脱腥豆奶及其制造方法

专利名称：脱腥豆奶及其制造方法
技术领域：
本发明涉及大豆产品，尤其涉及一种确实脱除了豆腥味的豆奶以及该豆奶的制造方法。
背景技术：
豆奶及大豆制品的腥味是西方人接受大豆制品的最大障碍，近年来世界上更广泛的人群对大豆的营养价值的认识和理解日益深刻，因此市场需求潜力也日渐扩大，在大豆产品的加工工艺研究中，大豆脱腥更成为研究的重点。各种技术或专利不断出现，40多年来有记载和使用的豆奶脱腥方法主要有康乃尔大学法、伊利诺斯大学法、脱脂低温豆粕法、高温真空脱味法、高温湿磨法、大豆脱皮法等等，这些技术的共同点就是利用加热使大豆中的酶失活。因为自发现大豆中脂肪氧化酶是产生豆腥味的根源以来，研究灭活脂肪氧化酶方法一直延续了40多年，专利逾百，文献数千，其所有的脱腥味技术都是建立在灭活脂肪氧化酶的基础上。
大豆中脂肪氧化酶的灭活达到脱腥目的，不仅带来了设备上的高投入，上述众多技术的共同缺点是设备复杂、成本高(成套脱皮设备、滗淅分离机、真空高温脱臭机等)，而且还造成蛋白质提取率下降，豆奶口感淡而稀薄等缺点。在口味上，即使灭活脂肪氧化酶脱除了豆腥味，但通常还会引进新的异味。

发明内容
本发明人在对大豆性质进行深入研究的基础上，提出了一种脱除大豆腥味的方法。进而提出了一种完全不同于上述现有技术和思路的豆奶制造工艺，得到的豆奶不仅完全脱除了豆腥味，而且没有产生由于酶制剂的使用或高温工艺所带进的其它异味。
大豆中存在着复杂的酶系统，维系其生命活力及发芽生长。其中的蛋白水解酶在通常条件下并不表现活性，也就未引起研究者的注意。本发明的关键就在于意识到蛋白酶的存在，发明了激活大豆自身的蛋白酶的方法，进而实现大豆蛋白的水解，大豆蛋白酶水解后的豆浆或豆奶除了蛋白和多糖利用率提高外，没有了豆腥味，而且这种方法生产的豆奶口感还更加浓厚、滑润，饮后喉部也没有了颗粒感。所以，本发明的方法与现有技术的最大区别在于完全抛开对脂肪氧化酶的关注，不但不灭活酶而是设法激活大豆中的蛋白酶，使经过大豆蛋白酶水解的豆奶不仅去除了豆腥味，且提高了营养成分的含有量。
本发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浆或豆糊，达到去除豆腥味的效果。本发明提出的脱除豆腥味的方法，其特征在于，向大豆浆料中加入其中的蛋白水解酶预先已经被激活的浆液作为“激活剂”，使大豆浆料在自身所含大豆蛋白酶的作用下发生水解反应，该水解反应包括控制pH值在6.5～8.5，30～65℃温度下维持搅拌，使大豆中所含的蛋白酶在“激活剂”的作用下被激活的过程。经该方法脱腥后的豆糊可以用于制造豆浆、豆奶以及酸豆乳等产品。
可以理解，实施本发明方法首先需要得到用于启动酶解反应的“激活剂”(其中已经含有了经任何可行方法被激活的蛋白酶)，在该“激活剂”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，就可以直接作为新的“激活剂”用来激活下一批原料中的蛋白酶，如此被传递下去。利用大豆原料自身所含有的蛋白酶可以实现大豆蛋白质的水解，另外也不再需要使用目前工业生产中使用的蛋白酶制剂，可以降低生产成本。
根据本发明优选的方案，激活剂可以通过三种方式得到·外源蛋白酶激活法；·自身激活法；·利用已被激活的任一种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，利用商品蛋白酶制剂激活油料作物种籽和饼粕中蛋白酶的方法。本发明优选的激活方法进一步包括先制备所述的“激活剂”使用蛋白酶制剂在适宜的活化条件下(不同酶制剂所要求的温度和pH值不同，只需按照酶制剂产品的要求操作，或稍加试验即可)维持搅拌，观察反应液的pH值，开始下降时加入碱性制剂维持反应液的pH值，0.5～1.0小时后即得到“激活剂”。
