CN103609714B - 一种植物基乳粉的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植物基乳粉的生产方法，本方法以谷物加工副产品或整粒谷物种子为原料，包括：植物可食部分的前处理、去除植物腥臭味、植物球蛋白亚基的解聚、植物球蛋白长肽链的物理断裂、小蛋白分子与非极性基团的结合、蛋白质离子化处理，最后乳化处理得到植物基乳粉，本方法改变了粮食加工的落后模式，极大地提高了粮食的利用率，创造出一个全生态的产业链，并且本方法生产的产品以类动物奶的形式表现出来——植物基乳或植物基乳粉。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物基乳粉的生产方法，属于食品加工领域。
背景技术
目前现有的豆奶、谷物加牛奶等产品，仍停留在初级阶段，是对大豆的简单物理加工或牛奶中加入谷物的元素，完全不能解决粮食深加工和综合利用的问题，粮食加工中会产生一些副产品，许多副产品中含有丰富的营养成分，这些宝贵的资源并没有得到很好的利用，而且这些副产品中往往含有更多的维生素、矿物质及植物功能因子。粮***加工后的副产品因为粗糙、腥臭味、结构不定型等问题大多被用做饲料，部分副产品深加工程度也非常有限，这就造成了极大的浪费；使加工后的食品，营养价值大打折扣。
发明内容
为了大幅提高粮食利用率，本申请发明人在粮食加工不同层面进行了大量的探索和创新，提供一种植物基乳粉的生产方法，真正做到去芜存菁，使得粮食加工尽量减少副产品的产生，把有营养价值的成分完全保留下来，改变了粮食加工的落后模式，极大地提高了粮食的利用率，创造出一个全生态的产业链，
并且本方法生产的产品以类动物奶的形式表现出来——植物基乳或植物基乳粉。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种植物基乳粉的生产方法，包括：
1）植物可食部分的前处理：以谷物加工副产品或整粒谷物种子为原料，上述原料中均含有丰富的谷物粗蛋白，加水搅拌研磨30分钟以上，原料与水的用量比大于1:7，得到含有谷物粗蛋白的浆汁，再对含有谷物粗蛋白的浆汁进行超细粉碎，使原料的粒径＞80目；
2）去除植物腥臭味：将稀醇缓冲液加入到1）粉碎后的浆汁中，30℃搅拌10～170分钟，离心去除稀醇缓冲液得到干物质，加入2～5倍干物质质量的去离子水搅拌均匀，得到浆液；
3）植物球蛋白亚基的解聚：向2）得到的浆液中加入解聚液，30～40℃保温搅拌5～40分钟，去离子水调节pH为3～6.6后洗涤2～3遍，滤干备用，得到物料1；
4）植物球蛋白长肽链的物理断裂：向物料1中加水调节浓度至10%，再加入碳酸氢钠调pH值至7.8～8.2，搅拌加热，将物料1泵入高速剪切罐中进行高速剪切，得到物料2；
5）小蛋白分子与非极性基团的结合：将物料2温度升高至75℃，加入有机碳酸和催化剂，搅拌保温15分钟，得到物料3；
6）蛋白质离子化处理：将物料3真空浓缩至蛋白质含量在35%～45%，加入钾盐或钠盐，所述钾盐或钠盐的加入量占物料3质量的0.04%～0.08%，在30～40℃搅拌10～80分钟，得到胶体状物料4；
7）乳化处理：根据所需产品规格，通过加入壁材调整胶体状物料4中蛋白质含量，均质、灭菌后成为植物基乳液，固形物浓度为30%～40%，植物基乳液是谷物多种营养素的混合物通过自乳化形成的稳定的悬浮状液体，将植物基乳液低于160℃喷雾干燥成粉状，得到植物基乳粉。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，在1）中，所述谷物加工副产品为面筋、土豆淀粉分离液、小麦胚芽、豆粕、米糠、玉米胚芽、小麦、大米、大豆中的一种或几种的混合物。
