一种燕麦乳饮料的制备方法
阅读说明：本技术 一种燕麦乳饮料的制备方法 (Preparation method of oat milk beverage ) 是由 张卫强 谭志超 王辉斌 张存存 万方云 于 2021-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种燕麦乳饮料的制备方法。以燕麦原粮为原料,燕麦原粮经过热水保温灭酶处理,采用胶体磨研磨湿法粉碎,粉碎后的物料采用中温淀粉酶结合糖化酶液化和糖化,物料再经过热处理,使燕麦蛋白空间结构适度变性,离心分离去除残渣；在物料中添加木瓜蛋白酶对燕麦蛋白进行改性；得到的物液中加入适量植物油以及无机盐,经过乳化分散机混匀,均质机均质,超高温瞬时灭菌后,无菌灌装得到燕麦乳。该方法得到燕麦乳产品口感滑润醇厚,色泽乳白,产品乳液稳定性良好,不需要添加其它乳化剂或者增稠剂,且在保持高含量可溶性膳食纤维β-葡聚糖的同时,不会使蛋白质变性严重。制备的燕麦乳可以直接饮用或者搭配咖啡奶茶等使用。(The invention discloses a preparation method of an oat milk beverage. The method comprises the following steps of taking oat raw grain as a raw material, carrying out hot water heat preservation and enzyme deactivation treatment on the oat raw grain, grinding the oat raw grain by a colloid mill through a wet method, liquefying and saccharifying the crushed material by adopting medium-temperature amylase combined with saccharifying enzyme, carrying out heat treatment on the material to moderately modify the space structure of oat protein, and carrying out centrifugal separation to remove residues; adding papain into the material to modify the oat protein; adding appropriate amount of vegetable oil and inorganic salt into the obtained solution, mixing with emulsifying disperser, homogenizing with homogenizer, sterilizing at ultrahigh temperature, and aseptic packaging to obtain oat milk. The oat milk product obtained by the method has smooth and mellow taste, milky color and good stability, does not need to add other emulsifying agents or thickening agents, and does not cause serious protein denaturation while keeping high content of soluble dietary fiber beta-glucan. The prepared oat milk can be directly drunk or used together with coffee milk tea and the like.)
