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2.2 豆粉

根据油脂含量的不同,一般可以将豆粉分成五种,主要有全脂豆粉、脱脂豆粉、高含脂豆粉、低脂豆粉、磷脂大豆粉等。

2.2.1 全脂豆粉

全脂豆粉是使用脱皮大豆粉碎而成。其脂肪含量一般在18%以上,蛋白质含量不低于40%,细度在20目以上。主要分为全脂生豆粉、无腥全脂豆粉、膨化全脂豆粉和即食全脂豆粉等。

2.2.1.1 全脂生豆粉

全脂生豆粉是以生大豆为原料,未经较长时间使产品熟化的热处理而加工成的一类全脂豆粉。由于在加工过程中未经热处理,其中的蛋白质基本上未变性,大豆中原有的酶也保持一定的活性,但这类产品致命的弱点是有豆腥味和苦涩味。因蛋白质基本上未变性,大豆中的各种酶及抗营养因子也依然保持活性,有豆腥味,未经加热不宜直接食用。全脂生豆粉可使面包松软和使面包瓤增白,原因是全脂生豆粉中的脂肪氧化酶催化脂肪形成过氧化物,过氧化物可起漂白作用并使谷朊蛋白的巯基氧化成二硫键而使面包弹性增强。全脂生豆粉也可添加到糕点中起乳化油脂和稳定结构的作用,此外也可作为豆浆粉供应。然而全脂生豆粉含有抗营养因子并带有豆腥味,人体直接吸收的效果差,且大量油脂的存在使全脂生豆粉在储藏时易氧化酸败。

全脂生豆粉的加工工艺很简单,大豆经干法清选除杂后,采用干热法烘干至水分8%~10%即可进行破碎脱皮,但粉碎前大豆含壳率须小于8%。最后经锤片式粉碎机或磨碎机进行粉碎、分级,使产品颗粒度保持在0.30~0.85mm。该工艺的要求是尽量不采用强烈加热处理。烘干时采用高温瞬时,避免直接蒸汽加热,这样才能保证产品的可溶性蛋白质的保持率在95%以上。

全脂生豆粉对烘焙业很重要,可用来改善面包和其他发酵产品的质量。首先,它所含的脂肪氧化酶有漂白小麦粉颜色的作用,可用作面包生产的添加物,它既能保证面包松软,又可以起到增白作用。这主要是由于生豆粉中的脂肪氧化酶具有固定空气中氧的作用,并生成过氧化物,而且对面粉中的谷朊蛋白有氧化作用。其次,由于脂肪氧化酶对麦谷蛋白起氧化作用,在小麦粉中添加0.5%~1.0%全脂生豆粉可以明显地改善面包的松软度和贮存性能。此外,酶活性全脂生豆粉添加到糕点中可作为天然乳化剂和稳定剂。在英国的面包配方中几乎都添加了酶活性全脂生豆粉。但生豆粉具有一定的豆腥味和苦涩味,因此使用时,添加不宜过多,以免影响产品风味。

2.2.1.2 无腥全脂豆粉

全脂生豆粉虽然加工方法简单,投资少,但其带有豆腥味。无腥全脂豆粉生产的关键技术在于脱腥。已研究出的脱腥方法有加热法、溶剂浸出法、酶作用法、微生物发酵法及氨基酸添加法等。目前在无腥豆粉生产中主要采用加热法。

加热脱腥法主要是借助热力作用使与大豆豆腥味形成有关的脂肪氧化酶及其他酶钝化,阻止豆腥味的形成。不过加热还可以破坏大豆中的胰蛋白酶抑制因子,以及血细胞凝集素等抗营养因子,改善豆粉及其他豆制品的生理功能特性;加热还可使大豆蛋白发生适度变性(条件必须适宜),提高人体对大豆蛋白的消化吸收率。有研究证明,加热(烘烤)可使豆制品中还原糖的含量增加2倍,其中增加量最突出的是果糖。

在加热时应特别注意,大豆蛋白质是热敏性物质,受热易变性,如果加热过度(温度过高及时间过长),会导致蛋白质过度变性而降低其溶解性,过度加热还会引起赖氨酸等一部分氨基酸的破坏,这不仅会降低产品的营养价值、生理活性,而且会对大豆蛋白的功能特性产生不良影响。将大豆在160℃下经10min烘烤,会造成营养上特别重要的赖氨酸损失,即使只加热5min,也会使其含量减少20%以上。因此,在对大豆进行加热时一定要控制好温度和时间,防止过度加热。

