豆奶组合物和生产方法

专利名称：豆奶组合物和生产方法
技术领域：
本发明一般涉及大豆制饮料组合物，更具体而言，本发明涉及豆奶和饮料以及相关的制备方法。本发明的组合物保留了大豆天然的成分和健康、营养的优点，同时还保留了与牛奶类似的味道和组织(texture)。
背景技术：
许多年来已使用植物材料模仿奶制品。最常见的用来制备模仿奶制品的植物材料是大豆。由大豆制备的两种最常见的模仿奶制品是豆奶和豆腐。豆奶是大豆的水抽提物，已发现此抽提物在营养上在大多数方面可与牛奶相比。因为豆奶不含有乳糖和胆固醇，所以它是理想的牛奶的替代品。对乳糖不耐受和饮食受胆固醇摄取限制的个体现在能饮用一种与牛奶类似的产品而不产生不良副作用。此外，在发展中国家，豆奶更便宜，且对于个体来说是更容易得到的蛋白质源。由于这些原因，解决属于豆奶生产和保存的问题是重要的。
不幸的是，按目前的方法生产得到的并不是最佳的牛奶替代品。通常，豆奶具有清楚的、明显的以及无吸引力的风味差异以及组织上的差异，这使得豆奶的“口感”差且令人讨厌。口感差是由大豆的纤维素、蛋白质和碳水化合物成分所造成。这些成分在本领域的熟练技术人员中是周知的，称为豆腐渣(okara)。此外，采用传统的方法生产的豆奶在颜色和不透明程度上与牛奶有相当的不同。表现为悬浮液的牛奶还没有被植物食用材料准确复制，这是因为牛奶固体在水中的高可分散性和植物固体在水中的低可分散性，其中这种可分散性是微小的非沉降性微粒部分溶解和部分悬浮的能力；还有部分原因是基于植物的液体的淡黄色、淡褐色或淡绿色。
为了解决这些与复制牛奶有关的问题，已改进了从大豆抽提牛奶替代品的方法。最常见的消除模仿奶制品的不利特征的方法是在抽提过程中去除豆腐渣。豆腐渣通常约占大豆全部的35％。通过去除豆腐渣，此方法有效地去除了大豆营养值的35％。此外，豆腐渣的去除需要大量的存放豆腐渣废物的仓库。因为在成本上阻止继续从大豆抽提物中去除豆腐渣并将其抛弃，所以此方法有许多不利之处。
还有人尝试消除豆奶相对于牛奶的缺点。Drachenberg等人的美国专利3941890公开了一种生产豆奶的方法，该方法尝试使用全大豆(whole soybean)。在此方法中，首先必需给大豆微波加热，然后使用酶和胶体磨提供与牛奶类似的稠性。此方法至少有3个明显的缺点。首先，此方法需要微波设备给大豆加热，以降解在全大豆中发现的酶。其次，此方法仅使用酶起作用并使那些称为豆腐渣的大豆成分液化。众所周知，酶非常容易被破坏，任何热不稳定或不恰当的溶液条件都会改变或不利地影响那些酶的效率。因为酶是如此的敏感，所以此方法在生产一致的豆奶制品上是不可靠的。最后，此方法需要胶体磨提供一致的模仿奶制品。胶体磨一般运转缓慢，仅能在小体积条件下工作，并且不能一致地提供所需大小的微粒，而这些微粒对于提供与牛奶类似的口感是重要的。
然而，从奶制品的成本上升和世界上部分地区食品短缺的角度看，仍需要大量的低成本高营养的能自由地替代牛奶的产品。这需要在不必缓慢地使人们适应全新的味道和饮料外观的条件下实现。另外，通过保留全部大豆的营养值和消除在从豆奶抽提物中去除豆腐渣时产生的废弃的副产物，应能实现上述需求。
发明概要使用现有技术所生产的豆奶组合物和先前所生产的组合物有大量的问题和缺点。已证明为了更好地利用与大豆食品有关的健康和营养利益，需要一种可口的、令人满意的饮料制品以及生产的方法。因此，本发明的主要目的是提供一种口感与牛奶相同的豆奶组合物。
本发明的另一目的是提供由全大豆(包括豆腐渣在内)生产得到的口感与牛奶类似的豆奶组合物。本发明的一个目的是使用奶制品或模仿奶制品工业领域中那些熟练的技术人员使用的常规的机器和便宜的添加剂实现这些结果。
本发明的另一目的是提供一种生产具有全大豆营养值和与豆奶类似的口感的豆奶组合物的方法。
本发明的另一目的是提供一种生产从豆奶抽提物中消除了豆腐渣废弃物的豆奶组合物的方法。此目的在消除等体积的环境废弃物的同时提供了增加约35％的营养值的豆奶。
本发明的又一目的是提供一种全营养的豆奶组合物，该组合物花费的成本是牛奶的一部分，但却保留了与牛奶相同的口感和组织特征。
