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第四章植物蛋白飲料加工技術 1 學習目的和要求 1 掌握植物蛋白飲料的基本概念與特點 2 掌握豆乳的生產原理 關鍵技術問題及典型生產工藝 3 熟悉其他類型植物蛋白飲料的特點 工藝流程 2 第一節(jié)概述 3 一 植物蛋白飲料概念 根據(jù)GB10789 2007用有一定蛋白質含量的植物果實 種子或果仁等為原料 經加工制得 可經乳酸菌發(fā)酵 的漿液中加水 或加入其他食品配料制成的飲料 其成品蛋白質含量不低于5g L 或不低于0 5 質量濃度 4 按加工原料的不同分成五大類 一 豆乳類飲料是以大豆為主要原料 經磨碎 提漿 脫腥等工藝制成的漿液中加入水 糖液等調制而成的制品 又分為純豆乳 大豆固形物8 以上 調制豆乳 大豆固形物5 以上 豆乳飲料 大豆固形物指標見書349頁 二 植物蛋白飲料分類 5 二 椰子乳 汁 飲料是以新鮮 成熟適度的椰子為原料 取其果肉加工制得的椰子漿中加入水 糖液等調制而成的制品 6 三 杏仁乳 露 飲料以杏仁為原料 經浸泡 磨碎等工藝制得的漿液中加入水 糖液等調制而成的制品 7 四 核桃乳 露 以核桃仁為原料經磨碎等工藝制得的漿液中加入水 糖液等調制而成的制品 8 五 花生乳 露 以花生為原料經磨碎等工藝制得的漿液中加入水 糖液等調制而成的制品 9 三 植物蛋白飲料的營養(yǎng)作用 一 營養(yǎng)豐富 二 有藥療作用 三 不會出現(xiàn)乳糖不適應癥 10 四 植物蛋白飲料在我國的發(fā)展 豆乳起源于我國 有兩千年的歷史 在我國唐朝 豆乳的加工技術傳到日本 以后又傳到世界各地 我國大陸地區(qū)從20世紀80年代開始規(guī)模生產豆乳飲料 20多年后已發(fā)展成為豆乳 核桃乳 杏仁乳 椰子乳等植物蛋白飲料百花齊放的局面 徐州 維維 豆奶 承德 露露 海南 椰樹 等成為知名植物蛋白飲料品牌 11 第二節(jié)豆乳飲料加工技術 12 一 大豆的化學成分及營養(yǎng)特性 大豆的營養(yǎng)成分主要有蛋白質 碳水化合物 脂肪 維生素 礦物質等多種物質 13 一 蛋白質及氨基酸 1 含量與營養(yǎng)性大豆含有30 40 的蛋白質 大豆蛋白質雖含蛋 甲硫 氨酸 蘇氨酸 胱氨酸較少 但其余的必需氨基酸均達到或超過世界衛(wèi)生組織的推薦值水平 質量接近完全蛋白質 2 加工特性可溶性蛋白質等電點為pH值 4 5 此時易沉淀析出 加熱過度會降低溶解度 14 二 脂肪 1 含量與營養(yǎng)性含量17 20 含有大量亞油酸 油酸和亞麻酸 占脂肪酸總量的80 以上 還含有豐富的維生素E 卵磷脂 脂肪消化吸收率可達97 5 對風味 口感有很大影響 2 加工特性卵磷脂是優(yōu)良的乳化劑 營養(yǎng)劑 對豆奶的穩(wěn)定性和口感有重要的作用 但大豆脂類在脂肪氧化酶作用下會產生豆腥 15 三 碳水化合物 1 含量與營養(yǎng)性含量20 30 左右 成分復雜 2 加工特性多數(shù)成分不能被人體直接吸收利用 棉子糖 水蘇糖能引起人體脹氣 腹瀉等 在浸泡 脫皮 除渣的豆乳加工工序中可以除去一部分 但加熱殺菌等工序對其沒有影響 其主要部分仍存在豆乳中 16 四 礦物質 大豆中礦物質含量約3 左右 以鉀 鎂 磷含量最高 五 維生素 大豆中含有較豐富的維生素 尤以B族維生素及維生素C較多 但在加工過程中維生素C容易被破壞 故大豆不作為維素C的來源 17 六 大豆異黃酮 是大豆生長中形成的一類次生代謝產物 生理作用 具有抗腫瘤活性 降血糖 抗氧化 抑制真菌活性等作用 風味特征 具有苦味和收斂性 如果其含量過高 會產生使人不愉快的味感 18 七 大豆的酶類與抗營養(yǎng)因子 1 酶類大豆中已發(fā)現(xiàn)的酶類有近30種 