大豆的营养价值早已是众所周知的，以大豆为原料所派生出的产品在 市场上也随处可见。我国自上个世纪七十年代末开始研制开发速溶豆奶 粉，至今已二十余年，且形成固定市场，厂家众多，但豆奶粉的溶解性一 直是该产品研发和生产中最大的难题，虽经多年努力一直未真正找到廉价 高效的好方法。目前众多生产者都在造粒技术上找出路，而造粒只解决豆 奶粉的分散性(也被称“速溶性”)，即，设法提高豆奶粉的流散性和在水 中分散不结团的性能。而真正的溶解性则是指豆奶粉的基本颗粒(并非造 粒后的团粒)能在水中溶解成胶体溶液，从理论上讲，溶解性也是分散性 的基础，溶解性好的豆奶粉在水中不容易结团。细心观察不难发现，目前 市场上所称的速溶产品大多数冲调后上浮形成一层稠厚泡沫状，然后逐渐 下沉又形成一层沉淀物。这是因为目前的生产工艺经造粒出来的豆奶粉颗 粒不能在水中溶解，而颗粒内又含有气泡，比重小于水，所以形成泡沫状 悬浮。当颗粒吸水，气泡中充水后，颗粒比重大于水，于是下沉形成沉淀 物。为了提高豆奶粉颗粒冲调后在水中的分散性，当前大多数厂家依靠加 糖或糊精，这也是速溶豆奶粉都含糖的主要原因，但糖、牛奶和糊精最终 的分解产物都是糖，不利于特殊消费群体。并且用这样的豆奶粉冲调后的 豆奶饮用起来口感过甜而稀薄，与人们从营养学角度选择大豆食品的初衷 有很大的距离。如果置于显微镜下观察，可以看到经过上述处理的这些豆 奶粉颗粒只能分裂为碎片，颗粒变小，仍未达到真正溶解的效果。
对大豆的性质进行过研究的业内人士都知道，提高豆奶粉溶解性的关 键在于改变其中大豆蛋白质的溶解性。方法之一就是通过蛋白酶水解降低 蛋白质分子量和改变其空间结构，使之在浓缩干燥过程中减少发生蛋白质 分子的聚合，然而，从生产大豆饮品的角度，实现水解大豆蛋白质必须用 蛋白酶制剂，虽然目前蛋白酶制剂品种繁多，但对于生产豆奶粉来说，其 成本是难以接受的，大约每公斤豆奶粉需0.5～0.7元，而且利用这些酶 制剂水解后的产品还产生苦味和操作上的诸多困难，例如浆料具有较高的 粘稠性，除渣困难等。
总之，目前市场上豆奶粉的品种很多，经过生产者的不懈努力，在分 散性和溶解性上确实都有很大程度的改善，但是都没有真正达到豆奶粉颗 粒的溶解，即，没有真正的无糖速溶豆奶粉。

本发明提供了一种新型速溶豆奶粉，当用水冲调时，豆奶粉颗粒能完 全溶解，能得到质地均一的豆奶溶液，该豆奶可以是不含糖的，这样口感 更醇厚，可以被更广泛的消费群体所接受。
本发明还提供了该速溶豆奶粉的制造方法，利用激活大豆原料自身蛋 白水解酶，通过完全不同于现有技术的水解过程，不仅解决了豆奶粉的溶 解性问题，减少了甚至不必使用价格昂贵的蛋白酶制剂，在改善了产品品 质的同时，也降低了生产成本，使蛋白酶水解法得以在工业化生产中实现。
本发明人在对大豆特性的深入研究中认为，包括大豆、花生在内的油 料作物本身所含有的蛋白水解酶完全可以达到木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、 枯草杆菌1398蛋白酶等酶制剂的活力和水解效果，但它们在被激活前并 不表现酶活力，只有在被激活后，才具有水解蛋白质的能力(这也是此类 蛋白酶没有被发现其利用价值的原因)，而这些蛋白水解酶在适当的条件 下是可以被激活的。
发明人发现，大豆自身所含的蛋白水解酶可以被各类蛋白酶制剂及已 被活化的大豆、花生、葵花籽、油菜籽等油料作物蛋白酶激活，即使已 经加热失活的大豆蛋白酶仍可被以上酶激活，而大豆在自身蛋白酶的作用 下发生水解后，水解物料中可溶性蛋白的提取率提高，由此得到的豆奶粉 的溶解性也能被改善，最直接的现象就是其用水冲调后可形成均一的豆奶 溶液，而不是悬浮液，即使未添加牛奶、糖等助溶材料时也可以完全溶解。
