本發明涉及一種加工制作豆漿的工藝，具體涉及一種以小麥為添加劑的，且無需過濾豆渣卻口感順滑的豆漿制品的加工制作工藝。

背景技術：

豆漿是一種老少皆宜的營養食品，享有“植物奶”的美譽，非常適合于各種人群。但是，豆漿中還含有一些對人體有毒的物質，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，豆漿必須煮沸加工后才可食用。

隨著健康意識的逐漸加強，為了干凈衛生，很多家庭選擇自制豆漿。市場上大部分的豆漿機，采用了所謂的“拉法爾技術”，也就是采用大網孔，無底網的拉法爾網，匹配x型強力旋風刀片，豆漿原料在經過拉法爾網收縮頸時，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、微量元素等營養精華充分融入豆漿中。這樣形成的豆漿制品營養豐富，而機器本身也更易清洗。然而，由于受到技術原理和產品成本的限制，市售的豆漿機加工的豆漿制品，不管原料是否經過長時間浸泡，粉碎熬煮后形成的豆漿中都會存在顆粒明顯的豆渣，這些顆粒狀的豆渣和豆漿本身不能形成穩定的體系，靜置后將沉淀下來，如果不經過過濾處理，豆漿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漿機，如市售的免濾型dj13b-c630sg豆漿機，加工后的豆漿中還是有大量可沉淀的豆渣存在，只是比傳統的豆漿機加工形成的豆渣沉淀少點，豆渣顆粒細小些，但并沒有從根本上避免豆渣沉淀的形成。

小麥是世界第一大糧食作物，因其適應性強而廣泛分布于世界各地，從北極圈附近到赤道周圍，從盆地到高原，均有小麥種植。我國幅員遼闊，既能種植冬小麥又能種植春小麥。小麥經磨制加工后，即成為小麥面粉，也稱小麥粉或者面粉。面粉富含淀粉、蛋白質、維生素和鈣、鐵、磷、鉀、鎂等礦物質，有養心益腎、健脾厚腸、除熱止渴的功效。

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。淀粉糊化本質是水進入微晶束，拆散淀粉分子間的締合狀態，使淀粉分子失去原有的取向排列，而變為混亂狀態，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。小麥的糊化溫度是在65℃-67.5℃的溫度區間內。在此區間內，小麥中的淀粉顆粒可以吸水膨脹，當其體積膨脹到一定限度后，顆粒便會破裂，顆粒內的淀粉分子向各方向伸展擴散，溶出顆粒體外，擴展開來的淀粉分子之間會互相聯結、纏繞，形成一個網狀的含水膠體。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生任何性質的變化。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晶部分，所以淀粉的基本性質并不改變。處在這一階段的淀粉顆粒，進入顆粒內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，干燥后仍完全恢復到原來的狀態，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，水分子開始逐漸進入淀粉顆粒內的結晶區域，這時便出現了不可逆吸水的現象。這是因為外界的溫度升高，淀粉分子內的一些化學鍵變得很不穩定，從而有利于這些鍵的斷裂。隨著這些化學鍵的斷裂，淀粉顆粒內結晶區域則由原來排列緊密的狀態變為疏松狀態，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行干燥，其水分也不會完全排出而恢復到原來的結構，故稱為不可逆吸水階段。最后是顆粒解體階段，淀粉顆粒經過第二階段的不可逆吸水后，很快進入解體階段。因為，這時淀粉所處的環境溫度還在繼續提高，所以淀粉顆粒仍在繼續吸水膨脹。當其體積膨脹到一定限度后，顆粒便出現破裂現象，顆粒內的淀粉分子向各方向伸展擴散，溶出顆粒體外，擴展開來的淀粉分子之間會互相聯結、纏繞，形成一個網狀的含水膠體。這就是淀粉完成糊化后所表現出來的糊化性質。