其中脂肪氧化酶 產生豆腥味 脲酶對產品質量影響最大 2 大豆抗營養(yǎng)因子有6種 其中胰蛋白酶抑制因子 大豆皂苷 脹氣因子 植物凝集素對產品質量影響得大 19 二 豆乳的營養(yǎng)價值和功能性 一 營養(yǎng)價值與牛乳 人乳相比1 大豆的蛋白質含量較高 脂肪 總糖含量較低 且不含膽固醇 2 鉀 磷 鐵的含量高而鈣含量不足 3 豆乳中的維生素主要是B族維生素和維生素E 而基本不含維生素A和維生素C 20 二 生理功能1 大豆低聚糖具有膳食纖維的部分生理功能 可以改善便秘 不會引起齲齒 2 有抗癌作用 3 具有抗血栓 提高機體的耐缺氧能力 減少體內脂肪 預防高血脂 高血壓及動脈硬化等效果 21 三 豆乳的生產工藝 大豆精選 清洗 浸泡 脫皮 磨漿 漿渣分離 調制 殺菌 真空脫氣 均質 冷卻 灌裝 包裝 成品 一 基本生產工藝流程 22 1 原料精選 選擇蛋白質含量較高的原料 用篩選 風選 去石機 磁選等去雜 2 清洗 一般用清水洗3遍 去除塵土和微生物 3 浸泡 1 目的 軟化組織結構 提高蛋白膠體分散程度 降低能耗 二 主要工藝要點 23 2 操作要點用3 4倍的水 水溫50 60 夏季8 10h 冬季16 20h 可加入0 5 的碳酸氫鈉 磨漿前調節(jié)pH至6 6以上 3 質量判斷干豆 泡好豆 1 2 0 2 2 豆皮平滑脹緊 豆粒輕搓分為兩瓣 24 4 脫皮 1 目的 除雜除菌 改善風味 縮短滅酶時間 2 技術要求 脫皮率80 90 3 方法干法 泡前脫皮 先干燥 再用磨碎機和各種分離裝置分離豆瓣和豆皮 濕法 泡后脫皮 常用膠輪式脫皮機 25 大豆干法脫皮機 大豆?jié)穹撈C 26 5 滅酶和去豆腥味 1 干熱法典型方法 輕度烘烤 在擠壓膨化過程中用蒸汽或加壓鈍化酶 消除其他抗營養(yǎng)因子 此法產品穩(wěn)定性不好 2 熱水浸泡法用于不脫皮生產工藝 典型工藝 95 水 浸泡30min 然后磨碎制漿 浸泡時可加入碳酸鈉 氫氧化鈉等堿性物質 鈍酶并降低低聚糖含量 27 3 熱磨法又稱 康奈爾 法典型工藝1 浸泡好的大豆加沸水 90 100 磨漿 并保溫10min 典型工藝2 用50 60 含0 2 NaOH的溶液中浸泡2小時 用清水洗凈后 邊加熱邊磨漿 此外 還有脫氧水磨法 蒸煮法等方法 28 6 磨漿 1 基本工藝加水量 一般為每千克泡好的豆加5 10kg水 一般采用二次磨漿 2 磨漿設備石磨破碎效果好 蛋白質溶出率高 但生產效率比較低 磨片大而笨重 占地面積大 易磨損 修復困難且費用高 29 30 砂輪磨特點 磨碎程度均勻 豆糊溫升低 質量好 得率高 有利于漿渣分離 磨的體積小 噪音低 生產能力大 耗電少 使用方便 31 砂輪磨原理圖 32 7 濾漿 工廠化機械濾漿方法主要有沉降式臥式離心機 三足式離心機 平篩濾漿 圓篩濾漿等 沉降式臥式離心機 見下圖 應用廣泛 它速度快 噪音低 動力小 分離效果好 33 沉降式臥式離心機原理圖 1皮帶罩2軸承盒3主軸4進料管5分離傘6離心轉子7出渣口8出漿口9外套10電機11機座12傳動輪 34 沉降式臥式螺旋卸渣離心機原理圖 35 36 8 調制 1 主要原輔材料 白砂糖及甜味劑 白砂糖用量為6 8 穩(wěn)定劑 常用的穩(wěn)定劑有CMC 海藻酸鈉 明膠 黃原膠等 用量0 05 0 1 乳化劑 常用的乳化劑有大豆磷脂 蔗糖酯 單甘酯等 用量0 003 0 5 其他 脂肪 香精香料 復合磷酸鹽 分散劑 營養(yǎng)劑 風味天然物等 37 2 配方設計原則風味 甜 香營養(yǎng) 補充維生素 無機鹽油脂 改善口感和色澤穩(wěn)定 通過添加穩(wěn)定劑 乳化劑和分散劑提高產品穩(wěn)定性 通常使用復合制劑 38 9 加熱殺菌 1 目的 殺菌 鈍酶 2 工藝要求常采用UHT 120 