一种基于高压微射流的功能燕麦饮品及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种基于高压微射流的功能燕麦饮品及其制备方法，属于食品技术领域。

背景技术

燕麦被称为“第三主粮”，营养价值极高，被誉为是禾谷类食品中营养价值和食用价值最好的全价食品之一，被美国FDA认定为具有功能性的食物，燕麦富含蛋白质、脂质、膳食纤维、β-葡聚糖，具有降低血压血脂、平稳血糖等功效。有研究表明，燕麦乳的稳定性及食用品质与淀粉、脂质、蛋白质及膳食纤维、β-葡聚糖等的含量有密切的关系。在谷物类食品中，燕麦的蛋白质含量居首位，可达到13％-20％左右，在氨基酸组成方面，燕麦蛋白的氨基酸种类达18种之多，全面涵盖人体8种必需氨基酸。其氨基酸组成接近FAO/WHO推荐的氨基酸模式，相对于其他谷物其氨基酸种类和含量上都具有很大的优势。燕麦中的β-葡聚糖可吸水膨胀，增加燕麦乳的粘度，稳定燕麦乳；燕麦膳食纤维大多为燕麦麸皮，麸皮中富含酚类活性物质，为制备燕麦乳不可缺少的部分。

燕麦营养丰富，燕麦类食品层出不穷，近年来，以燕麦乳为代表的植物基乳制品替代牛奶成为趋势。相较于牛奶，燕麦乳中含有丰富的β-葡聚糖，可以帮助人们降糖降脂；燕麦乳中不含乳糖，对患有乳糖不耐症的患者很友好，同时，相较于豆奶等其他植物乳，燕麦具有不含豆类致敏原的优势。

市面上燕麦乳类产品也较多，大多采用清洗-烘干-浸泡-酶解-过滤-复配油等添加剂-乳化均质-杀菌制备工艺，但通过这些工艺制备的产品都有沉降明显、稳定性差以及有糠腊味等缺点，一方面由于燕麦淀粉在贮藏过程中易出现老化，现有技术中通常将淀粉酶应用于燕麦乳的制作，使淀粉降解为糊精及小分子糖，以减少淀粉老化造成的口感粗糙、沉淀等问题，但发明人在实验过程中发现在采用淀粉酶进行酶解时，少量淀粉酶酶解就会导致体系严重分层，且产生大量沉淀(见图1)；另外，在现有技术中采用酶解方法制备燕麦乳时，还需要采用高温进行灭酶，而高温灭酶的过程，由于加工过程温度过高，蛋白会发生变性而引起饮料的絮凝沉淀，乳液稳定性差；再者，燕麦蛋白的溶解性较差，在储藏过程中，乳液体系不稳定，油脂出现上浮。因此，现有技术中往往通过添加稳定剂来提高稳定性，通常采用的稳定剂有磷酸氢二钾(维他奶oat燕麦奶、欧扎克燕麦奶等)、微晶纤维素(维他奶oat燕麦奶等)、海藻酸钠、结冷胶、黄原胶和三聚磷酸钠等(ZL202111034435.4)，虽然这些添加剂属于食品许可添加剂，但是摄入量较多对人体也有一定伤害，且不符合绿色健康的消费潮流，急需一种纯天然的功能性稳定剂来稳定燕麦乳；由此可见，提升燕麦乳的食用品质仍有较大的空间。

另外，GB16322界定植物蛋白饮料的蛋白含量≥0.5g/100mL。目前市场上大多数谷物饮料(非豆乳类饮料)蛋白含量并不高，如英国的Minor Figures燕麦奶蛋白含量为0.2g/100mL，美国的Califia Farms咖啡大师燕麦奶、杏仁奶蛋白含量为0.4g/100mL以及国内的露露杏仁露蛋白含量0.6g/100mL等。因此，如何在保证谷物饮料稳定性的同时，尽可能多地富集蛋白含量成为植物基谷物饮料研究的主要方向。另外，酶解法制备的燕麦乳会添加植物油，主要目的是进行乳化，以提高燕麦乳的稳定性，正常添加量为4-6％，但是油脂含量高以后，不利于储藏，且对于肥胖客户不友好，故急迫开发一款高蛋白低油脂的燕麦乳。

