黃豆芽酶解液生產(chǎn)飲料工藝

崔蕊靜

(河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院，河北 秦皇島，066600)

黃豆含有豐富的營養(yǎng)成分，其蛋白質(zhì)含量高，組成黃豆蛋白的氨基酸種類全［1］，不飽和脂肪酸含量高，能降低血液中的膽固醇含量［2］。但黃豆中含有胰蛋白酶抑制劑，影響蛋白質(zhì)的吸收利用，且食用后會(huì)引起腹脹;黃豆中含有的脂肪氧化酶，致使大豆制品產(chǎn)生豆腥味［3］。而黃豆發(fā)芽后，脂肪氧化酶、胰蛋白酶抑制等不利因子大部分被去除，從而防止了豆腥味的產(chǎn)生;蛋白質(zhì)水解為氨基酸或多肽，蛋白質(zhì)的生物效價(jià)和利用率顯著提高;豆類中不能被人體吸收的而易產(chǎn)生腹脹氣的棉子糖、鼠李糖等，在發(fā)芽過程中急劇下降乃至全部消失［4］;黃豆發(fā)芽促使豆中植酸降解，有利于磷、鈣、鐵、鋅等礦物質(zhì)的吸收利用率;發(fā)芽后Vc、胡蘿卜素、核黃素和尼克酸等維生素含量顯著增加［5］;此外，黃豆異黃酮和皂苷顯著增加。異黃酮具有預(yù)防骨質(zhì)疏松、防止心血管疾病、減輕或避免因雌激素減少引起的更年期綜合癥等多種生理功能;黃豆皂苷可以抑制血清中脂類氧化，抑制過氧化脂質(zhì)的生成，降低血清中膽固醇的含量;黃豆芽中的葉綠素能分解人體內(nèi)的亞硝酸胺，進(jìn)而起到預(yù)防直腸癌等多種消化道惡性腫瘤的作用［6，7］。目前國內(nèi)外對(duì)黃豆芽中營養(yǎng)成分分析研究較多，利用黃豆芽加工飲料研究報(bào)道較少。本實(shí)驗(yàn)利用木瓜蛋白酶水解豆芽乳制作黃豆芽乳飲料，旨在開發(fā)一種人體易吸收、氨基氮含量高、富含異黃酮和Vc等多種營養(yǎng)成分、且不含膽固醇的優(yōu)質(zhì)保健飲品。

1 材料與方法

1．1 材料

黃豆(市售);木瓜蛋白酶(廣州市華琪生物科技有限公司);風(fēng)味酶(北京諾維信生物科技有限公司);HDZ-2030豆奶復(fù)合穩(wěn)定劑(石家莊兄弟工貿(mào)有限公司);碳酸氫鈉、三聚磷酸鈉、檸檬酸鈉等均為分析純;δ-葡萄糖酸內(nèi)酯為食品級(jí)。

1．2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

組織搗碎勻漿機(jī)(江蘇金壇醫(yī)療儀器廠);pHS-3C型酸度計(jì)(蕭山市鑫龍醫(yī)療儀器有限公司);微波爐(順德格蘭仕電器公司);磨漿機(jī)(溫嶺龍達(dá)電機(jī)廠);立式膠體磨(沈陽新光動(dòng)力機(jī)械公司);電熱恒溫水浴鍋(北京西城區(qū)醫(yī)療器械廠);723可見分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司分光儀器總廠)。

1．3 測定方法

游離氨基酸含量的測定:電位滴定法［8］。

蛋白質(zhì)穩(wěn)定系數(shù)R測定:取15 mL調(diào)配好的豆芽乳于離心管中，3 500 r/min離心12 min，取上清液2 mL，稀釋50倍，550 nm下用723型分光光度計(jì)測其離心后吸光度A后，同法測得A前，其比值即為蛋白質(zhì)穩(wěn)定系數(shù)R，根據(jù)R確定豆芽乳飲料的穩(wěn)定性［9］。

1．4 試驗(yàn)方法

1．4．1 豆芽乳飲料制作的工藝流程 黃豆挑選→清洗→浸泡→發(fā)芽→清水漂洗去皮→加熱滅酶→磨漿→微波處理→酶解→調(diào)配→均質(zhì)→脫氣→灌裝→殺菌→冷卻。