140 下加熱60s 其中采用直接噴射式加熱效果更好 39 10 脫臭 1 目的 去除不良氣味 降溫 避免蛋白質過度變性 避免氣泡溢出 避免褐變 2 工藝 一般采用真空脫臭 溫度750C以下 真空度26 7 10kPa 為消除泡沫 常使用消泡劑 如油腳 油角膏 硅有機樹脂 脂肪酸甘油脂等 3 脫氣裝置 一般為真空罐 見下頁 40 真空脫氣裝置 1擴散泵2脫氣罐3電控箱4出漿泵5真空泵 41 11 均質 1 目的改善口感 提高穩(wěn)定性 增加產品白度 2 工藝要求 高壓均質機 均質壓力 一般采用20 25MPa 均質溫度 80 90 之間 根據(jù)均質機性能而定 均質次數(shù) 增加均質次數(shù)可提高均質效果 普遍采用的是兩次均質 42 高壓均質機 43 12 灌裝 包裝 保溫桶 40C 瓶 塑料袋 復合蒸煮袋 無菌包裝系統(tǒng)除無菌充填包裝外 其他包裝形式還需 二次殺菌 44 大豆清選 脫皮 后清理 浸泡 磨碎 分離 脫臭 調制 均質 冷卻貯藏 超高溫殺菌 包裝 成品 丹麥奶制品承包公司豆乳生產工藝流程圖 45 大豆清選 脫皮 酶鈍化 磨碎 分離 調制 殺菌脫臭 均質 冷卻 包裝 成品 日本精研舍株式會社豆乳生產工藝流程圖 46 大豆清選 浸泡 磨碎 酶鈍化 分離 調制 澄清 超高溫殺菌 包裝 成品 瑞典阿伐 拉伐有限公司豆乳生產工藝流程 47 48 大豆清選 加熱 脫皮 蒸煮 磨碎 均質 調制 超高溫殺菌 包裝 成品 美國伊利諾斯州豆乳生產工藝流程圖 49 四 影響豆乳質量的因素及防止措施 一 豆乳的穩(wěn)定性影響蛋白飲料穩(wěn)定的因素主要有濃度 黏度 粒度 pH值 電解質 微生物以及工藝條件等 50 濃度 影響 蛋白質 蛋白質相互作用 發(fā)生絮凝而產生沉淀 蛋白質 脂類相互作用 有利于乳狀液的穩(wěn)定 這兩種相互作用都與蛋白質濃度有一定關系 措施 添加糖類等調節(jié)分散介質密度 使蛋白質濃度適當 51 粒度 影響 當豆乳黏度一定時 粒子直徑越大沉降速度越大 越不穩(wěn)定 措施 采用高壓均質 可選擇高壓均質機或膠體磨 選擇依據(jù)是即要避免蛋白質變性 又要使粒子微?；?52 pH 影響 溶液的pH值與蛋白質等電點pH值相差越大 豆乳越穩(wěn)定 措施 蛋白飲料的最終pH最好控制在7 8之間 浸提液選擇堿性緩沖溶液 pH控制在9 5左右 pH值的測定方法可用pH計測定 53 電解質及帶電物質 影響 溶液中若含有大量陽離子 如Ca2 Mg2 等時 體系的穩(wěn)定性將降低 電解質濃度在0 5 1mol l濃度時 具有 鹽析效應 酸性環(huán)境下 果膠 單寧 帶負電 等會使蛋白質沉淀 措施 使用去離子水 產品含果汁時 需對原料果汁酶解處理去果膠 單寧 54 5 乳化劑與大分子物質對穩(wěn)定性的影響適當使用乳化劑與大分子物質對穩(wěn)定性都有提高作用 6 微生物對穩(wěn)定性的影響降低穩(wěn)定性 55 二 豆乳不良風味的產生與防止 1 豆腥味 1 產生原因是大豆中脂肪氧化酶催化不飽和脂肪酸氧化的結果 56 2 豆腥味的防止 A 遠紅外加熱B 調節(jié)pH值脂肪氧化酶的最適pH值為6 5 在堿性條件下活性降低 至pH9 0時失活 在大豆浸泡時選用堿液浸泡 有助于抑制脂肪氧化酶活性 并有利于大豆組織結構的軟化 使蛋白質的提取率提高 57 C 加熱法包括干熱法 熱水浸泡法 熱磨法等 D 酶法利用蛋白分解酶 醛脫氫酶等作用于脂肪氧化酶活底物 去除豆腥味 58 2 苦澀味 1 產生原因由于多種苦澀味物質的存在 如大豆異黃酮 2 苦澀味的防止苦澀味的產生與其浸泡水的溫度和pH值有很大相關性 常見抑制方法 低溫下添加葡萄糖酸 內酯 鈍化酶的活性避免長時高溫添加香味物質等 59 在生產中 通過熱燙 浸泡 殺菌等加熱工序 