中國是大豆的故鄉(xiāng),幾千年前,大豆從中國傳播到世界各地。大豆全身是寶,在中國,豆制品自古以來是人們獲取蛋白質(zhì)的主要來源之一。近代科技的發(fā)展,給我們提供了新的加工手段,以大豆為原料的系列豆制品,不但增加了種類而且提高了品質(zhì)。大豆?fàn)I養(yǎng)豐富,各類深加工產(chǎn)品較多,用途廣泛。大豆中所含的蛋白質(zhì)是魚、肉、蛋的兩倍,鈣含量是牛肉的20倍,鐵含量是牛肉的10倍,同時還含有人體必需的多種氨基酸。大豆的高營養(yǎng),使其成為時下最受歡迎的天然食品,各種大豆深加工產(chǎn)品越來越多的走入居民家中。
二、關(guān)鍵詞:
大豆磷脂、豆?jié){晶、大豆深加工
三、前言:
大豆是世界上栽培最為廣泛的作物之一,按皮色可將大豆分為兩類,一類為黃豆,另一類為雜豆。雜豆又分為青豆、黑豆和黃豆等,而黃豆的產(chǎn)量為世界大豆總產(chǎn)量的90%以上,因而約定俗成地將大豆專用于稱呼黃豆。我國自古以來就是大豆生產(chǎn)和資源大國,但在過去對資源的認(rèn)識和保護(hù)方面做得很不夠,特別是在日偽統(tǒng)治中國東北時期,大豆資源的流失非常嚴(yán)重。據(jù)日本歷史學(xué)家菊池一德介紹,20世紀(jì)20年代到30年代初,資本主義發(fā)達(dá)國家開始大肆收集我國的 大豆遺傳資源。如美國的兩位科學(xué)家morse和dorsett受美國農(nóng)業(yè)部的派遣于1929年2月開始對日本、朝鮮及我國的臺灣和東北的大豆資源進(jìn)行了長達(dá)3年多的調(diào)查和收集,他們通過各種手段對東北各種各類農(nóng)貿(mào)市場、食品和農(nóng)產(chǎn)品展覽會、研究機關(guān)、植物園、種苗公司、農(nóng)場、食品加工廠和農(nóng)地等進(jìn)行了非常徹底的調(diào)查,收集了大量的資料。他們兩人有中國帶回的大豆品種和遺傳資源即達(dá)4000多種,還有大豆加工食品341種以及大量其他的種子、標(biāo)本、資料和照片。裝訂成的植物標(biāo)本就達(dá)814冊,他們帶回的大豆在限定的區(qū)域首先進(jìn)行預(yù)備評價、質(zhì)量和產(chǎn)量都較好通過預(yù)備評價的品種進(jìn)行增殖試驗后,再通過各州立農(nóng)業(yè)研究所進(jìn)行栽培試驗,極大地提高了美國大豆的耐病性、抗病性和單位面積的產(chǎn)量。
隨著大豆得到大面積栽培,大豆的加工利用也得到了一定的發(fā)展,如大豆制品、豆腐。迄今為止,中國的豆制品已有了2900多年的生產(chǎn)史。在這漫長的歲月里,隨著我國與世界各國在政治、經(jīng)濟、文化、科學(xué)、宗教等各方面的交流發(fā)展,我國的豆腐與豆制品生產(chǎn)技術(shù)逐漸地傳到了亞洲其他國家和地區(qū)、歐洲、北美州以及非洲等,豆腐最先被傳入日本,絕大多數(shù)人認(rèn)為,我國的豆腐制作技術(shù)是在唐朝即日本的奈良時代,有唐朝高僧鑒真大師及其弟子傳入日本的【4】。
為了更好的利用大豆的營養(yǎng)價值,現(xiàn)在我國正大量生產(chǎn)大豆多肽、大豆膳食纖維、大豆磷脂、大豆皂苷、大豆異黃銅等。
四、大豆磷脂加工
1、大豆磷脂
