蛋白饮料

第三章蛋白饮料学习目的和要求：通过本章的学习，应掌握植物蛋白饮料和含乳饮料的基本概念与特点、生产原理及关键技术问题、生产工艺，具备开发新产品的能力。参考书目1.邵长富.软饮料工艺学.中国轻工业出版社.1997年2.黄来发.蛋白饮料加工工艺与配方.中国轻工业出版社.1996年3.石彦国.大豆制品工艺学.中国轻工业出版社.1993年第一节蛋白饮料基本概念一、概念蛋白饮料:是由蛋白质(植物蛋白或动物蛋白)、脂肪(植物油脂或动物油脂)、糖类、食用纤维(水溶性或水不溶性)、淀粉类、维生素类(水溶性或油溶性)、矿物质类等物质组成的营养性饮料。特点：客观不稳定的分散体系。●蛋白质及果肉、纤维素等微粒形成的悬浮液●“脂肪＋水＋乳化剂”的乳状液●以糖类、盐类形成的真溶液质量问题：油层上浮(环斑现象)──油水分离絮凝──蛋白质部分聚集，可逆凝结──蛋白质沉淀，油滴聚集，不可逆解决方法：适量乳化剂、增稠剂、品质改良剂等，保持稳定。二、蛋白饮料分类植物蛋白饮料(植物性)蛋白饮料乳饮料(动物性)果汁乳饮料咖啡乳饮料巧克力乳饮料蛋奶饮料(中性)调制乳饮料乳酸发酵乳:酸奶(凝固型、搅拌型)双歧杆菌酸奶酒精发酵乳：酸奶酒乳酸菌饮料：活菌型、杀菌型发酵乳饮料(酸性)原汁饮料：纯豆浆调制饮料：果味豆奶、椰汁、杏仁露发酵型饮料：酸豆奶植物蛋白饮料是以大豆、花生、核桃、山杏仁、绿豆、椰子、芝麻等植物性原料，经磨浆、浸提、过滤、均质等工序，调配制成的蛋白饮品。第二节植物蛋白饮料一、基本原理特点：客观不稳定的分散体系。●蛋白质及果肉微粒形成的悬浮液●“脂肪＋水＋乳化剂”的乳状液●以糖类、盐类形成的真溶液油+水→混合油分散→界面能↑→自动降低→最小值→集合。降低表面张力→稳定均匀的乳状液↑存在于油水界面的乳化剂表面自由能取决于表面积和表面张力。HLB值:5100量亲水基重量＋憎水基重亲水基重量值乳化剂的HLB亲水亲油平衡值不同HLB值的乳化剂在水中的分散性及主要用途HLB值在水中的分散性HLB值主要用途1～3不溶于水1～3消泡剂3～6分散性很差3～8W/O型6～8极力振荡可形成乳液7～9润湿剂8～10稳定性乳液8～16O/W型10～13半透明至透明溶液13～15洗涤剂13溶解，透明溶液＞15增溶剂常用乳化剂的HLB值乳化剂名称HLB值甘油单油酸酯3.4单硬脂酸甘油酯3.8甘油单月桂酸酯5.2乙酰化甘油单硬脂酸酯3.8二乙酰化酒石酸甘油酯8.0聚乙烯(20)甘油单硬脂酸酯13.1山梨醇酐单油酸酯(Span80)4.3山梨醇酐单硬脂酸酯(Span60)4.7山梨醇酐单月桂酸酯(Span20)8.9聚乙烯(20)山梨醇酐单油酸酯(Tween80)14.9聚乙烯(20)山梨醇酐单硬脂酸酯(Tween60)15.0聚乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯(Tween20)16.9蔗糖脂肪酸酯3.0~16.0蔗糖甘油脂肪酸酯3.0~18.0大豆磷脂3.0~11.0柠檬酸甘油单酸酯、柠檬酸甘油二酸酯4.0~12.0聚甘油脂肪酸酯6.0~15.0式中wi—乳化剂i在混合乳化剂中的质量分数HLBi—乳化剂i的HLB值n1iiwn1iiHLBiwHLB＝混混合乳化剂的HLB值为：例：乳化剂1:0.2g，HLB=3.8乳化剂2:0.5g，HLB=11乳化剂2:0.3g，HLB=15HLB混=(0.2×3.8＋0.5×11＋0.3×15)/(0.2＋0.5＋0.3)=10.76pH值蛋白质等电点碱性(或中性)提高蛋白质溶解度和提取率pH=8.0～9.0解决方法:电渗析、离子交换、反渗透等。