基本信息
- 项目名称：
- 全豆奶的乳化稳定性研究及工程设计
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本课题完全利用大豆，采用分子破壁技术，通过胶体磨和均质机等机械设备将大豆的粒度降至微米级，加水后形成乳状液，运用胶体化学中的双电层理论、DOVL理论和胶粒空间排斥效应作为理论指导，添加适宜的乳化稳定剂，制成风味良好、营养丰富且性状均一稳定的豆奶饮料，以及以此为基础的各种花色（包括发酵型）的全豆奶饮料。并为本领域的研究提供一定的理论和实验基础。 本课题将着重从以下几个方面进行深入和系统地研究 1．优化全豆奶制备工艺条件与确定产品的基本配方。 2．研究亲水性胶体对体系稳定性的影响，确定适宜的种类和添加量。 3．研究盐类对全豆奶稳定性的影响。 4．乳化剂增加全豆奶稳定性的研究，并复配出一种全豆奶适用的乳化剂。
- 详细介绍：
- 大豆具有丰富而均衡的营养，其化学成分主要有蛋白质、脂肪、碳水化合物以及矿物质和维生素等，其含有的多种生理活性物质对现代人具有重大的健康意义。 通常以大豆为基料的豆奶饮料的制备工艺中分离豆渣是不可或缺的一步，这既导致了大豆膳食纤维的极大浪费，也降低了大豆饮料的营养价值，同时也增加了生产成本。本文以100%利用大豆（无豆渣排除）并使其在货架期内保持稳定状态为首要目标，同时对大豆豆腥味的去除、营养强化、综合感官评价等因素进行了研究，以期降低大豆饮料的实际生产成本和增加大豆饮料的营养价值（如提高膳食纤维含量），并希望将来能在此基础上研究出各种风味的全豆奶饮料。 以蛋白质提取率和离心沉淀率为指标确定出了全豆奶最佳的制备工艺和添加剂配方。整粒大豆以1:3的豆水比，用0.5%NaHCO3在20℃下浸泡12h；以1:10的料液比磨浆两次（水温100℃）；先后采用20MPa和30MPa两次均值；通过感官评定，确定了适宜的调香和调色方案；杀菌条件为121℃，5min。亲水性胶体对体系的稳定作用实验表明， 魔芋胶、果胶、CMCFH6、黄原胶、瓜尔豆胶、k-卡拉胶和海藻酸钠对全豆奶的稳定性试验，确定了使产品稳定的最佳稳定剂，即羧甲基纤维钠（CMCFH6），在达到0.30%的添加量时，不仅成本较低，而且产品稳定性也较好； 瓜尔豆胶、果胶和海藻酸钠与CMCFH6复配不能降低CMCFH6的添加量。采用单因素实验及正交实验分别研究了单个磷酸盐、柠檬酸盐及复合磷酸盐对全豆奶稳定性的影响。结果表明，盐类的加入能使体系的黏度及稳定性升高，但其添加量有最佳值，此值因盐的种类不同而不同；在0.3%CMCFH6的条件下，六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、柠檬酸三钠的最适添加量为0.07%，焦磷酸钠和复合磷酸盐最适添加量为0.05%和0.073%；柠檬酸三钠的稳定效果优于单个的磷酸盐，但不如复配磷酸盐。通过研究乳化剂对全豆奶稳定性的影响，确定了乳化全豆奶适宜的HLB值为7.9～9.6之间，最适的HLB值为8.8；全豆奶适宜的复合乳化剂为：分子蒸馏单甘酯(DMG)(30%)+三聚甘油单硬脂酸酯(34%)+大豆卵磷脂(36%)。
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撰写目的和基本思路
- 本文利用100%大豆（无豆渣排除）制备在货架期内具有稳定状态的全豆奶为主要目的。通过查阅国内外相关文献资料，在传统豆奶生产工艺的基础上，运用双电层理论、DOVL理论和胶粒空间排斥效应作为理论指导，对全豆奶的生产工艺、乳化稳定性进行探索和优化，并绘制了全豆奶产业化的物料生产工艺流程蒸汽，冰水，压缩空气系统图和平面布置图。
