本發(fā)明涉及一種加工豆?jié){的工藝，具體涉及一種不需過濾豆渣卻口感順滑的豆?jié){制品的加工工藝。

背景技術(shù)：

豆?jié){是一種老少皆宜的營養(yǎng)食品，享有“植物奶”的美譽(yù)。豆?jié){含有豐富的植物蛋白和磷脂，還含有維生素b1、b2和煙酸。此外，豆?jié){還含有鐵、鈣等礦物質(zhì)，尤其是其所含的鈣，非常適合于各種人群。但是，豆?jié){中一些對人體有毒的物質(zhì)，如對胃蛋白酶和胰蛋白酶有阻礙作用的因子，可破壞具有溶血和凝血作用的血球凝集素等，為了除去這些毒素對人體的不良影響，豆?jié){必須煮沸加工后才可食用。

隨著健康意識的逐漸加強(qiáng)，為了干凈衛(wèi)生，很多家庭選擇自制豆?jié){。市場上大部分的豆?jié){機(jī)，采用了所謂的“拉法爾技術(shù)”，也就是采用大網(wǎng)孔，無底網(wǎng)的拉法爾網(wǎng)，匹配x型強(qiáng)力旋風(fēng)刀片，豆?jié){原料在經(jīng)過拉法爾網(wǎng)收縮頸時，流速驟然加快，配料在立體空間被高速剪切，各種植物蛋白、碳水化合物、膳食纖維、維生素、微量元素等營養(yǎng)精華充分融入豆?jié){中。這樣形成的豆?jié){制品營養(yǎng)豐富，而機(jī)器本身也更易清洗。然而，由于受到技術(shù)原理和產(chǎn)品成本的限制，市售的豆?jié){機(jī)加工的豆?jié){制品，不管原料是否經(jīng)過長時間浸泡，粉碎熬煮后形成的豆?jié){中都會存在顆粒明顯的豆渣，這些顆粒狀的豆渣和豆?jié){本身不能形成穩(wěn)定的體系，靜置后將沉淀下來，如果不經(jīng)過過濾處理，豆?jié){下層將會沉積大量豆渣顆粒，影響口感。即便是升級版的家用豆?jié){機(jī)，如市售的免濾型dj13b-c630sg豆?jié){機(jī)，加工后的豆?jié){中還是有大量可沉淀的豆渣存在，只是比傳統(tǒng)的豆?jié){機(jī)加工形成的豆渣沉淀少點，豆渣顆粒細(xì)小些，但并沒有從根本上避免豆渣沉淀的形成。

淀粉是葡萄糖分子聚合而成的，將淀粉混合于水中并加熱，達(dá)到一定溫度后，淀粉粒溶脹、崩潰，形成粘稠均勻的透明糊狀溶液，此過程稱為淀粉的糊化。淀粉糊化本質(zhì)是水進(jìn)入微晶束，拆散淀粉分子間的締合狀態(tài)，使淀粉分子失去原有的取向排列，而變?yōu)榛靵y狀態(tài)，即淀粉粒中分子間的氫鍵斷開，分散在水中成為膠體溶液。

淀粉與水混合后，體系達(dá)到一定的溫度后會開始糊化，糊化溫度不是一個確定的溫度點，而是一個溫度范圍。大米的糊化溫度是在58℃-61℃的溫度區(qū)間內(nèi)。在此區(qū)間內(nèi)，大米顆粒中的淀粉顆?？梢晕蛎洠?dāng)其體積膨脹到一定限度后，顆粒便會破裂，顆粒內(nèi)的淀粉分子向各方向伸展擴(kuò)散，溶出顆粒體外，擴(kuò)展開來的淀粉分子之間會互相聯(lián)結(jié)、纏繞，形成一個網(wǎng)狀的含水膠體。在此過程中，體系的粘度也會逐漸增加。

