本发明涉及灭菌工艺领域，具体涉及一种植物蛋白饮料的低温灭菌工艺。
背景技术：
传统的植物蛋白的提取生产技术大多采用多效降膜浓缩及高温灭菌法。上述方法在杀菌、浓缩等关键工艺过程的温度控制较高，营养成分损失较大，特别是有效成分中的热敏性物质(蛋白、维生素等破坏率≥35％)等营养成分的大量损失影响了植物蛋白的天然品质，且同时导致制备的植物蛋白饮料的口感不够细腻。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种植物蛋白饮料的低温灭菌工艺，具体包括以下步骤：
步骤一，提取制备：
对植物粉末与去离子水混合均匀后，得到植物混液；将所述植物混液与低浓度丁醇溶液混合，进行蛋白提取，得到植物蛋白提取液；
步骤二，预处理：
将所述植物蛋白提取液密封，于-5～-1℃温度下冷藏储存24～48h，得到预处理植物蛋白提取液；
步骤三，高压均质：
将所述预处理植物蛋白提取液置于高压均质机中分散均质5～10min，得到均质植物蛋白饮料提取液；其中，均质压强设置为100～400mpa；
步骤四，低温浓缩灭菌：
将所述均质植物蛋白饮料提取液抽入低温灭菌浓缩器中，加入灭菌剂，灭菌0.5～1h，过滤，抽真空，浓缩，得到灭菌后的植物蛋白饮料提取液。
优选地，所述植物为花生、杏仁、燕麦、核桃和黄豆中的一种或多种。
优选地，所述步骤一中，植物粉末与去离子水的固液比为1:10～20。
优选地，所述步骤一中，丁醇溶液的质量浓度为10％～20％；植物混液与丁醇溶液的体积比为1～3:1。
优选地，所述步骤一的步骤具体为：
将植物清洗干净、阴凉通风处晾干，于30～40℃下烘焙12～24h，之后研磨成粉末，与去离子水混合，在30～40℃下搅拌2～5h，得到植物混液；向所述植物混液中加入质量浓度为10～20％的丁醇溶液，室温下浸泡搅拌1～2h后，超声0.5～1h，之后静置5～8h，离心取上清液，过色谱柱层析，收集洗脱液，得到植物蛋白提取液。
优选地，所述步骤四中，均质植物蛋白饮料提取液浓缩至原体积的50％～60％。
优选地，所述步骤四中，灭菌剂与所述均质植物提取液的固液比为1:20～50；真空压强设置为-0.10～-0.05mpa，温度为40～50℃。
优选地，所述灭菌剂为改性壳聚糖微球，所述改性壳聚糖微球是使用纳洛酮对壳聚糖进行接枝制备得到。
优选地，所述改性壳聚糖微球的制备方法为：
s1.称取壳聚糖粉末加入去离子水中，搅拌至均匀，滴加质量分数为50％～70％的乙酸溶液，搅拌至完全溶解，得到壳聚糖溶液；
其中，壳聚糖粉末与去离子水的固液比为1:50～100；乙酸溶液与去离子水的体积比为1～3％；
s2.称取乳化剂加入至石油醚中，置于密闭容器中搅拌至均匀，得到油相；以所述壳聚糖溶液作为水相逐滴加入至所述油相中，置于30～50℃水浴条件下搅拌3～5h后，滴加质量浓度为30％的戊二醛溶液，继续搅拌2～4h，离心，过滤取固体物，先用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤3次，冷冻干燥，得到壳聚糖微球；
其中，乳化剂与石油醚的体积比为1:20～30；所述壳聚糖溶液与所述油相的体积比为1:2～4；戊二醛溶液与石油醚的体积比为1～1.5:100；
s3.称取纳洛酮盐酸盐与去离子水混合，升温至50～60℃，搅拌至均匀，得到纳洛酮盐酸盐溶液；将所述壳聚糖微球加入至所述纳洛酮盐酸盐溶液中，以200～500rpm的速度搅拌至均匀，趁热倒入反应釜中，置于80～120℃烘箱中密闭反应8～16h，过滤，离心取固体物，先用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤3次，冷冻干燥，得到改性壳聚糖微球；
其中，纳洛酮盐酸盐与去离子水的固液比为1:20～50；所述壳聚糖微球与纳洛酮盐酸盐的质量比为1:2～5。
优选地，所述乳化剂为吐温60和/或司盘80。
本发明的有益效果：
