一种采用豆粕为原料制备酸豆乳发酵剂的工艺
阅读说明：本技术 一种采用豆粕为原料制备酸豆乳发酵剂的工艺 (Process for preparing acid soybean milk leaven by taking soybean meal as raw material ) 是由 陈慎 杨成龙 黄颖颖 陆东和 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种采用豆粕为原料制备酸豆乳发酵剂的工艺,包括以下步骤：1)原料处理、2)酶解、3)离心、4)高压均质、5)灭菌、6)冷却、7)接种、8)保温发酵、9)破乳、10)离心、11)冻干、12)分装。本发明通过对豆粕进行利用制备直投式发酵剂产品,一方面可对大豆副产物进行充分利用,提高植物蛋白的利用率,另一方面促进发酵剂产业发展,降低发酵乳饮品的成本。本发明艺通过添加破乳剂,提升水乳分离效果,降低离心强度,减少离心对活菌的破坏；本发明缩短了冻干时间,降低能耗,最大限度的保留活菌数,制得的酸豆乳发酵剂,包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌数保留率可达到60%-70%。(The invention discloses a process for preparing an acid soybean milk leaven by taking soybean meal as a raw material, which comprises the following steps: 1) raw material treatment, 2) enzymolysis, 3) centrifugation, 4) high-pressure homogenization, 5) sterilization, 6) cooling, 7) inoculation, 8) heat preservation fermentation, 9) demulsification, 10) centrifugation, 11) freeze-drying and 12) subpackaging. According to the invention, the soybean meal is utilized to prepare the direct vat set starter product, so that on one hand, soybean byproducts can be fully utilized, the utilization rate of vegetable protein is improved, on the other hand, the development of starter industry is promoted, and the cost of fermented milk drinks is reduced. According to the invention, the demulsifier is added, so that the water-milk separation effect is improved, the centrifugal strength is reduced, and the damage of centrifugation to live bacteria is reduced; the invention shortens the freeze-drying time, reduces the energy consumption, and furthest reserves the viable count, and the retention rate of the viable count of the prepared sour soybean milk leaven containing the streptococcus thermophilus and the lactobacillus bulgaricus can reach 60-70%.)
