一种植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法与流程

本发明涉及纯植物基食品开发
技术领域：
，特别是涉及一种植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法。
背景技术：
：传统发酵乳都是以牛乳等动物蛋白为原料，随着生活水平的提高，人们更加注重食物来源，植物是他们认为“清洁”的来源，这一趋势主要由千禧一代推动，他们更喜欢健康、合乎道德、天然、加工度低的食物。植物蛋白产品消费的增加是这种转变的直接结果。另一方面，消费者饮食习惯渐渐改变，肉类食物给人们带来的肥胖症、糖尿病以及心血管疾病等，更加刺激了人们对纯素食饮食的需求。再加上如今人口增长迅速，资源短缺，长期大量食用肉食势必不利于生态平衡，而对谷物豆类等植物原料的利用可有效解决这一困境。因此，植物基产品成为当下一大潮流趋势。以植物蛋白为原料制作发酵乳在近几年才逐步兴起。与动物蛋白相比，植物蛋白具有脂肪低、热量低和无胆固醇等特点；可以提供更完善的营养结构，能够快速补充营养；由于在发酵过程中不会产生乳糖，是乳糖不耐症患者的良好选择；植物蛋白经过乳酸菌发酵后，蛋白质充分降解，小分子氨基酸更易于人体吸收，提高了消化吸收率，使产品的风味更佳浓厚，营养价值大为提高。植物基产品往往脂肪含量较少，口感不够顺滑、浓稠，且纯粹的植物蛋白是没有味道的。此外，天然植物蛋白结构较动物蛋白有一定的缺陷，绿豆蛋白中占总蛋白85％的贮藏蛋白包含多个亚基，具有致密的结构，主要通过基团之间疏水相互作用和静电吸引作用形成，这导致了其通常在水溶液中难溶，较差的溶解度会阻碍其在食品工业中的应用，因为蛋白质必须处于相对可溶状态下才能发挥功能(凝胶性、起泡性、乳化性、延展性、消化性等)。这种结构上的复杂性阻碍了其被用于食品成分所需的蛋白质的溶解性和一些功能特性，导致产品的连续性及凝胶稳定性不是很理想。另外，豆类中具有较高活力的脂肪氧合酶，其中尤以大豆中的酶活力最高，脂肪氧合酶占大豆总蛋白含量的1％～2％，若大豆中脂肪氧合酶相对活力为100％，绿豆中脂肪氧合酶相对活力也高达47％，这导致多不饱和脂肪酸发生酶促反应，产生豆腥味，也极大限制了植物蛋白在食品工业中的发展与应用。因此，植物基酸奶产品口感和质构的改善将是一亟待解决的问题。目前绿豆蛋白多作为一种植物蛋白添加剂添加到赖氨酸含量较低而蛋氨酸含量较高的谷物食品中，达到氨基酸互补的作用；或与鲜乳按一定比例混合，制得一系列乳制品，如酸乳、乳饮料等。纯植物基植物基绿豆蛋白酸奶在国内外基本是空白。近年来的一些研究如cn101574132(《一种具有降血压功能的绿豆酸奶产品及其制备方法》)和cn107691654a(《一种提取植物蛋白浆液并对其进行物理和发酵处理的方法》)，其发酵原料多为整粒豆子经去皮、匀浆得到的豆浆，添加或不添加奶粉进行复配，其发酵的原料并非纯植物蛋白，关注点更多的在于磨浆方式或是对豆浆酶解条件的选取，且与奶粉复配，并未突出植物蛋白在发酵过程中的功能性质。cn105077227a(《绿豆蛋白凝胶状组合物及奶酪样食品》)公开了一种绿豆蛋白凝胶状组合物及奶酪样食品的制作方法，是通过在8.3～15.0％的绿豆蛋白中添加50mm以上的碱金属离子来促进绿豆蛋白凝胶，且含有50％以下的油脂。绿豆蛋白对酸奶凝胶的影响主要是由于蛋白质组成及亚基差异造成的，粒子交联位点越多，形成凝胶的强度越大；蛋白的相对分子质量越大，在聚集的过程中形成的粒子也越大，凝胶就愈加坚硬。以绿豆蛋白作为原料制备产品存在以上的缺陷。技术实现要素：本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。鉴于上述和/或现有植物基酸奶产品中存在的问题，提出了本发明。因此，本发明其中一个目的是，克服现有植物基酸奶产品的不足，提供一种植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法。