淀粉要完成整個糊化過程，要經(jīng)過三個階段：即可逆吸水階段、不可逆吸水階段和顆粒解體階段。在可逆吸水階段，淀粉處在室溫條件下，即使浸泡在冷水中也不會發(fā)生任何性質(zhì)的變化。淀粉顆粒雖然由于吸收少量的水分使得體積略有膨脹，但卻未影響到顆粒中的結(jié)晶部分，所以淀粉的基本性質(zhì)并不改變。處在這一階段的淀粉顆粒，進(jìn)入顆粒內(nèi)的水分子可以隨著淀粉的重新干燥而將吸入的水分子排出，干燥后仍完全恢復(fù)到原來的狀態(tài)，故這一階段稱為淀粉的可逆吸水階段。在不可逆吸水階段，淀粉與水處在受熱加溫的條件下，水分子開始逐漸進(jìn)入淀粉顆粒內(nèi)的結(jié)晶區(qū)域，這時便出現(xiàn)了不可逆吸水的現(xiàn)象。這是因為外界的溫度升高，淀粉分子內(nèi)的一些化學(xué)鍵變得很不穩(wěn)定，從而有利于這些鍵的斷裂。隨著這些化學(xué)鍵的斷裂，淀粉顆粒內(nèi)結(jié)晶區(qū)域則由原來排列緊密的狀態(tài)變?yōu)槭杷蔂顟B(tài)，使得淀粉的吸水量迅速增加。淀粉顆粒的體積也由此急劇膨脹，其體積可膨脹到原始體積的50～100倍。處在這一階段的淀粉如果把它重新進(jìn)行干燥，其水分也不會完全排出而恢復(fù)到原來的結(jié)構(gòu)，故稱為不可逆吸水階段。最后是顆粒解體階段，淀粉顆粒經(jīng)過第二階段的不可逆吸水后，很快進(jìn)入解體階段。因為，這時淀粉所處的環(huán)境溫度還在繼續(xù)提高，所以淀粉顆粒仍在繼續(xù)吸水膨脹。當(dāng)其體積膨脹到一定限度后，顆粒便出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，顆粒內(nèi)的淀粉分子向各方向伸展擴(kuò)散，溶出顆粒體外，擴(kuò)展開來的淀粉分子之間會互相聯(lián)結(jié)、纏繞，形成一個網(wǎng)狀的含水膠體。這就是淀粉完成糊化后所表現(xiàn)出來的糊化性質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明在不改變現(xiàn)有豆?jié){機(jī)工作原理的情況下，從制造豆?jié){原料的性質(zhì)出發(fā)，通過改變豆?jié){機(jī)微控制單元的工作模式，有效利用糊化后的淀粉膠體包裹住豆渣，讓豆渣均勻且穩(wěn)定地分布于豆?jié){整體之中，靜置后也不會沉積到底部，這樣不僅使豆?jié){喝起來的口感始終順滑，不會喝到后來因為豆渣的大量存在而十分難以下咽，而且也有效地利用了豆渣的營養(yǎng)。

本發(fā)明就是利用淀粉在糊化成膠的過程中，原有的葡萄糖分子之間氫鍵斷開后，葡萄糖分子與豆?jié){中的水分子、植物蛋白分子，脂肪分子之間重新排布成膠，并在此過程中將豆渣包裹其中，這樣會形成一種豆渣均勻分布在新膠體中的常溫下的穩(wěn)態(tài)相。這樣也就使得豆渣不會沉淀，豆?jié){喝起來也就不會先順滑，后粗糙難下咽，整體顯得順滑了。

由于淀粉的糊化溫度和煮沸豆?jié){的溫度不在同一溫區(qū)，所以需要設(shè)置豆?jié){機(jī)的微控制單元，精密控制體系的溫度；更重要的，為了使得糊化成膠的淀粉能更好地包裹住豆渣顆粒，還需要設(shè)置豆?jié){機(jī)的微控制單元，實現(xiàn)加熱單元和破碎單元之間的精確配合。

