俞小良,陳 杰,孟岳成,俞鈺炯

(浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,浙江杭州 310035)

豆?jié){前處理工藝對(duì)其粒徑分布及感官品質(zhì)影響的研究

俞小良,陳 杰,孟岳成,俞鈺炯

(浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,浙江杭州 310035)

利用激光衍射粒度分析儀考察了離心、過濾、膠體磨處理、均質(zhì)、熱處理對(duì)豆?jié){穩(wěn)定性及粒徑分布的影響,并通過感官評(píng)價(jià)方法對(duì)豆?jié){品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)定。結(jié)果表明,離心處理對(duì)粒徑影響最明顯,3000r/min,10min離心可使D[4,3]減小為 0.487μm,沉淀率僅為 0.44%;250目過濾則僅對(duì)粒徑大于 160μm的顆粒有效;均質(zhì)作用比膠體磨處理效果更明顯;豆?jié){經(jīng) 90℃,15～20min熱處理最適;感官評(píng)價(jià)結(jié)果基本反映豆?jié){粒徑分布狀態(tài)的差異。

豆?jié){,粒徑分布,感官評(píng)價(jià)

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

大豆 產(chǎn)地東北,由新希望雙峰乳業(yè)有限公司提供。

激光衍射粒度分析儀 (Mastersize 2000) 英國(guó)馬爾文公司;離心機(jī) (TDL-60B) 上海安亭科學(xué)儀器廠;高壓均質(zhì)機(jī)(APV1000) 丹麥APV公司;膠體磨(DJM-20L) 上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠;豆渣自分離磨漿機(jī) 鎮(zhèn)江京口諫壁神龍食品機(jī)械廠;電子精密天平(ARA520) 奧豪斯國(guó)際貿(mào)易公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 豆?jié){制備工藝

1.2.1.1 工藝流程 大豆→挑選→浸泡→漂燙→磨漿→煮漿

1.2.1.2 基本工藝參數(shù) 1∶3豆水比,0.5%NaHCO3溶液,室溫浸泡 10～12h;沸水漂燙 5min,1∶6的豆水比,95℃熱水磨漿;90℃煮漿 15min。

1.2.2 前處理工藝對(duì)豆?jié){粒徑分布及感官品質(zhì)的影響 100目豆渣自分離磨漿機(jī)磨制豆?jié){后,分別進(jìn)行加熱處理(90℃煮漿 5、10、15、20min),過濾(160、250目),1000、2000、3000、4000r/min離心 10min,膠體磨處理 5次,20MPa均質(zhì),測(cè)定豆?jié){粒徑分布及感官品質(zhì)。

1.2.3 離心沉淀率測(cè)定 在己知重量 (m1)的 10mL離心管中加入已知量樣品 (m0),用離心機(jī)以4000r/min離心 10min,棄去上層液體,倒扣試管瀝干10min后稱重(m2),平行測(cè)定 3次。

1.2.4 粒徑測(cè)試條件 產(chǎn)品用激光衍射粒度分析儀Mastersize 2000進(jìn)行分析,可得到其粒度分布狀態(tài)圖譜。具體參數(shù)設(shè)置如下,顆粒折射：1.590;顆粒吸收率：0.001;分散劑：去離子水;分散劑折射率：1.330;分析軟件：Mastersize 2000配套軟件。

1.2.5 豆?jié){質(zhì)地的感官評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：細(xì)膩柔滑、無顆粒感(9～10分);略有顆粒感 (7～8分);顆粒感明顯 (4～6分);口感粗糙、有糊口感 (1～3分)。由7個(gè)品評(píng)員組成的評(píng)價(jià)小組對(duì)豆?jié){質(zhì)地進(jìn)行打分,滿分為 10分,最后求出每個(gè)產(chǎn)品的平均得分。

2 結(jié)果與討論

2.1 粒徑分析對(duì)豆?jié){、豆渣顆粒大小的表征

與牛乳相比,豆?jié){除了脂肪和蛋白質(zhì)的特性差異外,豆?jié){中含有較多的膳食纖維 (纖維素顆粒)及其他不溶性成分,其顆粒較大,且粒徑分布不均,容易沉淀。