磷脂是一類具有特定生理功能的極性物質(zhì),是一種表面活性劑,是人、動物和植物組織細(xì)胞膜的主要組成成分。天然的磷脂具有很高的營養(yǎng)價值和良好的加工特性,磷脂不僅是人、動物和植物組織細(xì)胞膜的重要組成成分,二姐對脂肪的吸收、轉(zhuǎn)運,對脂肪酸,特別是不飽和脂肪酸起著重要的作用,大豆磷脂是從生產(chǎn)大豆油的油腳中提取出來的產(chǎn)物,在大豆中的含量為1.2%至3.2%。它是由甘油、脂肪酸、膽堿或膽胺所組成的酯,能溶于油脂及非極性溶劑中。大豆磷脂外觀為淺黃色至淺棕色粉末或半透明粘稠狀液態(tài)物質(zhì),稍帶大豆腥味,部分溶于水,溶于苯、氯仿、乙醚、石油醚,難溶于丙酮和醋酸酯【1】。
2、大豆磷脂的加工技術(shù)及工藝流程
濃縮大豆磷脂是水化大豆毛油油腳干燥脫水后得到的產(chǎn)品,工業(yè)上制備濃縮大豆磷脂方式有連續(xù)式生產(chǎn)和間歇式生產(chǎn)濃縮大豆磷脂,這里主要介紹間歇式生產(chǎn)方法,工藝流程如下圖。
過濾油→預(yù)熱→加水水化→靜置沉淀(保溫)→分離油腳→濃縮→磷脂脫色【1】。
大豆磷脂的工藝流程
3、大豆磷脂加工操作要點
(1)預(yù)熱 機榨毛油經(jīng)過濾除去雜質(zhì)后,預(yù)熱升溫至80攝氏度。
(2)加水水化 根據(jù)油中磷脂的含量,以及在加熱過程中所形成的磷脂膠粒的變化情況確定加水量。一般加水量為磷脂含量的3.5倍左右。加進(jìn)的水位沸水,也有使用濃度約在0.7%左右的熱食鹽水溶液。加水速度已磷脂吸水速度而定,磷脂吸水快則加水要快;磷脂吸水慢,則加水也要慢。剛開始加水時,攪拌速度要快,一般掌握在80至100轉(zhuǎn)每分鐘之間,待20至30分鐘后,磷脂有大片的絮狀顆粒生成,即將攪拌速度放慢,在繼續(xù)攪拌20到30分鐘,即可靜置沉淀。沉淀后的上層清油經(jīng)脫水后,即為精煉油。下層油腳則需經(jīng)濃縮后才能制得成品磷脂。
(3)濃縮 將水化后的磷脂油腳,經(jīng)真空吸入濃縮缸中,同時升溫并進(jìn)行攪拌。在保溫80攝氏度左右的情況下,真空脫除磷脂中的水分。待攪動流體磷脂略有絲光產(chǎn)生時,即表明水分已符合要求。此時水分含量大約在5%左右。濃縮后的磷脂是棕色半固體,即可用于食品、醫(yī)藥和工業(yè)上【1】。
(4)磷脂的脫色 當(dāng)需要制取高質(zhì)量的磷脂時,經(jīng)濃縮的磷脂,還需要進(jìn)行脫色處理。脫色處理的方法:在濃縮缸內(nèi),加入濃縮磷脂量2%至2.5%,濃度為30%左右的雙氧水,在50攝氏度的條件下,停止真空密封脫色1小時。然后開動真空泵,升溫到70攝氏度左右,進(jìn)行脫水,直到分水缸中沒有水滴為止脫色后的磷脂顏色為淺棕色【1】。
五、豆乳粉及豆?jié){晶的生產(chǎn)
豆乳是一種老少皆宜的功能性營養(yǎng)飲料,但是含水量高,不耐儲存,運輸銷售不便。豆乳粉和豆?jié){晶的生產(chǎn)不同程度地解決了上述問題,并保留了豆乳的全部營養(yǎng)成分。
1、基料制備
豆乳粉和豆?jié){晶的基料制備過程,就是豆乳生產(chǎn)去掉殺菌、包裝工序的全過程。只是根據(jù)產(chǎn)品不同,調(diào)配工序的操作及配料略有差別。
豆乳粉、豆?jié){晶的生產(chǎn),一方面要注意改善產(chǎn)品風(fēng)味和營養(yǎng)平衡,另外還要提高其溶解性。它們的溶解性除與后續(xù)的濃縮、干燥工序有關(guān)外,和基料的調(diào)制關(guān)系密切。