根据本发明提出的制造速溶豆奶粉的方法，是以大豆为主要原料，使 磨浆后的大豆浆料在大豆自身所含大豆蛋白酶的作用下发生水解，所述水 解过程包括利用事先被激活了其中所含蛋白酶的“激活剂”，使大豆浆料 中的蛋白水解酶被激活而发生水解反应，水解后的豆浆进行灭酶和喷雾干 燥。
根据本发明优选的方案，激活剂可以通过三种方式得到：
·自身激活法；
·外源蛋白酶激活法；
·利用已被激活的任一种油料作物蛋白酶激活其它油料作物中的蛋白 酶，即，交叉激活法。
1、根据本发明优选的制造方法，将大豆原料浆液在30～65℃，pH值 6.5～8.5的条件下搅拌2～6小时，pH值通过加入碱性剂来维持，使植物 自身蛋白酶被激活，然后以该水解物料作为“激活剂”加入首批待水解的 原料浆料中进行酶解反应，加入量为原料浆料重量的1/15～1/5，水解过 程中维持搅拌，温度控制30～65℃，加入碱性剂控制pH值6.5～8.5，水 解时间1～2.5小时。
本发明将上述方法称为大豆蛋白酶自动激活法和传递激活法。具体过 程可以是，大豆于常温～60℃的水中浸泡0～60hr，大豆不经浸泡或浸泡 直至出芽都可使酶被激活。浸泡时间与温度的各种组合，对酶活力虽有影 响，但并不影响蛋白水解的最终效果。浸泡大豆时对水质无特殊要求也无 需软化。经浸泡吸水饱和的大豆加5～8倍水磨成豆糊，将此豆糊放入有 搅拌器的水解罐中，保持豆糊温度30～65℃，并开始搅拌，经2.5～5hr 左右，豆糊pH值开始下降，表示大豆蛋白酶已被激活，可以加碱液(可 以是多种碱和碱性盐的混合液)调pH值至7.0～7.5，继续反应并不断添 加碱液维持pH稳定，加碱量控制为干大豆重量的0～3.0％。通过加碱量可 控制不同水解度来达到不同的溶解效果，达到设定的反应终点范围后，水 解罐中留一定量的豆糊，优选留1/10量，再加入新磨制的豆糊进行下一 批反应，维持原温度与pH值，不断搅拌。此次水解反应速度明显提高， 一般在1～2.5 hr完成。以后不断重复以上过程达到连续生产目的。
以上过程第一批物料的水解为自动激活过程，所以耗时较长，所需时 间与大豆品种、陈旧程度及泡豆条件有关。从第二批物料开始，进入正常 生产，每批物料水解后都留一定量(一般在1/15～1/5左右，可以留1/10 左右)作为下批物料的“激活剂”，延续水解反应过程，可维持基本相同 的反应时间，达到同样效果。
水解反应完成后，豆糊进行分离去渣。因水解过的豆渣松散干爽，很 易过滤。过滤得到的豆浆pH值降至7.5～5.6范围，立即加热灭酶，灭酶 条件为常压煮沸5分钟或高压灭酶121℃，30秒，也可采用其他可行的常 规或传统方法，灭酶除了灭活各种有害酶外，也包括被活化的蛋白酶。然 后用通常方法真空浓缩，由于发生了水解反应，浓缩物的固形物浓度比未 水解的明显提高，最高可达30％以上，这样有利于提高喷雾干燥效率，并 且能提高成品的容重和流散性。
2、根据本发明另一个优选的方法，还可以采用外源酶(各种酶制剂) 激活法和传递激活法：利用任何蛋白酶制剂首先使原料浆液发生水解，在 反应液的pH值开始下降时，加入碱性制剂维持pH值稳定，0.5～1.0小时 后即得到“激活剂”，然后以该“激活剂”加入首批待水解的大豆浆液中 进行酶解反应，加入量为原料浆料重量的1/15～1/5，水解过程维持搅拌， 温度控制30～65℃，加入碱性剂控制pH值6.5～8.5，水解时间1～2.5 小时。