因此，本发明的一个目的是提供各种豆奶和/或饮料组合物，从而克服各种现有技术的不足和缺点，包括上面所述的缺点。本领域熟练技术人员将会明白，本发明的一个或多个方面能满足某些目的，而一个或多个其它方面能满足其它某些目的。在所有的例子中，各个目的可能不会同等地适用于本发明的每个方面。因此，这些和其它的目的可以看作是本发明任何一个方面的选择。
通过此概要和较佳实施例的描述将更能明白本发明的其它目的、特征、益处和优点，这对于本领域中具有豆制食品技术和营养学的知识和经验的熟练技术人员来说也将易于理解。通过结合上述组织与附随的实施例、数据和从中得到的所有合理的推论，这些目的、特征、益处和优点将更明显。
本发明一部分是生产豆制饮料的方法。该方法可以包括(1)提供干磨大豆微粒；(2)掺入有机酸或无机酸或它们的盐；(3)加入足量的水以提供液体稠性；(4)以大于约2000psi的压力处理该液体。在较佳实施例中，有机酸盐可以是柠檬酸的碱金属盐、柠檬酸的碱土金属盐和/或这些盐的混合物。如果大豆原料被磨成直径小于10-100微米的微粒，则可得到有利的结果。无论如何，可以使用迄今未被现有技术使用和未被考虑的压力来处理所得的液体。虽然可以使用超过22000psi的压力，但是在稍微低的压力下也可获得满意的结果。具体而言，处理压力在约7000-12000psi之间较佳。在非常优选的实施例中，使用这个范围的压力和直径小于100微米的微粒可以获得味道好和口感均匀的饮料组合物。
本发明的大豆材料可以从许多本领域技术人员已知的大豆来源中得到，这些来源包括但不限于全大豆、全脂豆粉或微粒、全大豆粉末、脱脂大豆粉末、全大豆薄片、脱脂大豆薄片、全豆粉、去皮大豆粉、脱脂豆粉，任何一种都可以烘烤、部分烘烤或完全烘烤使用。但是，如上面所述，通过消除处理或另外处置豆腐渣的需要可实现大量的成本节约。因此，通过使用“全”大豆——不管所使用的最初大豆材料是什么，使用该大豆材料的所有或基本上所有的蛋白质和/或纤维素成分，可以实现本发明的全部利益。
虽然可以使用直径大于100微米的大豆微粒，但是使用直径100以下的微粒能提高所得结果。在许多实施例中，较佳的范围是约20-50微米。但是，可将多种大豆材料制成直径在10微米以下的微粒，以提供特别均匀的饮料组合物。这些材料不受限制，包括脱脂大豆薄片和/或脱脂大豆粉，如本文其它地方所述进行研磨。
本发明的方法、步骤和/或组合物可包括酸和/或酸的盐(acid salt)与经研磨的大豆微粒一起使用，但这种使用并不必要。这些酸包括食用级的有机或无机酸，可单独使用或者将它们与合适的相应的盐一起使用。同样，如上述结合较佳实施例所提及的，也可单独使用酸的盐，以获得可比的结果。在较佳实施例中，可单独使用柠檬酸钠、柠檬酸钾和/或这些盐的混合物，或者将它们与柠檬酸混合使用。同样，作为单独的实施例，柠檬酸可单独使用。或者，根据本发明，也可使用其它单元或多元酸的食用级的盐。作为单独的实施例，本发明可包括食用级无机酸、其相应的盐和/或它们的混合物的使用。例如，可让人满意地使用各种磷酸盐和/或重碳酸盐。但是，使用这些无机酸和/或盐生产得到的组合物，当结合本方法的参数使用时得到显著地改进，尤其是在本文其它地方所述的高压条件下。
不受任何理论或操作模式所限制，据认为这些成分在水性条件下提供某种缓冲剂的功能。或者，可不受限制地将这些酸和/或盐成分看作是对各种大豆成分尤其是果胶的螯合作用。这种考虑可解释所观察到的柠檬酸盐成分相对于其它成分如磷酸盐成分在组合物质量方面的明显改善。无论如何，当如所述使用这些成分时，能提供一种大豆基料，这种基础不需去除固有的天然产生的蛋白质和/或纤维素物质即可使用。
这些酸、酸的盐和/或缓冲剂成分的浓度可依大豆微粒的量、均一性和/或直径而改变。虽然本发明大多数制品可使用约0.3-0.5％的盐浓度生产，但是有用的浓度一般约为0.1-3.0％。
本发明的较佳实施例可包括钙离子的加入和使用。同样不受任何理论或操作模式的限制，据认为钙离子源赋予所得的豆奶或饮料组合物以形体、稠性和额外的组织。各种食用级钙源对于关心本发明的本领域技术人员来说是周知的。但是，硫酸钙和相应的磷酸盐的使用可不受限制，并且产生良好的效果。