1．4．2 操作要點(diǎn) (1)黃豆芽的制備:挑選成熟飽滿未破損黃豆，用清水洗3遍，去除雜質(zhì)和灰塵，按黃豆質(zhì)量的2．5～3．0倍加水，水中添加碳酸氫鈉，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．03，30℃浸泡8 h后室溫發(fā)芽3 d。(2)豆芽殺青:豆芽用清水漂洗去皮，分別用540 W微波加熱1 min，900 W微波加熱30 s，95℃蒸汽加熱2 min，95℃熱水燙漂3 min［10］，以鈍化大豆中脂肪氧化酶活性，之后加水磨漿，通過感觀鑒定豆芽乳的色澤、氣味、滋味等，確定豆芽的殺青方法。(3)磨漿:迅速將豆芽放于磨漿機(jī)中，加豆芽質(zhì)量10倍的熱水打漿，水溫80℃。(4)預(yù)熱:將豆芽漿液用180 W微波處理20 s，以提高酶解效率。(5)風(fēng)味蛋白酶和木瓜蛋白酶水解條件的篩選:對(duì)影響豆芽乳中蛋白質(zhì)水解程度的幾個(gè)因素底物濃度、加酶量、水解溫度、時(shí)間和pH值分別作單因素試驗(yàn)，測定氨基氮的含量，確定蛋白酶水解的最佳條件。(6)調(diào)配:將所需絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑溶解，添加到豆芽乳酶解液中，混勻后加熱至60℃，30 MPa壓力下均質(zhì)2次，脫氣后灌裝密封，121℃下殺菌15 min后冷卻［11］。

1．4．3 黃豆芽酶解液飲料穩(wěn)定性試驗(yàn) 采用L9(33)進(jìn)行正交試驗(yàn)，以蛋白質(zhì)的穩(wěn)定系數(shù)為指標(biāo)，探討所加絡(luò)合劑檸檬酸鈉和三聚磷酸鈉、乳化穩(wěn)定劑HDZ-2030復(fù)合豆奶穩(wěn)定劑對(duì)豆芽乳穩(wěn)定性的影響(表1)。

2 結(jié)果與分析

2．1 豆芽殺青條件的選擇

實(shí)驗(yàn)中采取4種鈍化脂肪氧化酶的方法，打漿后鑒評(píng)感觀結(jié)果(表2)。結(jié)果表明，不同加熱條件對(duì)豆芽乳的氣味與滋味影響較大，相比之下，熱水燙漂的效果較好。故采用95℃熱水燙漂3 min滅酶。

表1 豆芽乳穩(wěn)定性正交試驗(yàn)因素水平 g/kg

表2 不同加熱方法下豆芽乳感觀評(píng)價(jià)

2．2 風(fēng)味蛋白酶與木瓜蛋白酶混合水解豆芽乳條件篩選

目前，我國多采用木瓜蛋白酶對(duì)大豆進(jìn)行水解，水解程度較低，且水解產(chǎn)物中含有疏水性多肽使其產(chǎn)生苦味。為了提高水解程度，降低水解產(chǎn)物苦味，試驗(yàn)采用風(fēng)味蛋白酶與木瓜蛋白酶聯(lián)用水解大豆蛋白質(zhì)［12，13］。

2．2．1 風(fēng)味蛋白酶與木瓜蛋白酶混合比例確定 豆芽中加其質(zhì)量10倍的水磨成的豆芽漿液經(jīng)180 W微波處理20 s，加入風(fēng)味酶和木瓜酶混合酶，使其在豆芽漿液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．02，風(fēng)味酶與木瓜酶分別按質(zhì)量比為2∶1，1∶1，1∶2，1∶4 的質(zhì)量比混合，pH 值調(diào)至 7．0，50 ℃加熱 50 min，測水解液氨基氮含量(表3)。結(jié)果表明，兩種酶的混合質(zhì)量比為1∶1時(shí)，水解蛋白效果最佳，大于或小于1∶1，蛋白質(zhì)的水解效果均下降。經(jīng)SSR法檢驗(yàn)，各處理之間差異都達(dá)極顯著水平，確定最佳比例為1∶1。