技术领域
本发明属于燕麦的精深加工领域，具体涉及一种燕麦乳饮料的制备方法。
背景技术
基于燕麦而生产加工的饮品是近年来国内外出现的一款新型产品，常被称为“燕麦奶”或“燕麦乳”，由于具有与牛奶制品相类似的外观和口感，可直接饮用，也可以调配咖啡、奶茶等多种饮品。燕麦奶营养丰富，其中蛋白质含量、膳食纤维和不饱和脂肪酸含量均比较高，同时燕麦风味独特，老少皆宜，具有很好的市场前景，是继豆奶之后又一潜力巨大的植物蛋白饮品。作为植物基食品的代表，燕麦乳饮料产品内不含乳糖，也不含有致敏成分，这为乳糖不耐人群，以及对牛奶蛋白过敏、大豆蛋白敏感、坚果过敏等消费者提供了很好的选择。
传统燕麦乳饮料生产中的首要问题是燕麦原粮中的脂肪氧化酶和β-葡聚糖酶的灭酶问题，目前工业生产上采用过热蒸汽灭酶，灭酶温度在160℃左右，在该温度下灭酶会导致燕麦中的蛋白质变性严重；另外在制备燕麦乳产品的过程中，为了提高产品的醇厚感，需要添加植物油制备乳液，但是由于燕麦中蛋白质主要为结构紧实的球蛋白，乳化性能较差，所以在制备燕麦乳的工艺中往往需要添加乳化剂或者增稠剂来提高产品稳定性，目前食品饮料市场追求清洁标签，给消费者提供更加安全健康食品，故过多的食品添加剂不符合时代潮流。
发明内容
本发明正是克服了现有技术中的问题，提供了一种燕麦乳饮料的
制备方法。该工艺技术先进合理，适合工业化生产，该方法在杀灭脂肪氧化酶和β-葡聚糖酶的前提下，充分调动发挥燕麦中蛋白质本身的乳化性能，达到稳定燕麦乳液体系，延长产品保质期的目的。本发明的目的是通过一下技术方案实现的：
一种燕麦乳饮料的制备方法，包括以下步骤：
a）热水保温灭酶：燕麦原粮加入到90-95℃的热水中，固液比1:6-1:12，加热保温5-15min后，冷却至45-55℃。
采用热水灭酶工艺，通过90-95℃热水短时加热灭酶，可以杀灭燕麦中的脂肪氧化酶以及β-葡聚糖酶。脂肪氧化酶主要存在于燕麦的糊粉层中，如果不进行灭酶处理，会导致产品中的脂肪水解氧化，导致产品保质期缩短，哈喇味及产品苦味升高。另外在燕麦中有一种功能性成分β-葡聚糖，具有多种生理功能，可以降低胆固醇的吸收，预防心血管疾病，另外还具有调节血糖水平，改善肠道微环境，具有益生元功效，但是如果β-葡聚糖酶存在，会降解燕麦中的β-葡聚糖，导致产品功效成分损失。
b）胶体磨湿法粉碎：将步骤a)灭酶后获得的物料采用胶体磨研磨并过筛。
c）燕麦淀粉液化及糖化：控制步骤b）筛后物料的温度控制在65-75℃，加入中温淀粉酶以及麦芽糖糖化酶酶解。
采用淀粉液化和糖化工艺，本项目首先采用中温淀粉酶酶解，控制淀粉糖含量（DE值）为15%-18%，然后采用麦芽糖糖化酶酶解，酶解后产品中会有少量麦芽糖存在，增加产品的甜度，饮用燕麦乳饮料有后甜感，不需要在调配过程中添加白砂糖等其它食品原料或者添加剂。减少添加剂的使用。
d) 热变性燕麦蛋白：将步骤c）酶解后料液升温至90-95℃，保温20-40min。
热变性燕麦蛋白：在燕麦中蛋白质含量在11-19%之间，平均在14%左右，其中50-60%属于球蛋白，大部分球蛋白具有相对有序、较为致密且稳定的高级结构，其中大部分疏水基团掩藏于球形结构内部，大部分亲水基团则暴露于球形结构外部。虽然其具有良好的亲水性，但是较差的亲油性仍旧限制了其在乳液领域的应用。球蛋白的三维结构是由分子内不同氨基酸之间的共价键，氢键，疏水相互作用，静电引力，范德华力等共同维持，因此凡是可以适度破坏以上作用力的因素，均可以不同程度地改变球蛋白的结构以及乳化性能。本项目中就是通过加热保温使燕麦蛋白适度变性，使其内部结构松散，暴露出疏水基团，增强其结构的柔顺性；提高乳化性的同时，也为蛋白酶改性提供更多的酶解位点。