可使用本发明的方法或步骤来控制所得豆奶或饮料组合物中脂肪或油的含量。如上面所述，各种大豆材料可以完全或部分脱脂的形式使用。或者，通过正确地选择所需的植物油、植物脂肪、动物脂肪和/或它们的混合物，可增加所得豆奶或饮料组合物中的脂肪/油成分。正如本领域熟练技术人员所周知的，可使用任何市售获得的油、脂肪或它们的混合物。玉米油和加拿大油菜油对于某些组合物是优选的，而奶油脂肪(不受限制地包括奶油和黄油)可在其它某些实施例中使用。也可通过混合所得组合物与适当的动物和/或谷类的乳液，提供脂肪/油脂肪。例如，如下面所述的大量的组合物可与牛奶、羊乳和/或稻米的乳液混合。即使如此，对给定的大豆材料来说是固有的脂肪/油含量也是足够的，而不需求助于其它的脂肪或油来源。
可使用外来的蛋白质源来补充或强化本发明的组合物。如在几个实施例中所述的以及本领域熟练技术人员所周知的，在生产过程中，可在研磨的大豆材料中掺入大豆蛋白质分离物或其它合适的物质。其它食用级的蛋白质也可很好地使用，它们包括酪蛋白、乳清和其它乳蛋白质浓缩物。最近批准的联邦法规提供了满足“心脏健康”的豆奶或饮料的定义的最低要求。这些组合物含有6.25克/8盎司的最低蛋白质浓度，它们是本发明的一部分，并可使用本文所述的方法生产。例如，满足心脏健康的组合物也可有1.2％的最高脂肪含量。困难在于全大豆的脂肪/油成分含量总计达到约1.8％。可使用较少的大豆，但是要以营养值为代价。本发明方法可以使用脱脂大豆材料以及外来的蛋白质源，以满足法规的要求并仍能提供具有所需味道和组织特征的产品。
需要时可根据所选择的具体的大豆材料任选地使用各种降解用的酶。这些酶包括但不限于果胶酶、淀粉酶、纤维素酶和半纤维素酶。同样，也可单独使用各种蛋白水解酶，或与其它这些材料一起使用。任何这种酶的浓度将依组织、稠性和/或所需的降解的程度而改变，但可以在存在的大豆材料的量的基础上以直截了当的方式测定。
通常，本发明非酶方法使用的温度最高约为100℃，较佳在90-95℃之间。在这种温度下对大豆成分进行的处理破坏了影响大多数大豆制品的特征性大豆味道的胰蛋白酶抑制剂。但是，上述降解用的酶的活性需要较低的处理温度。取决于具体的酶，满意的温度在60℃以下。在获得所需的降解程度和组织特征后，可适当增加温度以使酶失活。
本发明部分也是大豆饮料组合物。这种组合物包括直径小于约10-20微米的大豆全部成分以及足量的给该成分提供液体稠性的水。此大豆成分的微米级直径比那些通过传统的胶体磨方法生产得到的成分更一致，并且显著地小于后者，它提供了给定现有技术所惊奇的和意想不到的味道和组织组织。这种直径较佳小于4微米，可通过得到材料的正确的选择和加工获得。将干的大豆材料磨成微小的微粒，与水混合，然后在本文所述的高压下匀浆化。在非常优选的实施例中，还可在该组合物中掺入食用级的缓冲剂成分。这些缓冲剂可包括但不限于上面更完全地描述的有机酸的盐。正如本领域中熟练的技术人员所周知的，根据本发明生产的大豆饮料可以是乳类或饮料，这取决于法规权限、法文定义或任何一种添加剂或成分的存在和/或浓度。
本发明的大豆饮料组合物或本文所述的任何类型的组合物都能脱水，以备以后在水中再配制。这种存储稳定的方式重量轻、紧凑以及运输成本低。可使用传统的喷干设备，以及本领域熟练技术人员周知的设计生产相同的或类似的结果的其它方法和设备。
除了提供较佳的组成方式外，可使用喷干设备有效地减小微粒的直径并改善组织特性。例如，可如本文其它地方所述生产液化的大豆基料，然后在无压力处理的条件下将其喷干。喷干进一步降低了大豆材料的原始微粒直径。然后如现有技术所述在较低的压力下使给重新组成的组合物均质化。所得组合物的组织、稠性和味道特征与上述在高压下制得的组合物是可比的。
发明的实施例下述非限制性实施例和数据可阐述本发明组合物和方法的各个方面和特征。这些方面和特征包括使用干磨大豆微粒获得的惊奇的和意想不到的结果，具体为使用成分和/或步骤参数而非期待或想当然而得到的均匀的口感和味道特征。当然，应认为这些实施例仅仅是阐述性的，本发明并不受本文所设的特殊的材料、条件、特性等的组合限制。使用其它各种与本发明范围一致的方法和/或组成方式可获得可比的应用性和优点。
生产和使用本发明的设备对于本领域熟练的技术人员来说是周知的。但是，已发现使用从Buehler，Ltd.(Uzwil，Switzerland)购得的微碾磨器(micro-grinding mill)可获得特别好的结果。同样，根据本发明可使用市售获得的一阶段或两级高压均化器，一种这样的均化器可从Rannie或APV(Wilmington，Massachusetts)的Gaulian部门购得。
