脫腥豆奶及其制造方法

專利名稱：脫腥豆奶及其制造方法
技術領域：
本發明涉及大豆產品，尤其涉及一種確實脫除了豆腥味的豆奶以及該豆奶的制造方法。
背景技術：
豆奶及大豆制品的腥味是西方人接受大豆制品的最大障礙，近年來世界上更廣泛的人群對大豆的營養價值的認識和理解日益深刻，因此市場需求潛力也日漸擴大，在大豆產品的加工工藝研究中，大豆脫腥更成為研究的重點。各種技術或專利不斷出現，40多年來有記載和使用的豆奶脫腥方法主要有康乃爾大學法、伊利諾斯大學法、脫脂低溫豆粕法、高溫真空脫味法、高溫濕磨法、大豆脫皮法等等，這些技術的共同點就是利用加熱使大豆中的酶失活。因為自發現大豆中脂肪氧化酶是產生豆腥味的根源以來，研究滅活脂肪氧化酶方法一直延續了40多年，專利逾百，文獻數千，其所有的脫腥味技術都是建立在滅活脂肪氧化酶的基礎上。
大豆中脂肪氧化酶的滅活達到脫腥目的，不僅帶來了設備上的高投入，上述眾多技術的共同缺點是設備復雜、成本高(成套脫皮設備、潷淅分離機、真空高溫脫臭機等)，而且還造成蛋白質提取率下降，豆奶口感淡而稀薄等缺點。在口味上，即使滅活脂肪氧化酶脫除了豆腥味，但通常還會引進新的異味。

發明內容
本發明人在對大豆性質進行深入研究的基礎上，提出了一種脫除大豆腥味的方法。進而提出了一種完全不同于上述現有技術和思路的豆奶制造工藝，得到的豆奶不僅完全脫除了豆腥味，而且沒有產生由于酶制劑的使用或高溫工藝所帶進的其它異味。
大豆中存在著復雜的酶系統，維系其生命活力及發芽生長。其中的蛋白水解酶在通常條件下并不表現活性，也就未引起研究者的注意。本發明的關鍵就在于意識到蛋白酶的存在，發明了激活大豆自身的蛋白酶的方法，進而實現大豆蛋白的水解，大豆蛋白酶水解后的豆漿或豆奶除了蛋白和多糖利用率提高外，沒有了豆腥味，而且這種方法生產的豆奶口感還更加濃厚、滑潤，飲后喉部也沒有了顆粒感。所以，本發明的方法與現有技術的最大區別在于完全拋開對脂肪氧化酶的關注，不但不滅活酶而是設法激活大豆中的蛋白酶，使經過大豆蛋白酶水解的豆奶不僅去除了豆腥味，且提高了營養成分的含有量。
本發明是利用被激活的大豆和花生等原料中的蛋白水解酶酶解豆漿或豆糊，達到去除豆腥味的效果。本發明提出的脫除豆腥味的方法，其特征在于，向大豆漿料中加入其中的蛋白水解酶預先已經被激活的漿液作為“激活劑”，使大豆漿料在自身所含大豆蛋白酶的作用下發生水解反應，該水解反應包括控制pH值在6.5～8.5，30～65℃溫度下維持攪拌，使大豆中所含的蛋白酶在“激活劑”的作用下被激活的過程。經該方法脫腥后的豆糊可以用于制造豆漿、豆奶以及酸豆乳等產品。
可以理解，實施本發明方法首先需要得到用于啟動酶解反應的“激活劑”(其中已經含有了經任何可行方法被激活的蛋白酶)，在該“激活劑”的作用下，大豆原料中的蛋白水解酶也可被激活。一旦原料中的蛋白酶被激活，就可以直接作為新的“激活劑”用來激活下一批原料中的蛋白酶，如此被傳遞下去。利用大豆原料自身所含有的蛋白酶可以實現大豆蛋白質的水解，另外也不再需要使用目前工業生產中使用的蛋白酶制劑，可以降低生產成本。
根據本發明優選的方案，激活劑可以通過三種方式得到·外源蛋白酶激活法；·自身激活法；·利用已被激活的任一種油料作物蛋白酶激活其它油料作物中的蛋白酶，即，交叉激活法。
1、利用外源蛋白酶，即，利用商品蛋白酶制劑激活油料作物種籽和餅粕中蛋白酶的方法。本發明優選的激活方法進一步包括先制備所述的“激活劑”使用蛋白酶制劑在適宜的活化條件下(不同酶制劑所要求的溫度和pH值不同，只需按照酶制劑產品的要求操作，或稍加試驗即可)維持攪拌，觀察反應液的pH值，開始下降時加入堿性制劑維持反應液的pH值，0.5～1.0小時后即得到“激活劑”。