由圖 1可知,250目過濾豆?jié){粒徑分布范圍為0.04～120μm,主要分布在 0.04～1.00μm處,約占總顆粒77%,且在0.19μm處出現(xiàn)最高值。而大約12%處于 10～120μm范圍的顆粒可能為大小不一的纖維素顆粒及其它不溶性物質(zhì)。過濾后得到的豆渣纖維顆粒呈現(xiàn)明顯不同的分布,除了在 2.88～30μm間有極少的分布外,96.5%的豆渣顆粒處于40～400μm,且在138μm處出現(xiàn)最高峰,D[4,3](體積平均粒徑)更是達(dá)到了 144.7μm,這與 A.Rosenthal報(bào)道的豆渣纖維素顆粒粒徑范圍 40～135μm類似[3]。根據(jù)斯托克斯法則,在一定黏度和密度下,粒子直徑越大,沉降速度也就越大[4],因此采用合理的加工工藝去除或分解豆渣、調(diào)整豆?jié){顆粒粒徑分布,可以有效提高豆?jié){或豆乳飲料的穩(wěn)定性。

圖 1 250目過濾后豆?jié){和豆渣的粒徑分布情況

2.2 煮漿時(shí)間對(duì)豆?jié){粒徑分布及感官品質(zhì)的影響

天然大豆蛋白分子粒徑一般在 0.01μm左右[5],由圖 2可知,本實(shí)驗(yàn)制得的豆?jié){其大豆蛋白粒徑主要在 0.2μm左右,這可能是豆?jié){磨制過程進(jìn)行了一定程度熱處理使蛋白部分聚集。根據(jù)圖 2,未加熱豆?jié){中粒徑小于 0.08μm的顆粒 (主要為大豆蛋白膠粒)占總體積的 48%,約 27%的顆粒粒徑處于10～158μm之間,在 50μm左右出現(xiàn)明顯的高峰,這一范圍主要為豆渣纖維顆粒,而體系的D[4,3]也達(dá)到了 12.97μm。熱處理對(duì)豆?jié){的粒徑分布產(chǎn)生了顯著的影響,90℃加熱 5min或 10min,其粒徑分布曲線有整體右移的趨勢(shì),顆粒發(fā)生聚集,D[4,3]明顯增大。粒徑小于 1μm的顆粒,其體積分?jǐn)?shù)減小了約 6%,主要是熱處理使大豆蛋白疏水基團(tuán)向外伸展[6],蛋白質(zhì)分子鏈展開,乳化脂肪球顆粒,提高豆?jié){乳化穩(wěn)定性[7],并且可能通過二硫鍵連接,使大豆蛋白膠粒聚合,水溶性降低,此過程中聚合處于主要趨勢(shì)[8]。同時(shí)大豆纖維顆粒的聚集,新增了約 17%粒徑大于10μm的顆粒,且在 50μm同一峰高處顆粒的體積分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加,此變化顯著影響豆?jié){的 D[4,3]值。但隨著熱處理強(qiáng)度的增大,90℃加熱 15～20min后, 0.04～1μm粒徑范圍體積分?jǐn)?shù)由 43%增大到 63%,在0.18μm粒徑處的峰高值由 3.6%提高到 5.4%,小顆粒物質(zhì)增加可能為部分聚集的大豆蛋白膠粒、蛋白的亞基結(jié)構(gòu)發(fā)生了解離,此過程中不同組分蛋白的含量也發(fā)生了變化[9-10],且會(huì)產(chǎn)生了比原豆?jié){體系更小的顆粒。同時(shí)粒徑大于 10μm顆粒的體積分?jǐn)?shù)由44%下降到 21%,而最大顆粒粒徑也下降到約120μm。大豆蛋白膠粒和豆渣纖維顆粒不同程度的分解,改善了豆?jié){的粒徑分布狀態(tài),可以提高豆?jié){的穩(wěn)定性。

圖2 煮漿時(shí)間對(duì)豆?jié){粒徑分布的影響

豆?jié){經(jīng) 5～10min煮漿其顆粒有整體增大的趨勢(shì),但感官得分仍明顯高于未加熱豆?jié){,加熱 5min后豆?jié){比未加熱豆?jié){感官得分高 1.4分,主要因?yàn)槲醇訜岫節(jié){嚴(yán)重的豆腥味影響了品評(píng)員對(duì)豆?jié){質(zhì)地的評(píng)價(jià),而加熱后氣味品質(zhì)及乳化性的提高,也可能使品評(píng)員覺得豆?jié){更爽滑、細(xì)膩。煮漿 10min豆?jié){的感官得分比煮漿 5min低了 0.7分,主要因?yàn)轭w粒的繼續(xù)聚集,特別是粒徑 100μm以上纖維顆粒的產(chǎn)生,降低了豆?jié){的細(xì)膩感。煮漿時(shí)間對(duì)豆?jié){感官品質(zhì)的影響較大(見圖 3),當(dāng)達(dá)到 15～20min,較大的纖維顆粒重新解離,以及脂肪進(jìn)一步乳化,改善了豆?jié){的感官品質(zhì),此時(shí)其感官得分達(dá)到了 8.0分以上,但其變化趨于平緩。