在本发明中使用的所有成分和/或成分都可从本领域熟练技术人员周知的商业途径获得。同样，本文所述的各种步骤参数可容易地被个人修改，以解释这些成分和成分的同一性或浓度的改变，或者需要获得与本文所述一致的结果。实施例1将120克细磨的去皮全大豆粉与10克柠檬酸钠混合。用1870ml、95℃的热水混合此大豆粉混合物。将粉末混合约15分钟，维持水温在90-95℃。15分钟后混入巧克力调味剂(1％)。在两级均化器中匀化所得的混合物。第一阶段的压力维持在约10000psi，第二阶段的压力维持在1500psi。在感官评估过程中，此实施例的大豆饮料没有任何微粒质、沙粒质或粉末的口感。
可将此实施例的粉末材料研磨成直径小于10微米的微粒，第一阶段的压力可以为20000psi。
可用脱脂大豆薄片替换此实施例的大豆材料。较佳的是这些薄片被研磨成小于5微米。或者，可以与本发明一致的压力使用一阶段均化器。
或者，这个和其它实施例的方法可使用相反压力，即第一阶段的压力为1500psi。如本文其它地方所述，也可在第二阶段使用20000psi的压力。
此实施例的组合物不需要香料或油成分同样提供良好的味道和组织特征。但是，可加入合适的水果调味剂成分，包括使用完全的水果(whole fruit)、果汁、粉末、浓缩物、果泥或它们的混合物。
与常规豆奶比，这种豆奶蛋白质多、脂肪少，是一类考虑用作上述“心脏健康”的产品。使用脱脂大豆粉可进一步减少脂肪含量。
与常规豆奶比，这种豆奶还含有较高的蛋白质和较低的脂肪。虽然可以使用本领域周知的角叉菜胶和其它这类稳定剂、悬浮剂和乳化剂，但是本发明并不需要这些物质来提供良好的口感、组织和稠性。
与常规豆奶比，这种豆奶含有较高的蛋白质和较低的脂肪。采用正确的大豆大小和压力处理选择，此实施例的组合物能具有直径在20微米以下、较佳在4微米以下的微粒。
与常规豆奶比，这种豆制饮料组合物含有较高的蛋白质和较低的脂肪。也可使用其它食用级的盐如硫酸钙来引进钙离子。实施例10将120克细磨的去皮全大豆粉与10克柠檬酸钠混合。将此大豆粉混合物与1870ml、50℃的热水混合，并使温度维持在50-55℃。混合后，用纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶的酶组合物处理所得混合物约1小时。1小时后，在该液体中混入调味剂(1％)。在两级均化器中使所得混合物均质化。第一阶段的压力维持在约6000psi，第二阶段维持在1500psi。如本实施例的方法和所得的组合物所示，降低处理的温度有利于酶的活性。然后提高温度，可使酶失活并控制所需的降解的量以及所得组合物的组织。
可使用无机酸、盐或它们的混合物生产本实施例的组合物，如单独使用磷酸盐缓冲体系或者使用该体系与柠檬酸系统的组合。
虽然已结合特殊的实施例描述了本发明的原理，但应清楚地认为这些描述、所选择的代表性组合物和方法以及相应的数据仅仅是例子而已，而不是以任何方式对本发明的范围作出限制。例如，本发明的大豆组合物并不限制于乳或饮料的任何一种定义。如本领域熟练的技术人员所理解，从下面的权利要求以及由这些合理的等价物所确定的范围可以明白本发明的其它优点和特征。
权利要求
1.一种生产豆制饮料的方法，所述方法包括准备干磨的大豆微粒；将至少一种酸或酸的盐掺入该干磨的微粒中；将足量的水加到该微粒中，以产生液体稠性；在约6000psi以上的压力处理该液体。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐是有机酸的盐，选自柠檬酸的碱金属盐和碱土金属盐和这些金属盐的组合。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述经研磨的微粒的直径约为10-100微米。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力约为7000-12000psi。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括加热所述液体。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括加入钙离子。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括加入至少一种油和脂成分，所述成分选自植物油、植物脂肪、动物脂肪和它们的组合。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括加入调味剂成分，所述成分选自果泥、果汁、浓缩物、粉末和它们的组合。
