第6章發酵豆奶大豆

大豆中多種抗營養因子發酵豆奶(酸豆奶)

工藝流程1

工藝流程2

工藝流程3：雙歧桿菌保健酸豆奶的生產工藝大豆是我國的傳統食品,蛋白質含量達45%左右,為一般食物含量的3~5倍。現代營養學認為,蛋白質的營養價值主要決定于它的氨基酸組成。如果各種氨基酸比例接近人體的氨基酸模式,也即符合FAO/WHO建議的氨基酸模式,則該種食物的營養價值高。大豆表數據顯示,大豆中蛋白質的必需氨基酸模式接近FAO/WHO建議模式與動物蛋白質的氨基酸模式相近,是一種完全蛋白質,且大豆蛋白質與奶類或谷類食物搭配,具有蛋白質互補作用。幾種食物粗蛋白的必需氨基酸含量(mg/g)及其相互比值必需氨基酸氨基酸記分模式大豆蛋白質牛奶蛋白質花生蛋白質面粉蛋白質雞蛋蛋白質mg/g比值mg/g比值mg/g比值mg/g比值mg/g比值mg/g比值色氨酸10112.2114.5110111.4116.11苯丙氨酸606.047.53.951.73.6515.145.54.056.33.5賴氨酸555.560.55.081.75.6303.025.52.256.23.5蘇氨酸404.043.43.649.03.4161.630.72.752.33.2蛋氨酸353.510.80.930.32.1101.014.11.234.12.1亮氨酸707.095.87.9105.27.3676.771.36.392.55.7異亮氨酸404.042.43.5503.4464.635.93.150.33.1纈氨酸505.047.53.974.15.1444.442.43.768.24.2總量(mg/g)360360.1456.5274276.8426大豆大豆中脂肪含量占20%左右,其中人體所必需的亞油酸含量占50%左右;大豆中不含膽固醇,故有降血脂的作用。此外大豆中含有的維生素,無機鹽等營養物質,又使大豆具有治療糖尿病、缺鐵性貧血、防止動脈硬化和防治腫瘤等醫療功能。世界各國的科學家正致力于發展纖維化大豆蛋白,目的是促進人體腸道蠕動,減少肛腸類疾病。大豆尤其在發展中國家被譽為質優價廉的“營養肉”食品。大豆中除含有豐富的蛋白質、油脂和碳水化合物三大營養物質外,還含有多種功能性成分如磷脂、生育酚、低肽、甾醇、皂甙、類黃酮、低聚糖和膳食纖維等。但是大豆中也含有多種抗營養因子,如果加工或利用不當,不僅會造成營養價值降低而且還會危害人體或動物的生長和健康。1蛋白酶抑制劑大豆中普遍存在的為胰蛋白酶抑制劑和糜蛋白酶抑制劑

,前者起主要作用。大豆中的胰蛋白酶抑制劑約有7～10種,能抑制人體血清及血漿中胰蛋白酶的活性,但胰臟中的胰蛋白酶則不受抑制。胰蛋白酶抑制劑對動物的危害主要是抑制其生長和引起胰腺肥大。原因是腸道中蛋白水解酶的作用受到抑制,從而阻礙動物對飼料蛋白質的消化吸收,同時還作用胰腺本身發生補償性反應,造成機能亢進,胰腺分泌過多,引起必需氨基酸(特別是含硫氨基酸)的內源性損失,這表明生長停滯的原因既有蛋白質外源性損失的影響,也有內源性損失的影響。大豆中多種抗營養因子2植物紅細胞凝集素大豆中存在的凝集素稱為大豆血球凝集素SBA