发明内容

为了解决上述至少一个问题，本发明提供了基于高压微射流的功能燕麦饮品及其制备方法，首先将燕麦分级脱皮处理，提取分离出的燕麦皮β-葡聚糖和燕麦麸皮油；提取燕麦蛋白，采用动态高压微射流处理技术对燕麦蛋白进行改性，提高燕麦蛋白的两亲性；进一步分离提取蛋白后的燕麦淀粉并彻底酶解，再将上述燕麦蛋白、β-葡聚糖、酶解燕麦淀粉糖和燕麦油按照一定比例重组复配，以其蛋白和油脂的含量、储藏稳定性(粒径、沉降离心率)、食用品质(感官评定)等方面进行评价，得到营养均衡、储藏稳定性较好、食用品质更佳的燕麦乳。

本发明的第一个目的是提供一种基于高压微射流的功能燕麦饮品的制备方法，包括如下步骤：

S1、从燕麦中分别提取燕麦油、燕麦淀粉、β-葡聚糖和燕麦蛋白；

S2、将S1中的燕麦蛋白采用高压微射流进行处理；

S3、将S1中的燕麦淀粉溶解在水中，其中燕麦淀粉与水的料液比为1：5～15，后采用高温ɑ-淀粉酶酶解；冷却，添加糖化酶酶解，灭酶后稀释1～2倍，得到燕麦淀粉糖水；

S4、将S2步骤中经高压微射流处理后的燕麦蛋白溶解在S3步骤得到的燕麦淀粉糖水中，得到蛋白液，其中燕麦蛋白在蛋白液中的浓度为0.5～3g/100mL，再在上述蛋白液中加入燕麦油，其中燕麦油添加量为上述蛋白液质量分数的1～2％，搅拌混匀后进行均质处理，得到燕麦植物蛋白饮料半成品；

S5、将食用盐和β-葡聚糖添加到燕麦植物蛋白饮料半成品中，其中食用盐添加量为上述S4中蛋白液质量分数的0.3～0.7％，β-葡聚糖添加量为上述S4中蛋白液质量分数的0.4～1％，再次进行均质处理，均质处理后采用巴氏灭菌进行杀菌，得到所述功能燕麦饮品。

在一种实施方式中，S2步骤中，高压微射流处理燕麦蛋白的步骤包括：燕麦蛋白溶解在水中得到蛋白质溶液，对蛋白质溶液进行预处理，预处理后将燕麦蛋白溶液通过高压微射流在60～120MPa的压力下循环处理2～4次得到经高压微射流处理后的燕麦蛋白。

在一种实施方式中，燕麦蛋白溶解在水中的浓度为1～3％w/v。

在一种实施方式中，所述预处理是以14,000～16,000r/min的转速对蛋白质溶液均质处理4～6min。

在一种实施方式中，S3步骤中，燕麦淀粉糖水制备的步骤具体包括：将燕麦淀粉与水以料液比＝1：5～15溶解，以燕麦淀粉干基的质量分数计，添加0.1～0.2％高温ɑ-淀粉酶在80～90℃下酶解40～50min；冷却至55～65℃，添加燕麦淀粉干基的质量分数为0.06～0.12％的糖化酶在55～65℃酶解65～75min，灭酶后稀释1～2倍，得到燕麦淀粉糖水。

在一种实施方式中，燕麦淀粉溶解时，溶解在40～60℃的水中。

在一种实施方式中，所述S4中第一次均质处理的条件为温度为65～75℃且压力为35～40MPa。

在一种实施方式中，所述S5中第二次均质处理的条件为温度为65～75℃且压力为25～35MPa。

在一种实施方式中，巴氏灭菌是将燕麦饮品加热至68～70℃，并保持此温度30～40min，急速冷却到4-5℃进行巴氏杀菌。

本发明的第二个目的是提供一种由上述制备方法制备得到的燕麦饮品。

本发明有益效果是：

(1)本发明中采用动态高压微射流处理技术对燕麦蛋白质进行改性，可诱导不溶性蛋白聚合物解聚，有效减低了蛋白溶液的粒径，蛋白质溶解度增加，因而乳化起泡等功能特性也得以改善。在分子水平上，动态高压微射流处理燕麦蛋白质的实质是对蛋白质侧链基团进行修饰或切断蛋白质分子中的主链，对其氨基酸残基和多肽链进行一些改变，从而改变其空间结构和理化性质，来提高其功能和营养特性。故在加油乳化过程中可以有效减少油的添加量，只需要1～2％的油脂添加量，体系更加稳定。具有费用低，无毒副作用，作用时间短及对蛋白质营养性能影响较小等优点。

