高纖豆奶粉加工工藝研究

李勇等

摘要：實驗以大豆為主原料，制作了富含大豆膳食纖維的高纖維豆奶粉。實驗探討了大豆的脫腥方法；比較了熱風(fēng)、真空、冷凍和噴霧等四種干燥方法獲得的產(chǎn)品感官質(zhì)量；采用液態(tài)法測定了樣品脲酶活性；使用酶法和重量差量法結(jié)合測定了樣品膳食纖維的含量。結(jié)果表明：采用二次浸泡熱磨漿的方法脫腥效果良好，即在0.5%NaHCO3水溶液中，一次98℃浸泡，浸泡時間4min，二次80℃浸泡40min，浸泡豆水比均為1∶3，最后沸水磨漿，去除豆腥味效果最好；比較不同的干燥方法，結(jié)果采用噴霧干燥所得樣品的感官質(zhì)量最佳；樣品脲酶活性測定結(jié)果為陰性；樣品中膳食纖維含量測定結(jié)果為10.25%，表明所得樣品屬于高纖豆奶粉。研究得到的產(chǎn)品最佳配方為∶大豆與牛奶質(zhì)量比為1∶1、再加入6%的蔗糖、15%的大米、 5%的小米，磨漿豆水比為1：7，此配方得到的樣品色澤一致，口感細(xì)膩，是有濃郁豆香味的良好產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：豆奶粉 高膳食纖維 去腥 干燥

中圖分類號：TS275.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5336（2014）16-0014-03

1 前言

我國種植大豆已有近5000年的歷史，自古民間就有“可一日無肉，不可一日無豆”之說，據(jù)報道2013年全國大豆產(chǎn)量約1220萬噸，巴西大豆年產(chǎn)量8600萬噸，取代美國成為世界第一大豆生產(chǎn)國，2013年全球大豆產(chǎn)量2.68億噸，增產(chǎn)2900萬噸，13年中國進口大豆6000萬噸，預(yù)計2014年達到7000萬噸，可見我國是大豆生產(chǎn)與消費大國。大豆?fàn)I養(yǎng)豐富，每100g大豆約含蛋白質(zhì)38g、脂肪18g、碳水化合物27g（包括膳食纖維20.3g、糖類 7.7g）、熱量412kcal，鈣367mg、磷571mg、鐵11mg、胡蘿卜素0.4mg、維生素B10.79mg、維生素B20.25mg、尼克酸2.1mg，與等量的豬肉相比，蛋白質(zhì)多1倍、鈣多33倍、鐵多26倍，而價格比豬肉便宜很多；美國食品和藥物管理局已認(rèn)定豆奶為健康食品，建議每個成年人每天喝4杯豆奶以降低體內(nèi)膽固醇并延長壽命。大豆不僅富含蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸和維生素等營養(yǎng)成分，還含有豐富的膳食纖維、卵磷脂、皂甙、大豆異黃酮、肌醇等生物活性成分。據(jù)日本豆乳協(xié)會統(tǒng)計，日本2013年生產(chǎn)豆乳產(chǎn)量264720KL，2012年各國人均年消費豆乳為：美國1.6L、加拿大2.7L、日本2.0L、馬來西亞4.4L、泰國10.2L、韓國5.2L、中國0.9L、中國臺灣4.7L、法國 0.5L、德國0.8L、瑞士3.1L?？梢娢覈谷轱嬃先杂邪l(fā)展空間，徐州為全國最大的豆奶粉生產(chǎn)基地，擁有先進的系列豆奶粉加工設(shè)備與技術(shù)，本項目開發(fā)富含豆皮纖維系列速溶高纖豆奶粉在國內(nèi)尚未見研究報道。本研究對人們的健康及本地豆奶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有良好的促進作用。[1-4]

2.3.2 工藝操作要點

①浸泡與脫腥。比較大豆的干熱處理、二次浸泡濕熱磨漿、微波和加入風(fēng)味掩蓋劑等四種脫腥方法，采用適宜的濕熱脫腥法，即大豆進行兩次浸泡，第一次浸泡溫度98℃，浸泡時間4min，第二次浸泡溫度80℃，浸泡時間40min，浸泡時豆水比為1∶3。