根据该优选方法，将大豆(也可以使用花生、油菜籽、向日葵籽仁、棉花籽、核桃仁、芝麻、杏仁等油料作物种籽)加水磨成浆状(当用于生产豆奶时，大豆可先浸泡，浸泡温度一般不高于65℃，使大豆吸水达到1.2～1.3倍)，在有自动搅拌的容器中加入一种或数种蛋白酶制剂，例如植物蛋白酶(木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等)、动物蛋白酶(胃蛋白酶、胰蛋白酶等)、各种微生物蛋白酶(例如枯草杆菌蛋白酶1398等)，在其最适pH值及温度下反应，反应过程中可使用适当的碱性剂，优选为Na、K、Ca、Mg的氢氧化物或碳酸盐或其柠檬酸盐，维持反应液的pH值稳定。待pH值开始下降后0.5～1.0hr(作物种籽中的蛋白酶就已被激活)，即可用于后续操作。
经上述方法激活的浆液可作为“激活剂”加入下一批原料浆液，加入量一般为下一批原料浆液的1/15～1/5(重量)。即，只在第一批原料的水解中使用外源酶作为“激活剂”，然后每批被激活发生水解反应后的物料均可作为下一批物料的“激活剂”，一代一代的传递下去。
2、自身激活法将大豆浆料在30～65℃，pH值6.5～8.5的条件下搅拌2～6小时，期间的pH值通过加入碱性剂来维持，制成“激活剂”。
根据该优选方法，大豆或其它油料作物种籽经浸泡或不浸泡直接加水磨成浆状物(当用于生产豆奶时，大豆应先浸泡，浸泡温度一般不高于65℃，浸泡时间可以在3～16小时，使大豆吸水达到1.2～1.3倍)，在有自动搅拌的容器中维持30～65℃，不停搅拌，待其pH值开始下降时，不断加入碱性剂，例如Na、K、Ca、Mg碱液或碳酸盐，维持pH值6.5～8.5之间，蛋白酶约2.5～6hr后开始活化。此时可以继续进行水解反应，或作为“激活剂”加入后续原料浆料中，同样实现传递。
3、相互(交叉)激活法，即，所述“激活剂”的原料与后续原料是不同种类。
使用外源酶激活或自动激活法，已被活化的任何一种油料作物的浆液或此活化浆液通过酸沉淀法分出的上清液，都可以作为“激活剂”激活大豆蛋白酶，实现脱腥目的。例如花生、向日葵、核桃、杏仁等原料浆液活化后可以激活大豆蛋白酶，水解后的浆料可以成为风味化的豆奶。可以理解，每一种作物的蛋白酶激活并水解其他作物的蛋白时，速度会不同，作用终点也不同。因此通过搭配可选择最理想水解速度与水解终点。
经脱腥处理的水解浆料可以通过控制水解程度而用于生产各种产品，例如多肽、豆奶、豆奶粉等。在实际生产中，使用包括以上三种激活方法在内的任何方法得到的“激活剂”作为“启动源”，然后采用类似发酵接种的方法，把每一批已活化的物料作为“种液”接入下一批物料，同时再激活下一批物料中的蛋白酶，生产可以稳定地进行下去。所述“激活剂”的加入量为原料浆料重量的1/15～1/5，而且除启动激活反应较慢外，以后每批反应速度是较快且稳定的，激活原料中蛋白酶需要的时间为1～1.5小时。所述碱性剂选自钠、钾、钙或镁的氢氧化物或碳酸盐或柠檬酸盐。
本发明还提供了一种以大豆为主料，利用上述方法对大豆浆料进行脱腥水解得到的脱腥豆奶。制造方法包括使大豆吸水饱和后加6～8倍水磨成豆糊，在大豆自身所含大豆蛋白酶的作用下发生水解。水解过程中，耗减量约为大豆重量的0.5～1.0％；反应后的豆浆留出作为“激活剂”的部分后，其余去渣分离，得到豆浆进行加热灭酶。