圖3 煮漿時(shí)間對(duì)豆?jié){感官品質(zhì)的影響

2.3 四種前處理方式對(duì)豆?jié){粒徑分布及感官品質(zhì)的影響

不同的前處理方式均對(duì)豆?jié){粒徑分布有明顯改善,且作用效果不一,具體見圖 4、圖 5。

圖 4 豆?jié){前處理對(duì)其沉淀率和體積平均粒徑的影響A：未處理,B：160目過濾,C：250目過濾, D：1000r/min,E：2000r/min,F：3000r/min, G：4000r/min,H：膠體磨,I：均質(zhì)

圖 5 豆?jié){前處理對(duì)其粒徑分布的影響

過濾處理主要對(duì)較大直徑顆粒起作用,且隨著濾布孔徑的減小,截流顆粒直徑的范圍也越大,250目過濾后豆?jié){顆粒的最大粒徑從 750μm減小到160μm,而 160目過濾豆?jié){最大顆粒粒徑約為 300μm (見圖 5)。同時(shí)證明了過濾對(duì)體系較小顆粒物質(zhì)幾乎沒有影響,因此值得注意的是,過濾不能有效去除體系中粒徑小但密度大的顆粒,但在長(zhǎng)期貯存中卻會(huì)明顯的影響產(chǎn)品穩(wěn)定性。

離心處理則利用離心加速度處理沉降速度較大的顆粒,能有效改善豆?jié){的穩(wěn)定性。1000r/min, 10min離心處理與 160目過濾作用效果相似,但對(duì)直徑 10μm以上顆粒也有一定的作用;豆?jié){經(jīng) 2000、3000、4000r/min離心 10min后,其粒徑分布有較大改變,且三者作用效果基本相似,最大顆粒粒徑下降到約 10μm,粒徑小于 2μm顆粒的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到了96%,但沉淀率隨著離心作用力的加強(qiáng)仍繼續(xù)下降, 4000r/min離心的豆?jié){,其沉淀率達(dá)到了最低值0.29%(見圖 4),由于 AmirM.N.[11]等人已經(jīng)證實(shí)熱處理的豆?jié){經(jīng) 8000×g離心 10min后,其蛋白質(zhì)含量沒有明顯的降低,此時(shí)大豆蛋白仍穩(wěn)定分布于豆?jié){體系中。因此 3000～4000r/min,10min離心處理能有效解決豆?jié){或豆乳飲料中非蛋白沉淀問題,改善其穩(wěn)定性。

均質(zhì)和膠體磨處理幾乎保留了原豆?jié){中所有的固形物,對(duì)其進(jìn)行破碎處理,減小顆粒尺寸,提高穩(wěn)定性。由圖4和圖5可知,兩者都使豆?jié){粒徑分布更為勻稱,明顯減小了D[4,3](體積平均粒徑)及分布寬度。膠體磨處理主要對(duì) 200μm以上的纖維顆粒有明顯作用,使粒徑在 50～200μm范圍的顆粒體積分?jǐn)?shù)提高了 6%。而均質(zhì)對(duì) 1～10μm(主要為大豆蛋白脂肪聚合物和脂肪球顆粒)及 10～750μm(主要為纖維素類不溶性物質(zhì))都起良好的分散效果,最大顆粒直徑下降到 160μm,相對(duì)提高了 0.04～1μm粒徑范圍顆粒的體積分?jǐn)?shù),且大粒徑范圍內(nèi)顆粒分布更為均勻。綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,若將磨制后豆?jié){先經(jīng)過離心處理再預(yù)熱均質(zhì),能有效降低沉淀率,且顯著提高豆?jié){的乳化穩(wěn)定性[12]。

過濾處理對(duì)豆?jié){感官品質(zhì)的提高有一定作用, 160目過濾后其評(píng)價(jià)明顯提高,感官得分達(dá)到了 7.9分,高于未處理豆?jié){得分 1.2分,但濾布目數(shù)增加至250目過濾后,其感官評(píng)價(jià)結(jié)果就沒有粒徑分布差異那么明顯,感官得分也只有 8.0分。離心處理后豆?jié){感官評(píng)價(jià)結(jié)果與其粒徑分布狀態(tài)有基本的一致性。2000r/min,10min離心有效去除了粒徑 10μm以上顆粒,感官得分由 1000r/m in,10m in離心豆?jié){的 7.1分顯著上升到 8.1分 (見圖 6)。離心速度繼續(xù)上升對(duì)感官品質(zhì)的影響不大。在保留原豆?jié){中所有的固形物的基礎(chǔ)上,均質(zhì)和膠磨提高了豆?jié){質(zhì)地品質(zhì),且均質(zhì)作用的效果更為明顯,感官得分比膠體磨處理的豆?jié){ 7.7分高 0.6分,這與兩者粒徑分布狀態(tài)的區(qū)別相似。