进一步，在2）中，所述稀醇缓冲液由质量比为（0.1～5）：（0.1～10）：（0.01～0.5）：（0.01～0.03）的竹炭颗粒、乙醇、氢氧化钠和高铁酸盐组成。
采用上述进一步方案的有益效果是加入稀醇缓冲液能够消除与植物腥臭味相关的小分子醛和酮。
进一步，在3）中，所述解聚液由质量比为（0.1～3）：（0.01～0.5）：（0.01～0.2）的延胡索酸、亚硫酸盐和半光氨酸组成。
采用上述进一步方案的有益效果是以延胡索酸、亚硫酸盐和半光氨酸破坏肽链间的氢键，使肽链不在聚合，达到植物球蛋白质亚基解聚的效果。
进一步，在4）中，所述搅拌加热至70～75℃；
采用上述进一步方案的有益效果是在70～75℃时，肽链打开呈线状；
进一步，在4）中，所述高速剪切的条件：转速为1430～1500转/分，剪切间隙为1～5微米，在70～75℃下剪切搅拌20分钟；
进一步，在5）中，所述有机碳酸为碳原子数为8～26的脂肪酸中的一种或几种的混合物，所述有机碳酸的加入量占物料2质量的0.1～0.8%。
进一步，在5）中，所述催化剂为偏磷酸盐类，所述催化剂的加入量占物料2质量的0.05%～0.3%。
进一步，在6）中，所述钾盐为柠檬酸钾或氯化钾，所述钠盐为碳酸氢钠或乙酸钠；
进一步，在7）中，所述壁材为糊精、β-环糊精、变性淀粉中一种或几种的混合物；
本发明的有益效果是：
现有的植物蛋白饮料等产品利用植物本身的特征进行加工，如椰奶、豆奶、花生奶等等，这些产品缺少通用性，不能像牛奶一样作为工业原料。如何去除植物本身的个性特征（主要指风味方面）保留其共性（营养方面）最终形成结构和成分稳定、成本相对低廉的大宗原料是本发明的最大优点。我们可以用不同的植物性原料生产出同一种成分、结构稳定的产品；像牛吃不同的饲料只会挤出牛奶一样（这是牛奶及奶粉用着做工业原料的前提）。
与现有技术相比，本发明方法可以将植物可食部分直接转化为“奶”，目前还未发现有相同的技术，而且本发明以粮食加工副产品为主要原料（在使用原粮加工时也能自主进行生产加工），加工过程中最大限度地减少了各种植物本身的个性特征，模拟动物乳腺的功能，将不同营养成分均匀配比并完全乳化，直接生产乳汁或奶，最后制成植物基乳或植物基乳粉。
本发明实现了机械产奶的初步工业化阶段。为乳汁的生产人工化、机械化奠定了基础。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施列1
1）将小麦、大米、大豆（原粮）按质量比1:2:7混合，得到谷物混合物，加水搅拌研磨50分钟，谷物混合物与水的用量比为1:8，得到含有谷物粗蛋白的浆汁，再对含有谷物粗蛋白的浆汁进行超细粉碎，使原料的粒径＞80目；
2）将稀醇缓冲液加入到1）粉碎后的浆汁中，30℃搅拌70分钟，离心去除稀醇缓冲液得到干物质，加入2干物质质量的去离子水搅拌均匀，得到浆液；稀醇缓冲液由质量比为2：1：0.02：0.02的竹炭颗粒、95%浓度的乙醇、固体氢氧化钠和固体高铁酸钾组成，稀醇缓冲液的加入量是1）中谷物混合物质量的3倍。
3）向2）得到的浆液中加入解聚液，30℃保温搅拌40分钟，去离子水调节pH为5.6后洗涤2遍，滤干备用，得到物料1；解聚液由质量比为0.3：0.01：0.01的延胡索酸、亚硫酸盐和半光氨酸组成，解聚液的加入量是1）中谷物混合物质量的3倍。
4）向物料1中加水调节浓度至10%，再加入碳酸氢钠调pH值至7.8，搅拌加热至70℃，将物料1泵入高速剪切罐中进行高速剪切，转速为1430转/分，剪切间隙为1微米，在70℃下剪切搅拌20分钟，得到物料2；