根据本发明优选的方法，在生产豆奶的过程中，使大豆吸水饱和后加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“激活剂”，在30～65℃、pH值6.5～8.5，并强烈搅拌的条件下反应，约45～90分钟反应完成，耗碱量约为大豆重量的0.5～1.0％。反应完成后，留1/15～1/5(优选1/10)，作为下批原料的“激活剂”，其余去渣分离，得到脱腥豆浆，经加热灭酶(95～100℃，5分钟或121℃，30秒)、均质、调味等加工成为豆奶产品。该灭酶的目的除了灭活尿酶、胰蛋白酶抑制因子等有害酶外，也要灭活已活化的蛋白酶，否则过度水解也会产生一系列负作用。
根据本发明的方法，可以采用已经分离去渣后的豆浆进行水解，也可以直接采用豆糊先水解，然后分离去渣。
按照本发明的方法利用不同原料作为的“激活剂”，还可以生产出具有不同风味的豆奶产品。例如，花生经浸泡、脱红衣后加水磨成豆糊状，加水量5～8倍，然后按前面所提到的同样方法，激活其中的花生蛋白酶，然后用之作为“激活剂”，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，其水解反应速度比用大豆蛋白酶传递更快。
需要说明的是，根据业内的共识，这里所提及的“豆奶”可以是含有牛奶或不含有牛奶的以大豆为主要原料的饮品。采用本发明生产豆奶的过程，关键在于原料浆料的处理方法，水解完成后的豆浆则可以按照通常的方法添加需要的添加剂和进行后面的除渣、灭菌等操作，这里不再赘述。值得一提的是，本发明方法还有如下优点，水解后的浆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。
综上所述可以看到，本发明的关键在于提出了与现有技术完全不同的植物蛋白加工思想，即，设法激活原料自身所含的蛋白水解酶，然后使原料在该自身蛋白酶的作用下发生水解反应。与现有技术的记载和使用相比，本发明站在了一个全新的角度来研究油料作物的生理特性，并且通过大豆蛋白的水解，解决了大豆脱腥难题。本发明与现行的脱臭方法相比有如下优点1、设备简单，投资低。它无需成套的快速烘干与脱皮设备、价格昂贵的滗淅机和真空闪蒸脱臭设备，只需在传统豆浆生产线上增加水解罐，和延长0.5～1.5hr的生产周期。
2、脱腥效果好。不产生新异味，并可控制反应条件使其产生香味。
3、提高了蛋白质和其他成分的利用率，本发明方法使豆奶中的固形物和蛋白质利用率显著提高。
4、此方法生产的脱腥豆奶口感浓厚、滑润、饮后喉部无颗粒感，有残留香气，没有酶制剂水解产生的苦味。
5、如采用先水解后浆渣分离法，豆渣松散干爽，很易分离。
6、本方法生产的豆奶具有甜度，相当于常法豆奶含2％蔗糖的甜度。这是由于某些多糖被水解，可溶性糖增加而产生的效果。
7、大豆饮品市场还有一种很受消费者欢迎的酸豆乳，但是其所带有的一种类似豆腐发酵的气味令消费者难以接受，这已成为酸豆乳开拓市场的最大障碍。利用本发明制造的脱腥豆浆按照常规方法接种发酵，得到的酸豆乳则没有了这种异味，风味和口感都大为改善。
具体实施方案以下通过具体试验和实施例详细说明本发明的实施过程和所带来的意想不到的效果，旨在帮助阅读者更好地理解和领会本发明的实质和创新性所在，但不能对本发明的可实施范围构成任何限定，对于熟知该技术的本领域人士在本说明书的教导和启发下所作出的对本发明技术方案的任何修饰和改动，均应属于本发明权利要求书的保护范围。
说明本发明后面的试验例中，“固形物提取率”＝浆料中的固形物含量/原料总量×100％；“蛋白质提取率”＝浆料中的蛋白质含量/原料中的总蛋白质含量×100％(这里的蛋白质提取率只代表生产工艺条件下的提取效果，不代表大豆的NSI值)实验例1100g大豆经浸泡吸水饱和并用800ml水磨成豆糊。加入0.1g木瓜蛋白酶(60万活力单位/g)，于42℃保温并不停搅拌，用0.1 N NaOH溶液不断滴加，维持其pH值稳定于7.0～7.2。当耗碱液达50ml时终止反应。取100ml加入下一批次的同样豆糊中，按同样条件进行反应。此后每次均取100ml反应完成的豆糊作为“接种液”加入下一批，共进行12批次传递反应。