利用本發(fā)明加工豆?jié){的過程如下：首先將浸泡或者未浸泡的大豆和大米放入豆?jié){機(jī)中，添加適量的清水，放置安裝好后啟動豆?jié){機(jī)，豆?jié){機(jī)的微控制單元按照下面的方式驅(qū)動加熱和破碎單元進(jìn)行配合工作：最初的5分鐘內(nèi)，微控制單元沒有輸出加熱信號，加熱器是不工作的，系統(tǒng)內(nèi)豆?jié){原料的溫度和環(huán)境溫度一致；而此段時間內(nèi)，微控制單元輸出連續(xù)的破碎信號，破碎電動機(jī)帶動破碎器以3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作。這段時間內(nèi)的操作目的是破碎原料中的大豆和米粒，使大豆中的營養(yǎng)成分和米粒中的淀粉盡可能釋放出來。

接下來，微控制單元控制破碎器以1200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作，同時微控制單元輸出連續(xù)的加熱信號，控制加熱器以10℃/min的升溫速率加熱豆?jié){原料從環(huán)境溫度升溫到60℃；當(dāng)系統(tǒng)溫度升到60℃后，微控制單元立刻輸出間斷的脈沖式破碎信號，使得破碎機(jī)器以下面的方式工作：在監(jiān)測到原料溫度達(dá)到60℃時，破碎器以5000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作5秒，接著停止工作15秒，再以5000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作5秒，接著再停止工作15秒，如此反復(fù)30次（耗時10分鐘），在這10分鐘的時間內(nèi)，微控制單元無加熱的信號輸出，豆?jié){原料在保溫作用下維持在60℃。該過程的意義非常重要，它是保證糊化成膠后的淀粉能均勻包裹住豆渣顆粒的關(guān)鍵，間斷脈沖式的破碎方式可以在破碎機(jī)刀片轉(zhuǎn)動時使豆渣因被攪動揚(yáng)起并被切割，而當(dāng)?shù)镀Ｖ购螅煌降亩乖鼤驗槠渌苤亓、連續(xù)相對其外表面產(chǎn)生的曳力p（和所在連續(xù)相的粘性相關(guān)），以及浮力f，這三者的合力的不同，在體系中豎直方向上的下落速度產(chǎn)生差異，粒徑較大的顆粒以更快的速度沉降到容器底部，而粒徑越小的顆粒沉降速度越慢；注意到此時體系溫度一直維持在淀粉的糊化溫度，隨著糊化程度的加深，體系的粘度也變大，豆渣顆粒受到的曳力p也會增大，足夠細(xì)小的豆渣將會嵌入淀粉膠束中，無法自由沉降而停留在一定深度的豆?jié){中，而顆粒越大的豆渣越向下層沉降；當(dāng)破碎機(jī)刀片再次轉(zhuǎn)動時，容器下層沉降下來的較大顆粒的豆渣將會被再次攪動揚(yáng)起，再次被刀片切割破碎，刀片停止旋轉(zhuǎn)后，不同粒徑的豆渣顆粒將再次被篩分，這樣的過程循環(huán)往復(fù)多次后，絕大部分的豆渣顆粒都被切割到了足夠小的粒徑，而被糊化態(tài)的淀粉膠束牢牢地約束包裹起來，無法沉降了。如果在糊化溫度下，采用連續(xù)破碎的工作模式，由于該模式下，破碎器在不斷旋轉(zhuǎn)，由于刀具尺寸結(jié)構(gòu)一定，旋轉(zhuǎn)的參數(shù)恒定，拉法爾網(wǎng)的開孔參數(shù)也恒定，使得破碎后的豆渣顆粒會在此工作模式下形成相對穩(wěn)定的分層分布，也就是說，顆粒大小不同的豆渣雖然在圍繞破碎器旋轉(zhuǎn)軸的方向上處于高速運(yùn)動狀態(tài)，但是在平行于旋轉(zhuǎn)軸的豎直方向上的相對運(yùn)動卻是不顯著的，會形成一種相對穩(wěn)定的動態(tài)平衡的分布狀態(tài)，在這樣的狀態(tài)下，由于破碎器的刀片在豎直方向上的位置是一定的，不同大小的豆渣顆粒在豎直高度上的位置也是相對穩(wěn)定的，不同大小的顆粒分布在一定的高度段內(nèi)，形成了層狀分布，那么，無論刀具轉(zhuǎn)速有多快，都無法有效剪切位于其它高度位置上的較大的豆渣顆粒，一旦破碎器停止工作，較大的顆粒依然會慢慢沉降到容器下層，因為雖然此時淀粉已經(jīng)糊化具有了相當(dāng)?shù)恼扯龋且廊粺o法阻擋這些顆粒的下沉趨勢，因為這些顆粒所受到的重力g依然大于曳力p與浮力f之和。而脈沖式的破碎處理，恰恰可以破壞這種動態(tài)平衡，保證所有豆渣顆粒得到有效的剪切，變成均勻的非常細(xì)小的豆渣顆粒，實現(xiàn)整個豆?jié){體系中豆渣的細(xì)小均勻分布，且靜置后也不會沉降。