②磨漿。浸泡好的大豆加熱水先用豆?jié){機進行粗磨漿，然后用膠體磨進行細(xì)磨，減少豆渣生成量，提高大豆的利用率。

③濾渣。磨漿完成后，用120目濾網(wǎng)過濾，去除豆渣。

④均質(zhì)。用30MPa作為均質(zhì)壓力，能夠達到良好均質(zhì)效果。

⑤殺菌。殺菌采用UHT保溫殺菌6-8S。

⑥干燥。選用真空、冷凍、電熱鼓風(fēng)和噴霧等四種方法干燥，比較結(jié)果。

2.3.3 大豆脫腥的方法

本實驗采用了以下4種大豆脫腥方法∶①干熱處理法：大豆入水前，利用高濕熱空氣對大豆進行加熱， 130℃，20S。②二次浸泡濕熱磨漿法∶在0.5%NaHCO3水溶液中，第一次浸泡溫度98℃，浸泡時間4min，后在80℃條件下，二次浸泡40min，浸泡豆水比均為1∶3，沸水磨漿。③微波法：在2450Hz下處理大豆240S，用以鈍化脂肪氧化酶活性。④加入風(fēng)味掩蓋劑法：在產(chǎn)品中加入香味劑達到去腥目的[5]。

2.3.4 磨漿工藝參數(shù)確定的方法

實驗進行了磨漿豆水比、豆奶比、蔗糖含量、大米含量、小米含量等單因素試驗，然后根據(jù)實驗產(chǎn)品的色澤、氣味、組織狀態(tài)、滋味，制定感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)評價產(chǎn)品質(zhì)量，感官評分方法和標(biāo)準(zhǔn)表略。

2.3.5 高纖豆奶粉干燥方法

冷凍干燥選用北京四環(huán)科技儀器廠的冷凍干燥機，設(shè)置實驗參數(shù)：冷凍溫度-50℃，冷凍時間30h。實驗時將料液倒入培養(yǎng)皿，料液厚度為3mm，再將培養(yǎng)皿放入托盤中送入冷凍干燥機冷凍。

電熱鼓風(fēng)干燥選用連云港醫(yī)療器械設(shè)備廠的HGX-3A型電熱鼓風(fēng)干燥箱，設(shè)置實驗參數(shù)∶干燥溫度60℃，干燥時間24h。實驗時將料液倒入培養(yǎng)皿，料液厚度為2mm，然后將培養(yǎng)皿放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥。

真空干燥選用南京磊潤微波設(shè)備有限公司真空干燥機，設(shè)置實驗參數(shù)：溫度40℃，干燥時間48h。實驗時將料液倒入培養(yǎng)皿，料液厚度為3mm，然后將培養(yǎng)皿放入真空干燥機干燥。

噴霧干燥用天津北洋化工的微型噴霧干燥機，設(shè)實驗參數(shù)：離心噴霧，進風(fēng)口溫度160℃，排風(fēng)口溫度 80℃。實驗時將料液倒入燒杯中，調(diào)試機器完畢后將進料泵放入燒杯中進行噴霧干燥[6]。

比較不同干燥方法對高纖豆奶粉感官質(zhì)量的影響，選擇較好的干燥方法。

2.3.6 脲酶活性測定方法

采用酚紅法測高纖豆奶粉中脲酶活性。取0.2g豆奶粉粉末樣品，置于25mL比色管中，加0.02g尿素，加酚紅指示劑2滴，再加水20mL，充分搖勻15s。記錄粉紅色出現(xiàn)時間，并根據(jù)時間判斷脲酶活性，顏色出現(xiàn)時間應(yīng)少于15min。同時作空白對照試驗。一般企業(yè)認(rèn)為7～8min變色較為合適，測試對比結(jié)果見表3[7]。

2.3.7 膳食纖維含量測定方法

高纖豆奶粉中總膳食纖維的測定方法是結(jié)合酶法和重量差量法來測定。取四份相同的1g干燥樣品，用α-淀粉酶在穩(wěn)定加熱的情況下進行液化，然后用淀粉葡萄糖苷酶消化，去掉淀粉，用蛋白酶去掉可消化的蛋白。可溶性的膳食纖維是在乙醇溶液中的沉淀物。殘留物過濾，通過乙醇、丙酮溶液洗滌，再烘干稱重。其中一個樣品用來化驗不能消化的蛋白，另外一個進行灰化。因而，高纖豆奶粉中的總膳食纖維含量是消化后的殘留物的重量減去不能消化的蛋白和灰分的質(zhì)量，操作方法略[8]。