每批反应后的豆糊均分别去除豆渣，测定分离出豆浆中的蛋白质和固形物含量。与未经水解反应的作对比。结果如表1表1

从上表的结果可以看出反应进行到第十二批时，固形物及蛋白质提取率均未降低，说明酶活力稳定，而加入的木瓜蛋白酶仅剩10-12g，不可能再维持同样酶活力，由此推定，必然是大豆中存在的蛋白酶被激活而产生的效果。
实验例2 自动激活蛋白酶水解法制造的豆奶豆腥味比较测试取2Kg大豆浸泡一夜，再与16Kg自来水用砂轮磨研成豆糊，升温到55℃并用电动搅拌机搅拌。称取12g NaOH和10g Ca(OH)2与400ml水配成悬浊液，并用此悬浊液调豆糊pH值至7.5。当pH值开始下降后，继续加入混合碱液维持pH值基本不变，待碱液加完后且pH值降至7.0时，立即用小型离心机分离去渣，所得豆浆立即煮沸5min，得到豆浆18Kg(蛋白质浓度3.52％)，加入蔗糖450g并进行均质处理(20/5MPa)。
另用2Kg大豆浸泡一夜，加14Kg自来水同样磨浆，直接分离出豆浆15.5Kg(蛋白质浓度3.45％)，加入775g蔗糖，煮沸后同样均质处理。此浆液作为对照样品。
此两批豆浆甜度相似。
自超市购入某品牌豆奶(为进口生产线生产)，工艺过程为脱皮、半干法磨浆、真空闪蒸脱腥、蛋白质含量≥3.5％。
豆腥味对比采用品尝法，参加者12人(男女各6人)。结果如表2表2

实施例1100g大豆室温浸泡8～14hr，加800ml自来水磨成豆糊，于大约42℃水浴中保温，用0.1M NaOH调pH值至约7.0，电动搅拌(100～250rpm)，加入0.1g菠萝蛋白酶或木瓜蛋白酶(60万单位/克)，逐渐滴加NaOH液维持7.0，约经2～2.5hr，当耗NaOH溶液达15～25ml时，pH值下降很快，说明大豆中的蛋白酶已被激活，此批豆糊作为“激活剂”使用。
另用1000g大豆经浸泡(室温，8～14hr)，加7升自来水磨成豆糊，加入上述水解反应过的豆糊，保持42℃并搅拌，不断滴加0.1M NaOH溶液维持pH值7.0，约经1～1.5hr，耗碱量150～200ml反应停止，取出90％豆糊进行分离去渣，得豆浆8500ml，其固形物浓度7.3％，蛋白质浓度3.4％。所得豆浆煮沸3分钟后自然降温。加入蔗糖210g(蔗糖浓度2.5％)溶解后均质(20～25/5Mpa)，得到甜度相当于5％蔗糖的无腥味豆奶，说明水解后豆奶甜度比未经水解豆奶甜度提高。
反应罐中剩余1000ml豆糊，再加入1Kg大豆磨成的同样浓度的豆糊，再次按同样条件反应，经1hr停止反应，同样进行去渣、煮沸等处理，反应罐中留1000ml豆糊作为“激活剂”并加入新豆糊，如此反复可形成连续化生产。
实施例21Kg大豆经浸泡(室温，8～14hr)，加8000ml水磨成豆糊，于50℃保温，用电动搅拌器搅动，并用NaOH溶液(4％浓度)滴加至pH值达7.0，经3.5hr豆糊pH值开始下降，逐滴加入NaOH液使pH值稳定于7.0，再经约45分钟耗NaOH量达200ml，停止反应。取出约9000ml豆糊进行去渣、灭酶、调味、均质等操作，得到2.5％蔗糖甜度的脱腥豆奶。反应容器中剩余1000ml水解反应过的豆糊作为“激活剂”，再加入2.3Kg浸泡大豆和8000ml水磨成的豆糊，继续按同样条件水解反应，耗NaOH达200ml时，停止反应。此批水解反应耗时1hr。
重复以上操作均可达到同等效果，除首批反应耗时约4 hr外，第二批以后均约耗时1hr左右，即可达到脱腥效果。