为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法，其包括如下步骤：绿豆蛋白的溶解：配制绿豆蛋白溶液，搅拌均匀后高压处理；调节ph：先将ph调节至碱性，再调节至中性，搅拌均匀；加入糖制得发酵基料：加入糖，并继续搅拌至充分溶解，得到发酵基料；均质处理：发酵基料在高压进行均质处理。处理完成在高温下进行灭菌；进行发酵：均质完成后的发酵基料冷却至室温，无菌操作下加入均匀，混合均匀后进行发酵，再经过后熟制得植物基植物基绿豆蛋白酸奶。作为本发明所述植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法的一种优选方案，其中：绿豆蛋白溶液中蛋白浓度为1.5～4.0％。作为本发明所述植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法的一种优选方案，其中：加入糖制得发酵基料中糖为蔗糖或果葡糖浆。作为本发明所述植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法的一种优选方案，其中：按照质量分数记，所述加入糖制得发酵基料中糖的浓度为5～15％。作为本发明所述植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法的一种优选方案，其中：调节ph中，调节ph至10～12.作为本发明所述植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法的一种优选方案，其中：调节ph中，调节ph至12.作为本发明所述植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法的一种优选方案，其中：调节ph保持的时间为20～60min。作为本发明所述植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法的一种优选方案，其中：调节ph保持的时间为30min。作为本发明所述植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法的一种优选方案，其中：灭菌为在85℃下加热15min。作为本发明所述植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法的一种优选方案，其中：进行发酵中发酵是在43℃下发酵10h。本发明提供一种以植物基绿豆蛋白酸奶及其制备方法，ph偏移处理是一种化学改性技术，是指将蛋白质悬浮溶液调节至强碱或强碱性ph值条件下并保持一段时间以诱导蛋白质结构展开，然后在中心ph值下短暂维持一段时间使蛋白质重新折叠，形成绒球状或纤维状构象，使得蛋白质的形状发生改变。本发明制备的酸奶具有与常规动物蛋白制备的酸奶具有明显的脂肪低、热量低和无胆固醇等特点，可以提供更完善的营养结构，营养价值相较常规动物蛋白酸奶显著提高，发酵的过程中不会产生乳糖，是我国人民中较大比例的乳糖不耐症患者的良好选择；植物蛋白经过乳酸菌发酵后，蛋白质充分降解，具有数量较多的小分子氨基酸，方便了食用者的消化吸收，提高了消化吸收效率，本发明采用的绿豆蛋白是一种功效比为1.87的高功效比豆类蛋白质，与其他粮食作物相比具有功效比更高，绿豆蛋白的氨基酸种类丰富、配比合理，氨基酸含量较高且与鸡蛋蛋白相近，营养价值更高且更易于消费者接受。得到的植物基绿豆蛋白酸奶质构细腻柔滑，无颗粒感，持水性强，凝胶结构稳定有弹性；风味无豆腥味、饭馊味、苦涩味，带有发酵制品特有的清新香味；产品无其他过敏原；脂肪低、热量低、无胆固醇，具有更完善的营养结构；消化吸收率高且具有一定的抗氧化活性，可清除体内自由基。