对大豆进行加热脱腥的方法较多,其中最简便易行的是烘炒法,即将大豆置于平锅中,在160℃下烘10~20min即可。但此法使大豆受热不均匀,效率低,对大批量生产及优质产品的生产不适宜;另一种方法是用回转式烘烤机烘烤,即先将大豆与干净的烘沙混合,再倒入烘烤机,在220℃下烘烤约30min即可;第三种方法是热湿处理法,用100~120℃的水蒸气对大豆加热10~30min。有的为了缩短加热时间,在加热前先将大豆适当破碎或压片,这样虽然可以缩短加热时间,但破碎会使大豆中的脂肪氧化酶释放出来,采用此措施对大豆的脱腥效果不佳。此外,采用湿热处理后的大豆水分含量增加,必须再进行干燥处理,这样不仅工序多,而且易使大豆受热过度,蛋白质变性程度大,产品水溶性差。

目前认为较好的加热方法是将大豆置于压力在29.42MPa以上、温度在130~190℃的过热蒸汽气流中,浮动2~5min,然后迅速解除压力,将大豆释放到大气中。此法虽然也属湿热加热法,但这不需要对大豆进行破碎处理,从而不会导致脂肪氧化酶作用产生豆腥味物质,突然解压还可使大豆中原有的不良风味物质挥发掉。加热后的大豆机需要再进行干燥处理,因为突然解压会使大豆中的水分迅速蒸发掉。此外,这种热处理还会起到良好的杀菌效果。但要充分利用此法的优点,必须控制好压力和温度。如果压力低于29.42MPa,在破压时,大豆中的不良风味物质挥发不充分。如果蒸汽温度低于130℃,若不延长加热时间,会使脱腥不彻底,若延长加热时间,又会加大蛋白质的变性程度;此外,当在130℃下加热时间超过5min,还会使产品产生炒豆味。

对大豆进行加热脱腥及干燥后,即可进行粉碎加工。目前对大豆的粉碎一般采用高速粉碎机。为提高豆粉质量,在粉碎之前,可以先进行半脱皮处理,然后再粉碎。一般要求大豆粉碎到粒度不超过100目,大豆粉碎后再进行过筛,即得无腥味大豆粉。无腥全脂豆粉的质量要求一般为外观浅黄色,颗粒均匀,不结块,无异味。

2.2.1.3 膨化全脂豆粉

为了克服生豆粉存在的不足并扩大豆粉的食品用途,可采用现代挤压膨化技术生产膨化全脂豆粉。由于经过高温短时的湿热处理,大豆中的有害成分被除去,因此这种产品是一种营养价值高的食品原料。

膨化全脂豆粉是大豆脱皮、烘干、粉碎后利用现代挤压膨化技术生产的一种优质豆粉。它是将经预处理后的粗豆粉输入食品挤压机,在挤压机内,随着螺杆的转动,物料逐渐向前推进,直至物料到达螺杆端头和模头之间的间隙处,温度和压力达到最大值,在此过程中,物料被挤压,压力升高,同时由于物料受到摩擦和剪切力的作用产热,有的挤压机还有外热(蒸汽加热或电加热)导入,从而使物料压力及温度急剧升高,其温度可达200℃。生产膨化食品时,模头前的压力可达10MPa以上。大豆在挤压机内受到高温高压的作用后使水分形成蒸汽,以最短的时间蒸熟后挤出,在机外减压膨胀,形成松酥颗粒(也称膨化蛋白),然后再经冷却脱水,用锤片式粉碎机碎成大小符合要求的颗粒即为成品。此外,在用挤压膨化法生产豆粉时,一般需将物料的水分调节到18%~21%,但由于在物料被挤出时,物料温度很高,再加上突然降压,从而使挤出物冷却后的含水量很低,因此,一般在粉碎前不需再进行干燥处理。