(2)本发明通过重组复配，制备得到的燕麦乳具有营养均衡、蛋白含量较高、储藏稳定性较好、食用品质更佳等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为酶解过后的燕麦乳实物图；

图2为本发明实施例二制备得到的燕麦乳在贮藏30天后的实物图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在本发明专利中，如未具体说明，均为质量分数占比。

1、实验原料：

裸燕麦

2、评价方法：

a.储藏稳定性的检测方法：

将燕麦乳分成若干等份，密封置于37℃培养箱中，每隔10d测一次样品的粒径、离心沉淀率。

燕麦乳平均粒径大小和粒径分布测定

采用激光粒度仪测定乳液液滴粒径分布情况及平均粒径大小，实验采用体积平均直径d

燕麦乳离心沉淀率测定

取15mL离心管，称取空管质量m0，然后移取10mL燕麦乳样品于离心管中，称量离心管与样品总质量m4，2000r/min离心20min，弃去上清液，称取带有沉淀离心管质量m5。实验重复三次，取平均值。计算公式如式2所示

离心沉淀率(％)＝(m2-m0)/(m1-m0)*100(2)

b.食用品质的检测方法：

燕麦乳的感官评价

表1所示的燕麦乳感官评价标准，由10个食品专业人员组成评定小组，分别对燕麦乳的口感、色泽、气味、组织状态进行感官评分，总分为100分。品尝期间专业人员需不断漱口保持口腔清爽，确保评分的准确性。

表1燕麦乳感官评价标准

实施例一：

一种基于高压微射流的功能燕麦饮品，制备方法如下：

S1、根据中国专利“一种从燕麦中提取β-葡聚糖、淀粉、蛋白质和油脂的方法”(CN200910092831.5)从裸燕麦中提取β-葡聚糖、燕麦淀粉、燕麦蛋白和燕麦油脂。

S2、采用高压微射流处理燕麦蛋白

燕麦蛋白以2％(w/v)的浓度溶解在去离子水中，然后用Ultra-Turrac T18(IKA，德国)以15,000r/min的转速对蛋白质溶液进行预处理5min。然后将样品通过DHPM在120MPa循环处理三次。随后，将样品冷冻干燥并保存在-20℃下进行进一步实验。同时，未处理的样品作为对照组。

S3、燕麦淀粉的酶解

将燕麦淀粉与水在水温50℃下以料液比＝1：10溶解，添加以燕麦淀粉干基的质量分数0.1％高温ɑ-淀粉酶在85℃下酶解50min；冷却至60℃，添加燕麦淀粉干基的质量分数为0.09％的糖化酶在60℃酶解70min，用高压灭菌锅在121℃下灭菌20min，再稀释一倍后得到燕麦淀粉糖水。

S4、燕麦乳的复配

将高压微射流处理的燕麦蛋白溶解在S3得到的燕麦淀粉糖水中得到蛋白液，其中燕麦蛋白在蛋白液中的浓度为3g/100mL，再在上述蛋白液中加入燕麦油，其中燕麦油添加量为上述蛋白液质量分数的2％，搅拌混合均匀，并在温度为70℃且压力为40MPa的条件下进行第一次均质处理；第一次均质完成后冷却至常温，得到燕麦植物蛋白饮料半成品；

S5、复配其他原料的步骤

按S4中蛋白液质量分数，将0.8％β-葡聚糖和0.5％食用盐添加到上述S4制得的燕麦植物蛋白饮料半成品，在温度为70℃且压力为30MPa的条件下进行第二次均质处理，然后将经第二次均质处理后的燕麦植物蛋白饮料半成品再加热至68℃，并保持此温度30min以后急速冷却到4-5℃进行巴氏杀菌制备得到燕麦植物蛋白饮料。