与上述自动激活法相似，豆糊使用蛋白酶制剂在适宜的活化条件下(不 同酶制剂所要求的温度和pH值不同，只需按照酶制剂产品的说明操作， 或稍加试验即可)维持搅拌，所述酶制剂为通常的商购产品，例如植物蛋 白酶：木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶；动物蛋白酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶；各 种微生物蛋白酶如枯草杆菌蛋白酶1398等，反应达到要求后，9/10物料 进入下一生产工序，罐中留一定量作“激活剂”，并加入下一批物料，如 此反复进行，构成正常生产过程。后续工序与自动激活法后续工艺相同， 按常规方法浓缩、喷雾干燥。
3、根据本发明另一个优选的制造方法，采用相互(交叉)激活法，所 述激活剂的原料包括花生、葵花籽、菜籽等油料作物或它们的低温粕。即， 花生等油料种籽中蛋白酶自动活化后作为启动“激活剂”，都可以活化大 豆蛋白酶。
可以采用前面所述的任何一种方法，花生、葵花籽、菜籽等油料作物 或它们的低温粕先磨成浆，用自身激活法或使用酶制剂先活化。但活化所 需时间各异(其中花生蛋白酶的活化时间较短)，活化后作为大豆原料的 启动源，从第二批物料开始进入正常生产过程，其他工序完全相同。所得 产品中，花生豆奶粉溶解性优于纯大豆粉。每一种作物的蛋白酶激活大豆 蛋白酶的速度会不同，作用终点也不同。因此通过搭配可选择最理想水解 速度与水解终点。
总之，本发明优选使用包括以上三种激活方法在内的任何方法得到的 “激活剂”作为“启动源”，然后采用类似发酵接种的方法，把每一批已 活化的物料作为“种液”接入下一批物料，同时再激活下一批物料中的蛋 白酶，生产就可以稳定地进行下去。而且除启动激活反应较慢外，以后每 批反应速度较快且稳定。“种液”的加入量一般为下一批原料浆液的1/15～ 1/5，优选在1/10左右。
在酸、碱或酶作用下蛋白质发生水解时，表现为大量不溶性蛋白质转 变为可溶性蛋白质。本发明人经过了大量实验，发现按照上述方法操作， 原料的蛋白质提取率明显提高，由此证明原料自身的蛋白酶被激活，实现 了蛋白质的水解，具体实验方法和结果可参见后面的实验例1和2所描述。
根据本发明的方法，水解度对豆奶粉的溶解性有明显的影响，选择适 当的水解度，豆奶粉几乎可达到奶粉的溶解效果。这种真正意义上的溶解 与目前豆奶粉生产中经常采用的靠加糖来提高水中分散度以达到视觉上的 “溶解”有本质的区别，而且使用大豆蛋白酶不存在外源性酶制剂水解所 造成的苦味。水解度可以按耗碱量控制，如果以NaOH计，耗碱量控制为 大豆重量的0～3.0％范围内，均可达到改善豆奶粉溶解性的目的。一般情 况下，水解度高，耗碱量大，溶解性好，产品中多肽含量高，但产品风味、 口感会不同。
当使用被激活的花生糊作为“激活剂”加入到大豆原料浆料中，或使 用的激活剂中包括部分花生蛋白酶时，可以得到风味更独特的花生豆奶 粉。
与现有技术相比，本发明的创新性在于提出了激活和利用大豆蛋白酶 实现豆浆的水解，在解决豆奶粉的溶解性方面获得意想不到的效果，并且， 利用本发明的方法生产豆奶粉，降低了使用蛋白酶制剂的成本，也没有专 门的大豆脱腥步骤，而生产出的豆奶粉除具有很好的溶解性外，在口感和 生产成本及蛋白利用率等方面都是现有技术所不能相比的(参见实验例 3)。
本发明所制造的豆奶粉包括含奶或不含奶的，如前面所描述的，本发 明的豆奶粉由于在制造过程中引入水解反应而本身具有很好的溶解性，所 以是否含有奶或奶粉完全视口味的要求而定。
具体实施方案
