发芽大豆复合乳饮料及其制备方法 (一)技术领域
本发明涉及一种大豆制品，具体涉及一种发芽大豆复合乳饮料。
(二)背景技术
大豆的营养价值是众所周知的，以大豆为原的深加工产品也是种类繁多，尤其是豆浆作为即时早餐食品或饮品，更是被营养专家和广大百姓推崇。但至今没有彻底解决豆浆具有大分子物质和结合态没有分解变化、豆腥味较重、胀气感、稳定性差的缺陷。除此而外目前在市场上还没有见到以发芽大豆为原料的深加工产品。同时，作为科学研究有关大豆在发芽期间的营养素变化、发芽大豆饮料的研究文章有报道，但发芽大豆的最佳发芽工艺条件没有确定。另外，发芽豆腥味的变化及微波脱腥工艺的研究没见报道。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种具有大豆异黄酮、维生素C、氨基酸态氮、膳食纤维小分子活性物质、钙铁镁游离态物质含量高，营养丰富，有利于人体对其吸收利用，口感纯正爽口、均匀无沉淀、集芽香、豆香、乳香于一体、滋味协调柔和的发芽大豆复合乳饮料。
本发明的目的是这样实现的：主料包括发芽大豆、水和牛乳，其重量比为发芽大豆(1)∶水(2～6)∶牛乳(1.0～2.0)，辅料包括白砂糖、柠檬酸、CMC-Na、蔗糖酯和黄原胶，其添加量占原料量的重量比为白砂糖(4％～6％)、柠檬酸(0.05％～0.09％)、CMC-Na(0.07％～0.09％)、蔗糖酯(0.09％～0.11％)、黄原胶(0.04％～0.06％)。
本发明还有这样一些技术特征：
1、所述的主料最佳质量比配比为发芽大豆1∶水4∶牛乳1.5；
2、所述的辅料最佳添加量占原料量的重量比为：白砂糖5％、柠檬酸0.05％、CMC-Na0.09％、蔗糖酯0.10％、黄原胶0.05％。
本发明的另一目的在于提供一种制备上述发芽大豆复合乳饮料的制备方法，本发明的制备方法为：首先进行大豆发芽，工艺条件为常压、温度(20℃～26℃)、湿度(70％～90％)、时间(72h～96h)环境，将主料发芽大豆、水、牛乳与辅料白砂糖、柠檬酸、CMC-Na、蔗糖酯、黄原胶混合，最后进行微波脱腥，微波脱腥的工艺范围为：微波温度(60℃～100℃)、微波时间(3.5min～4.5min)、物料量(200g～400g)。
本发明大豆复合乳饮料的制备方法还有这样一些技术特征：
1、所述的大豆发芽的最佳工艺条件在常压、温度24℃、湿度85％、时间96h；
2、所述的微波脱腥工艺最佳条件：微波温度100℃、微波时间4.0min、物料量200g；
3、所述的大豆发芽工艺流程为筛选、清洗、浸泡和萌发，首先选择成熟饱满无破损的完整大豆，用清水洗3遍，去除豆粒表面的杂质和灰尘，用大豆重量2倍的蒸馏水在室温22℃浸泡至完全膨胀，时间为12h，最后将浸泡后的大豆用蒸馏水冲洗后沥干，置于恒温恒湿培养箱中下萌发，制备发芽大豆；
4、所述的发芽大豆复合乳饮料工艺流程为：选择发芽大豆去皮，采用0.01％NaHCO3热浸泡15min，按微波脱腥工艺进行处理，将脱腥后发芽大豆与水按1∶4比例进胶体磨制浆，水温应在60℃左右(±2℃)，将浆液用120目的滤布过滤，然后按一定比例加入牛乳、白砂糖、柠檬酸、复合稳定剂进行调配，均质前要加热，温度控制在70℃左右(±2℃)，调配后的浆液经高压均质机均质，进行二次均质，压力为22/25MPa，6℃下放置1h陈化，将饮料装入瓶或罐中预封盖，用高压杀菌锅进行杀菌，杀菌温度121℃，杀菌时间20min，杀菌后压盖即为成品。