。是一種蛋白質,大多為糖蛋白,對糖分子具有高度的親和性。生大豆中SBA的活性高達1600～3200單位/mg。大豆粉中含有大約3%的血球凝聚素,這種大豆抽出物能凝聚許多動物的血細胞,雖在低溫下也能凝聚人的血細胞。SBA在動物腸道中不被蛋白酶水解,它可以和小腸壁上皮細胞表面的特異性受體結合,從而損壞小腸壁刷狀緣粘膜結構,干擾消化酶的分泌,抑制腸道對營養物質的吸收,使蛋白質利用率下降,動物生長受阻甚至停滯。大豆中多種抗營養因子3植酸植酸即環己六醇磷酸酯,是一種弱酸性的淡黃色或淡褐色的粘稠液體，大豆中80%的磷都是以植酸狀態存在。植酸本身的毒性較小,它除能降低微量元素(如Cu、Zn、Mn、Fe、Mg)的生物利用率外,還能影響鈣、磷的利用率。大豆蛋白質與植酸形成植酸——蛋白質復合物,對金屬離子有特別的親合力,同時影響蛋白質的生理功能;或與酶相結合,抑制其活性,這些酶包括α-淀粉酶、胰酶和胃蛋白酶。大豆中多種抗營養因子4致過敏因子大豆中存在的過敏原為4種球蛋白,即大豆球蛋白和3種伴大豆球蛋白(分別為α、β、γ)。國內外大量研究結果表明,大豆及豆餅中的蛋白質抗原物質可引起早期斷奶仔豬的消化道過敏反應,表現為腸絨毛萎縮,腺窩細胞增生,粘膜雙糖分解酶的數量及活性下降,木糖吸收率降低,從而導致仔豬腹瀉和生長受阻。大豆中多種抗營養因子5抗維生素因子大豆中存在的抗維生素因子有維生素A、D、E和B12。目前還不清楚它們的化學結構,但引起相應的維生素缺乏癥已被證實。具有抗維生素作用的化合物可以分為3種:①與維生素具有相似的化學結構,在動物代謝過程中能與該種維生素競爭并取代之;②能與維生素結合或改變其結構而破壞其生化活性;③能破壞維生素的酶類。大豆中多種抗營養因子6致甲狀腺腫因子據報道,用未加熱的大豆飼喂大鼠和小雞可引起甲狀腺腫大。Konijin等提出甲狀腺腫因子的成分可能是由2～3個氨基酸組成的低聚肽,或是由1～2個氨基酸與1個糖分子組成的糖肽。該成分的抗甲狀腺作用機制尚不清楚。大豆中多種抗營養因子7賴丙氨酸LAL大豆蛋白質在堿性條件下處理時可形成賴丙氨酸。它是賴氨酸與丙氨酸發生加成反應,其側鏈以C2N鍵聯接而成。LAL不耐熱,其水溶液容易分解。LAL對動物有較強的腎臟毒性。大豆中多種抗營養因子8脲酶一般脲酶本身并沒有毒性作用,但在一定溫度和pH值條件下,生大豆中的脲酶遇水迅速將含氮化合物分解生成氨從而引起氨中毒。由于大豆及其制品中脲酶含量與胰蛋白酶抑制劑含量呈正相關關系,因此常以脲酶活性用來判斷大豆的受熱程度和估計胰蛋白酶抑制劑的活性。大豆中多種抗營養因子發酵豆奶(酸豆奶)發酵豆奶(酸豆奶)是大豆制漿后,加入少量奶粉或某些可供乳酸菌等利用的糖類作為發酵促進劑,經乳酸菌等發酵而成的一種飲料。它既保留了豆奶的營養成分,又利用了乳酸菌等菌作用,使豆奶有醇香,清香的酸香味,也增加了其營養價值。由于微生物和酶的作用,大豆蛋白被降解成易吸收的小分子肽和氨基酸。工藝流程1工藝操作要點(1)發芽處理:大豆用溫水浸泡膨脹,放入發芽裝置里發芽,溫度25℃左右,發芽二天,取出放入pH7.5-7.8的弱堿液內浸泡2h。脂肪氧化酶是大豆產生腥味的主要原因,大豆經發芽處理后其自身含有的脂肪氧化酶受到一定程度地鈍化,因而部分去除了大豆乳的豆腥味。發芽后大豆蛋白質中使人產生脹腹感的棉子糖等物質消失,植酸降解,更多的磷、鐵等無機鹽釋放出來,維生素含量增加,其中核黃素增加2~3倍、硫胺素增加3~4倍。工藝操作要點(2)磨漿:用磨漿機將發芽的大豆磨成漿體,在進料的同時添加5倍水,二次磨漿分離,漿液經過120目篩過濾,去除豆渣。(3)煮沸:進一步去除豆乳中揮發性豆腥味,使抗胰蛋白酶和大豆凝血因子變性失活,同時達到殺死雜菌的目的,冷卻后即成純豆乳。工藝操作要點(4)混合發酵菌劑制備方法培養基制備:檢驗合格的脫脂乳,分裝在試管里,置于高壓滅菌鍋中,120℃滅菌15~20min。菌種選擇與活化:選擇產酸能力強,發酵風味好的嗜熱鏈球菌(S.t)和保加利亞乳桿菌(L.b),混合比例1∶1為佳。將乳酸菌在培養基中進行3~4次接種純培養。發酵菌劑制備:取脫脂乳100ml于三角瓶中,120℃滅菌15~20min,冷卻至40℃左右時,接種上述已活化的S.和L.菌種進行純培養,43℃溫箱培養48h,取出置4~5℃溫度下保存待用。工藝操作要點(5)接種與發酵:為防止發酵豆奶產生“餿味”(含雙乙酰),經研究,接種量在4~5%為宜。發酵溫度43℃,發酵時間7h。為了改善發酵豆乳的口感,接種時加入5%的蔗糖。工藝操作要點(6)調配:調配口感因發酵豆奶飲料在貯存期間,蛋白質容易發生絮凝作用而產生沉淀;且發酵豆奶所含脂肪易發生上浮現象,影響產品質量和外觀,故需加入適量的穩定劑和乳化劑。隨著純豆乳所占比例上升(純豆乳∶鮮奶),發酵豆乳中蛋白質沉淀程度加大,口感漸次,但香味逐漸突出。純豆乳占調配奶的比例控制在60%左右為佳。工藝操作要點穩定劑的選擇:海藻酸丙二醇酯(PGA)、羧甲基纖維素鈉(CMC2Na),添加量分別為0.2%和0.1%,混合使用,產品三個月不發生沉淀現象。乳化劑的選擇:大豆中脂肪含量為20%,由于單靠油和水是不易得到穩定的大豆乳,必須加入乳化劑,使互不相溶的大豆脂肪均勻分散于水中,成為穩定的乳狀液,從而阻止脂肪上浮。經研究,使用如下乳化劑效果明顯:單甘酯0.05~0.1%+脂肪酸蔗糖酯0.1%工藝操作要點(7)均質:調配后的發酵豆奶進行二次高壓均質,使飲料保持較好的均勻穩定性,均質后經過脫氣機脫氣。第一次均質時要求溫度較高,所得制品口感非常好。但要注意溫度不可過高,否則易殺死全部乳酸菌。經研究62℃較適宜,只能使部分S.菌種失活,L.菌種則能抵抗75℃、20~30min的加熱采用25~30MPa的高壓處理,所得制品細膩爽口(8)熱處理:發酵豆奶飲料經過熱處理后,部分嗜熱鏈球菌失活在酸性條件下(PH4~5)雜菌對熱的抵抗性明顯減弱熱處理溫度為62℃,時間為20min純豆乳與發酵豆奶營養成分分析與比較