3 結(jié)果與分析

3.1 大豆脫腥的研究結(jié)果與分析

在四種去除豆腥方法中，干熱處理法中的高濕熱空氣條件較難掌握；2450Hz條件下微波處理大豆240S以鈍化脂肪氧化酶酶活效果不佳；風(fēng)味掩蓋劑法實驗效果也不佳，且易生成新的不和諧氣味。而二次浸泡濕熱磨漿法的條件要求簡單，操作容易，去腥效果相當(dāng)明顯，能夠有效去除豆腥味。因此試驗均采用二次浸泡濕熱磨漿法，即在0.5%NaHCO3水溶液中，第一次浸泡溫度98℃，浸泡時間4min，然后80℃浸泡40min，豆水比均為1∶3，沸水磨漿。

3.2 磨漿工藝參數(shù)的研究結(jié)果與分析

3.2.1 磨漿豆水比單因素研究結(jié)果與分析

分別使用1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10的豆水質(zhì)量比進行磨漿，感官評價高纖豆奶質(zhì)量，結(jié)果∶初期隨著豆水比的增大，高纖豆奶粉的感官評分提高，豆水比達到1∶7時豆奶粉的感官質(zhì)量最好，后段隨豆水比增大會降低豆奶粉的感官評分，選1∶7作為磨漿的最佳豆水比進行實驗。

3.2.2 豆奶比單因素研究結(jié)果與分析

大豆與鮮牛奶的質(zhì)量比影響產(chǎn)品風(fēng)味，分別用1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的豆奶比進行調(diào)配，得出高纖豆奶粉感官評價圖，結(jié)果：隨著牛奶比例的增大，產(chǎn)品的感官評分也逐漸提高。若選取更高的比例其牛奶會掩蓋豆奶風(fēng)味，因此選擇1∶1、1∶2、1∶3作為正交試驗條件。

3.2.3 白砂糖單因素研究結(jié)果與分析

用不同含量的白砂糖進行高纖豆奶粉調(diào)配，含糖量分別為4%、5%、6%、7%、8%進行試驗，得出感官評價，結(jié)果：白砂糖的用量對豆奶粉感官質(zhì)量的影響存在峰值，即隨著白砂糖含量的增高，豆奶粉感官品質(zhì)評分先升高后降低，因而選擇5%、6%、7%作為正交試驗條件。

3.2.4 大米單因素研究與分析

用不同含量的大米對豆奶粉的口感進行改善，用大米含量分別為5%、10%、15%、20%、25%進行試驗，得出感官評分，結(jié)果：前期隨著大米含量的升高豆奶粉感官評分逐漸升高，直至大米含量達到15%豆奶粉感官質(zhì)量最好。因而選擇大米含量10%、15%、20%作為正交試驗條件。

3.2.5 小米單因素研究結(jié)果與分析

用不同含量的小米對豆奶粉的感官質(zhì)量進行改善，分別用小米含量為1%、3%、5%、7%、9%進行試驗，得出感官評分，結(jié)果∶前段隨著小米含量的提高豆奶粉感官評分逐漸提高，直至小米含量達到5%豆奶粉感官質(zhì)量最好。因而選擇占豆?jié){牛奶料液3%、5%、7%的小米作為正交試驗條件。

3.3 高纖豆奶粉最佳配方的研究結(jié)果與分析

為了能制造出風(fēng)味好、口感細(xì)膩、有嗜好風(fēng)味的高纖豆奶粉產(chǎn)品，根據(jù)所選單因素條件，采用正交試驗優(yōu)化高纖豆奶粉配方，實驗因素水平表與結(jié)果見表4。

由表4看出，根據(jù)極差分析，因此感官品評因素為B﹥A﹥C﹥D，即白砂糖﹥豆奶比﹥大米﹥小米。實驗結(jié)果表明，“A1B2C2D2”為最優(yōu)組合，即豆奶比1∶1，白砂糖6%，大米15%，小米5%。最終得到的高纖豆奶粉質(zhì)地均勻，色澤呈淡黃色或白色，有濃郁的豆奶香味，口感細(xì)膩，風(fēng)味良好。