根據該優選方法，將大豆(也可以使用花生、油菜籽、向日葵籽仁、棉花籽、核桃仁、芝麻、杏仁等油料作物種籽)加水磨成漿狀(當用于生產豆奶時，大豆可先浸泡，浸泡溫度一般不高于65℃，使大豆吸水達到1.2～1.3倍)，在有自動攪拌的容器中加入一種或數種蛋白酶制劑，例如植物蛋白酶(木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶等)、動物蛋白酶(胃蛋白酶、胰蛋白酶等)、各種微生物蛋白酶(例如枯草桿菌蛋白酶1398等)，在其最適pH值及溫度下反應，反應過程中可使用適當的堿性劑，優選為Na、K、Ca、Mg的氫氧化物或碳酸鹽或其檸檬酸鹽，維持反應液的pH值穩定。待pH值開始下降后0.5～1.0hr(作物種籽中的蛋白酶就已被激活)，即可用于后續操作。
經上述方法激活的漿液可作為“激活劑”加入下一批原料漿液，加入量一般為下一批原料漿液的1/15～1/5(重量)。即，只在第一批原料的水解中使用外源酶作為“激活劑”，然后每批被激活發生水解反應后的物料均可作為下一批物料的“激活劑”，一代一代的傳遞下去。
2、自身激活法將大豆漿料在30～65℃，pH值6.5～8.5的條件下攪拌2～6小時，期間的pH值通過加入堿性劑來維持，制成“激活劑”。
根據該優選方法，大豆或其它油料作物種籽經浸泡或不浸泡直接加水磨成漿狀物(當用于生產豆奶時，大豆應先浸泡，浸泡溫度一般不高于65℃，浸泡時間可以在3～16小時，使大豆吸水達到1.2～1.3倍)，在有自動攪拌的容器中維持30～65℃，不停攪拌，待其pH值開始下降時，不斷加入堿性劑，例如Na、K、Ca、Mg堿液或碳酸鹽，維持pH值6.5～8.5之間，蛋白酶約2.5～6hr后開始活化。此時可以繼續進行水解反應，或作為“激活劑”加入后續原料漿料中，同樣實現傳遞。
3、相互(交叉)激活法，即，所述“激活劑”的原料與后續原料是不同種類。
使用外源酶激活或自動激活法，已被活化的任何一種油料作物的漿液或此活化漿液通過酸沉淀法分出的上清液，都可以作為“激活劑”激活大豆蛋白酶，實現脫腥目的。例如花生、向日葵、核桃、杏仁等原料漿液活化后可以激活大豆蛋白酶，水解后的漿料可以成為風味化的豆奶。可以理解，每一種作物的蛋白酶激活并水解其他作物的蛋白時，速度會不同，作用終點也不同。因此通過搭配可選擇最理想水解速度與水解終點。
經脫腥處理的水解漿料可以通過控制水解程度而用于生產各種產品，例如多肽、豆奶、豆奶粉等。在實際生產中，使用包括以上三種激活方法在內的任何方法得到的“激活劑”作為“啟動源”，然后采用類似發酵接種的方法，把每一批已活化的物料作為“種液”接入下一批物料，同時再激活下一批物料中的蛋白酶，生產可以穩定地進行下去。所述“激活劑”的加入量為原料漿料重量的1/15～1/5，而且除啟動激活反應較慢外，以后每批反應速度是較快且穩定的，激活原料中蛋白酶需要的時間為1～1.5小時。所述堿性劑選自鈉、鉀、鈣或鎂的氫氧化物或碳酸鹽或檸檬酸鹽。
本發明還提供了一種以大豆為主料，利用上述方法對大豆漿料進行脫腥水解得到的脫腥豆奶。制造方法包括使大豆吸水飽和后加6～8倍水磨成豆糊，在大豆自身所含大豆蛋白酶的作用下發生水解。水解過程中，耗減量約為大豆重量的0.5～1.0％；反應后的豆漿留出作為“激活劑”的部分后，其余去渣分離，得到豆漿進行加熱滅酶。