完成上述過程后，微控制單元立刻再次輸出加熱信號，加熱器以15℃/分鐘的速率加熱原料溫度到101℃，并在此溫度下維持5分鐘后停止加熱；與此同時，該時間段內(nèi)微控制單元輸出連續(xù)的破碎信號，破碎器以1200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作，并且和加熱單元同時停止工作。該過程的作用是煮沸豆?jié){，破壞豆?jié){中對人體有害的成分。

需要注意的是，在加工豆?jié){的整個過程中，除了在間斷脈沖式的處理過程中，破碎機(jī)有停止工作的時段外，其余過程中都保持旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)，這樣操作的目的除了最基本的破碎原料顆粒的作用以外，還有兩個重要作用，一是強(qiáng)化傳熱的效果，提高傳熱速的同時改善系統(tǒng)溫度的均勻性；二是避免容器底部因集中加熱產(chǎn)生焦糊的現(xiàn)象。

根據(jù)以上的闡述，可以看到，本發(fā)明的最顯著特點是，控制加熱單元保證體系處于大米糊化溫度下，同時控制破碎單元進(jìn)行間歇性的脈沖破碎操作，上述過程中加熱單元和破碎單元通過微控制單元實現(xiàn)精確配合。

利用本發(fā)明提供的豆?jié){加工工藝，可以在省卻豆渣過濾步驟的情況下，保證不會因豆渣沉淀于豆?jié){成品的底部影響整體口感，同時提高了原料利用率。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)行進(jìn)一步的說明：

以下實施例僅用于詳細(xì)解釋本發(fā)明，并不以任何方式限定本發(fā)明的范圍。

實施例1

取100g大豆和20g脫殼后的大米放入豆?jié){機(jī)中，加入1升的清水后，安裝好設(shè)備，設(shè)定程序為，最初的5分鐘內(nèi)，微控制單元沒有輸出加熱信號，加熱器是不工作的，系統(tǒng)內(nèi)豆?jié){原料的溫度和環(huán)境溫度一致；而此段時間內(nèi)，微控制單元輸出連續(xù)的破碎信號，破碎電動機(jī)帶動破碎器以3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作。接下來，微控制單元控制破碎器以1200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作，同時微控制單元輸出連續(xù)的加熱信號，控制加熱器以10℃/min的升溫速率加熱豆?jié){原料從環(huán)境溫度升溫到60℃；當(dāng)系統(tǒng)溫度升到60℃后，微控制單元立刻輸出間斷的脈沖式破碎信號，使得破碎機(jī)器以下面的方式工作：在監(jiān)測到原料溫度達(dá)到60℃時，破碎器以5000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作5秒，接著停止工作15秒，再以5000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作5秒，接著再停止工作15秒，如此反復(fù)30次（耗時10分鐘），在這10分鐘的時間內(nèi)，微控制單元無加熱的信號輸出，豆?jié){原料在保溫作用下維持在60℃。完成上述過程后，微控制單元立刻再次輸出加熱信號，加熱器以15℃/分鐘的速率加熱原料溫度到101℃，并在此溫度下維持5分鐘后停止加熱；與此同時，該時間段內(nèi)微控制單元輸出連續(xù)的破碎信號，破碎器以1200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作，并且和加熱單元同時停止工作。