3.4 高纖豆奶粉干燥方法的研究結(jié)果與分析

對高纖豆奶粉進行干燥試驗，分別比較選用了冷凍干燥、電熱鼓風(fēng)干燥、真空干燥、噴霧干燥四種方法。

各種干燥方法試驗結(jié)果如下∶

①冷凍干燥所得樣品色澤呈白色或淡黃色，質(zhì)地均勻，但是顆粒粗細(xì)不一。豆香味較明顯，口感較好。

②真空干燥所得樣品色澤顆粒粗細(xì)不均勻，色澤呈白色，風(fēng)味較好，口感細(xì)膩。

③熱風(fēng)干燥所得樣品呈黃色，色澤較差，感官質(zhì)量較差，豆香味不明顯，豆奶風(fēng)味不足。

④噴霧干燥所得樣品色澤均勻一致，豆奶粉顆粒粗細(xì)一致，感官質(zhì)量優(yōu)良，且豆奶香味濃郁，口感細(xì)膩，風(fēng)味較好。

通過比較四種干燥方法所得豆奶粉樣品，可以得知：噴霧干燥所得的樣品在氣味、色澤、滋味等感官方面表現(xiàn)較好，因而選擇噴霧干燥作為高纖豆奶粉的干燥試驗方法。

3.5 脲酶活性的測定結(jié)果與分析

脲酶活性測定實驗中，樣品、樣品空白（不加尿素）、試劑空白（不加樣品）在15min后均沒有明顯的顏色變化，對照表3液態(tài)法測大豆脲酶活性結(jié)果得知，樣品中的脲酶活性為陰性。且經(jīng)過多次試驗，測定的脲酶活性仍保持一致，因此認(rèn)為所得樣品的脲酶活性為陰性。

3.6 膳食纖維含量的測定結(jié)果與分析

按膳食纖維含量測定方法，通過實驗測得每1g樣品中含有膳食纖維0.1025g。表5當(dāng)標(biāo)示“高”、“強化”或“富含”時須符合的規(guī)定。

本實驗要求最終制得含高纖維素的豆奶粉，根據(jù)表5“當(dāng)標(biāo)示‘高、‘強化或‘富含時須符合的規(guī)定”[4]，可以得到以下結(jié)論∶試驗所得樣品每100g所含膳食纖維為10.25g，符合了固體每100g中所含膳食纖維大于等于6g即可標(biāo)示為“高纖”，因此本實驗所得豆奶粉樣品可以稱為“高纖豆奶粉”。

另外，根據(jù)食物成分表中大豆所含膳食纖維為15.5g每100g大豆，本實驗中大豆的利用率為75%，經(jīng)過折算約每100g樣品中含有11.625g膳食纖維，與實驗結(jié)果較一致，也可認(rèn)定試驗所得樣品可稱為“高纖豆奶粉”。

4 結(jié)語

實驗以大豆為主原料，有效利用大豆膳食纖維，加入大米、小米、牛奶、白砂糖等輔料，經(jīng)過去腥、磨漿、調(diào)配、均質(zhì)、殺菌、干燥等工序，制成易于保存和飲用的高纖維豆奶粉。主要結(jié)論如下∶

（1）大豆磨漿宜采用二次浸泡濕熱磨漿的方法，即在0.5%NaHCO3水溶液中，第一次浸泡溫度98℃，浸泡時間4min，然后80℃二次浸泡40min，浸泡豆水比均為1∶3，沸水磨漿。此方法能夠很好去除豆腥味。

（2）比較了真空、冷凍、熱風(fēng)及噴霧等四種干燥方法，結(jié)論噴霧干燥效果好，用此法得到的樣品色澤良好、豆奶香味濃郁。

（3）測定脲酶活性表明：樣品在15min后顏色均無變化，可知實驗所制豆奶粉脲酶活性為陰性。

（4）定膳食纖維含量，實驗所制得豆奶粉每100g中含有膳食纖維10.25g，符合營養(yǎng)標(biāo)簽標(biāo)示“高”、“富含”或“強化”時須符合的規(guī)定∶固體每100g中所含膳食纖維大于等于6g即可標(biāo)示為“高纖”。因而本實驗制得了“高纖豆奶粉”。

（5）本實驗所確定高纖豆奶粉最佳配方為∶大豆于牛奶比1∶1，加入白砂糖6%、大米15%、小米5%，磨漿豆水比為1∶7。此配方最終得到的高纖豆奶色澤呈淡黃色或白色，有濃郁的豆奶香味，口感細(xì)膩，風(fēng)味良好。

參考文獻

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