9.一种豆制饮料组合物，该组合物的微粒直径小于约10微米，由权利要求1所述的方法生产得到，其中，所述组合物含有完全的大豆原料。
10.如权利要求9所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含钙添加剂。
11.如权利要求9所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含至少一种动物乳成分和谷类乳液成分。
12.如权利要求8所述的组合物，其特征在于，所述饮料是豆奶，并且还包含调味剂成分。
13.如权利要求12所述的组合物，其特征在于，所述调味剂成分选自水果、果泥、果汁、浓缩物、粉末和它们的组合。
14.一种使用几乎所有固有的大豆纤维素和蛋白质材料制备豆奶的方法，该方法包括将至少一种食用级有机酸和酸的盐掺入干磨的全大豆微粒中，形成大豆基料；加水液化所述大豆基料；以足以使所述液化的大豆基料均质化的压力处理所述大豆基料。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括加入钙离子。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括加入至少一种油和脂成分，这些成分选自动物脂肪、植物油、植物脂肪和它们的组合。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述脂肪成分含有牛奶脂肪。
18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述大豆微粒的直径小于约100微米。
19.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述微粒是脱脂的大豆材料，直径小于约10微米。
20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述压力小于约22000psi。
21.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述有机酸的盐选自柠檬酸的碱金属盐和碱土金属盐和这些金属盐的组合。
22.一种豆制饮料组合物，该组合物含有直径小于约10-20微米的全大豆成分；足量的能给所述大豆成分提供液体稠性的水。
23.如权利要求22所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括食用级的缓冲剂成分。
24.如权利要求23所述的组合物，其特征在于，所述缓冲剂成分包括至少一种食用级的柠檬酸的碱金属盐和碱土金属盐。
25.如权利要求22所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括脂肪成分。
26.如权利要求25所述的组合物，其特征在于，所述脂肪成分是外源性乳添加剂，所述添加剂选自动物乳、谷类乳液和它们的组合。
27.如权利要求20所述的组合物，其特征在于，所述饮料还含有调味剂成分。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述调味剂成分选自水果、果泥、果汁、粉末、浓缩物和它们的组合。
29.如权利要求22所述的组合物，其特征在于，所述大豆成分的直径小于约4微米。
30.喷干成粉末的权利要求22所述的组合物。
全文摘要
豆奶和饮料组合物以及生产方法,这些组合物使用一致的微米直径的大豆微粒,不使用或结合使用高处理压力,提供了组织和味道特征。
文档编号A23L2/52GK1377236SQ00813685
公开日2002年10月30日 申请日期2000年9月29日 优先权日1999年10月1日
发明者N·R·甘地, H·R·哈克巴斯, M·陈 申请人:简耐而生物技术股份有限公司