在加工过程中,虽然物料在挤压过程中受到高温高压的作用,但这一过程所经历的时间极短,一般是在5~10s内完成,最长也不过1min,即属于高温高压短时过程,因此,此过程对大豆营养物质(包括维生素、氨基酸等)的影响较其他加工方法要小;同时,由于物料在挤压过程中受到高温高压的作用,使物料发生多方面的变化,除物料熟化、蛋白质变性、淀粉糊化等外,更重要的是使与豆腥味形成有关的物质及大豆中的抗营养因子等失活、微生物被杀灭;再加上物料被挤出时的突然降压膨化,使大豆中原有的不良风味物质连同水分一起挥发掉,因此,用挤压膨化法生产的豆粉无豆腥味,而带有豆香味。膨化全脂豆粉在膨化过程中细胞被破坏、油滴分散均匀而且容易被人体吸收。此外,在挤压过程中,由于受高温高压的作用,油脂被榨出,这不仅有利于物料在螺杆和机头内部运动及顺利挤出,而且使挤出物表面呈淡黄色,风味得到改善。膨化后的大豆粉具有多孔的组织结构,加水很容易调成糊状。由此可见,膨化全脂豆粉是一种成本低、营养价值很高的食品原料。

膨化全脂豆粉典型的成分是:水分3.5%、蛋白质4.5%、油脂20%、灰分3.0%、纤维素3.0%。生产过程中维生素B 1 、维生素B 2 及尼克酸等水溶性维生素几乎没有损失,且蛋白质中赖氨酸含量占5%,比同类产品高。

2.2.2 脱脂豆粉

脱脂豆粉是以大豆为原料经过清理除杂、脱皮、脱油后,加工成的一种粉状产品,脂肪含量<1%,蛋白质含量>52%,粉末的颗粒度不低于100目。根据加工过程中的热处理方式不同可将其分为烘烤脱脂大豆粉(NSI<20%)、蒸炒脱脂大豆粉(20%<NSI<60%)和低温脱脂大豆粉(NSI>60%)。大豆经低温压榨法或浸出法制取油脂后得到的豆饼或豆粕,都可生产脱脂豆粉。但应选用经过脱脂的冷榨饼或低变性的浸出粕。由于高温饼粕的溶氮指数(NSI)太低,制得的脱脂豆粉主要应用于饲料和化工行业,低温脱脂豆粉主要用于食用大豆蛋白的生产或直接应用于食品。

大豆提取油脂后的残余物,因提取油脂的方法不同有豆粕和豆饼之分。豆粕是指用溶液浸出法提取油脂后的残余物,而豆饼则是指用压榨法提取油脂后的残余物。在脱脂大豆生产过程中,因为受多种因素的影响,会导致大豆蛋白发生不同程度的变性,因此,用不同方法所加工的脱脂大豆的性状有所差异。在脱脂过程中,导致蛋白质变性的主要因素有:受热程度、溶剂种类及大豆所处的状态等。如用正己烷这样的疏水性低沸点有机溶剂,且在整个加工过程中注意温度不超过60℃,则蛋白质不会变性,而用酒精这样的亲水性溶剂则易使蛋白质变性。脱脂大豆的制备一般分为压榨法和溶剂浸出法。

压榨法是通过对大豆加压提取油脂来获得脱脂大豆的。又因压榨前大豆处理温度的不同分为冷榨法和热榨法。冷榨法是采用软化处理的大豆,不经加热,直接加压压榨提取油脂,获得脱脂大豆的方法。由于在压榨前未进行加热,蛋白质变性小,使脱脂大豆中可溶性蛋白保持率能达到80%~90%,但冷榨法所得脱脂大豆中脂肪含量较高(5%~10%),因而在储藏中易引起油脂的氧化酸败。为了提高出油率,人们往往先把大豆预热压扁,在压榨过程中,再用蒸汽加热,以降低油的黏度,使其容易流出。如大豆在榨油前经125℃左右的温度热炒,榨油时,在137.2~166.6MPa的压力下,保持1~3min,故称其为热榨法。用热榨法获得的脱脂大豆脂肪含量低,水分较少,易粉碎,但大豆蛋白发生了相当大的热变性,水溶性蛋白质的比率(对全蛋白)在30%以下。热榨脱脂大豆宜作为脱脂豆粉加工的原料。