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为绿豆蛋白经不同处理方式得到的酸奶产品图；图2为发酵不同时间下实施例2和实施例8制得酸奶的发酵液ph和abts+的清除率变化；图3为实施例2、实施例8和对比例1制得酸奶的表观粘度；图4为实施例2、实施例8和对比例1所得酸奶应变和频率扫描结果；图5为实施例2、实施例8和对比例1制得酸奶的蠕变-回复行为结果；图6为实施例2、实施例8和对比例1制得酸奶的持水力变化；图7为实施例2、实施例8和对比例1制得酸奶的微观结构图；图1中a为实施例8制得的酸奶；b为实施例8制备过程中加入3％的奶粉进行复配制得的酸奶；c为实施例2制得的酸奶；d为实施例2中加入3％的奶粉进行复配得到的酸奶；图7中a为对比例1，b为实施例8、c为实施例2。具体实施方式本发明的技术方案主要包括以下原理：为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例1配制蛋白质量分数为1.5％的绿豆蛋白溶液，常温下搅拌30min，溶解完全的绿豆蛋白溶液置于200mpa高压下处理3次，然后调节ph至12，反应0.5h，再调ph值为中性，继续搅拌30min；接着向搅拌均匀的溶液中加入质量分数为8％的蔗糖，继续搅拌至充分溶解，得到发酵基料；将发酵基料在150mpa下进行均质处理2次；均质处理后的发酵基料在85℃下加热15min进行灭菌，灭菌完成后的发酵基料冷却至35℃之后，无菌操作下加入1.0％菌粉，轻轻摇匀之后在43℃下发酵10h，冷藏12h后熟，得到植物基植物基绿豆蛋白酸奶。实施例2配制蛋白质量分数为3.0％的绿豆蛋白溶液，常温下搅拌30min，溶解完全的绿豆蛋白溶液置于200mpa高压下处理3次，然后调节ph至12，反应0.5h，再调ph值为中性，继续搅拌30min；接着向搅拌均匀的溶液中加入质量分数为8％的蔗糖，继续搅拌至充分溶解，得到发酵基料；将发酵基料在150mpa下进行均质处理2次；均质处理后的发酵基料在85℃下加热15min进行灭菌，灭菌完成后的发酵基料冷却至35℃之后，无菌操作下加入1.0％菌粉，轻轻摇匀之后在43℃下发酵10h，冷藏12h后熟，得到植物基植物基绿豆蛋白酸奶。实施例3配制蛋白质量分数为4.0％的绿豆蛋白溶液，常温下搅拌30min，溶解完全的绿豆蛋白溶液置于200mpa高压下处理3次，然后调节ph至12，反应0.5h，再调ph值为中性，继续搅拌30min；接着向搅拌均匀的溶液中加入质量分数为8％的蔗糖，继续搅拌至充分溶解，得到发酵基料；将发酵基料在150mpa下进行均质处理2次；均质处理后的发酵基料在85℃下加热15min进行灭菌，灭菌完成后的发酵基料冷却至35℃之后，无菌操作下加入1.0％菌粉，轻轻摇匀之后在43℃下发酵10h，冷藏12h后熟，得到植物基植物基绿豆蛋白酸奶。实施例4配制质量分数为3.0％的绿豆蛋白溶液，常温下搅拌30min，溶解完全的绿豆蛋白溶液置于200mpa高压下处理3次，然后调节ph至9，反应0.5h，再调ph值为中性，继续搅拌30min；接着向搅拌均匀的溶液中加入质量分数为8％的蔗糖，继续搅拌至充分溶解，得到发酵基料；将发酵基料在150mpa下进行均质处理2次；均质处理后的发酵基料在85℃下加热15min进行灭菌，灭菌完成后的发酵基料冷却至35℃之后，无菌操作下加入1.0％菌粉，轻轻摇匀之后在43℃下发酵10h，冷藏12h后熟，得到植物基植物基绿豆蛋白酸奶。实施例5配制质量分数为3.0％的绿豆蛋白溶液，常温下搅拌30min，溶解完全的绿豆蛋白溶液置于200mpa高压下处理3次，然后调节ph至11，反应0.5h，再调ph值为中性，继续搅拌30min；接着向搅拌均匀的溶液中加入质量分数为8％的蔗糖，继续搅拌至充分溶解，得到发酵基料；将发酵基料在150mpa下进行均质处理2次；均质处理后的发酵基料在85℃下加热15min进行灭菌，灭菌完成后的发酵基料冷却至35℃之后，无菌操作下加入1.0％菌粉，轻轻摇匀之后在43℃下发酵10h，冷藏12h后熟，得到植物基植物基绿豆蛋白酸奶。