圖6 豆?jié){前處理對(duì)其感官品質(zhì)的影響A：未處理,B：160目過濾,C：250目過濾, D：1000r/min,E：2000r/min,F：3000r/min, G：4000r/min,H：膠體磨,I：均質(zhì)

3 結(jié)論

不同前處理工藝均對(duì)豆?jié){粒徑分布有一定的改善作用,可以提高豆?jié){或豆乳飲料的穩(wěn)定性以及感官品質(zhì)。其中 3000～4000r/min離心 10min的效果最明顯,均質(zhì)和 250目過濾次之,膠體磨處理對(duì)結(jié)果影響最小,但適合與其它工藝聯(lián)用。而 90℃加熱15～20min的豆?jié){不僅其粒徑分布和質(zhì)地評(píng)價(jià)顯著改善,而且豆?jié){風(fēng)味更好。

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Study on the particle size distribution and sensory quality of soym ilk influenced by pretreatm ent

YU Xiao-liang,CHEN Jie,M ENG Yue-cheng,YU Yu-jiong
(College of Food Science and Biotechnology,Zhejiang GongshangUniversity,Hangzhou 310035,China)

The effec ts of centrifuga tion,filtra tion,colloid g rind ing,hom ogeniza tion and hea t trea tm ent on the s tab ility and p a rtic le s ize d is tribution of soym ilk we re inves tiga ted by lase r d iffrac tion p a rtic le s ize ana lyze r,and the sensory qua lity of soym ilk was de te rm ined through sensory eva lua tion m e thods.The results showed tha t the effec ts of centrifuga tion we re m os t obvious.Centrifuga tion a t3000r/m in for10m in can reduce the D[4,3](volum e ave rage p a rtic le d iam e te r)to0.487μm w ith a p rec ip ita tion ra te be ing only0.44%.250m esh filtra tion was an ava ilab le m e thod in the sep a ra tion of p a rtic les only la rge r than160μm.Comp a red w ith colloid g rind ing,hom ogeniza tion trea tm entwas m ore effec tive.And hea t trea tm ent a t90℃ for15～20m in was op t im a l.The results of sensory eva lua tion gene ra lly reflec ted the d iffe rence of p a rtic le s ize d is tribution.

soym ilk;p a rtic le s ize d is tribution;sensory eva lua tion

TS214.2

A

1002-0306(2010)03-0131-04

豆?jié){是一個(gè)復(fù)雜的體系,不但含有蛋白質(zhì)、脂肪,還有較多的膳食纖維及其他不溶性成分[1],這些對(duì)豆?jié){或豆乳飲料穩(wěn)定性有較大影響,特別是膳食纖維素,其顆粒較大,絕大部分在 10～400μm之間[2],且親水性膠體對(duì)其幾乎沒有穩(wěn)定作用,易導(dǎo)致明顯的非蛋白沉淀,這就需要對(duì)其進(jìn)行有效的分離、破碎處理。分離的方法較多,其原理也各不相同,傳統(tǒng)的豆?jié){制備方法中,渣漿分離通常采用一定目數(shù)的篩網(wǎng)過濾,其分離的原理是根據(jù)顆粒粒徑的大小進(jìn)行分離,因此那些粒徑小而比重大的顆粒并沒有有效被分離,會(huì)影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性。因此在保持豆?jié){中主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如蛋白質(zhì)、脂肪的含量和性質(zhì)無明顯變化的基礎(chǔ)上,本實(shí)驗(yàn)主要利用激光衍射粒度分析儀測(cè)定豆?jié){粒徑分布狀態(tài),結(jié)合感官評(píng)價(jià)法,研究現(xiàn)代加工工藝(如離心、均質(zhì)、膠磨處理等)對(duì)豆?jié){粒徑分布及感官品質(zhì)的影響,并試圖找出有效的處理方法。

2009-05-15

俞小良(1984-),男,在讀碩士研究生,研究方向：現(xiàn)代食品制造技術(shù)。