种子萌发确是一个错综复杂的生理过程，发生着贮藏物质的分解与新器官中结构物质合成，这些变化均在酶的催化作用下完成。大豆在发芽过程中营养物质的存在形式及含量发生不同程度的变化，大分子物质发生降解，形成低分子或小分子物质，结合态转变为游离态。
本发明解决了以下三个问题：
1、解决确定了以大豆制备黄豆芽的最佳发芽工艺条件。
2、在最佳发芽工艺条件下制备出的发芽大豆具有小分子物质大豆异黄酮、氨基酸态氮、膳食纤维、维生素C，游离态的钙、铁、镁含量明显增加的特点，这些变化有利于人体对营养素的吸收利用。在发芽过程中又因脂肪氧化酶活力的降低，导致形成豆腥味初级产物的生成量减少，从而使豆腥味减小。
3、解决确定了采用最佳发芽工艺制备出发芽大豆作为主要原料加工生产的发芽大豆复合乳饮料的工艺路线、最佳原辅料配比及微波脱腥的最佳工艺条件。
本发明对进一步促进大豆深加工产品的开发，充分利用大豆资源，提高百姓对优质食品资源的利用，繁荣大豆制品市场具有积极的推动作用和长期的社会效益。同时因产品具有色泽乳黄、滋味清香无腥味、组织状态均匀，营养价值高的特点，会受到消费者欢迎。产品市场定位人群广泛，在市场上会占有一定的份额，会赢得可观的销量。产品投资规模小，投资成本较低，生产成本不高，对生产企业和产品经销商有一定的利润空间，为企业和社会带来经济效益。
本发明欲达到的产品指标应符合含乳饮料国家标准GB/T21732-2008(配制型)，具体内容见表1：
表1 含乳饮料国家标准GB/T21732-2008(配制型)
本发明产品地主要特点是口感纯正爽口、呈乳黄色、均匀无沉淀、集芽香、豆香、乳香于一体、滋味协调柔和的清凉饮料，具有大豆异黄酮、维生素C、氨基酸态氮、膳食纤维小分子活性物质、钙铁镁游离态物质含量高，营养丰富，有利于人体对其吸收利用。而且本产品利用微波脱腥方法对发芽大豆处理后，使产品无豆腥味，优于豆乳风味。可实现一定的社会效益及经济效益。
(四)附图说明
图1为温度对异黄酮得率及豆腥味变化的影响示意图；
图2为湿度对异黄酮得率及豆腥味变化的影响示意图；
图3为发芽时间对异黄酮得率及豆腥味的影响示意图；
图4为发芽大豆复合乳饮料工艺流程示意图；
图5为白砂糖添加量对配方工艺的影响示意图；
图6为柠檬酸添加量对配方工艺的影响示意图；
图7为发芽大豆料液与牛乳配比对配方工艺的影响示意图；
图8为CMC-Na添加量对稳定性的影响示意图；
图9为蔗糖酯添加量对稳定性的影响示意图；
图10为黄原胶添加量对稳定性的影响示意图；
图11为微波温度对脱腥效果的影响示意图；
图12为微波时间对脱腥效果的影响示意图；
图13为物料量对脱腥效果的影响示意图。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
1、大豆最佳发芽工艺
(1)大豆发芽工艺流程
大豆→筛选→清洗→浸泡→在不同条件下进行萌发→确定最佳发芽工艺条件
筛选：选择成熟饱满无破损的完整大豆(选用黑龙江省农科院垦丰16)
清洗：用清水洗3遍，去除豆粒表面的杂质和灰尘
浸泡：用大豆重量2倍的蒸馏水在室温22℃浸泡至完全膨胀，时间为12h
萌发：将浸泡后的大豆用蒸馏水冲洗后沥干，置于恒温恒湿培养箱中，分别在不同的单因素条件下萌发，制备发芽大豆
(2)评价最佳发芽工艺指标
以测定发芽大豆中异黄酮得率(紫外分光光度法)和豆腥味变化(脂肪氧化酶活力)为评价指标，确定大豆发芽的最佳工艺条件。
(3)发芽工艺单因素实验