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种采用豆粕为原料制备酸豆乳发酵剂的工艺。
背景技术
大豆中含有的丰富的植物蛋白可解决饮食结构中优质蛋白摄入不足的问题，同时因其不含有乳糖，因此非常适合乳糖不耐症人群饮用。二楼200
豆粕是大豆经低温预压浸提法取油后的副产物，其蛋白质含量高，必须氨基酸组成合理，其中水溶性的蛋白占到了80％以上。因此豆粕作为油脂加工的副产品是可以开发利用的植物蛋白含量相当丰富的资源之一。当前豆粕主要被当作生产动物饲料和大豆蛋白的提取，只有很少一部分用于发酵类食品生产的原料，这造成了蛋白资源的大量浪费。
同时，当前国内发酵剂主要依赖进口，造成发酵乳产品价格高，制约行业发展。当前以黄豆、黑豆等大豆原料制备豆奶的工艺较为成熟，豆粕应用较少，同时未见以豆粕为原料制备发酵型饮料的相关报道，因此开发豆粕作为发酵型酸豆奶具有可行性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用豆粕为原料制备酸豆乳发酵剂的工艺。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种采用豆粕为原料制备酸豆乳发酵剂的工艺，包括以下步骤：
1）原料处理：将豆粕倒至粉碎机中粉碎；
2）酶解：将粉碎的豆粕与水混合，调整pH至7.8~8.2，添加碱性蛋白酶，在54-56℃条件下酶解，得到豆粕酶解液；
3）离心：将豆粕酶解液离心，进行渣液分离，收集豆粕豆奶；
4）高压均质：将豆粕豆奶在压力25~28mPa、温度65-75℃条件下均质10-15min，进一步细化豆粕豆奶颗粒，以形成均一稳定的料液；
5）灭菌：对上述料液进行杀菌；
6）冷却：将杀菌后的料液冷却至35℃-45℃；
7）接种：在料液中接入提前活化的传代式菌剂，菌剂内包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌，活菌数≥108CFU/g，菌剂的使用量为料液总重量的0.05%-0.1%，该过程保持无菌以避免杂菌污染；
8）保温发酵：接种后的料液搅拌均匀后，在恒温恒湿箱中37-42℃培养3h-5h，达到凝固状态时停止发酵，停止发酵时活菌数可达到1010CFU/g；
9）破乳：在料液中加入料液总重量0.05%-0.1%的破乳剂，在40-50℃反应30-60min；
10）离心：采用卧式离心机或碟片式分离机进行离心，将上述料液离心后收集菌泥，加入冻干保护剂，混合均匀，分装；
11）冻干：将以上得到的菌泥放入冻干机中，铺盘厚度20mm-40mm；铺盘结束后进行预冻，预冻温度-40℃到-30℃，预冻时间2h-4h，然后分四个阶段进行冻干；
12）分装：将冻干后得到的粉饼进行粉碎，粉碎细度40-80目，分装，得到酸豆乳发酵剂。
步骤2）中，所述豆粕与水的用量比为1g:8mL~1g:10mL。
步骤2）中，所述酶用量为1200u/g~1400u/g，酶解时间为1.5h-2h。
步骤3）中，所述离心的转速为4000~5000 r/min，离心时间为10~15min。
步骤5）中，所述灭菌方式为巴氏消毒法或高温杀菌法或超高温瞬时灭菌法。
步骤9)中，所述破乳剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钙或碳酸钾。
步骤10）中，所述冻干保护剂的组分及其质量百分含量为：甘油3-6%、海藻糖3-6%、半胱氨酸盐酸盐0.5-1%，余量为水，各组分总量为100%。
步骤10）中，所述冻干保护剂与菌泥的体积比为4∶1。
步骤10）中，所述离心的转速为3000rpm-5000rpm，离心时间为5min-15min。
步骤11）中，预冻后按照以下四个阶段进行冻干：
冻干第一阶段，温度控制-50℃到-40℃，冻干时间2h-4h，真空度30Pa到40Pa；