基本可以達到去除這兩類抗營養(yǎng)因子的效果 三 生理有害因子的去除 60 四 脹氣變質造成原因 一般由微生物引起 控制措施 提高脫皮率和控制生產衛(wèi)生條件 五 口感不佳造成原因 配方不當 工藝非最佳方案 六 褐變造成原因 因加糖處理不當造成褐變 控制措施 注意對料液不要長期加熱和保溫 61 第三節(jié)其他蛋白飲料的生產簡介 62 一 杏仁乳 露 飲料 一 杏仁的營養(yǎng)價值和毒性營養(yǎng)價值 杏仁營養(yǎng)豐富 含豐富的蛋白質 維生素以及人體不能合成的7種必需氨基酸 此外還含有微量元素Ca P Fe K 其中Ca K P的含量分別為牛奶的3 4 6倍 63 藥用功能 杏仁還具有很高的藥用價值 如具有潤肺祛痰 止咳平喘 養(yǎng)顏潤膚 抗衰老抗癌的作用 毒性 杏仁中含有少量的氰化物 苦杏仁苷水解產物 64 二 主要原輔材料1 杏仁 一般用量為5 2 白砂糖及甜味劑 一般白砂糖用量為6 14 最佳8 左右 3 穩(wěn)定劑 常用的穩(wěn)定劑有耐酸性羧甲基纖維素 海藻酸鈉 瓜兒豆膠等 4 乳化劑 常用的乳化劑有大豆磷脂 蔗糖酯 單干酯等 5 其他 香精 酸味劑 調節(jié)PH 護色 復合磷酸鹽 調節(jié)PH 鹽 調味 增加穩(wěn)定性 等 65 三 罐裝杏仁乳飲料生產工藝流程杏仁 熱燙去皮 脫苦 消毒清洗 磨漿 過濾 調配 脫臭 均質 灌裝 滅菌 冷卻 檢驗 成品 四 工藝要點1 熱燙去皮先將杏仁放入90 95 的水中浸3 5min 使杏仁皮軟化 放入脫皮機中進行機械去皮或手工去皮 66 2 脫苦脫毒再將脫皮的杏仁放入50 左右的水中浸泡 每天換1 2次水 浸泡5 6d后撈出待用 通常夏季浸泡溫度稍低 時間稍短 冬季浸泡水溫可稍高 時間可適當延長 3 消毒清洗用0 35 的過氧乙酸浸泡杏仁進行消毒 大約10min后撈出 用水洗凈 67 4 磨漿一般分兩步完成 第一步一般用砂輪磨粗磨 加水量為杏仁的3 5倍 第二步用膠體磨細磨 使組織內蛋白質和油脂充分析出 磨漿時可添加0 1 的焦磷酸鈉和亞硫酸鈉混合液護色 5 過濾第一步可用篩布過濾分離漿渣 第二步可用高速離心機完成 杏仁糊微粒細度需達20 m以下 注意不要將油脂分離 以提高產品的香味 68 6 調配將杏仁漿送至調配罐加熱至80 90 將配料溶于溫水與杏仁漿混合均勻 調節(jié)pH值在7左右 加熱至沸 除去液面泡沫 調配時應嚴格控制好加熱溫度 時間 pH值 以防止蛋白質變性 影響飲料的質感 7 真空脫臭杏仁飲料在加工過程中極易產生異臭 一般采用真空脫臭 真空度一般在26 6 39 9KPa為佳 69 8 均質在生產中采用二次均質 第一次均質壓力為18 25MPa 第二次均質壓力為28 35MPa 均質溫度60 70 均質后的杏仁液粒度要求達到 5 m左右 70 9 包裝 殺菌 1 包裝 易拉罐 玻璃瓶或復合蒸煮袋 2 殺菌保持滅菌 先對漿液進行低溫巴氏殺菌 然后進行灌裝 灌裝后再進行二次殺菌 殺菌公式一般為10min 20min 15min 121 3 超高溫瞬時殺菌和無菌包裝技術聯(lián)用 71 五 杏仁露產品標準 主要包含 1 感官指標 色澤 滋味及氣味 組織狀態(tài) 雜質 2 理化指標 可溶性固形物含量 蛋白質含量 脂肪含量 重金屬含量 凈重 3 衛(wèi)生指標 細菌總數(shù) 大腸菌群 致病菌不得檢出 72 二 花生乳飲料加工工藝自學三 核桃乳飲料加工工藝自學四 椰子乳飲料加工工藝自學 73 作業(yè) 1 簡述豆乳的營養(yǎng)價值 2 豆乳的豆腥味是怎么產生的 生產中應如何克服 3 簡述豆乳穩(wěn)定性的主要因素及解決方法 4 試說明中國傳統(tǒng)豆?jié){與現(xiàn)代加工豆乳在工藝及產品質量上的異同 74 結束 75