高纤豆奶粉加工工艺研究

李勇等

摘要：实验以大豆为主原料，制作了富含大豆膳食纤维的高纤维豆奶粉。实验探讨了大豆的脱腥方法；比较了热风、真空、冷冻和喷雾等四种干燥方法获得的产品感官质量；采用液态法测定了样品脲酶活性；使用酶法和重量差量法结合测定了样品膳食纤维的含量。结果表明：采用二次浸泡热磨浆的方法脱腥效果良好，即在0.5%NaHCO3水溶液中，一次98℃浸泡，浸泡时间4min，二次80℃浸泡40min，浸泡豆水比均为1∶3，最后沸水磨浆，去除豆腥味效果最好；比較不同的干燥方法，结果采用喷雾干燥所得样品的感官质量最佳；样品脲酶活性测定结果为阴性；样品中膳食纤维含量测定结果为10.25%，表明所得样品属于高纤豆奶粉。研究得到的产品最佳配方为∶大豆与牛奶质量比为1∶1、再加入6%的蔗糖、15%的大米、 5%的小米，磨浆豆水比为1：7，此配方得到的样品色泽一致，口感细腻，是有浓郁豆香味的良好产品。

关键词：豆奶粉 高膳食纤维 去腥 干燥

中图分类号：TS275.4 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）16-0014-03

1 前言

我国种植大豆已有近5000年的历史，自古民间就有“可一日无肉，不可一日无豆”之说，据报道2013年全国大豆产量约1220万吨，巴西大豆年产量8600万吨，取代美国成为世界第一大豆生产国，2013年全球大豆产量2.68亿吨，增产2900万吨，13年中国进口大豆6000万吨，预计2014年达到7000万吨，可见我国是大豆生产与消费大国。大豆营养丰富，每100g大豆约含蛋白质38g、脂肪18g、碳水化合物27g（包括膳食纤维20.3g、糖类 7.7g）、热量412kcal，钙367mg、磷571mg、铁11mg、胡萝卜素0.4mg、维生素B10.79mg、维生素B20.25mg、尼克酸2.1mg，与等量的猪肉相比，蛋白质多1倍、钙多33倍、铁多26倍，而价格比猪肉便宜很多；美国食品和药物管理局已认定豆奶为健康食品，建议每个成年人每天喝4杯豆奶以降低体内胆固醇并延长寿命。大豆不仅富含蛋白质、不饱和脂肪酸和维生素等营养成分，还含有丰富的膳食纤维、卵磷脂、皂甙、大豆异黄酮、肌醇等生物活性成分。据日本豆乳协会统计，日本2013年生产豆乳产量264720KL，2012年各国人均年消费豆乳为：美国1.6L、加拿大2.7L、日本2.0L、马来西亚4.4L、泰国10.2L、韩国5.2L、中国0.9L、中国台湾4.7L、法国 0.5L、德国0.8L、瑞士3.1L。可见我国豆乳饮料仍有发展空间，徐州为全国最大的豆奶粉生产基地，拥有先进的系列豆奶粉加工设备与技术，本项目开发富含豆皮纤维系列速溶高纤豆奶粉在国内尚未见研究报道。本研究对人们的健康及本地豆奶产业的发展具有良好的促进作用。[1-4]

2.3.2 工艺操作要点

①浸泡与脱腥。比较大豆的干热处理、二次浸泡湿热磨浆、微波和加入风味掩盖剂等四种脱腥方法，采用适宜的湿热脱腥法，即大豆进行两次浸泡，第一次浸泡温度98℃，浸泡时间4min，第二次浸泡温度80℃，浸泡时间40min，浸泡时豆水比为1∶3。