冻干第二阶段，温度控制-30℃到-20℃，冻干时间2h-4h，真空度20Pa到30Pa；
冻干第三阶段，温度控制-10℃到-5℃，冻干时间15h-20h，真空度15Pa到20Pa；
冻干第四阶段，温度控制0℃到10℃，冻干时间2h-5h，真空度10Pa到15Pa。
本发明通过对豆粕进行利用制备直投式发酵剂产品，一方面可对大豆副产物进行充分利用，提高植物蛋白的利用率，另一方面促进发酵剂产业发展，降低发酵乳饮品的成本。本发明具有以下优点：
1、通过添加破乳剂，提升水乳分离效果，降低离心强度，减少离心对活菌的破坏。
2、缩短冻干时间，降低能耗，最大限度保留活菌数。采用该方法得到的酸豆乳发酵剂，包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌数保留率可达到60%-70%。
3、通过试验证明，在添加了破乳剂的基础上进行离心冻干制得的酸豆乳发酵剂，相较于常规工艺制得的菌剂，产品具有明显的优势，其活菌数保留率达到90.3±0.1%，冻干时间缩短至20-36h，菌剂含水量减少至1.3±0.2%。
具体实施方式
一种采用豆粕为原料制备酸豆乳发酵剂的工艺，包括以下步骤：
1）原料处理：筛检豆粕，在无颜色变化、无异味的情况下，除去非豆粕杂质后将豆粕倒至粉碎机中粉碎；
2）酶解：采用料液比为1g:8mL~1g:10mL的比例将粉碎的豆粕与水混合，调整pH至7.8~8.2，添加碱性蛋白酶，酶用量为1200u/g~1400u/g，在54-56℃条件下酶解1.5h-2h，得到豆粕酶解液；
3）离心：将豆粕酶解液在 4000~5000 r/min 的条件下离心10~15min，进行渣液分离，收集豆粕豆奶；
4）高压均质：将豆粕豆奶在压力25~28mPa、温度65-75℃条件下均质10-15min，进一步细化豆粕豆奶颗粒，以形成均一稳定的料液；
5）灭菌：采用巴氏消毒法或高温杀菌法或超高温瞬时灭菌法，对上述料液进行杀菌；
6）冷却：将杀菌后的料液冷却至35℃-45℃；
7）接种：在料液中接入提前活化的传代式菌剂，菌剂内包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌，活菌数≥108CFU/g，菌剂的使用量为料液总重量的0.05%-0.1%，该过程保持无菌以避免杂菌污染；
8）保温发酵：接种后的料液搅拌均匀后，在恒温恒湿箱中37-42℃培养3h-5h，达到凝固状态时停止发酵，停止发酵时活菌数可达到1010CFU/g；
9）破乳：在料液中加入料液总重量0.05%-0.1%的破乳剂，在40-50℃反应30-60min；
所述破乳剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钙或碳酸钾；
10）离心：采用卧式离心机或碟片式分离机进行离心，将上述料液以3000rpm-5000rpm的转速离心5min-15min；离心后收集菌泥，加入冻干保护剂，按照冻干保护剂与菌泥的体积比为4∶1的比例，将冻干保护剂与菌泥混合均匀，分装；
所述冻干保护剂的组分及其质量百分含量为：甘油3-6%、海藻糖3-6%、半胱氨酸盐酸盐0.5-1%，余量为水，各组分总量为100%；
11）冻干：将以上得到的菌泥放入冻干机中，铺盘厚度20mm-40mm；铺盘结束后进行预冻，预冻温度-40℃到-30℃，预冻时间2h-4h；然后按照以下四个阶段进行冻干：
冻干第一阶段，温度控制-50℃到-40℃，冻干时间2h-4h，真空度30Pa到40Pa；
冻干第二阶段，温度控制-30℃到-20℃，冻干时间2h-4h，真空度20Pa到30Pa；
冻干第三阶段，温度控制-10℃到-5℃，冻干时间15h-20h，真空度15Pa到20Pa；
冻干第四阶段，温度控制0℃到10℃，冻干时间2h-5h，真空度10Pa到15Pa；
12）分装：将冻干后得到的粉饼进行粉碎，粉碎细度40-80目，分装，得到酸豆乳发酵剂。
实施例1
一种采用豆粕为原料制备酸豆乳发酵剂的工艺，包括以下步骤：