技術實現要素：

本發明在不改變現有豆漿機工作原理的情況下，從制造豆漿原料的性質出發，通過改變豆漿機微控制單元的工作模式，有效利用小麥糊化后的淀粉膠體包裹住豆渣，讓豆渣均勻且穩定地分布于豆漿整體之中，靜置后也不會沉積到底部，這樣不僅使豆漿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和小麥的營養。

本發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，葡萄糖分子與豆漿中的水分子、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態相。這樣也就使得豆渣不會沉淀，豆漿喝起來也就不會先順滑，后粗糙難下咽，整體顯得順滑了。

由于小麥的糊化溫度和煮沸豆漿的溫度不在同一溫區，所以需要設置豆漿機的微控制單元，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，還需要設置豆漿機的微控制單元，實現加熱單元和破碎單元之間的精確配合。

利用本發明加工豆漿的過程如下：首先將浸泡或者未浸泡的大豆和脫殼的小麥粒放入豆漿機中，添加適量的清水，放置安裝好后啟動豆漿機，豆漿機的微控制單元按照下面的方式驅動加熱和破碎單元進行配合工作：最初的5分鐘內，微控制單元沒有輸出加熱信號，加熱器是不工作的，系統內豆漿原料的溫度和環境溫度一致；而此段時間內，微控制單元輸出連續的破碎信號，破碎電動機帶動破碎器以3600轉/分鐘的轉速工作。這段時間內的操作目的是破碎原料中的大豆和小麥粒，使大豆中的營養成分和小麥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/分鐘的轉速工作，同時微控制單元輸出連續的加熱信號，控制加熱器以10℃/min的升溫速率加熱豆漿原料從環境溫度升溫到67℃；當系統溫度升到67℃后，微控制單元立刻輸出間斷的脈沖式破碎信號，使得破碎機器以下面的方式工作：在監測到原料溫度達到67℃時，破碎器以5000轉/分鐘的轉速工作5秒，接著停止工作15秒，再以5000轉/分鐘的轉速工作5秒，接著再停止工作15秒，如此反復45次（耗時15分鐘），在這15分鐘的時間內，微控制單元無加熱的信號輸出，豆漿原料在保溫作用下維持在67℃。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鍵，間斷脈沖式的破碎方式可以在破碎機刀片轉動時使豆渣因被攪動揚起并被切割，而當刀片停止后，不同粒徑的豆渣會因為其所受重力g、連續相對其外表面產生的曳力p（和所在連續相的粘性相關），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漿中，而顆粒越大的豆渣越向下層沉降；當破碎機刀片再次轉動時，容器下層沉降下來的較大顆粒的豆渣將會被再次攪動揚起，再次被刀片切割破碎，刀片停止旋轉后，不同粒徑的豆渣顆粒將再次被篩分，這樣的過程循環往復多次后，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，采用連續破碎的工作模式，由于該模式下，破碎器在不斷旋轉，由于刀具尺寸結構一定，旋轉的參數恒定，拉法爾網的開孔參數也恒定，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軸的方向上處于高速運動狀態，但是在平行于旋轉軸的豎直方向上的相對運動卻是不顯著的，會形成一種相對穩定的動態平衡的分布狀態，在這樣的狀態下，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定的，不同大小的顆粒分布在一定的高度段內，形成了層狀分布，那么，無論刀具轉速有多快，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糊化具有了相當的粘度，但是依然無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，變成均勻的非常細小的豆渣顆粒，實現整個豆漿體系中豆渣的細小均勻分布，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102℃，并在此溫度下維持5分鐘后停止加熱；與此同時，該時間段內微控制單元輸出連續的破碎信號，破碎器以1200轉/分鐘的轉速工作，并且和加熱單元同時停止工作。該過程的作用是煮沸豆漿，破壞豆漿中對人體有害的成分。

需要注意的是，在加工豆漿的整個過程中，除了在間斷脈沖式的處理過程中，破碎機有停止工作的時段外，其余過程中都保持旋轉工作狀態，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，一是強化傳熱的效果，提高傳熱速的同時改善系統溫度的均勻性；二是避免容器底部因集中加熱產生焦糊的現象。

