关于豆奶粉的稳定性研究

摘要：豆奶粉稳定性受生产过程诸多因素的影响，本研究主要从对其影响较大的均质条件、pH值、杀菌条件、营养强化剂、浓度及干燥条件等工艺参数着手，通过研究影响豆奶粉稳定性的各种因素对比实验，找出提高豆奶粉稳定性的方法。关键词：豆奶粉蛋白质稳定性1前言大豆[1-2]含丰富的营养成分，含有40左右的蛋白质、18左右的脂肪和17的碳水化合物，此外还含有丰富的维生素。大豆蛋白质为优质蛋白质，含有人体必需的8种氨基酸，除了蛋氨酸稍低外，其余含量都较高，其氨基酸平衡优于其他植物蛋白，是一种重要的优质植物蛋白资源。中国大豆[3]资源丰富，且是高蛋白品种，而国外大豆大多是高脂肪品种，比较而言，我国大豆更适宜于生产植物蛋白制品。中国大豆还有一个优势就是，它是非转基因大豆，安全性更高，在国际市场上具有竞争优势，其市场上需求更大。豆奶的制备[4]是将大豆粉碎后，萃取其中水溶性成分，经离心过滤除去其中不溶物，即得豆奶。豆奶粉[5]是将浓缩后的豆奶经喷雾干燥而得到的固体粉末产品，具有贮存、携带和食用方便、便宜又富含营养等优点。但是，在豆奶的制备过程中，蛋白质粒子不稳定，倾向于凝集沉淀，严重时豆奶上部成为透明溶液，加工出来的豆奶粉冲调后稳定性[6]差，会出现明显的分层现象，其感官质量和营养价值均较差。2生产工艺2.1工艺流程2.2豆奶粉的质量指标2.2.1感官指标要求滋、气味：具有大豆特有的香味，口味纯正，无异味，基本无豆腥味和苦涩味。组织状态：粉状或微粒状，无结块，无硬粒，无焦粉。色泽：淡黄色或乳白色。冲调性：温水冲调后下沉快，易溶解。2.2.2理化指标要求蛋白质≥15脂肪≥8总糖≤60水分≤5溶解度≥88沉淀指数≤0.1不溶性膳食纤维≥1酸度≤10g/kg灰分≤3尿素酶活性—阴性砷≤0.5mg/kg铅≤1mg/kg铜≤10.0mg/kg食品添加剂-符合GB2760的规定2.2.3微生物指标细菌总数≤30000(个/g)大肠菌群≤90(个/100g)致病菌不得检出2.3实验处理豆奶粉的生产主要包括豆奶的制备、调配和喷雾干燥三大部分。其生产的主要过程是：先将大豆按一定的方法制成豆奶，然后按配方向豆奶中添加其他配料，最后经杀菌、均质和喷雾干燥制成豆奶粉。本研究按此工艺进行分析。2.3.1计算溶液中蛋白质的含量将大豆粉碎后，用足量的溶剂溶出可溶性物质，并将不溶物滤掉，定量滤液中的含氮量，就能算得蛋白质的含量，即它的溶出程度，即此时大豆蛋白质中可溶性大豆蛋白质所占的百分比。2.3.2测定大豆的等电点大豆蛋白质是两性电解质，在等电点时，达到蛋白质的溶解度最低。那么通过在不同的pH溶液中的溶解度就能测定大豆蛋白的等电点。2.3.3调节pH值通过调节豆乳的pH值[14]，测定豆乳中可溶性蛋白质的含量，即可测得此时蛋白质的溶解度，然后分析是否对豆奶粉的稳定性有影响。2.3.5调配时加入盐的分析在调配时加入不同种类和不同浓度的盐，分析不同种类的盐对豆奶中蛋白质的溶解度的影响。2.3.6浓度的影响调节豆奶喷雾干燥前的浓度，分析不同的浓度喷雾干燥后，豆奶粉蛋白质变性情况和对成品品质的影响。2.3.7分析其他加工工艺的影响分析杀菌、均质、喷雾干燥等工艺对蛋白质的变性情况和成品品质的影响，在杀菌过程中再定性测一下尿素酶的活性。3实验结果与分析豆奶粉溶解后形成的乳状液是是一种复杂的不稳定体系，既有蛋白质形成的悬浮液，又有脂肪形成的乳浊液，还有糖等形成的真溶液，易发生蛋白质及固体颗粒聚沉和脂肪上浮等分层现象。影响豆奶粉的稳定性因素主要是由大豆蛋白本身的一些性质，同时也受一些外界因素影响。本文就以上的分析研究进行讨论。3.1浓度对豆奶粉稳定性的影响豆奶浓度直接影响成品粉的质量，如果浓度过低，不但给干燥工艺增加了负担，浪费能源，而且干燥后的粉颗粒小，颜色淡；但如果浓度过高，将引起蛋白质的变性，同时由于浓度过高，导致物料粘度增大，使得喷雾干燥时雾化效果差，易产生潮粉。当其他条件一定时,浓度对豆奶粉质量的影响如表3-1所示。表3-1浓度对豆奶粉质量的影响浓度（）颜色颗粒蛋白质变性情况30-35白、淡黄小无35-40淡黄大无40-45黄、红较小少量由表3-1可知，浓度过低或过高对豆奶粉的颜色、颗粒、都有影响，直接影响成品的质量。浓度低蛋白质虽没有变性，但颗粒较小，影响喷雾效果；浓度过高，易使蛋白质变性。因此，采用35～40浓度为宜。3.2溶液pH值对豆奶粉稳定性的影响由上图可以看出，当溶液pH值4.3左右时，蛋白质的溶解度趋于最小，约为10；随着pH值增大，蛋白质的溶解度回升，在pH值为6.5时，蛋白质溶解度为85左右，当pH值再增加时，蛋白质的溶解度缓慢增大。