完成上述的加工處理步驟后，將豆?jié){機(jī)中的全部產(chǎn)品倒入1.5升容量的大燒杯中，靜置1小時后，標(biāo)記測量燒杯底部沉淀的豆渣高度，結(jié)果顯示無可觀測高度的豆渣沉淀。

實施例2

取100g大豆和20g脫殼后的大米，用清水浸泡12小時后放入豆?jié){機(jī)。經(jīng)過和實施例1中同樣的處理過程后，豆?jié){機(jī)中全部產(chǎn)品倒入1.5升容量的大燒杯中，結(jié)果同樣顯示無可觀測高度的豆渣沉淀存在。

比較例1

取100g清水浸泡12小時后的大豆，放于豆?jié){機(jī)中，經(jīng)過和實施例1中同樣的處理過程后，豆?jié){機(jī)中全部產(chǎn)品倒入1.5升大燒杯中，結(jié)果顯示燒杯底部的豆渣沉淀高度為6cm。

比較例2

取100g大豆和20g脫殼后的大米放入豆?jié){機(jī)中，加入1升的清水后，安裝好設(shè)備，設(shè)定程序為，最初的5分鐘內(nèi)，微控制單元沒有輸出加熱信號，加熱器是不工作的，系統(tǒng)內(nèi)豆?jié){原料的溫度和環(huán)境溫度一致；而此段時間內(nèi)，微控制單元輸出連續(xù)的破碎信號，破碎電動機(jī)帶動破碎器以3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作。接下來，微控制單元控制破碎器以1200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作，同時微控制單元輸出連續(xù)的加熱信號，控制加熱器以10℃/min的升溫速率加熱豆?jié){原料從環(huán)境溫度升溫到60℃；當(dāng)系統(tǒng)溫度升到60℃后，微控制單元立刻輸出連續(xù)的破碎信號，使得破碎機(jī)器以5000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速連續(xù)工作10分鐘，在這10分鐘的時間內(nèi)，微控制單元無加熱的信號輸出，豆?jié){原料在保溫作用下維持在60℃。完成上述過程后，微控制單元立刻再次輸出加熱信號，加熱器以15℃/分鐘的速率加熱原料溫度到101℃，并在此溫度下維持5分鐘后停止加熱；與此同時，該時間段內(nèi)微控制單元輸出連續(xù)的破碎信號，破碎器以1200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速工作，并且和加熱單元同時停止工作。

完成上述的加工處理步驟后，將豆?jié){機(jī)中的全部產(chǎn)品倒入1.5升容量的大燒杯中，靜置1小時后，標(biāo)記測量燒杯底部沉淀的豆渣高度，結(jié)果顯示可觀測的豆渣沉淀高度為4cm。

通過實施例1和實施例2可以看到，不論制作豆?jié){的原料是否經(jīng)過浸泡，采用本發(fā)明的工藝制備出來的豆?jié){產(chǎn)品中都不會形成豆渣沉淀。而在比較例1中，由于沒有加入含有淀粉的大米，也就無法形成可以包裹豆渣防止沉淀的淀粉膠體，造成制備出來的豆?jié){中形成大量的豆渣沉淀。最后，在比較例2中，雖然加入了富含淀粉的大米顆粒，也在糊化溫度下進(jìn)行了破碎的處理，但是由于形成的動平衡分布阻礙了破碎器刀片對豆渣的有效剪切，造成制備出來的豆?jié){中依然有明顯的豆渣沉淀。