1.本发明提供了一种植物蛋白饮料的低温灭菌工艺，该工艺过程包括：提取制备、预处理、高压均质和低温浓缩灭菌。其中，提取工艺浸泡、超声、过柱，使有效物质更容易被提取出；预处理过程是将提取液冷藏静置，为后续高压均质以及灭菌做准备；高压均质是将提取液分散的更加细腻、均匀，且兼有灭菌效果；低温浓缩灭菌是对提取液进一步灭菌和浓缩。相比较普通的高温灭菌工艺，本发明最终得到的植物蛋白提取液不仅最大限度地保护了植物蛋白提取液中的有效营养成分，特别是不耐热活性物质，且营养成分体积变小，比普通食品吸收利用效率更高。
2.本发明在提取过程中使用了浓度较低的丁醇溶液取得了较好的技术效果，相比较一般使用的高浓度的乙醇溶液，低浓度的丁醇溶液不仅不会使蛋白质失活，且能够更好的溶出蛋白质。本发明使用了高压均质的方法进行均质，该过程不仅能够使植物蛋白提取液更加的均匀，也起到了很好的灭菌作用。本发明使用的高压均质机的压强设置为100～400mpa，远远高于普通的均质压强要求，故在使用的过程中能够使植物蛋白提取液的粒径达到纳米级，而常见的致病菌粒径主要在微米级，因此，在均质的过程中，大部分细菌已经死掉，后期只需要处理剩下的小部分细菌即可，极大的节省了后期的灭菌时间。
3.壳聚糖本身是一种天然的抗菌物质，其抗菌性来源于其表面丰富的自由基，但是由于其抗菌能力有限，本发明先将壳聚糖制备成微球，极大的增加了壳聚糖的比表面积，之后将纳洛酮盐酸盐接枝于壳聚糖微球的表面，使壳聚糖表面的自由基大量的增加，该自由基能够引起细菌的细胞膜损伤，可以与细菌细胞壁结合，从而破坏细胞壁和表面蛋白，导致细胞死亡，进而增加了壳聚糖的抗菌性。本发明所制备的抗菌剂属于可降解可再生的材料，对人体安全无毒副作用，且在处理后可多次重复利用。
此外，本发明制备得到的改性壳聚糖微球，在液体中加热后能够膨胀，进一步增大了微球表面与液体的接触面积，增大了其灭菌性能，节省了灭菌时间。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种植物蛋白饮料的低温灭菌工艺，具体包括以下步骤：
步骤一，提取制备：
将植物清洗干净、阴凉通风处晾干，于30～40℃下烘焙12～24h，之后研磨成粉末，与去离子水混合，在30～40℃下搅拌2～5h，得到植物混液；向所述植物混液中加入质量浓度为10～20％的丁醇溶液，室温下浸泡搅拌1～2h后，超声0.5～1h，之后静置5～8h，离心取上清液，过色谱柱层析，收集洗脱液，得到植物蛋白提取液；
其中，植物为花生、杏仁、燕麦、核桃和黄豆中的一种或多种；
步骤二，预处理：
将所述植物蛋白提取液经过滤后密封，于-5～-1℃温度下冷藏储存24～48h，得到预处理植物蛋白提取液；
步骤三，高压均质：
将所述预处理植物蛋白提取液置于高压均质机中分散均质5～10min，得到均质植物蛋白饮料提取液；其中，均质压强设置为100～400mpa；
步骤四，低温浓缩灭菌：
将所述均质植物蛋白饮料提取液抽入低温灭菌浓缩器中，加入灭菌剂，灭菌0.5～1h，过滤，抽真空，浓缩，得到灭菌后的植物蛋白饮料提取液；
其中，灭菌剂与均质植物提取液的固液比为1:20～50；真空压强设置为-0.10～-0.05mpa，温度为40～50℃；均质植物蛋白饮料提取液浓缩至原体积的50％～60％。
上述灭菌剂为改性壳聚糖微球，改性壳聚糖微球是使用纳洛酮对壳聚糖进行接枝制备得到。
改性壳聚糖微球的制备方法为：
s1.称取壳聚糖粉末加入去离子水中，搅拌至均匀，滴加质量分数为50％～70％的乙酸溶液，搅拌至完全溶解，得到壳聚糖溶液；
其中，壳聚糖粉末与去离子水的固液比为1:80；乙酸溶液与去离子水的体积比为2％；
s2.称取吐温60加入至石油醚中，置于密闭容器中搅拌至均匀，得到油相；以壳聚糖溶液作为水相逐滴加入至油相中，置于30～50℃水浴条件下搅拌3～5h后，滴加质量浓度为30％的戊二醛溶液，继续搅拌2～4h，离心，过滤取固体物，先用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤3次，冷冻干燥，得到壳聚糖微球；