溶剂浸出法是将大豆经适当的热处理(温度低于100℃),再用有机溶剂提取油脂,获得脱脂大豆的方法。用此方法获得的脱脂大豆呈颗粒状,蛋白质含量高,脂肪含量低,水分也低,易于粉碎。其蛋白质变性程度主要因溶剂的种类及脱脂大豆与溶剂分离的方法不同而异。一般来说,以石油系溶剂为主的疏水性很强的溶剂,使脱脂大豆蛋白质变性的力量非常弱,即使用较高温度处理,蛋白质也几乎不变性。与此相反,酒精等亲水性强的有机溶剂,使蛋白质变性的力量很强。因此,通常制取脱脂大豆用的溶剂是疏水性很强的正己烷。以前使用石油醚,石油醚并非单一组分物质,其中含有高沸点成分,所以除掉溶剂要用过热蒸汽,因此,制成的脱脂大豆的蛋白质变性程度很高,它只宜作为制备酱油和味精的原料,而不宜用来生产脱脂豆粉。

溶剂浸出法可分为间歇式和连续式两种。间歇式由于脱脂大豆和溶剂分离采用蒸汽直接接触的形式,所以使蛋白质变性的程度高。而连续式是通过减压或者间接加热溶剂和蒸汽加热等方法脱除溶剂,故可生产出低变性脱脂大豆。总之,将常规的高温处理脱溶改为低温处理脱溶,便可控制蛋白质的变性。如为了实现蛋白质的低变性,可采用真空低温或瞬间高温脱溶等技术措施。如采用“闪蒸脱溶”和“真空脱溶”工艺,可使可溶性大豆蛋白的保持率在92%以下,变性率在2%~3%以下。

2.2.2.1 脱脂豆粉的加工

脱脂豆粉的生产一般是将豆饼或豆粕加水磨浆,提取其可溶性成分;加水量越多提取的可溶性成分也越多,但加水量过多时,将造成浓缩时浪费时间和增加经费,所以加水量要适当,以原料豆饼或豆粕的10倍左右为宜。浸出过程多数是在稍加温下进行的,使以后的处理较为容易,而且可以降低原料中的残留酶类。可溶性成分提取后,通过离心分离除去不溶物质。然后将提取的离心浆液进行真空浓缩,使固形物含量接近15%。如果过度浓缩,黏度会增高,甚至发生凝固,使以后的处理困难。因此,浓缩时固形物含量不要超过15%。浓缩浆液用喷雾干燥机进行干燥,制成含水分为2%~3%的豆粉。浓缩浆液喷雾干燥的进风温度为180~190℃,出风温度为80~90℃。脱脂豆粉化学组成的60%~70%为蛋白质,其他大部分为糖类。干燥温度掌握不适当时,成品的蛋白质由于受热变性使溶解度降低。

用冷榨豆饼生产脱脂豆粉:油脂加工厂在采用冷榨饼生产油脂的同时可得低变性的冷榨豆饼。榨油过程中应尽量减少大豆蛋白质的变性,大豆脱皮前的烘干软化尽量不用湿热处理。如操作得当,经冷榨去油后的饼粕中可溶性蛋白质的保持率可达80%~90%。制粉的过程同全脂豆粉的生产相同。值得注意的是冷榨饼含油率偏高,达7%~8%,因而易氧化酸败,保存性较差。

用低变性浸出粕生产脱脂豆粉:低变性浸出粕蛋白质变性程度低,能生产高质量的脱脂豆粉。为保证能制得低变性的脱脂豆粕,制油时应采用低温真空脱溶或高温瞬时脱溶技术,以确保豆粕温度不超过80℃。制粉过程亦与全脂豆粉相同。

高蛋白脱脂大豆粉的加工与脱脂大豆的粉碎程度有关。日本学者对脱脂大豆的粉碎程度及其粒径与蛋白质含量的关系进行了反复研究,结果发现,将脱脂大豆粉碎成一定粒度,通过风选,获取特定的微小颗粒成分,可以得到高蛋白质含量的脱脂豆粉。由此可见,是否能生产出高蛋白脱脂豆粉,关键在于粉碎。高蛋白脱脂豆粉生产要求将脱脂大豆粉碎成平均粒径为5~20μm。如果粒径小于5μm,则易混入非蛋白质成分,给后续的粒度分级处理造成障碍。粉碎脱脂大豆所采用的粉碎机,只要在粉碎加工中不使被粉碎物发热即可。通常采用锤式粉碎机、轴流式粉碎机、旋转板型粉碎机等冲击型粉碎机。要根据所选用粉碎机来确定粉碎机的转速及加工时间。通常粉碎机的周速选定在40~150m/s,粉碎数秒即可。对粉碎后的脱脂大豆要进行粒度分级处理,当以含大豆种皮的脱脂大豆为原料时,在进行粒度分级前,要先筛分,用80~170目的筛子,筛出粒度较大的种皮粗粒,再进行粒度分级。