根據本發明優選的方法，在生產豆奶的過程中，使大豆吸水飽和后加6～8倍水磨成豆糊，按1/15～1/5比例加入按照前述任何方法制成的“激活劑”，在30～65℃、pH值6.5～8.5，并強烈攪拌的條件下反應，約45～90分鐘反應完成，耗堿量約為大豆重量的0.5～1.0％。反應完成后，留1/15～1/5(優選1/10)，作為下批原料的“激活劑”，其余去渣分離，得到脫腥豆漿，經加熱滅酶(95～100℃，5分鐘或121℃，30秒)、均質、調味等加工成為豆奶產品。該滅酶的目的除了滅活尿酶、胰蛋白酶抑制因子等有害酶外，也要滅活已活化的蛋白酶，否則過度水解也會產生一系列負作用。
根據本發明的方法，可以采用已經分離去渣后的豆漿進行水解，也可以直接采用豆糊先水解，然后分離去渣。
按照本發明的方法利用不同原料作為的“激活劑”，還可以生產出具有不同風味的豆奶產品。例如，花生經浸泡、脫紅衣后加水磨成豆糊狀，加水量5～8倍，然后按前面所提到的同樣方法，激活其中的花生蛋白酶，然后用之作為“激活劑”，按1/10比例加入大豆豆糊中按方法3得到有花生香味的豆奶，其水解反應速度比用大豆蛋白酶傳遞更快。
需要說明的是，根據業內的共識，這里所提及的“豆奶”可以是含有牛奶或不含有牛奶的以大豆為主要原料的飲品。采用本發明生產豆奶的過程，關鍵在于原料漿料的處理方法，水解完成后的豆漿則可以按照通常的方法添加需要的添加劑和進行后面的除渣、滅菌等操作，這里不再贅述。值得一提的是，本發明方法還有如下優點，水解后的漿料可溶性蛋白含量提高，粘度降低，豆渣非常松散干爽，有利于去渣操作。
綜上所述可以看到，本發明的關鍵在于提出了與現有技術完全不同的植物蛋白加工思想，即，設法激活原料自身所含的蛋白水解酶，然后使原料在該自身蛋白酶的作用下發生水解反應。與現有技術的記載和使用相比，本發明站在了一個全新的角度來研究油料作物的生理特性，并且通過大豆蛋白的水解，解決了大豆脫腥難題。本發明與現行的脫臭方法相比有如下優點1、設備簡單，投資低。它無需成套的快速烘干與脫皮設備、價格昂貴的潷淅機和真空閃蒸脫臭設備，只需在傳統豆漿生產線上增加水解罐，和延長0.5～1.5hr的生產周期。
2、脫腥效果好。不產生新異味，并可控制反應條件使其產生香味。
3、提高了蛋白質和其他成分的利用率，本發明方法使豆奶中的固形物和蛋白質利用率顯著提高。
4、此方法生產的脫腥豆奶口感濃厚、滑潤、飲后喉部無顆粒感，有殘留香氣，沒有酶制劑水解產生的苦味。
5、如采用先水解后漿渣分離法，豆渣松散干爽，很易分離。
6、本方法生產的豆奶具有甜度，相當于常法豆奶含2％蔗糖的甜度。這是由于某些多糖被水解，可溶性糖增加而產生的效果。
7、大豆飲品市場還有一種很受消費者歡迎的酸豆乳，但是其所帶有的一種類似豆腐發酵的氣味令消費者難以接受，這已成為酸豆乳開拓市場的最大障礙。利用本發明制造的脫腥豆漿按照常規方法接種發酵，得到的酸豆乳則沒有了這種異味，風味和口感都大為改善。
具體實施方案以下通過具體試驗和實施例詳細說明本發明的實施過程和所帶來的意想不到的效果，旨在幫助閱讀者更好地理解和領會本發明的實質和創新性所在，但不能對本發明的可實施范圍構成任何限定，對于熟知該技術的本領域人士在本說明書的教導和啟發下所作出的對本發明技術方案的任何修飾和改動，均應屬于本發明權利要求書的保護范圍。
說明本發明后面的試驗例中，“固形物提取率”＝漿料中的固形物含量/原料總量×100％；“蛋白質提取率”＝漿料中的蛋白質含量/原料中的總蛋白質含量×100％(這里的蛋白質提取率只代表生產工藝條件下的提取效果，不代表大豆的NSI值)實驗例1100g大豆經浸泡吸水飽和并用800ml水磨成豆糊。加入0.1g木瓜蛋白酶(60萬活力單位/g)，于42℃保溫并不停攪拌，用0.1 N NaOH溶液不斷滴加，維持其pH值穩定于7.0～7.2。當耗堿液達50ml時終止反應。取100ml加入下一批次的同樣豆糊中，按同樣條件進行反應。此后每次均取100ml反應完成的豆糊作為“接種液”加入下一批，共進行12批次傳遞反應。
