微波技術在大豆深加工中的應用

近年來營養學家很重視人體蛋白質攝入量的研究，注意到發達國家與不發達國家蛋白質攝入量有明顯差距。多年來經各國食品科學家研究篩選，一致認為大豆及其深加工產品是最佳的植物蛋白源。但大豆含有一種特殊氣味－－豆腥味，未脫腥的豆粉摻入到豆奶或其它食品中，勢必影響食品原有風味。如將大豆加工成新型脫腥豆粉,作為豆漿直接沖調飲用或摻入其它食品,具有濃郁豆香味和營養價值。我公司引進國外先進技術，研制成功微波大豆粉處理設備，使用此設備生產的脫腥豆粉質量理化指標完全符合國家標準。其中衛生指標大大優于國家標準，大腸桿菌≤30個／100克，細菌總數≤2000個／克。下面就兩種工藝生產大豆粉的質量及工藝流程的設備進行比較。

一、傳統的大豆粉生產工藝
該工藝是將大豆先進行浸泡，使大豆膨脹，便于磨制和提取大豆組織中的蛋白質。浸泡過的大豆經磨碎，要注意浸泡大豆的水溫、水質及用水量對大豆蛋白質的影響。達到豆糊狀后抽提豆漿。為充分的抽提出豆糊中的大豆蛋白質，應掌握好添加水的水量和水溫。將豆糊狀中抽提出的豆漿進行濃縮處理，在真空狀態下進行脫水烘干，制出豆粉。其細菌含量要求:大腸桿菌≤30個／100克，細菌總數≤19000個／克，致病菌為零。用該工藝生產大豆粉的缺點是生產周期長、設備投資大、大豆利用率低、能源消耗高、勞動強度大、產品成本高；另一方面，由于采用低溫干燥法，因此不能有效去除豆腥味。整個豆粉生產工序流程如下：

大豆→ 浸泡→ 磨漿→ 過濾→ 濃縮→ 真空干燥（噴霧干燥）→ 包裝→ 成品

圖１ 大豆粉生產工藝之一

二、干法微波大豆脫腥生產工藝

目前研究認為豆腥味產生的機理是：破碎的大豆在空氣中，脂肪氧化酶的催化作用，使多不飽和脂肪酸被氧化成脂肪酸的氫過氧化物所致。所以破碎前鈍化脂肪氧化酶的活性是脫腥的關鍵，加熱能使其喪失催化不飽和脂肪酸氧化的能力。然而加熱時間過長又會出現溶解度差、大豆利用率低的現象。

新型的大豆粉（脫腥豆粉）生產，采用微波技術對大豆進行干燥和脫腥，將傳統的濕法生產工藝改為干法生產工藝，即大豆不經水泡，直接脫腥、磨粉。縮短整個豆粉生產工序流程（如圖２），進一步提高了大豆粉的質量。

大 豆 → 分 揀 → 微波脫腥（殺菌） → 粉碎（脫皮） → 包 裝 → 成 品

圖２ 全脂大豆粉生產工藝之二

該工藝將大豆經分揀機分選后，由輸送帶送入微波加熱器，經微波輻射數分鐘，進行脫腥和殺菌處理。微波的穿透加熱不受顆粒大小及熱傳導等因素影響。優于常規的熱傳導、輻射、對流加熱方式。此外圖3所示工藝流程，也是進幾年采用較多的加工方法。其產品含油脂較低，是生產各種低脂食品的絕好原料。
大豆→ 分揀→ 粉碎→ 榨油→ 微波處理→ 粉碎→ 添加劑→ 混合→ 包裝 →成品

圖3 脫脂大豆粉生產工藝之三

采用微波處理的干發制大豆粉工藝流程具有生產周期短、設備投資少、大豆利用率高、脫腥效果好、能源消耗低、自動化程度高、生產成本低等特點。

三、結論

１）營養成份的比較（蛋白質）

原工藝──大豆蛋白質靠水溶解的溶出量，以氮為計算方法，最高可溶出80～90% 。

新工藝──由于不用水浸泡，直接將整粒大豆脫腥，再磨成粉狀，除大豆皮外，全部蛋白質都予以保留。

２）加熱后對營養成份損失比較（蛋白質），大豆粉加熱處理對水溶性＊的影響（水溶性氮占總氮的百分率）

處理條件 溫度（℃） 時間（分鐘） 水
無處理    75.        6
微波干式 100         6        64.4
高壓加熱 121        60        7.5
高壓加熱 121        10        8.8
高壓加熱 121         5        49.6
煮 熟    100        60        15.2

注：＊水溶性為大豆蛋白質在水溶液中溶出量，以氮計算。

從上表可看出：蛋白質的溶解度除與加熱溫度和時間有關系外，還和水蒸汽的有無有很大的影響,特別是用蒸汽加熱溶解度明顯下降。另外，表中示出的干法加熱方法，其營養成份損失少，而用微波加熱時，屬干熱法的一種，其加熱時所需溫度在100℃左右，加熱時間在數分鐘內即可起到脫腥、殺菌的作用。水溶性超過64.4%以上。

３）經濟效益

①生產周期計算：原工藝泡豆時間長，常規在15～20℃水溫浸泡下需泡10～15個小時。豆粉生產全過程需幾十小時。現工藝將大豆直接進行微波加熱脫腥,豆粉生產全過程約20分鐘。

②大豆利用率：原工藝靠水溶解出大豆的蛋白質，經磨漿濃縮后再干燥，只能利用大豆的40～60%。現工藝將含水10%的大豆直接加熱脫腥、磨成粉狀，除大豆皮外全部利用，利用率達到100%。

③設備投資：原工藝需用蒸汽，僅購置鍋爐及安裝費用需幾十萬元，若包括濃縮設備、真空干燥設備、浸泡大豆設備等，整個工藝設備近百萬元。現工藝全套設備投資約60～70萬元。

④能源消耗：原工藝需要煤、電、水。現工藝只需用電及少量的設備冷卻水。由于微波加熱物料是將能量直接作用在物料上，由物料自身吸收微波電磁能，不需傳導介質，這樣大大節省能量。

四、微波設備介紹

微波大豆脫腥設備使用2450MHz頻率，20kW微波功率，隧道形式，設備由微波腔體、微波能量抑止器、傳動機構、自動控制與檢測系統組成。微波系統采用二十一世紀國外先進的微波能饋入技術，可使物料迅速加熱升溫，使大豆內外同時均勻受熱，從而保證大豆在很短時間內完全脫腥，又保持營養成份損失最少。微波腔內多重輻射，從物料上方和物料下同時作用，保證物料在厚度方向上的均勻性。本設備除用于大豆粉處理外，還可以一機多用，對其它農副產品進行干燥、殺菌、保鮮處理。

用微波脫腥設備生產的脫腥豆粉除可直接沖調飲用外，還可作為基礎原料摻入到其它食品中，改變食品風味，例如：用豆粉做面包，有防止淀粉老化的效果，并增加營養，改善風味；制作方便面時，摻入一定的豆粉，能起防止油滲透作用，節省油炸方便面用油量；小麥粉加水捏合可以出現面筋，有彈性，制造面包就是利用這種性質，這時如預先在面粉中混入大豆粉捏合，為了要制出具有相同粘彈性質，需要格外加大量的水，表示大豆粉有很大的保水性；在香腸中添加大豆粉，可使油脂能夠聚集在一起，改善香腸的口味；制造巧克力糖時，添加豆粉可減少甜度，在夏日巧克力也不會變軟，很有咬勁。