2．2．2 pH值的確定 豆芽中加豆芽質(zhì)量10倍的水磨成豆芽漿液，經(jīng)180 W微波處理20 s，加等比混合的風(fēng)味酶和木瓜酶，其在豆芽漿液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．02，將豆芽漿液pH值分別調(diào)至6．0，6．5，7．0，7．5，8．0，50 ℃加熱50 min后測定氨基氮含量(表4)。結(jié)果表明，pH 值7．0～7．5時(shí)，雙酶混合用的效果最佳。經(jīng)SSR法檢驗(yàn)，pH值7．0與7．5差異不顯著，其余各處理間差異極顯著，確定水解pH值為7．0，此時(shí)的pH值接近豆芽乳的pH值。

表3 風(fēng)味蛋白酶與木瓜蛋白酶不同混合質(zhì)量比例對(duì)豆芽乳作用效果的影響

表4 不同pH對(duì)豆芽乳作用效果的影響

2．2．3 水解溫度的影響 豆芽中加質(zhì)量為其10倍的水磨成的豆芽漿液經(jīng)180 W微波處理20 s，加質(zhì)量等比混合的風(fēng)味酶和木瓜酶，混合酶在豆芽漿液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．02，豆芽漿液pH值調(diào)至7．0，分別在45，50，55，60，65℃加熱50 min，測定氨基氮含量(表5)。結(jié)果表明，隨著溫度的增高，豆芽乳中蛋白質(zhì)的水解程度增加，水解溫度達(dá)50℃，水解程度最大，超過50℃后水解程度明顯降低。經(jīng)SSR法檢驗(yàn)，各處理間差異達(dá)極顯著水平，故水解溫度50℃為宜。

2．2．4 水解時(shí)間的影響 豆芽中加質(zhì)量為其10倍的水磨成豆芽漿液，經(jīng)180 W微波處理20 s，加等比混合的風(fēng)味酶和木瓜酶，混合酶在豆芽漿液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．02，pH值調(diào)至7．0，50℃分別加熱10，20，30，40，50，60 min，測氨基氮含量(表6)。結(jié)果表明，隨水解時(shí)間的延長，氨基氮含量增加，超過50 min水解程度增加不明顯。經(jīng)SSR法檢驗(yàn)，50 min與60 min差異不顯著，其余各處理間差異極顯著，確定水解時(shí)間50 min為宜。水解時(shí)間過長，不僅浪費(fèi)能源，且對(duì)豆芽乳中的Vc有破壞作用。

表5 不同溫度對(duì)蛋白酶水解豆芽乳效果的影響

表6 水解時(shí)間對(duì)蛋白酶水解豆芽乳效果的影響

2．2．5 加酶量的影響 豆芽中加質(zhì)量為其10倍的水磨成漿液，經(jīng)180 W微波處理20 s，分別加入等比混合的風(fēng)味酶和木瓜酶，混合酶在豆芽漿液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為 0．010，0．015，0．020，0．025，0．030，0．035。pH值調(diào)至7．0，50℃加熱50 min，測氨基氮含量(表7)。結(jié)果表明，隨著加酶量的增加，氨基氮含量增加，酶在漿液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0．030時(shí)，增加不明顯。經(jīng)SSR法檢驗(yàn)，加酶量在豆芽漿液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．030和0．035時(shí)，處理間差異不顯著，其余處理間差異極顯著，所以確定在豆芽漿液中的加酶量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0．030。

2．2．6 不同底物濃度對(duì)酶解效果的影響 分別取豆芽與水質(zhì)量比為 1∶6，1∶8，1∶10，1∶12，1∶14 的豆芽漿液，180 W微波處理20 s，混合酶在豆芽漿液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0．030，豆芽漿液pH值調(diào)至7．0，50℃加熱50 min，測酶解液氨基氮含量(表8)。結(jié)果表明，豆芽中加其質(zhì)量8倍的水磨成的豆芽乳蛋白質(zhì)水解效果最佳，其次是加其質(zhì)量10倍的水。經(jīng)SSR法檢驗(yàn)，各處理間差異極顯著，從節(jié)約成本且保證產(chǎn)品風(fēng)味和營養(yǎng)等角度考慮，選擇豆芽與水質(zhì)量比為1∶10。