实施例二：

一种基于高压微射流的功能燕麦饮品，制备方法如下：

S1、根据中国专利“一种从燕麦中提取β-葡聚糖、淀粉、蛋白质和油脂的方法”(CN200910092831.5)从裸燕麦中提取β-葡聚糖、燕麦淀粉、燕麦蛋白和燕麦油脂。

S2、采用高压微射流处理燕麦蛋白

燕麦蛋白以2％(w/v)的浓度溶解在去离子水中，然后用Ultra-Turrac T18(IKA，德国)以15,000r/min的转速对蛋白质溶液进行预处理5min。然后将样品通过DHPM在120MPa循环处理三次。随后，将样品冷冻干燥并保存在-20℃下进行进一步实验。同时，未处理的样品作为对照组。

S3、燕麦淀粉的酶解

将燕麦淀粉与水在水温50℃下以料液比＝1：10溶解，添加以燕麦淀粉干基的质量分数0.1％高温ɑ-淀粉酶在85℃下酶解50min；冷却至60℃，添加燕麦淀粉干基的质量分数为0.09％的糖化酶在60℃酶解70min，用高压灭菌锅在121℃下灭菌20min，再稀释一倍后得到燕麦淀粉糖水。

S4、燕麦乳的复配

将高压微射流处理的燕麦蛋白溶解在S3得到的燕麦淀粉糖水中得到蛋白液，其中燕麦蛋白在蛋白液中的浓度为2g/100mL，再在上述蛋白液中加入燕麦油，其中燕麦油添加量为上述蛋白液质量分数的1.5％，搅拌混合均匀，并在温度为70℃且压力为40MPa的条件下进行第一次均质处理；第一次均质完成后冷却至常温，得到燕麦植物蛋白饮料半成品；

S5、复配其他原料的步骤

按S4中蛋白液质量分数，将0.6％β-葡聚糖和0.4％食用盐添加到上述S4制得的燕麦植物蛋白饮料半成品，在温度为70℃且压力为30MPa的条件下进行第二次均质处理，然后将经第二次均质处理后的燕麦植物蛋白饮料半成品再加热至68℃，并保持此温度30min以后急速冷却到4-5℃进行巴氏杀菌制备得到燕麦植物蛋白饮料。

实施例三：

一种基于高压微射流的功能燕麦饮品，制备方法如下：

S1、根据中国专利“一种从燕麦中提取β-葡聚糖、淀粉、蛋白质和油脂的方法”(CN200910092831.5)从裸燕麦中提取β-葡聚糖、燕麦淀粉、燕麦蛋白和燕麦油脂。

S2、采用高压微射流处理燕麦蛋白

燕麦蛋白以2％(w/v)的浓度溶解在去离子水中，然后用Ultra-Turrac T18(IKA，德国)以15,000r/min的转速对蛋白质溶液进行预处理5min。然后将样品通过DHPM在120MPa循环处理三次。随后，将样品冷冻干燥并保存在-20℃下进行进一步实验。同时，未处理的样品作为对照组。

S3、燕麦淀粉的酶解

将燕麦淀粉与水在水温50℃下以料液比＝1：10溶解，添加以燕麦淀粉干基的质量分数0.1％高温ɑ-淀粉酶在85℃下酶解50min；冷却至60℃，添加燕麦淀粉干基的质量分数为0.09％的糖化酶在60℃酶解70min，用高压灭菌锅在121℃下灭菌20min，再稀释一倍后得到燕麦淀粉糖水。

S4、燕麦乳的复配

将高压微射流处理的燕麦蛋白溶解在S3得到的燕麦淀粉糖水中得到蛋白液，其中燕麦蛋白在蛋白液中的浓度为1g/100mL，再在上述蛋白液中加入燕麦油，其中燕麦油添加量为上述蛋白液质量分数的0.5％，搅拌混合均匀，并在温度为70℃且压力为40MPa的条件下进行第一次均质处理；第一次均质完成后冷却至常温，得到燕麦植物蛋白饮料半成品；

