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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10.0 mg/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 7.08.0 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 尿酶活性 稳定性 90 10 弱阳性 - 100 5 弱阳性 + 110 1 阴性 + 120 0.5 阴性 + 130 0.15 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 均质温度 豆奶粉稳定性系数 15 70/80 91.2/92.6 20 70/80 94.9/96.8 25 70/80 97.1/97.8 30 70/80 97.9/98.5 35 70/80 98.9/98.3 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 7080， 均质压力为 2535MPa 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 150170 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 7080，均质压力为 2535MPa 为宜；调配时 pH 控 制在 78 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 150170， 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