在兩者的生產(chǎn)中,一方面糖的加入對其溶解性影響很大,糖可以在濃縮前加入,也可以在濃縮后加入;另一方面,在濃縮前向豆乳粉的基料中加入一定量的酪蛋白,可以大大改善豆乳粉的溶解性。通過試驗發(fā)現(xiàn)隨著酪蛋白添加量的增加,豆乳粉的溶解度隨之增大,但是增加到一定量時,其溶解度增大不明顯,而且會影響豆乳的風(fēng)味。一般酪蛋白的添加量占豆乳固形物含量的20%為最佳。再如用堿性物質(zhì)醋酸鈉、碳酸鈉、磷酸銨、磷酸氫銨、磷酸三鈉、磷酸三鉀、氫氧化鈉等調(diào)節(jié)pH值接近7.5時,豆乳的溶解性可以明顯提高。
提高豆?jié){晶和豆乳粉的溶解性,也可以在噴霧干燥前添加高HLB的蔗糖脂肪酸酯,它將與酪蛋白一起提高豆乳的溶解性。添加量為固形物的10%以內(nèi)。在豆乳粉中混人一些蔗糖、乳糖、葡萄糖等可以提高豆乳的溶解性,其中以乳糖為最好,添加量為5%~15%。用蛋白酶對蛋白質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)水解,可以明顯提高耐熱性和耐儲存性。
豆乳粉、豆?jié){晶在基料調(diào)制完畢后,要進(jìn)行均質(zhì)和殺菌,然后再進(jìn)行濃縮。
濃縮是降低豆乳粉、豆?jié){晶生產(chǎn)中能耗的關(guān)鍵工序。實際生產(chǎn)中濃縮工序的工藝參數(shù)如下。
(1)基料濃度 豆乳粉生產(chǎn)中濃縮后的固形物含量為14 %~16%。濃度過高基料容易形成膏狀,失去流動性,無法輸送和霧化。對于豆?jié){晶,基料濃縮后固形物含量控制在25%~30%,加入糖粉后,固形物含量可達(dá)50%~60%。
(2)濃縮時的加熱溫度、時間大豆乳在濃縮時發(fā)生熱變性,加熱溫度越高,受熱時間越長,蛋白質(zhì)變性程度越高,表現(xiàn)為豆?jié){黏度增大,以至于凝膠。為了得到高濃度、低黏度的濃縮物,生產(chǎn)中一般采用減壓濃縮的方法。即采用50~55℃、80~93 kPa的真空度進(jìn)行濃縮,這樣可以盡量避免長時間受熱。濃縮常采用單效盤管式真空濃縮罐進(jìn)行,每鍋漿料濃縮時問控制在25~30 min。
(3)豆?jié){制取的方法 豆?jié){制取的方法對黏度有影響,在制取豆?jié){時為了提高蛋白質(zhì)的利用率,有時采取先加熱豆糊后除渣的方法,這樣固然可以充分利用蛋白質(zhì),但是卻會導(dǎo)致豆?jié){黏度的升高。在生產(chǎn)豆粉時,這種方法不可取,它不但會給濃縮操作帶來困難,而且豆乳粉的色澤及溶解性均會受到影響。
(4)添加蔗糖對豆乳基料黏度的影響試驗表明,在豆?jié){中加糖不但可以降低黏度,而且可以大大限制黏度的增長速度。基料的pH值對濃縮物的黏度影響較大。pH值為4·5左右時,濃縮物的黏度最大,提高漿料的pH值,可以降低黏度,但pH值偏堿性時,會使產(chǎn)品的色澤變得灰暗,口味也差。一般生產(chǎn)中調(diào)節(jié)pH值在6·5~7·0比較合適。巰基乙醇、尿素、半胱氨酸、亞硫酸鈉、維生素C、鹽酸胍以及蛋白酶的存在,可以破壞大豆蛋白質(zhì)的雙硫鍵、巰基,因此可以降低蛋白質(zhì)濃縮物的黏度。亞硫酸鈉還原性強,價格低廉,無毒無害,生產(chǎn)適用性強,添加它不僅可以降低基料的黏度,而且可以防止蛋白質(zhì)的褐變,其添加量為O.6 g/kg豆乳粉[5]。
2、豆?jié){晶的生產(chǎn)