發酵后的豆奶VB1和VB2含量提高了2-3倍,Ca、P、Fe含量也有所增加,且含有一定量的蛋白質、脂肪和糖類,對促進兒童生長發育、防治小兒佝僂病和缺鐵性貧血具有良好的功效。乳酸菌可以在人體腸道內定植,產生的乳酸對腸道內腐生性細菌和病原菌有抑制作用,對治療腸道疾病具有良好的醫療效果,使發酵豆奶飲料具有營養保健特征。純豆乳與發酵豆奶飲料一般營養成分比較(100g)熱能(Kcal)水分(g)脂肪(g)蛋白質(g)糖類(g)鈣(mg)磷(mg)鐵(mg)B1(mg)B2(mg)純豆乳4290.83.62.02.915491.20.030.01發酵豆奶6285.61.91.210.133701.650.120.04發酵豆奶飲料氨基酸營養成分分析發酵豆奶飲料氨基酸種類齊全,人體必需氨基酸賴氨酸和亮氨酸含量較高。賴氨酸是許多其它物質提供蛋白質時的限制性氨基酸,能促進鐵在腸道內吸收,增加了高鐵離子的吸收作用,對防治缺鐵性貧血具有特殊療效,亮氨酸能刺激人體胰島素分泌,抑制糖轉變成脂肪,因而具有減肥作用。發酵豆奶質量指標1感官指標呈均勻的乳狀液,具有清香純凈的乳酸味,不得有豆腥味和雜質。2理化指標可溶性固形物(%)≥10(以折光計);總酸(%)0.75-0.9(以乳酸計);總糖(%)≥5;蛋白質(%)≥1.5;脂肪(%)≥1;砷(mg/kg)≤0.5;鉛(mg/kg)≤1;銅(mg/kg)≤10。3微生物指標細菌總數:(個/ml)≤100;大腸菌群:(個/100ml)≤3;致病菌不得檢出。工藝流程2操作要點挑選清洗:選擇無霉變,無蟲害,雜質少,顆粒均勻的優質無腥大豆,然后清洗。浸泡:清洗后的大豆浸泡于3倍的水中12～15h,使大豆軟化,表皮膨脹至平滑,手搓能去皮為好。浸泡的目的是為了軟化細胞結構,降低磨漿時能耗與磨損,提高膠體分散程度,有利于蛋白質的萃取,增大蛋白回收率。磨漿:將加熱70℃的所需水,全部均勻加入。可重復磨漿一次,以提高細度,利于蛋白質溶出。操作要點均質:將豆漿加熱至60℃進行均質。殺菌:豆奶由于富含蛋白質,脂肪和糖,是細菌的良好的培養基.將脫渣后的豆奶煮沸5min。再冷卻至43℃。發酵:將活化好的菌種,加入豆奶中。放入恒定培養箱培養。冷藏:發酵好的豆奶應及時移入1～4℃冰箱中保存。在冷藏期間,酸度會有所上升,同時風味成分含量增加。最佳工藝條件無腥味大豆與水的比為1∶10,加入乳酸菌16×104