以下通过具体试验和实施例详细说明本发明的实施过程和所带来的多 方面的明显效果，旨在帮助阅读者更好地理解和领会本发明的实质和创新 性所在，但不能对本发明的可实施范围构成任何限定，对于熟知本领域技 术的人士在本说明书的教导和启发下所做出的对本发明技术方案的任何修 饰和改动，均应属于本发明权利要求书的保护范围。
说明：本发明后面的实验例中，
“固形物提取率”＝浆料中的固形物含量/原料总量×100％；
“蛋白质提取率”＝浆料中的蛋白质含量/原料中的总蛋白质含量× 100％
(这里的蛋白质提取率只代表生产工艺条件下的提取效果，不代表大 豆的NSI值)
实验例1
100g大豆经浸泡吸水饱和并用800ml水磨成豆糊，加入0.1g木瓜 蛋白酶(60万活力单位/g)，于42℃保温并不停搅拌，用0.1N NaOH溶 液不断滴加，维持其pH值稳定于7.0～7.2。当耗碱液达50ml时终止反 应。取100ml加入下一批次的同样豆糊中，按同样条件进行反应。此后每 次均取100ml反应完成的豆糊作为“接种液”加入下一批，共进行12批 次传递反应。
每批反应后的豆糊均分别去除豆渣，测定分离出豆浆中的蛋白质和固 形物含量。与未经水解反应的作对比。结果如表1：
                                   表1   反应批次   酶用量  耗碱量   固形物提取率   蛋白质提取率   对照组   0   0     55.2％     65.7％   第一批   0.1g   50ml     64.7％     82.4％   第二批   10-2g   50ml     65.2％     84.1％   第三批   10-3g   50ml     66.1％     86.0％   …   …   …     …     …   第九批   10-9g   50ml     65.6％     85.3％   …   …   …     …     …   第十二批  10-12g   50ml     64.7％     85.9％
从上表的结果可以看出：反应进行到第十二批时，固形物及蛋白质提 取率均未降低，说明酶活力稳定，而加入的木瓜蛋白酶仅剩10-12g，不可 能再维持同样酶活力，由此推定，必然是大豆中存在的蛋白酶被激活而产 生的效果。
实验例2本发明方法生产的豆奶粉与市售豆奶粉溶解性对照试验
取本发明实施例1方法生产的豆奶粉及市售样品各10.0g，加入80ml、 50℃温水搅拌，并于50℃水浴中保温10min，经离心处理(3000rpm、 10min)，弃去上层溶液，沉淀物与离心管干燥至恒重(105℃)，计算不溶物 占样品比例，比较各样品溶解性，见表2。
表中的市售产品A和B中含糖量≤60％，并有牛奶成分(包装标示)。 本发明的两个样品(水解与未水解豆浆粉)未加糖及牛奶等可溶性成分。
                      表2 豆浆(奶)粉中蛋白质含量     不溶物 未水解豆浆粉     46.3％     92.3％ 水解法豆浆粉     46.3％     2.1％ 市售豆奶粉A     ≥16％(包装标示)     2.0％ 市售豆奶粉B     ≥16％(包装标示)     33.1％
实验例3  自动激活蛋白酶水解法制造的豆奶豆腥味比较测试
取2Kg大豆浸泡一夜，再与16Kg自来水用砂轮磨研成豆糊，升温到 55℃并用电动搅拌机搅拌。称取12g NaOH和10g Ca(OH)2与400ml水配 成悬浊液，并用此悬浊液调豆糊pH值至7.5。当pH值开始下降后，继续 加入混合碱液维持pH值基本不变，待碱液加完后且pH值降至7.0时，立 即用小型离心机分离去渣，所得豆浆立即煮沸5min，得到豆浆18Kg(蛋 白质浓度3.52％)，加入蔗糖450g并进行均质处理(20/5MPa)。