e）离心分离：将步骤d)保温后料液离心分离得到酶解液，去除滤渣。
f）浓缩：将步骤e)获得的酶解液减压浓缩，得到固形物含量为10%-12%的燕麦乳液。
g)蛋白酶改性：将步骤f）获得的燕麦乳液控制温度在50-60℃，采用蛋白酶酶解，酶解时间60-120min，升温至80-85℃，灭酶。
h）乳化分散：将步骤g）获得的酶解后的燕麦乳液以及无机盐、植物油加入乳化分散机中，控制温度60-70℃，乳化分散。
在产品中添加适量的无机盐主要是调节离子强度以及调节物料的PH值，有利于蛋白质远离等电点，且破坏蛋白质表面的水化作用，通过物理法来提高产品的乳化性能。在产品中添加植物油，尤其是一些具有多不饱和脂肪酸的功能性油脂，不仅可以达到改善乳液口感的目的，而且具有较好的产品功能性。
进一步的优化，乳化分散后还包括以下步骤：
I）均质：将乳化分散物料采用均质机均质，均质压力35-45Mpa；
J）灭菌：采用UHT超高温瞬时灭菌，135-145℃，6-15S；
K）无菌灌装。
进一步的，步骤a）所述的燕麦原粮包括去壳后的裸燕麦或者皮燕麦。
在糖化方面进一步的优化，步骤c）所述的中温淀粉酶和麦芽糖糖化酶的添加量为燕麦原粮质量的0.1%-0.3%。步骤c）所述的中温淀粉酶和麦芽糖糖化酶的酶解时间为30-120min。
在离心方面的进一步优化，步骤e）的具体操作为：采用卧螺机离心分离，离心转速3000r/min，得到酶解液，残渣加入燕麦原粮1:6-1:12倍的热水，搅拌混匀后，再次离心得到酶解液；两次酶解液合并，去除滤渣。
在酶改性方面的进一步的优化，步骤g）所述的蛋白酶为木瓜蛋白酶。步骤g）所述的木瓜蛋白酶的用量为燕麦原粮质量的0.05%-0.3%，燕麦中蛋白质的水解度在2.5%-3.5%。
发明中采用木瓜蛋白酶改性燕麦蛋白，轻度酶解后的蛋白质分子具有更好的乳化性能，这是生物法改性蛋白质提高其乳化性能的重要途径，通过控制蛋白质水解度在2.5%-3.5%之间，形成的乳液稳定性更好，且产品没有苦味。蛋白质的乳化活性高度依赖于它们降低界面张力的程度，以及它们在界面上扩散、渗透、展开和重新排列的难易程度，球蛋白的乳化性能的提高与分子量的减少有关。
在乳化方面的进一步优化，步骤h）所述的无机盐为氯化钠、氯化钾、氯化钠及氯化钾混合物、碳酸钠、磷酸氢二钾或碳酸钠及磷酸氢二钾混合物中任意一种；当无机盐为氯化钠、氯化钾、氯化钠及氯化钾混合物时，其添加量为燕麦原粮质量的0.3%-1.0%；当无机盐为碳酸钠、磷酸氢二钾或碳酸钠及磷酸氢二钾混合物时，其添加量为燕麦原粮质量的0.4%-2.0%。
进一步的，步骤h）所述的植物油为菜籽油，葡萄籽油，杏仁油，南瓜籽油中任意一种或者几种，植物油的添加量是燕麦原粮质量的10%-25%。
本发明的有益效果：
本发明方法得到燕麦乳产品口感滑润醇厚，色泽乳白，产品乳液稳定性良好，不需要添加其它乳化剂或者增稠剂。且在保持高含量可溶性膳食纤维β-葡聚糖的同时，不会使蛋白质变性严重。
本发明方法制备的燕麦乳可以直接饮用或者搭配咖啡奶茶等使用，无需加糖也可以有天然的淡甜口感。
本发明方法绿色环保，适合工业化生产，且工艺过程中尽可能减少了食品添加剂的使用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
实施例1
一种燕麦乳饮料的制备方法，具体操作如下：