其中，吐温60与石油醚的体积比为1:25；壳聚糖溶液与油相的体积比为1:3；戊二醛溶液与石油醚的体积比为1.25:100；
s3.称取纳洛酮盐酸盐与去离子水混合，升温至50～60℃，搅拌至均匀，得到纳洛酮盐酸盐溶液；将壳聚糖微球加入至纳洛酮盐酸盐溶液中，以200～500rpm的速度搅拌至均匀，趁热倒入反应釜中，置于80～120℃烘箱中密闭反应8～16h，过滤，离心取固体物，先用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤3次，冷冻干燥，得到改性壳聚糖微球；
其中，纳洛酮盐酸盐与去离子水的固液比为1:35；壳聚糖微球与纳洛酮盐酸盐的质量比为1:3。
实施例2
一种植物蛋白饮料的低温灭菌工艺，具体包括以下步骤：
步骤一，提取制备：
将植物清洗干净、阴凉通风处晾干，于30～40℃下烘焙12～24h，之后研磨成粉末，与去离子水混合，在30～40℃下搅拌2～5h，得到植物混液；向所述植物混液中加入质量浓度为10～20％的丁醇溶液，室温下浸泡搅拌1～2h后，超声0.5～1h，之后静置5～8h，离心取上清液，过色谱柱层析，收集洗脱液，得到植物蛋白提取液；
其中，植物为花生、杏仁、燕麦、核桃和黄豆中的一种或多种；
步骤二，预处理：
将所述植物蛋白提取液经过滤后密封，于-5～-1℃温度下冷藏储存24～48h，得到预处理植物蛋白提取液；
步骤三，高压均质：
将所述预处理植物蛋白提取液置于高压均质机中分散均质5～10min，得到均质植物蛋白饮料提取液；其中，均质压强设置为100～400mpa；
步骤四，低温浓缩灭菌：
将所述均质植物蛋白饮料提取液抽入低温灭菌浓缩器中，加入灭菌剂，灭菌0.5～1h，过滤，抽真空，浓缩，得到灭菌后的植物蛋白饮料提取液；
其中，灭菌剂与均质植物提取液的固液比为1:20～50；真空压强设置为-0.10～-0.05mpa，温度为40～50℃；均质植物蛋白饮料提取液浓缩至原体积的50％～60％。
上述灭菌剂为改性壳聚糖微球，改性壳聚糖微球是使用纳洛酮对壳聚糖进行接枝制备得到。
改性壳聚糖微球的制备方法为：
s1.称取壳聚糖粉末加入去离子水中，搅拌至均匀，滴加质量分数为50％～70％的乙酸溶液，搅拌至完全溶解，得到壳聚糖溶液；
其中，壳聚糖粉末与去离子水的固液比为1:50；乙酸溶液与去离子水的体积比为1％；
s2.称取吐温60加入至石油醚中，置于密闭容器中搅拌至均匀，得到油相；以壳聚糖溶液作为水相逐滴加入至油相中，置于30～50℃水浴条件下搅拌3～5h后，滴加质量浓度为30％的戊二醛溶液，继续搅拌2～4h，离心，过滤取固体物，先用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤3次，冷冻干燥，得到壳聚糖微球；
其中，吐温60与石油醚的体积比为1:20；壳聚糖溶液与油相的体积比为1:2；戊二醛溶液与石油醚的体积比为1:100；
s3.称取纳洛酮盐酸盐与去离子水混合，升温至50～60℃，搅拌至均匀，得到纳洛酮盐酸盐溶液；将壳聚糖微球加入至纳洛酮盐酸盐溶液中，以200～500rpm的速度搅拌至均匀，趁热倒入反应釜中，置于80～120℃烘箱中密闭反应8～16h，过滤，离心取固体物，先用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤3次，冷冻干燥，得到改性壳聚糖微球；
其中，纳洛酮盐酸盐与去离子水的固液比为1:20；壳聚糖微球与纳洛酮盐酸盐的质量比为1:2。
实施例3
一种植物蛋白饮料的低温灭菌工艺，具体包括以下步骤：
步骤一，提取制备：
将植物清洗干净、阴凉通风处晾干，于30～40℃下烘焙12～24h，之后研磨成粉末，与去离子水混合，在30～40℃下搅拌2～5h，得到植物混液；向所述植物混液中加入质量浓度为10～20％的丁醇溶液，室温下浸泡搅拌1～2h后，超声0.5～1h，之后静置5～8h，离心取上清液，过色谱柱层析，收集洗脱液，得到植物蛋白提取液；