低变性脱脂豆粉是以低变性脱脂大豆粕为原料,将其磨细、分级而制成的。低变性脱脂大豆粕投入喂料坑,通过双筒形吸嘴吸入风管并被风送至旋风分离器,在此,物料与空气分离,从旋风分离器底部经叶轮关风器卸至振动给料机,恒定而均匀地喂入涡轮式粉碎机。粉碎后的物料由风机经风管输送至微细分级器,被分离出的粗粒仍被送回涡轮式粉碎机重新磨碎,细粉进入下旋式旋风分离器沉降,经叶轮关风器进入圆筛,筛理出少量粗粉,穿过筛网,符合细度要求的细粉则被风吸起,在旋风分离器沉降经关风器流入存料箱。在存料箱的进口处设有强力除铁器,以除去产品中的微量金属杂质。最后低变性脱脂大豆粉由存料箱卸出包装。三台离心通风机通过吸气管分别以吸式输送物料至旋风分离器使物料沉降。而含尘空气则经过风机的压气管分别送至三台布袋过滤器净化后排空。该生产工艺的主要设备是涡轮式粉碎机和微细分级器。

2.2.2.2 脱脂豆粉的应用

脱脂豆粉的用途可分为食用和进行深加工两个方面。供食用的脱脂豆粉多数情况下磨成细粉,并事先要经过湿热处理以去除豆腥味和破坏抗营养因子。脱脂豆粉可按一定的比例(一般为3%~5%,不超过6%)加到面粉中用以改善面包、饼干等焙烤食品的品质,或加入到肉制品中以改善产品的弹性和吸油性等功能特性。低变性脱脂豆粉优于高变性脱脂豆粉和全脂豆粉,可将其进一步加工成豆乳粉、大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白和大豆组织蛋白等产品。

脱脂豆粉在食品方面的应用,主要取决于豆粉的功能特性,如饱水性、结着性、发泡性、乳化性等。功能特性不同的豆粉的应用范围也不同,或者说,生产的食品种类不同,对所用豆粉的性状要求也各不相同。表2-1归纳了脱脂豆粉在不同食品中所起的作用。直接作为食品加工原料的脱脂豆粉,因需脱除豆腥味和降低酶的活性,而必须进行加热,从而使其溶解性降低;而用于浓缩蛋白等大豆蛋白生产的脱脂豆粉必须具有高溶解性,因此,以选用低变性脱脂豆粉为宜。

表2-1 脱脂豆粉在食品中的应用

脱脂豆粉最大的应用是生产冰淇淋,用它代替脱脂乳粉。在冰淇淋的配料中,加入脱脂豆粉的配料与具有相同的干物质而不加脱脂豆粉的配料相比较,加脱脂豆粉的配料黏度高,而且由于老化使黏度增加显著,对冷冻时气泡的稳定效果及冰淇淋的形状方面有明显的作用。

为了改善冰淇淋配料的乳化性能,加脱脂豆粉可以减少加用其他乳化剂和稳定剂。另外,在冰冻过程中膨胀率的变化中,有防止起砂的效果,即推迟冰淇淋中的乳糖结晶。脱脂豆粉溶于水中剧烈搅拌可以发泡,可代替鸡蛋和蛋清用作点心原料。

2.2.3 高含脂豆粉

高含脂豆粉大多是用脱脂豆粕与精炼大豆油混合制成。脂肪含量一般在15%左右,蛋白质含量在45%以上。也有部分高含脂豆粉是用大豆部分脱脂制成。

2.2.4 低脂豆粉

生产方法与高含脂豆粉基本相同,其脂肪含量一般在5%左右,蛋白质含量高于45%。

2.2.5 磷脂大豆粉

磷脂大豆粉是用脱脂豆粉添加大豆磷脂而制成,磷脂含量在15%左右,蛋白质含量在45%以上。 qpTSRUmFU2m0mSGYFoiwBvn+1sGc4fwrmSoODeq5cEZ9f+FQQWVpIiShkJVxBXUx

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