实施例3按实施例1、2方法制成的豆糊，加热煮沸灭酶，降温至55℃，再加入1/10实施例1、2水解反应过的任何一批豆糊作为“激活剂”，按上述同样条件进行水解反应，可达到同样效果去除豆腥味、提高蛋白质和固形物得率。缺点是煮沸灭酶过的豆糊，蛋白酶被再次“激活”的时间长，由1hr延长到2.5hr，它说明失活的大豆蛋白酶可以再次被激活。
实施例4900g大豆和100g脱红衣花生，按实施例2的方法，按同样条件操作，可得到有花生香味的脱腥豆奶，其他效果与实施例2完全相同，只是水解反应速度与酶活化速度均比单独使用大豆快，有利于缩短生产周期。花生香气减弱的速度远慢于豆腥味去除的速度，因此可得到有花生香味的豆奶。
实施例5目前各种发酵酸豆乳的生产，无论使用何种菌种，并添加各种添加物均不能去除酸豆乳的类似豆腐发酵的气味，这已成为酸豆乳开拓市场的最大障碍。采用本发明的方法可以制备酸豆乳的原料豆乳。
采用实施例2、3、4的方法中的任何一种，调整水解反应的水解度，耗碱量达大豆重量的1～2％之间，pH值降至6.5～7.0时终止反应，立即加热灭酶并均质，然后按常规的接种方法发酵，即可去除异味，改善酸豆乳风味与口感。
权利要求
1.脱除豆腥味的方法，其特征在于，加入其中的蛋白水解酶预先已经被激活的浆液作为“激活剂”，使大豆浆料在自身所含大豆蛋白酶的作用下发生水解反应，该水解包括控制pH值在6.5～8.5，30～65℃温度下维持搅拌，使大豆中所含的蛋白酶在“激活剂”的作用下被激活的过程。
2.权利要求1所述的方法，还包括向大豆浆料中加入蛋白酶制剂，在适宜的活化条件下维持搅拌，观察反应液的pH值开始下降时，加入碱性制剂维持反应液的pH值，0.5～1.0小时后制成“激活剂”。
3.权利要求1所述的方法，还包括将大豆浆料在30～65℃，pH值6.5～8.5的条件下搅拌2～6小时，期间的pH值通过加入碱性剂来维持，制成“激活剂”。
4.权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述“激活剂”原料可以来自于除大豆以外的油料作物。
5.权利要求1～3任一项所述的方法，其中，所述“激活剂”的加入量为原料浆料重量的1/15～1/5，激活原料中的蛋白酶需要的时间为1～1.5小时。
6.权利要求1～3任一项所述的方法，所述碱性剂选自钠、钾、钙或镁的氢氧化物或碳酸盐或柠檬酸盐。
7.一种豆奶，为以大豆为主料，利用权利要求1～6任一项的方法对大豆浆料进行水解得到的豆浆制成。
8.权利要求7所述豆奶的制造方法，包括使大豆吸水饱和后加6～8倍水磨成豆糊，在大豆自身所含大豆蛋白酶的作用下发生水解，所述水解过程是利用权利要求1～6中任一项的方法使大豆蛋白酶被激活而完成，水解过程中，耗碱量约为大豆重量的0.5～1.0％；反应后的豆糊留出作为“激活剂”的部分后，其余进行加热灭酶。
9.权利要求7所述的制造方法，其中，豆糊先分离去渣，然后水解；或豆糊先水解，然后分离去渣。
10.权利要求8或9所述的制造方法，其中，水解反应时间控制45～90分钟，“激活剂”的加入量为原料量的1/5～1/15。
全文摘要
本发明提供了一种有效脱除大豆腥味的方法和应用该方法制造脱腥豆奶的工艺。本发明的方法包括设法激活原料自身所含的蛋白水解酶，然后使原料在该自身蛋白酶的作用下发生水解反应。本发明制造脱腥豆奶的方法包括使豆浆中的大豆蛋白酶被激活而发生水解反应的过程，反应过程中耗碱量约为大豆重量的0.5～1.0％；反应后的豆糊留出作为“激活剂”的部分后，其余进行加热灭酶。本发明制造的豆奶不仅完全脱除了豆腥味，而且没有产生由于酶制剂的使用或高温工艺所带进的其它异味。
文档编号A23J3/34GK1509641SQ0215739
公开日2004年7月7日 申请日期2002年12月23日 优先权日2002年12月23日
发明者鲍鲁生 申请人:北京市食品研究所