經(jīng)過濃縮后的基料,經(jīng)過真空干燥進(jìn)行脫水。真空干燥是豆?jié){晶生產(chǎn)的關(guān)鍵工序,真空干燥是在真空干燥箱內(nèi)完成的。
操作時首先將濃縮好的漿料裝入烘盤內(nèi),每盤漿料量要相等,緩慢放人真空干燥箱內(nèi),然后關(guān)閉干燥箱,立即抽真空,接著打開蒸氣閥門通入蒸氣。
干燥過程大致分為3個階段。
第一階段為沸騰段,此階段為r使?jié){料迅速升溫,蒸氣壓力一般控制在200~250 kPa,但是為了防止溢鍋,真空度不宜過大,應(yīng)控制在83~87 kPa。從蒸氣到漿料沸騰結(jié)束,約需30 min,料溫可以從室溫升至70rC左右。
第二階段為發(fā)脹階段,從漿料開始起泡到定型,大約需要1·5 h。隨著干燥的進(jìn)行,干燥箱內(nèi)漿料沸騰程度越來越慢,漿料濃度越來越高,黏度增大。泡膜堅厚,表面張力也大,如果此時真空度不大,溫度高,漿料內(nèi)部水分蒸發(fā)困難,造成干燥速度慢,產(chǎn)生燜漿現(xiàn)象。造成蛋白質(zhì)變性,成品溶解性差,色澤深。所以當(dāng)漿料沸騰趨于結(jié)束時,應(yīng)逐漸減少蒸氣進(jìn)量、提高真空度。此階段的蒸氣壓力維持在100~150 kPa,溫度45~50℃,真空度96~99 kPa。
第三階段為烘干階段,此階段是為了進(jìn)一步蒸發(fā)出豆?jié){晶中的水分,不需要供給過多的熱量,蒸氣壓應(yīng)維持在50 kPa以下,溫度保持在45~50℃,為了干燥迅速,真空度應(yīng)保持高水平96 kPa以上。
整個干燥過程完成以后,通入自來水冷卻,消除真空,出爐、粉碎。
真空干燥后的豆?jié){晶為疏松多孔的蜂窩狀固體,極易吸濕受潮,干燥后應(yīng)馬上破碎。破碎時先剔除不干或焦糊部分,然后投入破碎機破碎。粉碎后的豆?jié){晶呈細(xì)小晶體,分袋包裝即為成品。粉碎包裝車間應(yīng)安裝有空調(diào)機、吸濕機,空氣相對濕度控制在65%以下,溫度為25℃左右。
3、豆乳粉的生產(chǎn)
噴霧干燥是目前將液體豆乳制成固體豆乳粉的惟一方法。制取的固態(tài)豆乳粉銷售、儲存、運輸方便。
但是食用時須將固態(tài)豆乳粉與水混合制成漿體,豆乳粉的溶解性成為必須考慮的因素。
影響豆乳粉溶解性有5方面的因素。
① 豆乳粉的物質(zhì)組成及存在狀態(tài)。
② 粉體的顆粒大小。溶解過程是在固液界面上進(jìn)行的,粉的顆粒越小,總表面積越大,溶解速度也就越快,但是小顆粒影響粉的流散性。
③ 粉體的容重。較大的容重有利于水面上的粉體向水下運動,容重小的粉體容易漂浮形成表面濕潤、內(nèi)部干燥的粉團,俗稱“起疙瘩”。
④ 顆粒的相對密度。顆粒密度接近水的相對密度,顆粒能在水中懸浮,保持與水的充分接觸順利溶解,相對密度大于水的顆粒迅速下沉,顆粒與水的接觸面減少,并停止與水的相對運動,溶解速度減慢;顆粒相對密度小于水時,顆粒上浮,產(chǎn)生同樣效果。
⑤ 粉體的流散性。粉體自然堆積時,靜止角小的則表明粉的流散性好,這樣的粉容易分散,不結(jié)團。顆粒之間的摩擦力是決定粉體流散性的主要因素。為減少摩擦力,應(yīng)要求粒度均勻,顆粒大且外形為球形或接近球形,表面干燥。
以上5個因素,第一個因素是基本的,它決定溶解的最終效果,其余4項影響豆乳粉的溶解速度。
與上述因素相關(guān)的噴霧干燥工藝參數(shù)主要有:
①噴盤的轉(zhuǎn)速與噴孔的直徑。它們由設(shè)備決定,對粉體的容重及流散性影響較大。噴盤的轉(zhuǎn)速過高,噴孑L小,噴頭出來的液滴小,粉體團粒容易包埋氣體,粉體容重??;噴盤轉(zhuǎn)速過低,噴孔大,噴頭出來的液滴大,粉體團粒包埋氣體少,粉體容重大;但液滴過大,輕者不容易干燥,有濕心,重者掛壁流漿。另外,在轉(zhuǎn)速與噴孔直徑一定的情況下,漿料濃度越高,黏度越大,噴頭出來的液滴越大,粉體團粒也大,粉體的容重及流散性好。
②進(jìn)排風(fēng)溫度。進(jìn)風(fēng)溫度越高,豆粉的含水量越低,溶解性越差而且色澤深,一般進(jìn)風(fēng)溫度控制在150~160℃,排風(fēng)溫度控制在80~90℃為宜
③ 由噴霧干燥塔出來的豆乳粉,經(jīng)過降溫、過篩、包裝即為成品
六、結(jié)束語:
我國一年全民蛋白質(zhì)需求量在350萬噸以上,相當(dāng)于大豆及其制品700萬噸。而我國目前大豆深加工制品不超過50萬噸(包括分離蛋白、速溶豆粉、脫腥豆粉等),生產(chǎn)量還不足需求量的十分之一。大豆深加工制品有利于提高大豆加工附加值,經(jīng)濟效益良好。
從大豆加工企業(yè)的經(jīng)濟效益來看,對大豆進(jìn)行深度加工,效益會提高許多倍。大豆不經(jīng)過加工售價僅為每公斤2.6元左右,而將大豆加工成分離蛋白、速溶豆粉、豆渣高纖維食品等,可使效益提高幾倍乃至十幾倍。
1995年4月,國家食物和營養(yǎng)咨詢委員會22位專家向國務(wù)院提出了“大豆行動計劃”的建議,旨在改善居民營養(yǎng)狀況,振興大豆產(chǎn)業(yè);1996年1月成立了有農(nóng)業(yè)部、衛(wèi)生部、國家教委、中國輕工總會組成的領(lǐng)導(dǎo)小組;1996年8月大豆行動計劃正式啟動。總之,發(fā)展大豆食品是我國戰(zhàn)略性選擇,而大豆加工業(yè)的壯大必將拉動大豆種植業(yè)及至農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
中國傳統(tǒng)大豆食品生產(chǎn)工藝要向科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、機械化自動化方面發(fā)展。只有這樣,才能保證產(chǎn)品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量穩(wěn)定性,才能利于全面提高中國傳統(tǒng)大豆的質(zhì)量。當(dāng)然,有些地方名牌老產(chǎn)品的傳統(tǒng)工藝及傳統(tǒng)特點,還要在保留的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。
大豆纖維是膳食纖維之一,它具有明顯的生理與醫(yī)療功能,不僅能顯著降低血液中的膽固醇含量,還能促進(jìn)腸胃的正常蠕動而達(dá)到預(yù)防便秘與結(jié)腸癌的目的,是理想的功能性食品。
大豆磷脂是大豆中重要的功效成分,發(fā)達(dá)國家從1980年初期就開始大力開發(fā)磷脂純化技術(shù)和磷脂產(chǎn)品,美國、西歐、日本等國家和地區(qū)已在藥典中將磷脂列為營養(yǎng)補充品,并被譽為“大腦的食物”、“血管清道夫”、“可食用的化妝品”。實踐證明,大豆磷脂是最安全有效、無毒副作用的最早開發(fā)應(yīng)用大豆磷脂的國家,大豆磷脂在國外很受歡迎