S5、复配其他原料的步骤

按S4中蛋白液质量分数，将0.4％β-葡聚糖和0.3％食用盐添加到上述S4制得的燕麦植物蛋白饮料半成品，在温度为70℃且压力为30MPa的条件下进行第二次均质处理，然后将经第二次均质处理后的燕麦植物蛋白饮料半成品再加热至68℃，并保持此温度30min以后急速冷却到4-5℃进行巴氏杀菌制备得到燕麦植物蛋白饮料。

实施例四：

一种基于高压微射流的功能燕麦饮品，制备方法如下：

S1、根据中国专利“一种从燕麦中提取β-葡聚糖、淀粉、蛋白质和油脂的方法”(CN200910092831.5)从裸燕麦中提取β-葡聚糖、燕麦淀粉、燕麦蛋白和燕麦油脂。

S2、采用高压微射流处理燕麦蛋白

燕麦蛋白以2％(w/v)的浓度溶解在去离子水中，然后用Ultra-Turrac T18(IKA，德国)以15,000r/min的转速对蛋白质溶液进行预处理5min。然后将样品通过DHPM在90MPa循环处理三次。随后，将样品冷冻干燥并保存在-20℃下进行进一步实验。同时，未处理的样品作为对照组。

S3、燕麦淀粉的酶解

将燕麦淀粉与水在水温50℃下以料液比＝1：10溶解，添加以燕麦淀粉干基的质量分数0.1％高温ɑ-淀粉酶在85℃下酶解50min；冷却至60℃，添加燕麦淀粉干基的质量分数为0.09％的糖化酶在60℃酶解70min，用高压灭菌锅在121℃下灭菌20min，再稀释一倍后得到燕麦淀粉糖水。

S4、燕麦乳的复配

将高压微射流处理的燕麦蛋白溶解在S3得到的燕麦淀粉糖水中得到蛋白液，其中燕麦蛋白在蛋白液中的浓度为2g/100mL，再在上述蛋白液中加入燕麦油，其中燕麦油添加量为上述蛋白液质量分数的1.5％，搅拌混合均匀，并在温度为70℃且压力为40MPa的条件下进行第一次均质处理；第一次均质完成后冷却至常温，得到燕麦植物蛋白饮料半成品；

S5、复配其他原料的步骤

按S4中蛋白液质量分数，将0.6％β-葡聚糖和0.5％食用盐添加到上述S4制得的燕麦植物蛋白饮料半成品，在温度为70℃且压力为30MPa的条件下进行第二次均质处理，然后将经第二次均质处理后的燕麦植物蛋白饮料半成品再加热至68℃，并保持此温度30min以后急速冷却到4-5℃进行巴氏杀菌制备得到燕麦植物蛋白饮料。

对比例一：

S2步骤中未采用高压微射流处理燕麦蛋白，其他步骤与实施例二一致，制备得到燕麦乳。

对比例二：

S2步骤中，高压微射流的压力为30MPa，其他步骤与实施例二一致，制备得到燕麦乳。

对比例三：

S2步骤中，高压微射流的压力为150MPa，其他步骤与实施例二一致，制备得到燕麦乳。

对比例四：

S5步骤中，β-葡聚糖的添加量为0.2％，其他步骤与实施例一一致，制备得到燕麦乳。

对比例五：

S4步骤中，燕麦油添加量为上述蛋白液质量分数的0.5％，β-葡聚糖的添加量为0.8％，其他步骤与实施例二一致，制备得到燕麦乳。

测试例一：储藏稳定性的检测

将实施例和对比例制备得到的燕麦乳进行储藏稳定性的检测，结果如表2所示：

表2

从表2、图2可以看出，实施例1～4制备得到的燕麦乳的平均粒径在贮藏30天后也可以达到6.85μm以下，离心沉淀率可以达到7.24％以下，表明实施例1～4制备得到的燕麦乳储藏稳定性较好。

测试例二：食用品质的检测

将实施例和对比例制备得到的燕麦乳进行食用品质的检测，结果如表3所示：

表3

从表3中可以看出，从口感、色泽、气味、组织状态的评价得出实施例1～4制备得到的燕麦乳感官总评分可以达到87～94分，表明实施例1～4制备得到的燕麦乳食用品质很好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。