在灭酶罐中加入生产用水，加热至90-95℃，按照料液比1:6加入裸燕麦原粮，加热保温10min后，夹套通冷水冷却至50℃；将物料采用胶体磨研磨，控制物料细度能通过80目筛；在酶解罐中加入中温淀粉酶和麦芽糖糖化酶，加入量均为裸燕麦原粮的0.12%，70℃，酶解时间90min；物料温度升温至90-95℃，保温30min；采用卧螺机离心分离，离心转速3000r/min，得到酶解液，残渣置于酶解罐中，加入燕麦原粮6倍质量的生产用水，加热至70℃，搅拌保温15min后，再次离心分离得到二次酶解液，将两次酶解液混合；酶解液减压浓缩至固形物含量为10-12%；在蛋白改性罐中控制温度为50℃后加入木瓜蛋白酶改性，木瓜蛋白酶的加入量是燕麦原粮的0.15%，酶解时间90min，得到燕麦蛋白的水解度为3.2%，升温至85℃灭酶15min；将物料加入乳化分散机中，添加燕麦原粮0.6%的氯化钠以及燕麦原粮1.5%磷酸氢二钾，溶解后，加入燕麦原粮18%的葡萄籽油，在70℃乳化分散均匀后，采用均质机均质，均质压力40MPa，得到的物料采用超高温瞬时灭菌，140℃，8S，灭菌后的物料采用无菌包装得到燕麦乳饮料。（所有物料都是质量比，下同。）
实施例2
一种燕麦乳饮料的制备方法，具体操作如下：
在灭酶罐中加入生产用水，加热至90-95℃，按照料液比1:8加入皮燕麦原粮，保温15min后，夹套通冷水冷却至47℃；将物料采用胶体磨研磨，控制物料细度能通过80目筛；在酶解罐中加入中温淀粉酶和麦芽糖糖化酶，加入量均为皮燕麦原粮的0.1%，70℃，酶解时间120min；将物料温度升温至90-95℃，保温25min；采用卧螺机离心分离，离心转速3000r/min，得到酶解液，残渣置于酶解罐中，加入燕麦原粮6倍质量的生产用水，加热至72℃，搅拌保温15min后，再次离心分离得到二次酶解液，将两次酶解液混合；酶解液减压浓缩至固形物含量为10-12%；在蛋白改性罐中控温至52℃后加入木瓜蛋白酶改性，木瓜蛋白酶的加入量是皮燕麦原粮的0.3%，酶解时间60min，得到燕麦蛋白的水解度为2.9%，升温至82℃灭酶15min；将物料加入乳化分散机中，添加皮燕麦原粮0.6%的氯化钾以及皮燕麦原粮1.4%碳酸钠，溶解后，加入皮燕麦原粮21%的菜籽油，在70℃乳化分散均匀后，采用均质机均质，均质压力40MPa，得到的物料采用超高温瞬时灭菌，138℃，12S，灭菌后的物料采用无菌包装得到燕麦乳饮料。
实施例3
一种燕麦乳饮料的制备方法，具体操作如下：
在灭酶罐中加入生产用水，加热至90-95℃，按照料液比1:10加入裸燕麦原粮，加热保温15min后，夹套通冷水冷却至49℃；将物料采用胶体磨研磨，控制物料细度能通过80目筛；在酶解罐中加入中温淀粉酶和麦芽糖糖化酶，加入量均为裸燕麦原粮的0.24%，70℃，酶解时间30min；物料温度升温至90-95℃，保温40min；采用卧螺机离心分离，离心转速3000r/min，得到酶解液，残渣置于酶解罐中，加入燕麦原粮6倍质量的生产用水，加热至70℃，搅拌保温15min后，再次离心分离得到二次酶解液，将两次酶解液混合；酶解液减压浓缩至固形物含量为10-12%；在蛋白改性罐中控制温度为52℃后加入木瓜蛋白酶改性，木瓜蛋白酶的加入量是燕麦原粮的0.25%，酶解时间60min，得到燕麦蛋白的水解度为3.4%，升温至85℃灭酶15min；将物料加入乳化分散机中，添加燕麦原粮0.4%的氯化钠以及燕麦原粮1.2%磷酸氢二钾，溶解后，加入燕麦原粮21%的南瓜籽油，在68℃乳化分散均匀后，采用均质机均质，均质压力40MPa，得到的物料采用超高温瞬时灭菌，140℃，10S，灭菌后的物料采用无菌包装得到燕麦乳饮料。
对比例 1
一种燕麦乳饮料的制备方法，此对比例为实施例1的对照，相比于对比文件1仅缺少热水保温灭酶的步骤（即：在灭酶罐中加入生产用水，加热至90-95℃，按照料液比1:6加入裸燕麦原粮，加热保温10min后，夹套通冷水冷却至50℃），其他步骤的操作与实施例1相同，本实施例直接采用未灭酶的燕麦原粮加水混合后进行研磨过筛，具体操作如下：