其中，植物为花生、杏仁、燕麦、核桃和黄豆中的一种或多种；
步骤二，预处理：
将所述植物蛋白提取液经过滤后密封，于-5～-1℃温度下冷藏储存24～48h，得到预处理植物蛋白提取液；
步骤三，高压均质：
将所述预处理植物蛋白提取液置于高压均质机中分散均质5～10min，得到均质植物蛋白饮料提取液；其中，均质压强设置为100～400mpa；
步骤四，低温浓缩灭菌：
将所述均质植物蛋白饮料提取液抽入低温灭菌浓缩器中，加入灭菌剂，灭菌0.5～1h，过滤，抽真空，浓缩，得到灭菌后的植物蛋白饮料提取液；
其中，灭菌剂与均质植物提取液的固液比为1:20～50；真空压强设置为-0.10～-0.05mpa，温度为40～50℃；均质植物蛋白饮料提取液浓缩至原体积的50％～60％。
上述灭菌剂为改性壳聚糖微球，改性壳聚糖微球是使用纳洛酮对壳聚糖进行接枝制备得到。
改性壳聚糖微球的制备方法为：
s1.称取壳聚糖粉末加入去离子水中，搅拌至均匀，滴加质量分数为50％～70％的乙酸溶液，搅拌至完全溶解，得到壳聚糖溶液；
其中，壳聚糖粉末与去离子水的固液比为1:100；乙酸溶液与去离子水的体积比为3％；
s2.称取吐温60加入至石油醚中，置于密闭容器中搅拌至均匀，得到油相；以壳聚糖溶液作为水相逐滴加入至油相中，置于30～50℃水浴条件下搅拌3～5h后，滴加质量浓度为30％的戊二醛溶液，继续搅拌2～4h，离心，过滤取固体物，先用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤3次，冷冻干燥，得到壳聚糖微球；
其中，吐温60与石油醚的体积比为1:30；壳聚糖溶液与油相的体积比为1:4；戊二醛溶液与石油醚的体积比为1.5:100；
s3.称取纳洛酮盐酸盐与去离子水混合，升温至50～60℃，搅拌至均匀，得到纳洛酮盐酸盐溶液；将壳聚糖微球加入至纳洛酮盐酸盐溶液中，以200～500rpm的速度搅拌至均匀，趁热倒入反应釜中，置于80～120℃烘箱中密闭反应8～16h，过滤，离心取固体物，先用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤3次，冷冻干燥，得到改性壳聚糖微球；
其中，纳洛酮盐酸盐与去离子水的固液比为1:50；壳聚糖微球与纳洛酮盐酸盐的质量比为1:5。
对比例1
一种植物蛋白饮料的低温灭菌工艺，具体包括以下步骤：
步骤一，提取制备：
将植物清洗干净、阴凉通风处晾干，于30～40℃下烘焙12～24h，之后研磨成粉末，与去离子水混合，在30～40℃下搅拌2～5h，得到植物混液；向所述植物混液中加入质量浓度为10～20％的丁醇溶液，室温下浸泡搅拌1～2h后，超声0.5～1h，之后静置5～8h，离心取上清液，过色谱柱层析，收集洗脱液，得到植物蛋白提取液；
其中，植物为花生、杏仁、燕麦、核桃和黄豆中的一种或多种；
步骤二，预处理：
将所述植物蛋白提取液经过滤后密封，于-5～-1℃温度下冷藏储存24～48h，得到预处理植物蛋白提取液；
步骤三，高压均质：
将所述预处理植物蛋白提取液置于高压均质机中分散均质5～10min，得到均质植物蛋白饮料提取液；其中，均质压强设置为10～20mpa；
步骤四，低温浓缩灭菌：
将所述均质植物蛋白饮料提取液抽入低温灭菌浓缩器中，加入灭菌剂，灭菌0.5～1h，过滤，抽真空，浓缩，得到灭菌后的植物蛋白饮料提取液；
其中，灭菌剂与均质植物提取液的固液比为1:20～50；真空压强设置为-0.10～-0.05mpa，温度为40～50℃；均质植物蛋白饮料提取液浓缩至原体积的50％～60％。
上述灭菌剂为改性壳聚糖微球，改性壳聚糖微球是使用纳洛酮对壳聚糖进行接枝制备得到。
改性壳聚糖微球的制备方法为：
s1.称取壳聚糖粉末加入去离子水中，搅拌至均匀，滴加质量分数为50％～70％的乙酸溶液，搅拌至完全溶解，得到壳聚糖溶液；
其中，壳聚糖粉末与去离子水的固液比为1:100；乙酸溶液与去离子水的体积比为3％；