根據以上的闡述，可以看到，本發明的最顯著特點是，控制加熱單元保證體系處于小麥的糊化溫度下，同時控制破碎單元進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精確配合。

利用本發明提供的豆漿加工工藝，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漿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

下面結合實施例對本發明做進行進一步的說明：

以下實施例僅用于詳細解釋本發明，并不以任何方式限定本發明的范圍。

實施例1

取100g大豆和20g脫殼后的小麥顆粒放入豆漿機中，加入1升的清水后，安裝好設備，設定程序為，最初的5分鐘內，微控制單元沒有輸出加熱信號，加熱器是不工作的，系統內豆漿原料的溫度和環境溫度一致；而此段時間內，微控制單元輸出連續的破碎信號，破碎電動機帶動破碎器以3600轉/分鐘的轉速工作。接下來，微控制單元控制破碎器以1200轉/分鐘的轉速工作，同時微控制單元輸出連續的加熱信號，控制加熱器以10℃/min的升溫速率加熱豆漿原料從環境溫度升溫到67℃；當系統溫度升到67℃后，微控制單元立刻輸出間斷的脈沖式破碎信號，使得破碎機器以下面的方式工作：在監測到原料溫度達到67℃時，破碎器以5000轉/分鐘的轉速工作5秒，接著停止工作15秒，再以5000轉/分鐘的轉速工作5秒，接著再停止工作15秒，如此反復45次（耗時15分鐘），在這15分鐘的時間內，微控制單元無加熱的信號輸出，豆漿原料在保溫作用下維持在67℃。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102℃，并在此溫度下維持5分鐘后停止加熱；與此同時，該時間段內微控制單元輸出連續的破碎信號，破碎器以1200轉/分鐘的轉速工作，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，將豆漿機中的全部產品倒入1.5升容量的大燒杯中，靜置1小時后，標記測量燒杯底部沉淀的豆渣高度，結果顯示無可觀測高度的豆渣沉淀。

實施例2

取100g大豆和20g脫殼后的小麥顆粒，用清水浸泡12小時后放入豆漿機。經過和實施例1中同樣的處理過程后，豆漿機中全部產品倒入1.5升容量的大燒杯中，結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，放于豆漿機中，經過和實施例1中同樣的處理過程后，豆漿機中全部產品倒入1.5升大燒杯中，結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脫殼后的小麥顆粒放入豆漿機中，加入1升的清水后，安裝好設備，設定程序為，最初的5分鐘內，微控制單元沒有輸出加熱信號，加熱器是不工作的，系統內豆漿原料的溫度和環境溫度一致；而此段時間內，微控制單元輸出連續的破碎信號，破碎電動機帶動破碎器以3600轉/分鐘的轉速工作。接下來，微控制單元控制破碎器以1200轉/分鐘的轉速工作，同時微控制單元輸出連續的加熱信號，控制加熱器以10℃/min的升溫速率加熱豆漿原料從環境溫度升溫到67℃；當系統溫度升到67℃后，微控制單元立刻輸出連續的破碎信號，使得破碎機器以5000轉/分鐘的轉速連續工作15分鐘，在這15分鐘的時間內，微控制單元無加熱的信號輸出，豆漿原料在保溫作用下維持在67℃。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102℃，并在此溫度下維持5分鐘后停止加熱；與此同時，該時間段內微控制單元輸出連續的破碎信號，破碎器以1200轉/分鐘的轉速工作，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，將豆漿機中的全部產品倒入1.5升容量的大燒杯中，靜置1小時后，標記測量燒杯底部沉淀的豆渣高度，結果顯示可觀測的豆渣沉淀高度為3.5cm。

通過實施例1和實施例2可以看到，不論制作豆漿的原料是否經過浸泡，采用本發明的工藝制備出來的豆漿產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小麥顆粒，也就無法形成可以包裹豆渣防止沉淀的淀粉膠體，造成制備出來的豆漿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小麥顆粒，也在糊化溫度下進行了破碎的處理，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，造成制備出來的豆漿中依然有明顯的豆渣沉淀。