1）原料处理：筛检豆粕，在无颜色变化、无异味的情况下，除去非豆粕杂质后将豆粕倒至粉碎机中粉碎；
2）酶解：采用料液比为1g:8mL的比例将粉碎的豆粕与水混合，调整pH至7.8，添加碱性蛋白酶，酶用量为1200u/g，在54℃条件下酶解2h，得到豆粕酶解液；
3）离心：将豆粕酶解液在 4000 r/min 的条件下离心15min，进行渣液分离，收集豆粕豆奶；
4）高压均质：将豆粕豆奶在压力25mPa、温度65℃条件下均质15min，进一步细化豆粕豆奶颗粒，以形成均一稳定的料液；
5）灭菌：采用巴氏消毒法对上述料液进行杀菌；
6）冷却：将杀菌后的料液冷却至35℃℃；
7）接种：在料液中接入提前活化的传代式菌剂，菌剂内包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌，活菌数≥108CFU/g，菌剂的使用量为料液总重量的0.05%，该过程保持无菌以避免杂菌污染；
8）保温发酵：接种后的料液搅拌均匀后，在恒温恒湿箱中37℃培养5h，达到凝固状态时停止发酵，停止发酵时活菌数可达到1010CFU/g；
9）破乳：在料液中加入料液总重量0.05%的破乳剂氯化钠，在40℃反应30-60min；
10）离心：采用卧式离心机进行离心，将上述料液以3000rpm的转速离心15min；离心后收集菌泥，加入冻干保护剂，按照冻干保护剂与菌泥的体积比为4∶1的比例，将冻干保护剂与菌泥混合均匀，分装；
所述冻干保护剂的组分及其质量百分含量为：甘油3%、海藻糖6%、半胱氨酸盐酸盐0.5%，余量为水，各组分总量为100%；
11）冻干：将以上得到的菌泥放入冻干机中，铺盘厚度20mm；铺盘结束后进行预冻，预冻温度-40℃，预冻时间2h；然后按照以下四个阶段进行冻干：
冻干第一阶段，温度控制-50℃，冻干时间2h，真空度30Pa；
冻干第二阶段，温度控制-30℃，冻干时间2h，真空度20Pa；
冻干第三阶段，温度控制-10℃，冻干时间15h，真空度15Pa；
冻干第四阶段，温度控制0℃，冻干时间2h，真空度10Pa；
12）分装：将冻干后得到的粉饼进行粉碎，粉碎细度40目，分装，得到酸豆乳发酵剂。
实施例2
一种采用豆粕为原料制备酸豆乳发酵剂的工艺，具体包括以下步骤：
1）原料处理：筛检豆粕，在无颜色变化、无异味的情况下，除去非豆粕杂质后将豆粕倒至粉碎机中粉碎；
2）酶解：采用料液比为1g:10mL的比例将粉碎的豆粕与水混合，调整pH至8.2，添加碱性蛋白酶，酶用量为1400u/g，在56℃条件下酶解1.5h，得到豆粕酶解液；
3）离心：将豆粕酶解液在5000 r/min 的条件下离心10~，进行渣液分离，收集豆粕豆奶；
4）高压均质：将豆粕豆奶在压力28mPa、温度75℃条件下均质10min，进一步细化豆粕豆奶颗粒，以形成均一稳定的料液；
5）灭菌：采用高温杀菌法对上述料液进行杀菌；
6）冷却：将杀菌后的料液冷却至45℃；
7）接种：在料液中接入提前活化的传代式菌剂，菌剂内包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌，活菌数≥108CFU/g，菌剂的使用量为料液总重量的0.1%，该过程保持无菌以避免杂菌污染；
8）保温发酵：接种后的料液搅拌均匀后，在恒温恒湿箱中42℃培养3h，达到凝固状态时停止发酵，停止发酵时活菌数可达到1010CFU/g；
9）破乳：在料液中加入料液总重量0.1%的破乳剂硫酸钠，在50℃反应30min；
10）离心：采用碟片式分离机进行离心，将上述料液以5000rpm的转速离心5min；离心后收集菌泥，加入冻干保护剂，按照冻干保护剂与菌泥的体积比为4∶1的比例，将冻干保护剂与菌泥混合均匀，分装；
所述冻干保护剂的组分及其质量百分含量为：甘油6%、海藻糖3%、半胱氨酸盐酸盐1%，余量为水，各组分总量为100%；
11）冻干：将以上得到的菌泥放入冻干机中，铺盘厚度40mm；铺盘结束后进行预冻，预冻温度-30℃，预冻时间4h；然后按照以下四个阶段进行冻干：
冻干第一阶段，温度控制-40℃，冻干时间4h，真空度40Pa；