阳离子H+:Ca2+、Mg2+等二价和其他多价阳离子：二、工艺流程大豆→清洗→脱皮→浸泡→磨浆→浆渣分离→真空脱臭→调制→均质→杀菌→灌装→包装→成品普通豆乳生产工艺流程大豆→预清理→脱皮→后清理→浸泡→磨碎→分离→脱臭→调制→均质→冷却贮藏→超高温杀菌→包装→成品丹麦奶制品承包公司豆乳生产工艺流程图大豆→脱皮→酶钝化→磨碎→分离→调制→杀菌脱臭→均质→冷却→包装→成品日本精研舍株式会社豆乳生产工艺流程图大豆→浸泡→磨碎→酶钝化→分离→调制→澄清→超高温杀菌→包装→成品瑞典阿伐-拉伐有限公司豆乳生产工艺流程大豆→加热→脱皮→蒸煮→磨碎→均质→调制→超高温杀菌→包装→成品美国伊利诺斯州豆乳生产工艺流程图浸泡大豆(蛋白体膜松脆)↓蛋白质溶出机械破碎↓细度粗──蛋白质不易溶出细──蛋白质易溶出→纤维进入豆浆●产品粗糙，色泽灰暗。●堵塞筛孔，影响滤浆效果，产率降低。实际生产:溶出与分离综合效果，粉碎细度在100～120目，颗粒直径为10～12μm★磨浆三、工艺要点干豆:泡好豆≈1:2.4加水方式：研磨时与进料速度配合定量进水。●流水带动大豆在磨内起润滑作用；●磨运转时会发热，加水可以起冷却作用，防止大豆蛋白质热变性；●可使被磨碎的大豆中的蛋白质溶离出来，形成良好的溶胶体。一般磨的转速越高，水的流量越大。石磨用水量要比砂轮磨少。磨豆时的加水量，一般为每千克泡好的豆加2～5千克水。磨浆设备●石磨：大豆组织破碎效果好，蛋白质溶出率高。但生产效率比较低，磨片大而笨重，占地面积大，易磨损，修复困难且费用高。●钢磨：大豆组织破坏不彻底，蛋白质溶出率低。结构简单，占地面积小，效率高，维修方便，高速研磨使豆糊升温快，易影响产品质量。●砂轮磨：是目前比较理想的磨浆设备。磨碎程度均匀，豆糊温升低，质量好，得率高，有利于浆渣分离。磨的体积小，噪音低，生产能力大，耗电少，使用方便。●提高蛋白质提取率的新技术──超声波萃取法用超声波处理经过热处理的大豆，是高效率萃取蛋白质的方法。用超声波处理8min，可提取残留的蛋白质。★去除杂色的主要途径⑴选用接近纯白的大豆原料品种。⑵用碱类、二氧化硫等微量试剂进行漂白。⑶添加防腐剂、稳定剂防止变质或解决引起白色的变化。⑷减少生产过程中的污染。★豆乳的豆腥味及苦涩味去除来源:●大豆生长中形成的豆腥味和苦味成分●脂肪酶降解不饱和脂肪酸产生豆腥味●磷脂类氧化产生苦味解决方法:●干热处理──大豆脱皮入水前，热空气高温瞬时加热大豆，一般干热处理温度为120～200℃，处理时间为10～30秒。●蒸汽法──大豆脱皮入水前，高温蒸汽高温瞬时加热处理，一般用120～200℃的高温蒸气加热7～8秒钟。●热水浸泡法与热磨法──适用于不脱皮生产工艺。清洗过的大豆用≥80℃的水浸泡30～60分钟，然后磨碎制浆；浸泡好的大豆沥水后加沸水磨浆，并在≥80℃的条件下保温10～15分钟。●热烫法──脱皮大豆迅速投入≥80℃的水中，保持10～30分钟，然后磨碎制浆。一般80℃以上脱皮豆保温18～20分钟，90℃以上脱皮豆保温13～15分钟，沸水保温10～12分钟。●酸、碱处理法──调整溶液的pH值抑制脂肪氧化酶活性。▲柠檬酸调节pH值3.0～4.5，适合于热浸泡法。▲Na2CO3、NaHCO3、Na0H、KOH等调节pH值7.0～9.0之间。碱可在浸泡、热磨、热烫时加。加碱的突出效果是对苦涩味的消减明显，而且可以提高蛋白质的溶出率。●微生物发酵法●香料掩蔽法●真空脱臭法★滤浆工厂化机械滤浆方法主要有卧式离心筛滤浆、平筛滤浆、圆筛滤浆以及挤渣滤浆等。卧式离心筛滤浆是目前比较先进、比较理想和工业生产应用最广泛的滤浆方法。它速度快、噪音低、动力小、分离效果好。1皮带罩2轴承盒3主轴4进料管5分离伞6离心转子7出渣口8出浆口9外套10电机11机座12传动轮单罐煮浆设备1.排气阀2.排气管3.排浆供汽管4.三通5.煮浆供汽管6.煮浆罐7.进浆管8.电磁阀门9.注浆器10.温度计11.排浆阀门★煮浆溢流煮浆罐★脱气：消除泡沫──对后续操作极为不利煮浆时易出现假沸现象脱臭●消泡剂（1）油脚（2）油角膏（3）硅有机树脂（4）脂肪酸甘油脂分为蒸馏品(纯度90％以上)和未蒸馏品(纯度为40～50％)。蒸馏品的使用量为1.0％，使用时均匀地加在豆糊中，一起加热即可。