将裸燕麦原粮按照1:6的比例与生产用水混合后，采用胶体磨研磨，控制物料细度能通过80目筛；在酶解罐中加入中温淀粉酶和麦芽糖糖化酶，加入量均为裸燕麦原粮的0.12%，70℃，酶解时间90min；将物料温度升温至90-95℃，保温30min；采用卧螺机离心分离，离心转速3000r/min，得到酶解液，残渣置于酶解罐中，加入燕麦原粮6倍质量生产用水，加热至70℃，搅拌保温15min后，再次离心分离得到二次酶解液，将两次酶解液混合；酶解液减压浓缩至固形物含量为10-12%；在蛋白改性罐控温至50℃后加入木瓜蛋白酶改性，木瓜蛋白酶的加入量是燕麦原粮的0.15%，酶解时间90min，得到燕麦蛋白的水解度为3.0%，升温至85℃灭酶15min；将物料加入乳化分散机中，添加燕麦原粮0.6%的氯化钠以及燕麦原粮1.5%磷酸氢二钾，溶解后，加入燕麦原粮18%的葡萄籽油，在70℃乳化分散均匀后，采用均质机均质，均质压力40MPa，得到的物料采用超高温瞬时灭菌，140℃，8S，灭菌后的物料采用无菌包装得到燕麦乳饮料。
对比例2
一种燕麦乳饮料的制备方法，此对比例为实施例1的对照，相比于对比文件1仅缺少蛋白酶改性的步骤（即：在蛋白改性罐中控制温度为50℃后加入木瓜蛋白酶改性，木瓜蛋白酶的加入量是燕麦原粮的0.15%，酶解时间90min，得到燕麦蛋白的水解度为3.2%，升温至85℃灭酶15min），其他步骤的操作与实施例1相同，本实施例减压浓缩后直接进行乳化分散，具体操作如下：
在灭酶罐中加入适量生产用水，加热至90-95℃，加入料液比为1:6的裸燕麦原粮，保温10min后，夹套通冷水冷却至50℃；将物料采用胶体磨研磨，控制物料细度能通过80目筛；在酶解罐中加入中温淀粉酶和麦芽糖糖化酶，加入量均为裸燕麦原粮的0.12%，70℃，酶解时间90min；物料温度升温至90-95℃，保温30min；采用卧螺机离心分离，离心转速3000r/min，得到酶解液，残渣置于酶解罐中，加入燕麦原粮6倍质量的生产用水，加热至70℃，搅拌保温15min后，再次离心分离得到二次酶解液，将两次酶解液混合；酶解液减压浓缩至固形物含量为10-12%；将物料加入乳化分散机中，添加燕麦原粮0.6%的氯化钠以及燕麦原粮1.5%磷酸氢二钾，溶解后，加入燕麦原粮18%的葡萄籽油，在70℃乳化分散均匀后，采用均质机均质，均质压力40MPa，得到的物料采用超高温瞬时灭菌，140℃，8S，灭菌后的物料采用无菌包装得到燕麦乳饮料。
对比例3
一种燕麦乳饮料的制备方法，此对比例为实施例1的对照，相比于对比文件1仅热变性燕麦蛋白的时间缩短（由30min缩短至10min，实施例1中物料温度升温至90-95℃，保温30min），其他步骤的操作与实施例1相同，具体操作如下：
在灭酶罐中加入适量生产用水，加热至90-95℃，加入料液比为1:6的裸燕麦原粮，加热至90-95℃保温10min后，夹套通冷水冷却至50℃；将物料采用胶体磨研磨，控制物料细度能通过80目筛；在酶解罐中加入中温淀粉酶和麦芽糖糖化酶，加入量均为裸燕麦原粮的0.12%，70℃，酶解时间90min；物料温度升温至90-95℃，保温10min(仅达到灭酶处理，没有达到蛋白质的变性程度)；采用卧螺机离心分离，离心转速3000r/min，得到酶解液，残渣置于酶解罐中，加入燕麦原粮6倍质量的生产用水，加热至70℃，搅拌保温15min后，再次离心分离得到二次酶解液，将两次酶解液混合；酶解液真空浓缩至固形物含量为10-12%；在蛋白改性罐中控制温度为50℃后加入木瓜蛋白酶改性，木瓜蛋白酶的加入量是燕麦原粮的0.15%，酶解时间90min，得到燕麦蛋白的水解度为3.0%，升温至85℃灭酶15min；将物料加入乳化分散机中，添加燕麦原粮0.6%的氯化钠以及燕麦原粮1.5%磷酸氢二钾，溶解后，加入燕麦原粮18%的葡萄籽油，在70℃乳化分散均匀后，采用均质机均质，均质压力40MPa，得到的物料采用超高温瞬时灭菌，140℃，8S，灭菌后的物料采用无菌包装得到燕麦乳饮料。