②磨浆。浸泡好的大豆加热水先用豆浆机进行粗磨浆，然后用胶体磨进行细磨，减少豆渣生成量，提高大豆的利用率。

③滤渣。磨浆完成后，用120目滤网过滤，去除豆渣。

④均质。用30MPa作为均质压力，能够达到良好均质效果。

⑤杀菌。杀菌采用UHT保温杀菌6-8S。

⑥干燥。选用真空、冷冻、电热鼓风和喷雾等四种方法干燥，比较结果。

2.3.3 大豆脱腥的方法

本实验采用了以下4种大豆脱腥方法∶①干热处理法：大豆入水前，利用高湿热空气对大豆进行加热， 130℃，20S。②二次浸泡湿热磨浆法∶在0.5%NaHCO3水溶液中，第一次浸泡温度98℃，浸泡时间4min，后在80℃条件下，二次浸泡40min，浸泡豆水比均为1∶3，沸水磨浆。③微波法：在2450Hz下处理大豆240S，用以钝化脂肪氧化酶活性。④加入风味掩盖剂法：在产品中加入香味剂达到去腥目的[5]。

2.3.4 磨浆工艺参数确定的方法

实验进行了磨浆豆水比、豆奶比、蔗糖含量、大米含量、小米含量等单因素试验，然后根据实验产品的色泽、气味、组织状态、滋味，制定感官品质评分标准评价产品质量，感官评分方法和标准表略。

2.3.5 高纤豆奶粉干燥方法

冷冻干燥选用北京四环科技仪器厂的冷冻干燥机，设置实验参数：冷冻温度-50℃，冷冻时间30h。实验时将料液倒入培养皿，料液厚度为3mm，再将培养皿放入托盘中送入冷冻干燥机冷冻。

电热鼓风干燥选用连云港医疗器械设备厂的HGX-3A型电热鼓风干燥箱，设置实验参数∶干燥温度60℃，干燥时间24h。实验时将料液倒入培养皿，料液厚度为2mm，然后将培养皿放入电热鼓风干燥箱中干燥。

真空干燥选用南京磊润微波设备有限公司真空干燥机，设置实验参数：温度40℃，干燥时间48h。实验时将料液倒入培养皿，料液厚度为3mm，然后将培养皿放入真空干燥机干燥。

喷雾干燥用天津北洋化工的微型喷雾干燥机，设实验参数：离心喷雾，进风口温度160℃，排风口温度 80℃。实验时将料液倒入烧杯中，调试机器完毕后将进料泵放入烧杯中进行喷雾干燥[6]。

比较不同干燥方法对高纤豆奶粉感官质量的影响，选择较好的干燥方法。

2.3.6 脲酶活性测定方法

采用酚红法测高纤豆奶粉中脲酶活性。取0.2g豆奶粉粉末样品，置于25mL比色管中，加0.02g尿素，加酚红指示剂2滴，再加水20mL，充分摇匀15s。记录粉红色出现时间，并根据时间判断脲酶活性，颜色出现时间应少于15min。同时作空白对照试验。一般企业认为7～8min变色较为合适，测试对比结果见表3[7]。

2.3.7 膳食纤维含量测定方法

高纤豆奶粉中总膳食纤维的测定方法是结合酶法和重量差量法来测定。取四份相同的1g干燥样品，用α-淀粉酶在稳定加热的情况下进行液化，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。可溶性的膳食纤维是在乙醇溶液中的沉淀物。残留物过滤，通过乙醇、丙酮溶液洗涤，再烘干称重。其中一个样品用来化验不能消化的蛋白，另外一个进行灰化。因而，高纤豆奶粉中的总膳食纤维含量是消化后的残留物的重量减去不能消化的蛋白和灰分的质量，操作方法略[8]。

3 结果与分析

3.1 大豆脱腥的研究结果与分析

在四种去除豆腥方法中，干热处理法中的高湿热空气条件较难掌握；2450Hz条件下微波处理大豆240S以钝化脂肪氧化酶酶活效果不佳；风味掩盖剂法实验效果也不佳，且易生成新的不和谐气味。而二次浸泡湿热磨浆法的条件要求简单，操作容易，去腥效果相当明显，能够有效去除豆腥味。因此试验均采用二次浸泡湿热磨浆法，即在0.5%NaHCO3水溶液中，第一次浸泡温度98℃，浸泡时间4min，然后80℃浸泡40min，豆水比均为1∶3，沸水磨浆。