实施例6配制质量分数为3.0％的绿豆蛋白溶液，常温下搅拌30min，溶解完全的绿豆蛋白溶液置于200mpa高压下处理3次，然后调节ph至12，反应20min，再调ph值为中性，继续搅拌30min；接着向搅拌均匀的溶液中加入质量分数为8％的蔗糖，继续搅拌至充分溶解，得到发酵基料；将发酵基料在150mpa下进行均质处理2次；均质处理后的发酵基料在85℃下加热15min进行灭菌，灭菌完成后的发酵基料冷却至35℃之后，无菌操作下加入1.0％菌粉，轻轻摇匀之后在43℃下发酵10h，冷藏12h后熟，得到植物基植物基绿豆蛋白酸奶。实施例7配制质量分数为3.0％的绿豆蛋白溶液，常温下搅拌30min，溶解完全的绿豆蛋白溶液置于200mpa高压下处理3次，然后调节ph至12，反应60min，再调ph值为中性，继续搅拌30min；接着向搅拌均匀的溶液中加入质量分数为8％的蔗糖，继续搅拌至充分溶解，得到发酵基料；将发酵基料在150mpa下进行均质处理2次；均质处理后的发酵基料在85℃下加热15min进行灭菌，灭菌完成后的发酵基料冷却至35℃之后，无菌操作下加入1.0％菌粉，轻轻摇匀之后在43℃下发酵10h，冷藏12h后熟，得到植物基植物基绿豆蛋白酸奶。、实施例8配制质量分数为3.0％的绿豆蛋白溶液，85℃下加热15min进行灭菌，灭菌后冷却至35℃，无菌操作下加入1.0％菌粉，轻轻摇匀之后在43℃下发酵10h，冷藏12h后熟，得到植物基植物基绿豆蛋白酸奶。对比例1配制质量分数3.0％的奶粉溶液，85℃下加热15min进行灭菌，灭菌后冷却至35℃，无菌操作下加入1.0％菌粉，轻轻摇匀之后在43℃下发酵10h，冷藏12h后熟，得到(动物源)乳蛋白酸奶。实施例9根据实施例1～5中得到的植物基绿豆酸奶测量持水力、硬度和稠度数据，得到表1表1不同实施例中制得植物基绿豆酸奶的持水力、硬度、稠度数据实施例持水力(％)硬度(g)稠度(g·s)实施例115±0.84--实施例282±0.4536.92±0.71359.15±17.82实施例385±0.9337.82±0.91364.32±13.95实施例435±0.6718.98±1.46189.58±18.37实施例568±0.7429.86±0.98304.54±15.93注：表中“-”为未形成凝胶。根据实施例1～3中持水力、硬度和稠度数据，可以得到不同绿豆蛋白浓度下酸奶质构，实施例1中的绿豆蛋白浓度为1.5％，因为浓度太低，发酵过程中分子之间碰撞几率过低，未能形成完整酸奶凝胶，而随着蛋白浓度的增加，分子之间碰撞几率增大，在疏水相互作用和部分氢键的作用下，形成质构更加致密的凝胶结构，当绿豆蛋白浓度过大时，持水力、硬度、稠度的数据过大，与传统的酸奶制品口感不相符。根据实施例2、实施例4和实施例5中不同实施例的持水力、硬度和稠度数据，可以得到不同ph处理下制得酸奶的性质，随着ph不同，蛋白的疏水集团暴露程度不同，导致形成凝胶强度不同，当处理的ph超过12时，出现碱味并且产生有毒物质。实施例6和实施例7制得的酸奶，时间为20min时，凝胶强度不够，无法形成酸奶，时间为60min时，碱味过重且产生有毒物质，优选的处理时间为30min。实施例10按照实施例2、实施例8和对比例1的方法制备酸奶，发酵时间控制在4h和8h，测量不同发酵时间下的硬度和稠度数据，如表2所示：表2实施例2、实施例8和对比例1不同发酵时间制得的酸奶的硬度和稠度注：“-”表示未形成凝胶。根据表2可得，实施例2中经过ph偏移的处理的酸奶在4h时能够形成凝胶，而实施例8和对比例1中的处理方法均无法在4h时形成凝胶，实施例2中制得的酸奶在硬度和黏度上相较实施例8与对比例1更为相近。由图1可得，在无奶粉复配条件下，实施例8制得的酸奶未形成致密凝胶(图a)，实施例2制得的酸奶形成凝胶致密均匀，剖面光滑(图c)。添加3％奶粉复配后，包含ph偏移处理的酸奶形成凝胶状态以及剖面已和市售酸奶无明显差别(图d)。表明ph偏移处理能有效改善绿豆蛋白胶凝性。