另用2Kg大豆浸泡一夜，加14Kg自来水同样磨浆，直接分离出豆浆 15.5Kg(蛋白质浓度3.45％)，加入775g蔗糖，煮沸后同样均质处理。此 浆液作为对照样品。
此两批豆浆甜度相似。
自超市购入某品牌豆奶(为进口生产线生产)，工艺过程为：脱皮、半 干法磨浆、真空闪蒸脱腥、蛋白质含量≥3.5％。
豆腥味对比采用品尝法，参加者12人(男女各6人)。结果如表3：
                              表3                 豆腥味                 口感 无豆腥 感觉 微感豆 腥味 豆腥味   明显   豆腥   味强   有明显   颗粒感   略有颗   粒感   滑润   细腻 普通豆浆     0     0     2     10     8     4     0 市售豆奶     9     3     0     0     0     9     3 水解豆奶     10     2     0     0     0     1     11
实施例1
1Kg大豆用普通自来水浸泡至吸水饱和后，增重至2.3Kg，再加6升 自来水，用小型砂轮磨磨成豆糊，转入带搅拌和保温装置的不锈钢桶中， 开动搅拌器并保温45～55℃，豆糊初始pH值为6.84，经3hr 20min pH 值开始下降，待豆糊pH值降至约6.4时，分离去渣，得到豆浆7.5升， 固形物浓度7.4％，立即加热至沸并维持5min，均质(20/5MPa)，分批利 用真空薄膜蒸发器浓缩，固形物浓度14％，再用小型喷雾干燥机干燥(进 风温度195℃，出口温度78～82℃，离心机12000rpm)，得到豆粉475g， 此豆粉可完全溶于50℃左右的温水，不生成沉淀物和上浮物，显微镜下有 少量未完全溶解的碎片。
实施例2
2.0Kg自来水室温浸泡14hr的大豆和300g同样条件浸泡的去红衣 花生，与6升自来水共同磨成糊，在实施例1相同的水解反应装置中于50 ℃搅拌水解。物料初始pH值6.75。经大约2hr 45min，pH值开始下降。 用混合碱液(NaOH∶Ca(OH)2＝1∶1，混合浓度5％)滴加维持pH值不变。待耗 碱量为10g时，停止滴加碱，继续反应约45min，取出90％的物料立即分 离去渣，并煮沸5min灭酶。罐中留1/10物料再加入一批同样大豆花生 糊继续反应，30min后pH值开始下降，立即添加同样混合碱液维持pH 值稳定，10g混合碱加完后继续反应30min。同样取90％物料分离除渣， 余下的10％供下一批反应。如此过程可重复延续下去。由第二批物料开始 反应时间为1hr 20min左右(此时间因原料不同而可有变化)。每一批 得到的浆按实施例1方法处理得到豆粉。此豆粉可用50℃温水完全溶解。 外观与鲜豆奶相似，无豆腥味，无上浮物与沉淀。
实施例3
2.3Kg浸泡14hr的大豆，加7升自来水磨成豆糊并加入已被活化的 豆糊，于50℃在电动搅拌下进行水解反应，并用4％NaOH溶液滴加维持pH 值7.5，当耗碱量达到750ml时，继续反应30min，去渣分离。得到豆 浆约9升，加入10g乳化剂(单甘酯、蔗糖酯等)混合并煮沸5min灭 酶，再均质(20/5MPa)，得到细腻无苦味的豆奶。经真空浓缩、喷雾干 燥得到豆奶粉。此豆奶粉可溶于冷水、温水和热水。溶解后外观如牛奶样 细腻，目视无未溶解颗粒上浮与下沉物，显微镜下未看到颗粒，口感也无 蛋白酶制剂水解所产生的苦味。