個/mL,添加葡萄糖5%,蔗糖4%,牛奶30%和復合穩定劑0.2%,在40℃發酵5h。在添加蔗糖發酵的同時,添加少量的葡萄糖能促進乳酸菌的生長并最終導致乳酸的明顯提高,有利于制品風味的改善。菌種比例乳酸飲料的基本風味物質為乙醛、丁二酮、丙酮和丁酮,乙醛主要由保加利亞乳桿菌發酵生成,若保加利亞乳桿菌中混入嗜熱鏈球菌,則會使乙醛的產率大幅提高。保加利亞乳桿菌對蛋白質的分解能力強,而利用蔗糖的能力很小;嗜熱鏈球菌對蛋白質的分解較弱,對蔗糖的發酵能力較強,而保加利亞乳桿菌分解蛋白質產生的氨基酸可促進后者的生長。選用嗜熱鏈球菌(S.t)和保加利亞乳桿菌(L.b)混合作為發酵劑,對酸豆奶的產酸及風味都有利,兩者配比為S.t∶L.b=1∶1為最佳。

工藝流程3:

雙歧桿菌保健酸豆奶的生產工藝研究認為:雙歧桿菌對人體具有極強的保健功能,對預防細胞癌變,增強免疫力,保證健康具有積極的作用。1原料新鮮全脂生牛乳,符合GB6914-86國家標準,在原料奶中不得有抗生素存在。純豆奶,符合QB/T2132-95國家行業標準。綿白糖,符合GB1445-78國家標準要求。2菌類乳酸菌,嗜熱鏈球菌(Strepmtococcusthermophilus),保加利亞乳桿菌(Lactobacillusbulgaricus),嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus),長雙歧桿菌(BifidobacteriumLength)。3培養基的制備1)脫脂乳培養基:鮮乳煮沸后裝入三角燒杯中,100℃,30min,然后自然冷卻。待出現脂肪層后,取下層乳液分裝于試管中,加量于試管的1/3處,包裝好,利用間歇滅菌法(106℃,30min滅菌,每d一次,連續3d)滅菌,冷卻,低溫保存,備用。2)雙歧桿菌活化培養基:脫脂乳7份+豆奶3份混均,加2%的酵母浸出液,2%的酪蛋白胨,0.1%的抗壞血酸,葡萄糖2%,完全混溶后分裝于試管,加量至試管的1/3處,包裝好,利用間歇滅菌法(同上)滅菌,冷卻,低溫保存,備用。4工藝過程菌種活化生產發酵劑的制備發酵混合、調配冷藏成品分裝豆奶混合原料1)菌種活化嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌和嗜酸乳桿菌的活化。在無菌條件下,打開凍干菌種,分別用吊菌環取一環菌接種入10ml脫脂乳培養基中,37±1℃恒溫培養12h,分別向下傳至第4代。雙歧桿菌的活化。雙歧桿菌為厭氧菌,采用充入二氧化碳氣體來造成無氧條件,進行厭氧培養。在無氧條件下,打開干燥菌種菌管,用吊菌環取凍干菌種于雙歧桿菌活化培養基內,置于干燥皿內密封,38℃恒溫厭氧培養24h,取深層活化菌種傳入下一代培養基中深層培養,反復活化傳至第5代,每代均為38℃及24h。2)生產發酵劑的制備混合發酵生產發酵劑的制備。取活化好的嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌和嗜酸乳桿菌三種菌,分別以2∶1∶1的比例接入滅菌處理后冷卻至44℃的脫脂乳中,接種量為1%,于40℃恒溫培養215h,迅速置于5℃冰箱中保存待用(1～2d必須用掉),即為母發酵劑。在使用前2.5h取出母發酵劑,以2%的接種量接入到滅菌器冷卻至42℃的脫脂乳培養劑中,(脫脂乳培養基用量為生產量的2%～3%)恒溫40℃培養2.5h。雙歧桿菌生產發酵劑的制備。取活化好的雙歧桿菌菌種,以10%的接種量接入到滅菌器冷卻至40℃的雙歧桿菌活化