由图2可得，随着发酵时间的延长，制得酸奶的ph下降，此外，酸奶的清除自由基的能力下降，发酵时间的不足往往带来产物产生不彻底，蛋白分解不充分等诸多问题，发酵时间的过长或过久均存在酸奶产物的性质降低的问题，从另一方面验证了我方发明中发酵时间是经过优选的设置；此外，图2还说明按照实施例2中的参数制备的酸奶相较实施例8的参数制备的酸奶在ph和清除自由基的能力上均显著显现出更加优良的性质，实施例2相较实施例8多处的ph偏移处理步骤能够显著的提高发酵绿豆蛋白的抗氧化能力。由图3可得，粘度数据显示实施例2、实施例8和对比例1,中制备的酸奶随着剪切速率的增大而减小，属于典型的假塑性流体行为，即剪切变稀。实施例2中制得的酸奶粘度明显高于实施例8中制得的酸奶，在高剪切速率下，实施例2中制得酸奶在粘度上与对比例1中制得酸奶在粘度上近似相等。由图4可得，实施例2和实施例8中制得的酸奶在酸奶应变和频率扫描结果显示，测试阶段过程均呈现g’＞g”，实施例2制得的酸奶更接近固体性质。线性黏弹区长度范围实施例2＞对比例1＞实施例8，表明实施例2制得的酸奶抵抗形变的能力较强，体系较稳定，实施例8内部结构聚结过度，外力作用下更容易遭到破坏。由图5可得，当施加外力时，实施例2中制得的酸奶的应变程度最小，体系最稳定；实施例8中制得的酸奶的抵抗压力能力弱，较易发生形变，不稳定。由图6可得，对比例1中制得的酸奶的持水力最强，实施例2制得酸奶相较实施例8有着明显的持水力性能较优的状况，且放置3d后，持水力性能保留较好。由图7可得，实施例2制得的酸奶有着细腻均一的孔隙和结构，实施例8制得的酸奶的孔隙较大且结构不均一。对绿豆蛋白进行ph改性使得绿豆蛋白暴露在极端ph条件下，促进电荷排斥然后中和，导致四级结构被破坏，单体变为熔融态或纤维状，增强其表面疏水性及两亲性，从而提高绿豆蛋白包括溶解度、凝胶性在内的功能性质；对绿豆蛋白进行ph改性处理前后使绿豆蛋白溶液在20～30℃下充分搅拌溶解20～60min的目的在于使绿豆蛋白分子在相应ph体系下达到充分舒展或聚集的效果，从而使得ph偏移对蛋白的改性作用发挥到最大。发酵处理这一处理过程至少有四方面作用：第一方面是利用乳酸菌生长过程中产酸，使体系ph值缓慢下降，直至达到绿豆蛋白等电点，使其凝固成植物基绿豆蛋白酸奶；第二方面是利用乳酸菌生长代谢中间产物对蛋白和小分子碳水化合物部分水解，有利于形成均一稳定的凝胶体系；第三方面是利用乳酸菌生长代谢过程中产生的各种有机酸(如甲酸、柠檬酸、乙酸等)来赋予植物基绿豆蛋白酸奶独特的清香风味，同时也能掩盖绿豆蛋白本身淡淡的豆腥味；第四方面是利用乳酸菌代谢产酶对绿豆蛋白部分水解，暴露出部分疏水基团，增强产品抗氧化能力。本发明通过使用一种植物蛋白：绿豆蛋白作为原料，通过ph处理解决了以往植物基酸奶口感和质构方面存在的问题，制备出的酸奶具有良好的口感和大大改善的质构。本发明中使用的ph偏移处理是一种化学改性技术，是指将蛋白质悬浮溶液调节至强碱或强碱性ph值条件下并保持一段时间以诱导蛋白质结构展开，然后在中心ph值下短暂维持一段时间使蛋白质重新折叠，形成绒球状或纤维状构象，使得蛋白质的形状发生改变。本发明制备的酸奶具有与常规动物蛋白制备的酸奶具有明显的脂肪低、热量低和无胆固醇等特点，可以提供更完善的营养结构，营养价值相较常规动物蛋白酸奶显著提高，发酵的过程中不会产生乳糖，是我国人民中较大比例的乳糖不耐症患者的良好选择；植物蛋白经过乳酸菌发酵后，蛋白质充分降解，具有数量较多的小分子氨基酸，方便了食用者的消化吸收，提高了消化吸收效率，本发明采用的绿豆蛋白是一种功效比为1.87的高功效比豆类蛋白质，与其他粮食作物相比具有功效比更高，绿豆蛋白的氨基酸种类丰富、配比合理，氨基酸含量较高且与鸡蛋蛋白相近，营养价值更高且更易于消费者接受。得到的植物基绿豆蛋白酸奶质构细腻柔滑，无颗粒感，持水性强，凝胶结构稳定有弹性；风味无豆腥味、饭馊味、苦涩味，带有发酵制品特有的清新香味；产品无其他过敏原；脂肪低、热量低、无胆固醇，具有更完善的营养结构；消化吸收率高且具有一定的抗氧化活性，可清除体内自由基。当前第1页1 2 3 

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