每批反應后的豆糊均分別去除豆渣，測定分離出豆漿中的蛋白質和固形物含量。與未經水解反應的作對比。結果如表1表1

從上表的結果可以看出反應進行到第十二批時，固形物及蛋白質提取率均未降低，說明酶活力穩定，而加入的木瓜蛋白酶僅剩10-12g，不可能再維持同樣酶活力，由此推定，必然是大豆中存在的蛋白酶被激活而產生的效果。
實驗例2 自動激活蛋白酶水解法制造的豆奶豆腥味比較測試取2Kg大豆浸泡一夜，再與16Kg自來水用砂輪磨研成豆糊，升溫到55℃并用電動攪拌機攪拌。稱取12g NaOH和10g Ca(OH)2與400ml水配成懸濁液，并用此懸濁液調豆糊pH值至7.5。當pH值開始下降后，繼續加入混合堿液維持pH值基本不變，待堿液加完后且pH值降至7.0時，立即用小型離心機分離去渣，所得豆漿立即煮沸5min，得到豆漿18Kg(蛋白質濃度3.52％)，加入蔗糖450g并進行均質處理(20/5MPa)。
另用2Kg大豆浸泡一夜，加14Kg自來水同樣磨漿，直接分離出豆漿15.5Kg(蛋白質濃度3.45％)，加入775g蔗糖，煮沸后同樣均質處理。此漿液作為對照樣品。
此兩批豆漿甜度相似。
自超市購入某品牌豆奶(為進口生產線生產)，工藝過程為脫皮、半干法磨漿、真空閃蒸脫腥、蛋白質含量≥3.5％。
豆腥味對比采用品嘗法，參加者12人(男女各6人)。結果如表2表2

實施例1100g大豆室溫浸泡8～14hr，加800ml自來水磨成豆糊，于大約42℃水浴中保溫，用0.1M NaOH調pH值至約7.0，電動攪拌(100～250rpm)，加入0.1g菠蘿蛋白酶或木瓜蛋白酶(60萬單位/克)，逐漸滴加NaOH液維持7.0，約經2～2.5hr，當耗NaOH溶液達15～25ml時，pH值下降很快，說明大豆中的蛋白酶已被激活，此批豆糊作為“激活劑”使用。
另用1000g大豆經浸泡(室溫，8～14hr)，加7升自來水磨成豆糊，加入上述水解反應過的豆糊，保持42℃并攪拌，不斷滴加0.1M NaOH溶液維持pH值7.0，約經1～1.5hr，耗堿量150～200ml反應停止，取出90％豆糊進行分離去渣，得豆漿8500ml，其固形物濃度7.3％，蛋白質濃度3.4％。所得豆漿煮沸3分鐘后自然降溫。加入蔗糖210g(蔗糖濃度2.5％)溶解后均質(20～25/5Mpa)，得到甜度相當于5％蔗糖的無腥味豆奶，說明水解后豆奶甜度比未經水解豆奶甜度提高。
反應罐中剩余1000ml豆糊，再加入1Kg大豆磨成的同樣濃度的豆糊，再次按同樣條件反應，經1hr停止反應，同樣進行去渣、煮沸等處理，反應罐中留1000ml豆糊作為“激活劑”并加入新豆糊，如此反復可形成連續化生產。
實施例21Kg大豆經浸泡(室溫，8～14hr)，加8000ml水磨成豆糊，于50℃保溫，用電動攪拌器攪動，并用NaOH溶液(4％濃度)滴加至pH值達7.0，經3.5hr豆糊pH值開始下降，逐滴加入NaOH液使pH值穩定于7.0，再經約45分鐘耗NaOH量達200ml，停止反應。取出約9000ml豆糊進行去渣、滅酶、調味、均質等操作，得到2.5％蔗糖甜度的脫腥豆奶。反應容器中剩余1000ml水解反應過的豆糊作為“激活劑”，再加入2.3Kg浸泡大豆和8000ml水磨成的豆糊，繼續按同樣條件水解反應，耗NaOH達200ml時，停止反應。此批水解反應耗時1hr。
重復以上操作均可達到同等效果，除首批反應耗時約4 hr外，第二批以后均約耗時1hr左右，即可達到脫腥效果。