●脱气装置1扩散泵2脱气罐3电控箱4出浆泵5真空泵★调制风味──甜、酸、香营养──补充维生素无机盐油脂──改善口感和色泽★加热杀菌常压杀菌~820C1210C下保温15min高温短时间连续杀菌（UHT）超高温瞬时杀菌(HTST)★均质●均质──改善口感，提高稳定性。●影响因素▲均质压力：压力越高效果越好，一般采用15～25MPa。▲均质温度：均质温度越高，均质效果越好。70～80℃之间比较适宜。根据均质机性能而定。▲均质次数：增加均质次数可提高均质效果。普遍采用的是两次均质。★包装●保温桶──40C●瓶●塑料袋●复合蒸煮袋●无菌包装系统四、豆奶饮料生产的HACCP●影响豆奶质量的物理化学因素（1）大豆中残存的霉变粒，杂质等未能清除而对豆奶色泽、稳定性、口感造成影响。（2）浸泡时某些因素如水温浸泡时间、pH值控制不当对蛋白质提取率、产品、稳定性、豆奶腥味的影响。（3）酶钝化时温度，pH值控制不准对豆奶质量产生不良影响。（4）脱臭工序中，真空度、温度、时间掌握不准致使豆腥味残存或香味损失。（5）豆奶调制中乳化剂，增稠剂，香料等添加量的变化影响成品的稳定性，香味等。（6）均质的压力，温度，次数的不同对成品口感的细腻，乳化效果的影响。（7）杀菌温度，时间掌握不当导致产品褐变，维生素，糖类等营养成分损失。●影响豆奶质量的生物因素（1）原料中残存霉变粒导致产品污染。（2）黄豆因浸泡时间过长致使微生物大量繁殖污染成品。（3）半成品豆浆调配时间过长，不能及时杀菌导致产酸菌生长，饮料pH值下降，蛋白质凝固变性。（4）杀菌温度偏低或时间偏短导致耐热芽孢菌在饮料中残存，存放期间菌又大量繁殖而污染产品。（5）包装容器因消毒不彻底，残留微生物对产品造成危害。（6）无菌灌装环境中残存微生物进入饮料中导致污染。（7）包装材料密封性不好或包装时封口不严导致细菌进入豆奶中造成二次污染。豆奶饮料生产过程的HACCP运用表生产工序潜在危害CCP关键限值监测记录程序纠偏措施原料清理原料内的霉变粒，其它杂质（如石块，金属）原料含杂量标准抽样检测含杂量并记录清除霉变粒杂质或退货脱皮脱皮率低影响成品质量（如涩味，豆腥味，色泽）脱皮率≥95%检测并记录脱皮率适当干燥后再脱皮浸泡浸泡时水温，浸泡时间，水，pH值掌握不当对产品的影响√遵照不同条件下的浸泡标准目测或仪器分析豆的涨发率调节水温，时间或pH值磨浆和酶的钝化磨浆时的加水量，水温，浸泡时间，水，pH值产生偏差造成的影响√按不同生产条件的饿适宜标准测定浆体积检测脂肪氧化酶活性加水加温或去除不合格品渣浆分离与脱臭高的渣含水量，脱臭时的真空度低对产品造成的不利影响渣含水量≤85%，真空度是20Kpa。测定渣含水量记录真空度继续离心分离提高真空度豆奶调制辅料添加不准确，调制时间过长等造成的不利影响√遵照辅料用量标准及时调配调配室计量记录检测含糖量感官检验适当调整或废弃均质均质的温度，压力的变动产生影响温度70～80?压力30～40MPa均质条件记录调整以达到均质条件杀菌杀菌时温度，时间的变动导致杀菌不足或过度，产品变劣√130?20秒或121?15分钟记录杀菌时的表压和温度及杀菌时间调整压力及延长或缩短时间容器消毒消毒不彻底残留微生物√按规定的蒸汽温度溶液浓度按一定比例抽样检验容器剔除不合格品包装包装间空气中残留微生物导致产品污染，包装时未完全密封√空气过滤至一级按要求封口按比例抽样检验剔除不合格品成品检验√检查：一般活菌数，大肠菌按比例抽样检验停止出库并回收，检查原因注：打“√”处表示此工序为关键控制点五、配方设计１.设计依据：原料的蛋白质、脂肪、碳水化合物含量，脂肪酸组成。⑴查阅相关数据⑵自行测定２.基础配方确定：⑴蛋白质、脂肪含量：根据国家有关标准或行业、地方、企业标准进行确定。如普通豆奶的主要指标蛋白质≥2.0%脂肪≥1.0%如学生豆奶的主要指标蛋白质≥2.5%脂肪≥2.0%式中：G─配方中原料的用量（％）a─成品中蛋白质含量（％）b─原料中蛋白质含量（％）N─原料蛋白质提取率（％）100NbaG原料用量计算：示例：已知大豆原料蛋白质含量为40.5%,现有技术