5）将物料2温度升高至75℃，加入12碳脂肪酸和偏磷酸钠，12碳脂肪酸的加入量占物料2质量的0.1%，偏磷酸钠的加入量占物料2质量的0.1%，搅拌保温15分钟，得到物料3；
6）将物料3真空浓缩至蛋白质含量在35%～45%，加入柠檬酸钠，加入量占物料3质量的0.05%，30℃搅拌40分钟，得到胶体状物料4；
7）加入壁材（糊精：β-环糊精：变性淀粉的质量比=1:2:1）调整胶体状物料4中蛋白质含量至25%，均质、灭菌后成为植物基乳液，固形物浓度为30%～40%，将植物基乳液150℃喷雾干燥成粉状，得到植物基乳粉。
实施例2
1）将小麦胚芽、玉米、豆粕（粮食加工副产品）按质量比4:2:4混合，得到谷物混合物，加水搅拌研磨50分钟，谷物混合物与水的用量比为1:8，得到含有谷物粗蛋白的浆汁，再对含有谷物粗蛋白的浆汁进行超细粉碎，使原料的粒径＞80目；
2）将稀醇缓冲液加入到1）粉碎后的浆汁中，30℃搅拌70分钟，离心去除稀醇缓冲液得到干物质，加入3倍干物质质量的去离子水搅拌均匀，得到浆液；稀醇缓冲液由质量比为1：0.5：0.01：0.01的竹炭颗粒、95%乙醇、固体氢氧化钠和固体高铁酸钾组成，稀醇缓冲液的加入量是1）中谷物混合物质量的3倍。
3）向2）得到的浆液中加入解聚液，30℃保温搅拌40分钟，去离子水调节pH为5.6后洗涤2遍，滤干备用，得到物料1；解聚液由质量比为5：0.2：0.2的延胡索酸、亚硫酸盐和半光氨酸组成，解聚液的加入量是1）中谷物混合物质量的3倍。
4）向物料1中加水调节浓度至10%，再加入碳酸氢钠调pH值至7.8，搅拌加热至75℃，将物料1泵入高速剪切罐中进行高速剪切，转速为1500转/分，剪切间隙为5微米，在75℃下剪切搅拌20分钟，得到物料2；
5）将物料2温度升高至75℃，加入12碳脂肪酸和偏磷酸钠，12碳脂肪酸的加入量占物料2质量的0.1%，偏磷酸钠的加入量占物料2质量的0.12%，搅拌保温15分钟，得到物料3；
6）将物料3真空浓缩至蛋白质含量在35%～45%，加入柠檬酸钠，加入量占物料3质量的0.06%，30℃搅拌40分钟，得到胶体状物料4；
7）加入壁材（糊精：β-环糊精：变性淀粉的质量比=1:2:1）调整胶体状物料4中蛋白质含量至28%，均质、灭菌后成为植物基乳液，固形物浓度为30%～40%，将植物基乳液150℃喷雾干燥成粉状，得到植物基乳粉。
实施列3
1）将土豆蛋白泥加水搅拌研磨50分钟，原料与水的用量比为1:8，得到含有谷物粗蛋白的浆汁，再对含有谷物粗蛋白的浆汁进行超细粉碎，使原料的粒径＞80目；
2）将稀醇缓冲液加入到1）粉碎后的浆汁中，30℃搅拌60分钟，离心去除稀醇缓冲液得到干物质，加入4倍干物质质量的去离子水搅拌均匀，得到浆液；稀醇缓冲液由质量比为1：0.5：0.01：0.01的竹炭颗粒、95%乙醇、固体氢氧化钠和固体高铁酸钾组成，稀醇缓冲液的加入量是1）土豆蛋白泥质量的3倍。
3）向2）得到的浆液中加入解聚液，30℃保温搅拌40分钟，去离子水调节pH为5.6后洗涤2遍，滤干备用，得到物料1；解聚液由质量比为3：0.1：0.1的延胡索酸、亚硫酸盐和半光氨酸组成，解聚液的加入量是1）中土豆蛋白泥质量的3倍。
4）向物料1中加水调节浓度至10%，再加入碳酸氢钠调pH值至7.8，搅拌加热至70℃，将物料1泵入高速剪切罐中进行高速剪切，转速为1430转/分，剪切间隙为1微米，在70℃下剪切搅拌20分钟，得到物料2；
5）将物料2温度升高至75℃，加入12碳脂肪酸和偏磷酸钠，12碳脂肪酸的加入量占物料2质量的0.1%，偏磷酸钠的加入量占物料2质量的0.06%，搅拌保温15分钟，得到物料3；