在常压下选取不同的温度、湿度、时间将大豆至于恒温恒湿培养箱中进行发芽工艺单因素实验的研究，各因素水平见表2。
表2 萌发因素水平表
1)温度对异黄酮得率及豆腥味变化的影响
采用恒温恒湿培养箱，在湿度80％、发芽时间72h条件下，按表1温度水平进行实验。结果见图1，随着温度的升高大豆异黄酮得率增加，20℃到22℃增加明显，当温度达到24℃左右时异黄酮得率达到最大，随着温度的升高大豆异黄酮得率进入到下降的趋势。与此同时随着温度的升高吸光值(A)缓慢下降，说明脂肪氧化酶活力也随之下降，腥味减小。
2)湿度对异黄酮得率及豆腥味变化的影响
采用恒温恒湿培养箱，在温度24℃、发芽时间72h条件下，按表1湿度水平进行实验。结果见图2，湿度较低时在65％～75％之间，感官上观察处于上层的豆芽表面较干燥，大豆发芽过程中所需水分供应不上，导致大豆萌发速度慢和不均匀，期间大豆异黄酮含量增高缓慢。当湿度达到85％时大豆异黄酮含量达到最大，之后没有明显的变化，随着湿度增加脂肪氧化酶活力有较明显的下降趋势。
3)发芽时间对异黄酮得率及豆腥味变化的影响
采用恒温恒湿培养箱，在湿度80％、温度24℃条件下，按表1发芽时间水平进行实验。结果见图3，随着发芽时间的延长，大豆异黄酮含量也随之增加，当发芽时间为96h时，大豆异黄酮得率达到最大，比未发芽大豆异黄酮得率提高了3.913倍，同时脂肪氧化酶活力也有明显下降。
(4)发芽工艺正交实验
分别取各单因素较好的3个水平采用L9(34)进行正交试验，结果见表3。
表3 L9(34)正交试验结果表
从表3中各个因素的R值可看出，各因素影响的主次地位为B＞C＞A，即发芽湿度＞发芽时间＞发芽温度，且优水平为A2B3C2，即发芽温度24℃、发芽湿度85％、发芽时间96h。正交实验统计计算结果与实验6组结果相一致。
小结：
根据发芽条件的正交实验的异黄酮得率、豆腥味评价结果进行的综合分析，确定最佳发芽条件为在常压下，温度24℃、湿度85％、发芽时间96h。
在最佳发芽工艺条件下制备出的发芽大豆具有小分子物质大豆异黄酮、氨基酸态氮、膳食纤维、维生素C，游离态的钙、铁、镁含量明显增加的特点，这些变化有利于人体对营养素的吸收利用。在发芽过程中又因脂肪氧化酶活力的降低，导致形成豆腥味初级产物的生成量减少，从而使豆腥味减小见表4。
表4 不同发芽时间各营养素变化汇总表
表中：“+”表示增加的变化及程度，“-”表示减少的变化及程度，“0”表示基本没有变化。
2、发芽大豆复合乳饮料最佳配比
结合图4，发芽大豆复合乳饮料工艺流程为：
原料：选择以最佳发芽工艺下萌发的发芽大豆。
去皮：可用0.01％NaHCO3热浸泡15min。
微波脱腥：按研制出的微波脱腥工艺进行处理。
磨浆：将脱腥后发芽大豆与水按比例进入胶体磨，水温应在60℃左右。
过滤：将浆液用120目的滤布过滤。
调配：按一定比例加入牛乳、白砂糖、柠檬酸、复合稳定剂。
预热：均质前要加热，温度控制在70℃左右。
均质：调配后的浆液经高压均质机均质，进行二次均质，压力为22/25MPa。
陈化：6℃下放置1h。
杀菌：用高压杀菌锅进行杀菌，杀菌温度121℃，杀菌时间20min。
罐装：杀菌后的饮料装入瓶或罐中，即为成品。
(1)发芽大豆与水配比的筛选
将发芽大豆与水的比例设计为1∶2、1∶4、1∶6、1∶8，以感官特性滋味与稀稠度为指标，评价指标与标准见表5，结果得到1∶6的配比适中，但考虑到后面还要添加牛乳，所以确定较浓稠的1∶4配比，并以此配比制备得到发芽大豆料液用于发芽大豆复合乳饮料的研制。