对比例 4
一种燕麦乳饮料的制备方法，此对比例为实施例1的对照，相比于对比文件1仅将热水保温灭酶的步骤改为高温蒸汽灭酶（实施例1为在灭酶罐中加入生产用水，加热至90-95℃，按照料液比1:6加入裸燕麦原粮，加热保温10min后，夹套通冷水冷却至50℃），其他步骤的操作与实施例1相同，本实施例在高温蒸汽灭酶后燕麦原粮加水混合后进行研磨过筛，具体操作如下：
选取市售熟化裸燕麦（160℃蒸汽，30min灭酶后烘干），将物料与生产用水1:6混合后采用胶体磨研磨，控制物料细度能通过80目筛；在酶解罐中加入中温淀粉酶和麦芽糖糖化酶，加入量均为裸燕麦原粮的0.12%，70℃，酶解时间90min；物料温度升温至90-95℃，保温30min；采用卧螺机离心分离，离心转速3000r/min，得到酶解液，残渣置于酶解罐中，加入燕麦原粮6倍质量的生产用水，加热至70℃，搅拌保温15min后，再次离心分离得到二次酶解液，将两次酶解液混合；酶解液真空浓缩至固形物含量为10-12%；在蛋白改性罐中控制温度为50℃后加入木瓜蛋白酶改性，木瓜蛋白酶的加入量是燕麦原粮的0.15%，酶解时间90min，得到燕麦蛋白的水解度为2.4%，升温至85℃灭酶15min；将物料加入乳化分散机中，添加燕麦原粮0.6%的氯化钠以及燕麦原粮1.5%磷酸氢二钾，溶解后，加入燕麦原粮18%的葡萄籽油，在70℃乳化分散均匀后，采用均质机均质，均质压力40MPa，得到的物料采用超高温瞬时灭菌，140℃，8S，灭菌后的物料采用无菌包装得到燕麦乳饮料。
实施例1~3与对比例1~4产品质量对比
检测方法如下：
1. 乳化稳定性评价
取20ml燕麦乳液，稀释10倍后3000r/min离心10min，取上清液于波长785nm除测定吸光度值A，然后按照下列公式计算饮料的稳定系数R值：
稳定系数R=A后/A前
式中A前指的是燕麦乳饮料稀释后的吸光度值，A后指的是燕麦乳饮料稀释离心后的吸光度值。R值越大，饮料越稳定，保存时间越长。当R值＜0.8，饮料1天内分层，0.8≤R≤0.93，在一周后内蛋白颗粒呈明显沉淀，R≥0.97，在三个月内饮料呈稳定状态。
2. 燕麦乳饮料中的β-葡聚糖含量按照中华人民共和国农业行业标准NY/T2006-2011 谷物及其制品中β-葡聚糖含量的测定方法检测。
试验结果对比如下：
1. 样品制备后直接检测的数据如下：
2. 样品放置加速稳定性2个月后的感官评价：（37℃，相对湿度75%）
通过上面的实施例数据对比可以看到，采用燕麦原粮直接制备燕麦乳饮料（对比例1），会导致燕麦糊粉层中的脂肪氧化酶以及β-葡聚糖酶在粉碎过程中接触到油脂以及β-葡聚糖，由于酶促反应效率极高，会导致油脂和葡聚糖的快速分解，导致产品中葡聚糖含量的下降以及油脂的酸败氧化，故产品中会出现哈喇味，且口感变苦涩。
而对比例4采用过热蒸汽灭酶的燕麦制备的燕麦乳饮料的稳定性稍差，主要原因是在过高的温度下导致蛋白质过度变性失活。
而单独采用物理热变性方式（对比例2）或者单独采用生物酶改性（对比例3）都不能达到理想的改善产品乳化性能的要求。
本发明采用热变性燕麦球蛋白，并结合生物酶改性燕麦蛋白，控制蛋白质的水解度的前提下，有利于产品乳化稳定性的提高，提高产品保质期。
以上实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不构成对本发明的任何限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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