2．3 黃豆芽乳酶解液加工飲料

2．3．1 絡(luò)合劑、乳化穩(wěn)定劑對(duì)豆芽乳飲料穩(wěn)定性的影響 豆芽乳酶解液中按表1正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)加入絡(luò)合劑檸檬酸鈉、三聚磷酸鈉和HDZ-2030復(fù)合豆奶穩(wěn)定劑;并分別加入白砂糖，其在豆芽漿液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．030;將豆芽漿液加熱至60℃，30 MPa壓力均質(zhì)2次，在550 nm下測定其離心前后的吸光度，計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)R(表9)。結(jié)果表明，影響黃豆芽乳飲料穩(wěn)定性因素的主次順序是B(HDZ-2030復(fù)合豆奶穩(wěn)定劑)＞C(三聚磷酸鈉)＞A(檸檬酸鈉)。實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果第6組(即組合A2B3C1)穩(wěn)定系數(shù)最高，極差分析結(jié)果組合A2B3C1產(chǎn)品穩(wěn)定性最高，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。所以實(shí)驗(yàn)確定豆芽乳中，檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．02，HDZ-2030豆奶復(fù)合穩(wěn)定劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．03，三聚磷酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．03。

表7 加酶量對(duì)蛋白酶水解豆芽乳效果的影響

表8 豆芽與水質(zhì)量比對(duì)蛋白酶水解豆芽乳效果的影響

2．3．2 均質(zhì)工藝對(duì)豆芽乳飲料穩(wěn)定性的影響

(1)均質(zhì)溫度的影響:均質(zhì)壓力30 MPa，溫度分別控制30，40，50，60，70℃，均質(zhì)2次，均質(zhì)后測吸光度，計(jì)算R值(表10)。結(jié)果表明，豆芽乳飲料在50℃以上均質(zhì)，制品的穩(wěn)定性較好。溫度低，料液粘稠度大，均質(zhì)效果不良;溫度高，料液粘稠度小，易使粒子微?；绕涫菍?duì)脂肪球粒，但高溫易于使蛋白質(zhì)變性，且對(duì)產(chǎn)品中Vc破壞性強(qiáng)，對(duì)均質(zhì)機(jī)的性能也有影響，綜合考慮，豆乳的均質(zhì)溫度控制在60℃為宜。

(2)均質(zhì)次數(shù)的影響:均質(zhì)壓力30 MPa，豆芽乳溫度60℃，分別均質(zhì)1，2，3次，測吸光度，計(jì)算R值(表11)。結(jié)果表明，增加均質(zhì)次數(shù)也可以提高均質(zhì)效果，超過2次后，均質(zhì)效果提高不明顯且增加耗能，故均質(zhì)2次即可。

(3)均質(zhì)壓力的影響:壓力分別為20，25，30，35，40 MPa，60℃均質(zhì)2次后測吸光度，計(jì)算R值(表12)。結(jié)果表明，均質(zhì)壓力越大，豆芽乳穩(wěn)定性越好，但從經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備性能考慮，2次均質(zhì)均用30 MPa。

表9 豆芽乳飲料穩(wěn)定性正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

表10 均質(zhì)溫度對(duì)豆芽乳飲料穩(wěn)定性的影響

表11 均質(zhì)次數(shù)對(duì)豆芽乳飲料穩(wěn)定性的影響

表12 均質(zhì)壓力對(duì)豆芽乳飲料穩(wěn)定性的影響

3 結(jié) 論

黃豆發(fā)芽3 d后黃豆芽用95℃熱水燙漂3 min，80℃熱磨漿得到的豆芽乳色澤潔白，無豆腥味和青草味。豆芽與水按質(zhì)量比1∶10混合磨漿，用180 W微波處理20 s后，加入等比混合的風(fēng)味蛋白酶和木瓜蛋白酶，其在豆芽乳液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．030，50℃水解50 min，得氨基氮含量豐富、無苦味的豆芽乳酶解液。豆芽乳酶解液中加入檸檬酸鈉、HDZ-2030復(fù)合豆奶穩(wěn)定劑、三聚磷酸鈉、白砂糖，各種原料在豆芽乳中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0．020，0．030，0．030，0．030，加熱豆芽乳至 60 ℃，30 MPa 壓力均質(zhì)2 次，制品穩(wěn)定性較好，風(fēng)味可口。

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