所以，我们可以测出大豆蛋白的等电点为pH4.3左右。蛋白质分子是两性物质，当乳状液的pH值低于蛋白质等电点时，蛋白质便呈正离子状态；当溶液pH值高于蛋白质等电点时，蛋白质分子则成负离子状态。在等电点附近，水化作用最弱，乳状液越不稳定。所以为了促使豆乳中蛋白质充分解离，提高其水化能力，保证豆乳的稳定，乳状液的pH值应远离该蛋白质的等电点。对于溶液的pH值在生产过程中要注意调整，一般调节pH值在7.0～8.0左右。3.3强化钙对豆奶粉稳定性的影响豆奶中的蛋白质能溶于稀酸或稀碱，属于盐溶性蛋白质。用氯化钠、硫酸钾、氯化钙等中性盐溶解大豆蛋白时，溶解程度随盐的种类及浓度而有差异。一价金属盐能促使蛋白质的溶解，而蛋白质在氯化钙等二价金属的盐类溶液中的溶解度较小。因此，豆奶粉的生产过程要注意钙、镁等二价金属离子和其他多价电解质引起的蛋白质凝聚沉淀，不能盲目地对豆奶粉进行矿物质/，！/强化。豆奶粉中最常增补的钙盐以碳酸钙（CaCO3）最好，因其溶解度很低，不易造成蛋白质沉淀。3.4杀菌条件对豆奶粉稳定性的影响为了防止蛋白质变性，要控制好加热的时间和温度。这就要求杀菌的时间不能过长，温度不能过高，但又要消除抗营养因子。超高温瞬时杀菌近年来在豆奶粉生产中已经逐渐取代了原来的常压长时间杀菌，它采用135℃左右的超高温杀菌,仅用数秒钟即可达到杀菌的目的，减少了由于长时间高温引起的蛋白质变性的量。杀菌结束后应立即快速地进行冷却，防止脂肪析出和蛋白质的沉淀。表3-2杀菌条件对豆奶粉稳定性的影响热处理温度（℃）热处理时间（分钟）尿酶活性稳定性9010弱阳性-1005弱阳性1101阴性1200.5阴性1300.15阴性注：“ ”表示好，“ ”表示较好，“ ”表示很好，“-”表示差。3.5均质对豆奶粉稳定性的影响均质是生产优质豆奶粉不可缺少的工序，均质时脂肪和蛋白质进入高压均质机，由粗大的颗粒加工成极微细的颗粒，减缓粒子的沉降速度，从而形成均匀的分散体系，提高了豆奶粉的稳定性。均质后的豆奶在色泽和口感方面都有明显的变化：颜色乳白、具有柔和光泽、口感细腻、有豆奶特有的香味，均质条件对豆奶粉稳定性的影响见表3-3。表3-3均质条件对豆奶粉稳定性的影响均质压力（MPa）均质温度（℃）豆奶粉稳定性系数（）1570/8091.2/92.62070/8094.9/96.82570/8097.1/97.83070/8097.9/98.53570/8098.9/98.3由表3-3可以看出：随着均质 压力和均质温度的提高，稳定性呈现增加的趋势，但为了保证稳定、降低能耗的原则，目前豆奶粉生产中均质时温度一般控制在70～80℃，均质压力为25～35MPa进行均质比较适宜。3.6干燥条件对豆奶粉稳定性的影响豆奶粉厂的喷雾干燥设备一般都是布袋塔，这种塔生产豆奶粉时进风温度和排风温度对豆奶粉的稳定性影响很大，进风温度和排风温度越高，豆奶粉的含水量越低，溶解性也越差，而且色泽也差。粉体平均粒度与喷粉塔进出风温度成正比，温差大，生成的粉体团粒也大，但温度太高，会产生焦粉现象。所以进风温度要控制在150～170℃为宜，排风温度要控制在80℃左右；另外豆奶粉很容易粘结滤粉布袋，故生产中抖动布袋间隔时间应短于生产奶粉，一般在半个小时左右。4结论本研究根据工厂的生产工艺和实际操作，依据有关理论方面的知识，对豆奶粉的生产工艺生产过程进行分析，从而得出影响豆奶粉稳定性的主要因素。均质条件对豆奶粉的稳定性影响较大，均质时温度控制在70～80℃，均质压力为25～35MPa为宜；调配时pH控制在7～8左右，远离大豆蛋白质的等电点，防止蛋白质凝聚；为了减少蛋白质变性，应降低加热温度和加热时间；调配强化钙盐时，增补的钙盐以碳酸钙（CaCO3）最佳；控制豆奶浓度在35左右；喷雾干燥的进风温度要控制在150～170℃，排风温度80℃左右抖动布袋间隔时间在半个小时左右。本研究采用了工艺数据对比，从这些数据的比较中选出最优方案，帮助解决豆奶粉厂的实际生产中所出现的问题，具有实际运用价值。参考文献[1]赵晋府.食品工艺学[M].中国轻工业出版社，1999.[2]石彦国，任莉.大豆制品工艺学[M].北京：中国轻工业出版社，1996.[3]吴加根.大豆食品工艺学[M].北京:中国轻工业出版社，1997.[4]李里特.大豆加工与利用[M].北京：化学工业出版社，20__.40-42.[5]贺立东.豆奶稳定性探讨[J].饮料工业，20__，3（4）：36-38.[6]朱蓓薇.饮料生产工艺与设备选用手册[M].北京：化工工业出版社，20__.