實施例3按實施例1、2方法制成的豆糊，加熱煮沸滅酶，降溫至55℃，再加入1/10實施例1、2水解反應過的任何一批豆糊作為“激活劑”，按上述同樣條件進行水解反應，可達到同樣效果去除豆腥味、提高蛋白質和固形物得率。缺點是煮沸滅酶過的豆糊，蛋白酶被再次“激活”的時間長，由1hr延長到2.5hr，它說明失活的大豆蛋白酶可以再次被激活。
實施例4900g大豆和100g脫紅衣花生，按實施例2的方法，按同樣條件操作，可得到有花生香味的脫腥豆奶，其他效果與實施例2完全相同，只是水解反應速度與酶活化速度均比單獨使用大豆快，有利于縮短生產周期。花生香氣減弱的速度遠慢于豆腥味去除的速度，因此可得到有花生香味的豆奶。
實施例5目前各種發酵酸豆乳的生產，無論使用何種菌種，并添加各種添加物均不能去除酸豆乳的類似豆腐發酵的氣味，這已成為酸豆乳開拓市場的最大障礙。采用本發明的方法可以制備酸豆乳的原料豆乳。
采用實施例2、3、4的方法中的任何一種，調整水解反應的水解度，耗堿量達大豆重量的1～2％之間，pH值降至6.5～7.0時終止反應，立即加熱滅酶并均質，然后按常規的接種方法發酵，即可去除異味，改善酸豆乳風味與口感。
權利要求
1.脫除豆腥味的方法，其特征在于，加入其中的蛋白水解酶預先已經被激活的漿液作為“激活劑”，使大豆漿料在自身所含大豆蛋白酶的作用下發生水解反應，該水解包括控制pH值在6.5～8.5，30～65℃溫度下維持攪拌，使大豆中所含的蛋白酶在“激活劑”的作用下被激活的過程。
2.權利要求1所述的方法，還包括向大豆漿料中加入蛋白酶制劑，在適宜的活化條件下維持攪拌，觀察反應液的pH值開始下降時，加入堿性制劑維持反應液的pH值，0.5～1.0小時后制成“激活劑”。
3.權利要求1所述的方法，還包括將大豆漿料在30～65℃，pH值6.5～8.5的條件下攪拌2～6小時，期間的pH值通過加入堿性劑來維持，制成“激活劑”。
4.權利要求1、2或3所述的方法，其中，所述“激活劑”原料可以來自于除大豆以外的油料作物。
5.權利要求1～3任一項所述的方法，其中，所述“激活劑”的加入量為原料漿料重量的1/15～1/5，激活原料中的蛋白酶需要的時間為1～1.5小時。
6.權利要求1～3任一項所述的方法，所述堿性劑選自鈉、鉀、鈣或鎂的氫氧化物或碳酸鹽或檸檬酸鹽。
7.一種豆奶，為以大豆為主料，利用權利要求1～6任一項的方法對大豆漿料進行水解得到的豆漿制成。
8.權利要求7所述豆奶的制造方法，包括使大豆吸水飽和后加6～8倍水磨成豆糊，在大豆自身所含大豆蛋白酶的作用下發生水解，所述水解過程是利用權利要求1～6中任一項的方法使大豆蛋白酶被激活而完成，水解過程中，耗堿量約為大豆重量的0.5～1.0％；反應后的豆糊留出作為“激活劑”的部分后，其余進行加熱滅酶。
9.權利要求7所述的制造方法，其中，豆糊先分離去渣，然后水解；或豆糊先水解，然后分離去渣。
10.權利要求8或9所述的制造方法，其中，水解反應時間控制45～90分鐘，“激活劑”的加入量為原料量的1/5～1/15。
全文摘要
本發明提供了一種有效脫除大豆腥味的方法和應用該方法制造脫腥豆奶的工藝。本發明的方法包括設法激活原料自身所含的蛋白水解酶，然后使原料在該自身蛋白酶的作用下發生水解反應。本發明制造脫腥豆奶的方法包括使豆漿中的大豆蛋白酶被激活而發生水解反應的過程，反應過程中耗堿量約為大豆重量的0.5～1.0％；反應后的豆糊留出作為“激活劑”的部分后，其余進行加熱滅酶。本發明制造的豆奶不僅完全脫除了豆腥味，而且沒有產生由于酶制劑的使用或高溫工藝所帶進的其它異味。
文檔編號A23J3/34GK1509641SQ0215739
公開日2004年7月7日 申請日期2002年12月23日 優先權日2002年12月23日
發明者鮑魯生 申請人:北京市食品研究所