冻干第二阶段，温度控制-20℃，冻干时间4h，真空度30Pa；
冻干第三阶段，温度控制-5℃，冻干时间20h，真空度20Pa；
冻干第四阶段，温度控制10℃，冻干时间5h，真空度15Pa；
12）分装：将冻干后得到的粉饼进行粉碎，粉碎细度80目，分装，得到酸豆乳发酵剂。
实施例3
一种采用豆粕为原料制备酸豆乳发酵剂的工艺，具体包括以下步骤：
1）原料处理：筛检豆粕，在无颜色变化、无异味的情况下，除去非豆粕杂质后将豆粕倒至粉碎机中粉碎；
2）酶解：采用料液比为1g:9mL的比例将粉碎的豆粕与水混合，调整pH至8.0，添加碱性蛋白酶，酶用量为1300u/g，在55℃条件下酶解1.8h，得到豆粕酶解液；
3）离心：将豆粕酶解液在 4500 r/min 的条件下离心10min，进行渣液分离，收集豆粕豆奶；
4）高压均质：将豆粕豆奶在压力26mPa、温度70℃条件下均质15min，进一步细化豆粕豆奶颗粒，以形成均一稳定的料液；
5）灭菌：采用超高温瞬时灭菌法对上述料液进行杀菌；
6）冷却：将杀菌后的料液冷却至40℃；
7）接种：在料液中接入提前活化的传代式菌剂，菌剂内包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌，活菌数≥108CFU/g，菌剂的使用量为料液重量的0.075%，该过程保持无菌以避免杂菌污染；
8）保温发酵：接种后的料液搅拌均匀后，在恒温恒湿箱中40℃培养4h，达到凝固状态时停止发酵，停止发酵时活菌数可达到1010CFU/g；
9）破乳：在料液中加入料液重量0.075%的破乳剂碳酸钙，在45℃反应45min；
10）离心：采用卧式离心机进行离心，将上述料液以4000rpm的转速离心10min；离心后收集菌泥，加入冻干保护剂，按照冻干保护剂与菌泥的体积比为4∶1的比例，将冻干保护剂与菌泥混合均匀，分装；
所述保护剂的组分及其质量百分含量为：甘油4.5%、海藻糖4.5%、半胱氨酸盐酸盐0.75%，余量为水，各组分总量为100%；
11）冻干：将以上得到的菌泥放入冻干机中，铺盘厚度30mm；铺盘结束后进行预冻，预冻温度-35℃，预冻时间3h；然后按照以下四个阶段进行冻干：
冻干第一阶段，温度控制-45℃，冻干时间3h，真空度35Pa；
冻干第二阶段，温度控制-25℃，冻干时间3h，真空度25Pa；
冻干第三阶段，温度控制-8℃，冻干时间18h，真空度18Pa；
冻干第四阶段，温度控制5℃，冻干时间3.5h，真空度12.5Pa；
12）分装：将冻干后得到的粉饼进行粉碎，粉碎细度60目，分装，得到酸豆乳发酵剂。
对比例
对比工艺1：常规冻干工艺制备菌剂：豆粕→粉碎→酶解→离心→高压均质→灭菌→冷却→接种→罐装→发酵→冻干→成品。
对比工艺2：离心-冻干工艺制备菌剂：豆粕→粉碎→酶解→离心→高压均质→灭菌→冷却→接种→罐装→发酵→离心→冻干→成品。
通过对比试验证明，在添加了破乳剂的基础上进行离心冻干制得的酸豆乳发酵剂，相较于常规工艺制得的菌剂，产品具有明显的优势，具体如下：
1) 活菌数保留率
常规冻干工艺活菌数保留率：75.2±0.1%
离心-冻干工艺活菌数保留率：88.5±0.2%
破乳-离心-冻干工艺活菌数保留率：90.3±0.1%
2)冻干时间
常规工艺冻干时间：40-50h
离心-冻干工艺冻干时间：32-40h
破乳-离心-冻干工艺冻干时间：20-36h
3）菌剂含水量
常规工艺菌剂含水量：2.1±0.3%
离心-冻干工艺菌剂含水量：1.8±0.2%
破乳-离心-冻干工艺菌剂含水量：1.3±0.2%
常规工艺在发酵后未采用破乳剂处理和离心工艺，因此存在水分分离不完全和冻干前水分含量较高的缺陷，从而导致冻干时间的显著延长。
离心-冻干工艺在发酵结束后加入了离心工艺，但未采取添加破乳剂的方法，因此存在的缺陷为发酵后的豆乳水乳分离情况不完全，从而导致离心效果较差，同样造成冻干时间的延长。
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