科学性、先进性及独特之处
- 目前国外关于全豆奶的研究仍未见诸报道，仅日本将分离出的豆渣重新加到豆奶中生产出强化纤维豆奶。对豆奶稳定性的研究最多还是在国内，但目前仅限于除渣豆奶的稳定性研究。本文研制的全豆奶饮料使大豆得到100%的利用，并攻克了其复杂的稳定性问题。降低了成本，改善了豆奶的营养价值、口感和风味。
应用价值和现实意义
- 中国既是大豆生产大国，同时也是大豆消费大国，其中很大一部分是用于生产豆奶，然而在传统的豆奶生产工艺中，往往将豆渣分离出来，用做饲料等其它粗加工产品，这既降低了豆奶的营养价值也造成了极大的浪费。本文研究的全豆奶将大豆全部利用，不排除豆渣，省去了工厂生产中的桨渣分离步骤，降低了生产成本，提高了豆奶的营养价值，减轻了环保压力，创造了较大的经济效益和社会效益。
学术论文摘要
- 大豆具有丰富而均衡的营养，其化学成分主要有蛋白质、脂肪、碳水化合物以及矿物质和维生素等，其含有的多种生理活性物质对现代人具有重大的健康意义。 通常以大豆为基料的豆奶饮料的制备工艺中分离豆渣是不可或缺的一步，这既导致了大豆膳食纤维的极大浪费，也降低了大豆饮料的营养价值，同时也增加了生产成本。本文利用100%大豆（无豆渣排除）并使其在货架期内保持稳定状态为首要目标，同时对大豆豆腥味的去除、营养强化、综合感官评价等因素进行了研究，以期降低大豆饮料的实际生产成本和增加大豆饮料的营养价值（如提高膳食纤维含量），并希望将来能在此基础上研究出各种风味的全豆奶饮料。
获奖情况
- 2008年11月份，获本校第八届大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1.石彦国,任莉.大豆制品工艺学.北京:中国轻工业出版社,1993. 2.崔洪斌,大豆生物活性物质的开发与应用.中国食物与营养.2001,(1):15-17 3.杨桂馥,现代饮料生产技术.天津:天津科学技术出版社,1998. 4.Donad E.Pszczola.Soy:why it's moving into the mainstream.Food Tech.2000,54(9)，76-86. 5.Peter Huck.the modest but might soybean.Heath supplement retailer.1998,(4)36-44. 6.Olli TOssavainen.Effect of Milk Protein Products on the Stability of a Model Low-Fat SPread.Int.Dairy journal,1996,6:171-184.
同类课题研究水平概述
- 关于豆奶的研制报道大多来自国内，但是这些报道的深度不够，多停留在体系的表观现象上，尚未上升到理论程度的研究，而且一个普遍存在的问题就是不同作者所报道的结论都有所差异。笔者认为造成这种情况的原因主要是豆奶体系比较复杂，以及由于国内消费者的对豆奶的认可程度不高，从而造成豆奶研究的商业热情不足，因而使国内豆奶市场难以繁荣。牛乳体系和豆奶体系具有不少的相似之处，因此，对豆奶的研究可以借鉴牛乳的研究方法。但牛乳和豆奶也存在很大的差异，比如酪蛋白与大豆球蛋白的热稳定性有很大不同，前者对热较稳定而后者对热较敏感；前者是天然溶胶体系，而后者中含有较多的不溶性纤维。 国外关于全豆奶的研究还未发现有相关报道，仅日本将分离出的豆渣重新加到豆奶中生产出强化纤维豆奶。对豆奶稳定性研究最多的还是在国内，大多报道是解决调酸型除渣豆奶的稳定性的方法，均是在体系中加入一些稳定剂，如增稠剂(各种亲水性胶体)、乳化剂(包括磷脂和蔗糖酯等)和一些金属离子的络合剂(如柠檬酸钠和多聚磷酸盐)，而对全豆奶的研究仍处于空白状态。