3.2 磨浆工艺参数的研究结果与分析

3.2.1 磨浆豆水比单因素研究结果与分析

分别使用1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10的豆水质量比进行磨浆，感官评价高纤豆奶质量，结果∶初期随着豆水比的增大，高纤豆奶粉的感官评分提高，豆水比达到1∶7时豆奶粉的感官质量最好，后段随豆水比增大会降低豆奶粉的感官评分，选1∶7作为磨浆的最佳豆水比进行实验。

3.2.2 豆奶比单因素研究结果与分析

大豆与鲜牛奶的质量比影响产品风味，分别用1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的豆奶比进行调配，得出高纤豆奶粉感官评价图，结果：随着牛奶比例的增大，产品的感官评分也逐渐提高。若选取更高的比例其牛奶会掩盖豆奶风味，因此选择1∶1、1∶2、1∶3作为正交试验条件。

3.2.3 白砂糖单因素研究结果与分析

用不同含量的白砂糖进行高纤豆奶粉调配，含糖量分别为4%、5%、6%、7%、8%进行试验，得出感官评价，结果：白砂糖的用量对豆奶粉感官质量的影响存在峰值，即随着白砂糖含量的增高，豆奶粉感官品质评分先升高后降低，因而选择5%、6%、7%作为正交试验条件。

3.2.4 大米单因素研究与分析

用不同含量的大米对豆奶粉的口感进行改善，用大米含量分别为5%、10%、15%、20%、25%进行试验，得出感官评分，结果：前期随着大米含量的升高豆奶粉感官评分逐渐升高，直至大米含量达到15%豆奶粉感官质量最好。因而选择大米含量10%、15%、20%作为正交试验条件。

3.2.5 小米单因素研究结果与分析

用不同含量的小米对豆奶粉的感官质量进行改善，分别用小米含量为1%、3%、5%、7%、9%进行试验，得出感官评分，结果∶前段随着小米含量的提高豆奶粉感官评分逐渐提高，直至小米含量达到5%豆奶粉感官质量最好。因而选择占豆浆牛奶料液3%、5%、7%的小米作为正交试验条件。

3.3 高纤豆奶粉最佳配方的研究结果与分析

为了能制造出风味好、口感细腻、有嗜好风味的高纤豆奶粉产品，根据所选单因素条件，采用正交试验优化高纤豆奶粉配方，实验因素水平表与结果见表4。

由表4看出，根据极差分析，因此感官品评因素为B﹥A﹥C﹥D，即白砂糖﹥豆奶比﹥大米﹥小米。实验结果表明，“A1B2C2D2”为最优组合，即豆奶比1∶1，白砂糖6%，大米15%，小米5%。最终得到的高纤豆奶粉质地均匀，色泽呈淡黄色或白色，有浓郁的豆奶香味，口感细腻，风味良好。

