,其内壁残存蛋白饮料,细菌无法计算。必须用65℃、2%浇碱水浸泡冲洗5~10分钟,或用5%常温烧碱水浸泡20分钟以上。

3)温度

微生物生长的最适温度在25℃~35℃左右,温度的升高,将使微生物的繁殖受到抑制,高温可导致大部分细菌“热致死”。在70℃以上可以杀灭大部分嗜冷菌和嗜温菌,嗜热菌的活性也受到抑制。因此,在生产过程中,尽早将料液的温度提高到70℃以上,并一直维持在70℃以上,这应当是大豆蛋白饮料生产温度的基本要求。

4)时间

由于时间越长,微生物污染的可能性越大,因此生产过程时间越短越好,饮料从磨浆至进入杀菌锅不应超过一小时,这应当是大豆蛋白饮料生产操作时间的基本要求。由于前工序的设备小而杀菌锅太大,因此料液要经长时间搁置才能装满一锅,造成时间延长,温度下降,所以饮料总是做不好。建议加强设备配套,批量宜小,节奏要快,温度要高,才能做出好的植物蛋白饮料。

5、提取大豆蛋白的方法

(1)根据样品重量(1g样品加入3.5ml提取液,可根据材料不同适当加入),准备提取液放在冰上。

(2)把样品放在研钵中用液氮研磨,研磨后加入提取液中在冰上静置(3~4小时)。

(3)4℃下用离心机离心rpm40分钟或11rpm20分钟。

(4)提取上清液,样品制备完成。

6、小结

大豆蛋白饮料与动物蛋白饮料相比,大豆蛋白饮料不含乳糖,不会引起“乳糖不适应症”。大豆蛋白饮料还含有丰富的钙、锌、铁等多种矿物质微量元素,为碱性食品,可以缓冲肉类、鱼、蛋、家禽、谷物等酸性食品的不良作用,且大豆蛋白饮料原料广泛,产量大,价格低廉,所以大豆蛋白饮料将成为最大的保健饮料。

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