6）将物料3真空浓缩至蛋白质含量在35%～45%，加入柠檬酸钠，加入量占物料3质量的0.05%，30℃搅拌40分钟，得到胶体状物料4；
7）加入壁材（糊精：β-环糊精：变性淀粉的质量比=1:2:1）调整胶体状物料4中蛋白质含量至18%，均质、灭菌后成为植物基乳液，固形物浓度为30%～40%，将植物基乳液150℃喷雾干燥成粉状，得到植物基乳粉。
对本申请实施例1～3制备的植物基乳粉的营养成分进行测定，结果如下表：
表1
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 蛋白质 | 25.4% | 28.2% | 18.6% |
| 脂肪 | 21% | 18% | 23% |
| 膳食纤维 | 3.2% | 2.6% | 4.1% |
| 水分≤ | 5% | 4.8% | 4.7% |
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种植物基乳粉的生产方法，其特征在于，包括：
1）植物可食部分的前处理：以谷物加工副产品或整粒谷物种子为原料，加水搅拌研磨30分钟以上，原料与水的用量比大于1:7，得到含有谷物粗蛋白的浆汁，再对含有谷物粗蛋白的浆汁进行超细粉碎，使原料的粒径＞80目；
2）去除植物腥臭味：将稀醇缓冲液加入到1）粉碎后的浆汁中，30℃搅拌10～170分钟，离心去除稀醇缓冲液得到干物质，加入2～5倍干物质质量的去离子水搅拌均匀，得到浆液；所述稀醇缓冲液由质量比为（0.1～5）：（0.1～10）：（0.01～0.5）：（0.01～0.03）的竹炭颗粒、乙醇、氢氧化钠和高铁酸盐组成；
3）植物球蛋白亚基的解聚：向2）得到的浆液中加入解聚液，30～40℃保温搅拌5～40分钟，去离子水调节pH至3～6.6后洗涤2～3遍，滤干备用，得到物料1；所述解聚液由质量比为（0.1～3）：（0.01～0.5）：（0.01～0.2）的延胡索酸、亚硫酸盐和半胱氨酸组成；
4）植物球蛋白长肽链的物理断裂：向物料1中加水调节浓度至10%，再加入碳酸氢钠调节pH值至7.8～8.2，搅拌加热至70～75℃，将物料1泵入高速剪切罐中进行高速剪切，得到物料2；
5）小分子蛋白与非极性基团的结合：将物料2温度升高至75℃，加入有机碳酸和催化剂，搅拌保温15分钟，得到物料3；
6）蛋白质离子化处理：将物料3真空浓缩至蛋白质含量在35%～45%，加入钾盐或钠盐，所述钾盐或钠盐的加入量占物料3质量的0.04%～0.08%，在30～40℃搅拌10～80分钟，得到胶体状物料4；
7）乳化处理：通过加入壁材调整胶体状物料4中蛋白质含量，均质、灭菌后成为植物基乳液，固形物浓度为30%～40%，将植物基乳液低于160℃喷雾干燥成粉状，得到植物基乳粉。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在4）中，所述高速剪切的条件：转速为1430～1500转/分，剪切间隙为1～5微米，在70～75℃下剪切搅拌20分钟。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在5）中，所述有机碳酸为碳原子数为8～26的脂肪酸中的一种或几种的混合物，所述有机碳酸的加入量占物料2质量的0.1～0.8%；所述催化剂为偏磷酸盐类，所述催化剂的加入量占物料2质量的0.05%～0.3%。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在6）中，所述钾盐为柠檬酸钾或氯化钾，所述钠盐为碳酸氢钠或乙酸钠。
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