3.4 高纤豆奶粉干燥方法的研究结果与分析

对高纤豆奶粉进行干燥试验，分别比较选用了冷冻干燥、电热鼓风干燥、真空干燥、喷雾干燥四种方法。

各种干燥方法试验结果如下∶

①冷冻干燥所得样品色泽呈白色或淡黄色，质地均匀，但是颗粒粗细不一。豆香味较明显，口感较好。

②真空干燥所得样品色泽颗粒粗细不均匀，色泽呈白色，风味较好，口感细腻。

③热风干燥所得樣品呈黄色，色泽较差，感官质量较差，豆香味不明显，豆奶风味不足。

④喷雾干燥所得样品色泽均匀一致，豆奶粉颗粒粗细一致，感官质量优良，且豆奶香味浓郁，口感细腻，风味较好。

通过比较四种干燥方法所得豆奶粉样品，可以得知：喷雾干燥所得的样品在气味、色泽、滋味等感官方面表现较好，因而选择喷雾干燥作为高纤豆奶粉的干燥试验方法。

3.5 脲酶活性的测定结果与分析

脲酶活性测定实验中，样品、样品空白（不加尿素）、试剂空白（不加样品）在15min后均没有明显的颜色变化，对照表3液态法测大豆脲酶活性结果得知，样品中的脲酶活性为阴性。且经过多次试验，测定的脲酶活性仍保持一致，因此认为所得样品的脲酶活性为阴性。

3.6 膳食纤维含量的测定结果与分析

按膳食纤维含量测定方法，通过实验测得每1g样品中含有膳食纤维0.1025g。表5当标示“高”、“强化”或“富含”时须符合的规定。

本实验要求最终制得含高纤维素的豆奶粉，根据表5“当标示‘高、‘强化或‘富含时须符合的规定”[4]，可以得到以下结论∶试验所得样品每100g所含膳食纤维为10.25g，符合了固体每100g中所含膳食纤维大于等于6g即可标示为“高纤”，因此本实验所得豆奶粉样品可以称为“高纤豆奶粉”。

另外，根据食物成分表中大豆所含膳食纤维为15.5g每100g大豆，本实验中大豆的利用率为75%，经过折算约每100g样品中含有11.625g膳食纤维，与实验结果较一致，也可认定试验所得样品可称为“高纤豆奶粉”。

4 结语

实验以大豆为主原料，有效利用大豆膳食纤维，加入大米、小米、牛奶、白砂糖等辅料，经过去腥、磨浆、调配、均质、杀菌、干燥等工序，制成易于保存和饮用的高纤维豆奶粉。主要结论如下∶

（1）大豆磨浆宜采用二次浸泡湿热磨浆的方法，即在0.5%NaHCO3水溶液中，第一次浸泡温度98℃，浸泡时间4min，然后80℃二次浸泡40min，浸泡豆水比均为1∶3，沸水磨浆。此方法能够很好去除豆腥味。

（2）比较了真空、冷冻、热风及喷雾等四种干燥方法，结论喷雾干燥效果好，用此法得到的样品色泽良好、豆奶香味浓郁。

（3）测定脲酶活性表明：样品在15min后颜色均无变化，可知实验所制豆奶粉脲酶活性为阴性。

（4）定膳食纤维含量，实验所制得豆奶粉每100g中含有膳食纤维10.25g，符合营养标签标示“高”、“富含”或“强化”时须符合的规定∶固体每100g中所含膳食纤维大于等于6g即可标示为“高纤”。因而本实验制得了“高纤豆奶粉”。

（5）本实验所确定高纤豆奶粉最佳配方为∶大豆于牛奶比1∶1，加入白砂糖6%、大米15%、小米5%，磨浆豆水比为1∶7。此配方最终得到的高纤豆奶色泽呈淡黄色或白色，有浓郁的豆奶香味，口感细腻，风味良好。

参考文献

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[3]李勇，王书兰，等.蛋菌复合饮料工艺研究与产品开发[J].徐州工程学院学报，2013，28（4）16-19.

[4]吴映蓉.你吃对营养了吗？营养学博士告诉你不可不知的营养迷思[M].北京：生活.读书.新知三联书店，2011.

[5]日本豆乳协会，http：//www.tounyu.jp/index.html，2014.

[6]崔洪斌.大豆活性物質的开发与应用[M].北京：中国轻工业出版社，2001.

[7]任媛媛，陈湘宁，程永强.速溶豆粉的研究现状[J].食品科学，2004，25：233-236.

[8]Sima Saeidy；Javad Keramat；Ali Nasirpour .Physicochemical properties of calcium-fortified soymilk with microencapsulated and chelated calcium salt[J].European Food Research and Technology，2014，28（1）105-112.