表5 评价指标与标准表
产品配方研究的评价指标
选10名感官评价人员(n＝10)，依据感官指标及评分标准(见表6)，对3个单因素实验的15个样品(见表7)和正交实验9个样品(见表9)进行评价，将打分填入问答票，单因素试验时以感官得分为指标，筛选出最适范围，正交试验时把每人对9个样品评出的分值转化成位次，即按分值由大到小排出位次，最高分排第一位、……、最低分值排第九位。然后分别将10名评价人员对每一份样品位次进行集合得Ti，即Ti的计算值(见表9)，再查Kramer(哈默雷)表，对样品感官特性优劣进行显著性分析，即：在P＝0.05，n＝10(评价员人数为10)，样品数为9时，Ti的表值范围为30～70，当Ti的计算值在Ti的表值范围之外差异显著，大于、等于或在范围之内差异不显著。感官评价结果作为最终确定最佳产品配方工艺条件。
表6 感官指标及评分标准
表7 配方单因素水平表
(2)发芽大豆饮料主辅料配方确定
1)单因素实验
①白砂糖添加量对工艺配方的影响
白砂糖添加量的单因素实验结果见图5，由图5可以看出，随白砂糖添加量的增加感官评分随之增高，当白砂糖添加量为3％时，感官评分达到最高，但当白砂糖添加量继续增大时，感官评分随之下降。因此，可以确定当白砂糖添加量为3％时，感官评分最高，风味最好。
②柠檬酸添加量对工艺配方的影响
结合图6，随柠檬酸添加量的增加感官评分随之增高，当柠檬酸添加量为0.05％感官评分达到最高，但当柠檬酸添加量继续增大时，感官评分随之下降。说明当柠檬酸添加量为0.05％感官评分最高，风味最好。
③发芽大豆料液与牛乳配比工艺配方的影响
发芽大豆料液(发芽大豆与水配比为1∶4)与牛乳配比单因素实验结果见图7。
结合图7，随发芽大豆料液与牛乳配比比值的增大感官评分随之增高，当料液比达到1∶1.5时，感官评分达到最高，风味最好，但当发芽大豆料液与牛乳比值继续增大时，感官评分随之下降，所以最后确定适宜水平范围为1∶1.0、1∶1.5、1∶2.0。
3)发芽大豆饮料配方正交试验
依据单因素试验结果，确定正交试验的因素与水平见表8，正交试验结果见表9，确定发芽大豆饮料最佳工艺配方。
表8 L9(34)发芽大豆饮料配方的正交实验因素水平表
表9 L9(34)最佳工艺配方正交试验结果
从表9中各个因素的R值可看出，各因素影响的主次地位为C＞B＞A，即物料比＞柠檬酸＞白砂糖，优水平为A2B1C2即白砂糖5％、柠檬酸0.05％发芽大豆料液与牛乳比1∶1.5。因正交试验的统计计算结果与正交实验第4组的优水平结果一致，确定此配方为发芽大豆饮料最佳工艺配方，饮料具有色泽微黄、滋味淡甜大豆芽香、口感清爽的感官特性。
(3)发芽大豆饮料稳定性研究
稳定性评价指标
经过预实验筛选出三种稳定剂CMC-Na、蔗糖酯和黄原胶，以离心沉淀率为指标，考察各稳定剂对豆芽乳饮料稳定性的影响及最佳配比。分别取添加稳定剂的发芽大豆饮料20mL，在4000r/min下离心20min，计算离心沉淀率，公式：
1)稳定性单因素实验
①CMC-Na添加量对稳定性的影响
由图8可以看出，随着CMC-Na添加量的增加离心沉淀率也随之下降，当CMC-Na添加量为0.08％时，离心沉淀率降至最低，但当CMC-Na添加量继续增大时，离心沉淀率又随之增大。因此，可以确定当CMC-Na添加量为0.08％时，离心沉淀率最低，稳定性最好。
②蔗糖酯添加量对稳定性的影响
由图9可以看出，随着蔗糖酯添加量的增加离心沉淀率随之下降，当蔗糖酯添加量为0.10％时，离心沉淀率降至最低，但当蔗糖酯添加量继续增大时，离心沉淀率又随之增大