s2.称取吐温60加入至石油醚中，置于密闭容器中搅拌至均匀，得到油相；以壳聚糖溶液作为水相逐滴加入至油相中，置于30～50℃水浴条件下搅拌3～5h后，滴加质量浓度为30％的戊二醛溶液，继续搅拌2～4h，离心，过滤取固体物，先用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤3次，冷冻干燥，得到壳聚糖微球；
其中，吐温60与石油醚的体积比为1:30；壳聚糖溶液与油相的体积比为1:4；戊二醛溶液与石油醚的体积比为1.5:100；
s3.称取纳洛酮盐酸盐与去离子水混合，升温至50～60℃，搅拌至均匀，得到纳洛酮盐酸盐溶液；将壳聚糖微球加入至纳洛酮盐酸盐溶液中，以200～500rpm的速度搅拌至均匀，趁热倒入反应釜中，置于80～120℃烘箱中密闭反应8～16h，过滤，离心取固体物，先用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤3次，冷冻干燥，得到改性壳聚糖微球；
其中，纳洛酮盐酸盐与去离子水的固液比为1:50；壳聚糖微球与纳洛酮盐酸盐的质量比为1:5。
对比例2
一种植物蛋白饮料的低温灭菌工艺，具体包括以下步骤：
将植物清洗干净、阴凉通风处晾干，于30～40℃下烘焙12～24h，之后研磨成粉末，与去离子水混合，在30～40℃下搅拌2～5h，得到植物混液；向所述植物混液中加入质量浓度为10～20％的丁醇溶液，室温下浸泡搅拌1～2h后，超声0.5～1h，之后静置5～8h，离心取上清液，过色谱柱层析，收集洗脱液，得到植物蛋白提取液；
其中，植物为花生、杏仁、燕麦、核桃和黄豆中的一种或多种；
步骤二，预处理：
将植物蛋白提取液经过滤后密封，于-5～-1℃温度下冷藏储存24～48h，得到预处理植物蛋白提取液；
步骤三，高压均质：
将所述预处理植物蛋白提取液置于高压均质机中分散均质5～10min，得到均质植物蛋白饮料提取液；
其中，均质压强设置为100～400mpa；
步骤四，低温浓缩灭菌：
将均质植物蛋白饮料提取液抽入低温灭菌浓缩器中，加入壳聚糖，灭菌0.5～1h，过滤，抽真空，浓缩，得到灭菌后的植物蛋白饮料提取液；
其中，壳聚糖与均质植物提取液的固液比为1:20～50；真空压强设置为-0.10～-0.05mpa，温度为40～50℃；均质植物蛋白提取液浓缩至原体积的50％～60％。
为了更清晰的说明本发明的内容，对本发明实施例1～3与对比例1～2的灭菌效果进行检测，具体为：
1.培养菌液：
将金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的菌种分别置于10ml营养肉汤培养基中，37℃培养24h；分别取培养液1ml加入9ml的质量浓度为0.9％无菌氯化钠溶液，采用10倍递增稀释法，将两种菌液分别稀释至合适的含量，备用；
2.接种：
在本发明实施例1～3与对比例1～2的工艺步骤三均质前，接种所制备得到的金黄色葡萄球菌液与大肠杆菌液加入至预处理植物提取液中，接种量为：金黄色葡萄球菌液、大肠杆菌液在预处理植物提取液的含量均为10cfu/ml，之后继续进行剩下的步骤(其中，对比例1～3中灭菌剂与均质植物提取液的固液比为1:20，对比例2中壳聚糖与均质植物提取液的固液比为1:20)，结束后对投入金黄色葡萄球菌液与大肠杆菌液的实施例1～3与对比例1～2所制备的植物提取液进行细菌检测，结果如表1所示。
表1灭菌效果检测
由表1可知，本发明实施例1、实施例2、实施例3的工艺对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有较好的灭菌作用，对比例1的灭菌效果没有实施例1～3的好，可能是因为对比例1的均质压强过小，而后续灭菌剂的处理时间又过短所导致的；对比例2的灭菌效果没有实施例1～3的好，可能是因为使用的灭菌剂仅仅为普通的壳聚糖，灭菌效果不足。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。