③黄原胶添加量对稳定性的影响
由图10可以看出，随着黄原胶添加量的增加离心沉淀率随之下降，当黄原胶添加量为0.05％时，离心沉淀率降至最低，但当黄原胶添加量继续增大时，离心沉淀率又随之增大。
2)稳定性正交试验
依据单因素试验结果，确定正交试验的因素与水平见表10，正交试验结果见表11，确定发芽大豆饮料稳定性最佳工艺配方。
表10 稳定剂配比的正交实验因素水平表
表11 L9(3)4正交实验结果
由表11可以看出，根据极差得各因素对实验结果影响的次序为A＞C＞B，即CMC-Na＞黄原胶＞蔗糖酯；最优水平为A3B2C2，即CMC-Na 0.09％、蔗糖酯0.10％、黄原胶0.05％时发芽大豆饮料稳定性最好。
上述最优水平A3B2C2为正交试验的统计计算结果，正交试验最优结果为第七组即A3B1C3，即单甘酯添加量为0.09％、蔗糖酯添加量为0.09％、黄原胶添加量为0.06％。存在统计计算结果与实验的结果不同。
经验证试验，结果显示A3B2C2的稳定性更好(p＜0.05)，因此最终选择A3B2C2。即CMC-Na0.09％、蔗糖酯0.10％、黄原胶0.05％。
3、大豆最佳发芽工艺的研究
将脂肪氧化酶的活力(以A值计)作为微波脱腥的评定指标，研究以微波加热过程中的微波时间、微波温度、物料质量3个可能影响提取效果的因素展开研究。
(1)微波脱腥工艺单因素实验
微波脱腥技术的单因素及水平见表12。
表12 微波脱腥技术的单因素及水平
1)微波温度对脱腥效果的影响
分别以温度20℃、40℃、60℃、80℃、100℃对发芽大豆进行微波加热处理，考察不同微波温度对脱腥效果的影响。
结合图11，温度在从20℃增加到40℃，A值急剧下降，从40℃到100℃之间下降趋于平缓，所以选择60℃、80℃、100℃作为正交试验的3个水平。
2)微波时间对脱腥效果的影响
微波时间的长短对豆芽脱腥效果的影响结果见图12。随着时间的增加A值也随之下降，并且在3min～4min变化较明显，时间过长会影响豆芽中的营养成分和活性成分，所以选3.5min、4min、4.5min作为正交试验3个水平因素。
3)物料量对脱腥效果的影响
分别取物料100g、200g、300g、400g、500g进行微波脱腥处理，结果见图13。随着物料的增加脱腥的效果也随之下降，所以在生产工程中物料量也不应过大，依照分析选200g、300g、400g作为正交试验的3个水平因素。
(2)微波脱腥工艺正交实验
依据上述各单因素试验结果的基础上，采用L9(34)进行正交实验，以优化脱腥的工艺条件，结果见表13。
表13 L9(34)正交试验结果
结果显示，从表13中各个因素的R值可看出，各因素影响的主次地位为A＞B＞C，即微波温度＞微波时间＞物料量，优水平为A3B2C1，微波温度100℃、微波时间4.0min、物料量200g。
实验最优组为第八组A3B3C1微波温度100℃、微波时间4.5min、物料量200g，与正交实验计算结果不一致。因此进行验证试验，将理论优水评与实验优水评进行显著性分析，结果无显著差异(p＞0.05)。考虑节能和最大程度防止营养素损失微波时间4.0min。确定发芽大豆饮料微波脱腥的最佳工艺条件为：微波温度100℃、微波时间4min、物料量200g。
本实施例产品性能指标达到了含乳饮料国家标准GB/T21732-2008(配制型)，具体检验结果见表14。
表14 产品检验结果