CN101120698A

CN101120698A - 小麦胚芽在线微波灭酶的方法和装置

Info

Publication number: CN101120698A
Application number: CNA2007101309436A
Authority: CN
Inventors: 董英; 徐斌; 陈国平; 钱晔; 张海晖; 崔恒林
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2008-02-13

Abstract

本发明公开了一种小麦胚芽的在线微波灭酶的方法和装置，将微波灭酶装置安装在小麦面粉加工车间并与生产线相连接，从高方平筛上分离出的新鲜小麦胚芽通过溜管输送进入微波灭酶装置，该微波灭酶装置主要由控制系统、微波发生系统、传动系统、物料输送系统、温控系统和空气调节系统等六部分组成，物料输送滚筒连接上方进料口和下方出料口，微波发生系统安装在物料输送滚筒的下部，控制系统与微波发生系统电连接，温控系统安装在下方出料口附近，传动系统安装在上方进料口附近，本发明能提高小麦胚芽的稳定性，并实现工业化生产，生产能力为每小时处理麦胚5～50kg，麦胚可进行真空包装并可长期保存，为小麦胚芽的深度加工创造了条件。

Description

小麦胚芽在线微波灭酶的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种农产品深加工领域，尤其涉及一种小麦胚芽灭酶的方法和装置。

背景技术

小麦胚芽虽然仅占小麦籽粒的2～3％，但其中含有极其丰富的蛋白质、脂肪、矿物质和维生素，以及一些微量生理活性成份，被营养学家誉为“人类天然的营养宝库”和“人类的生命之源”。研究表明，小麦胚芽具有延缓衰老、降低血脂、软化血管、促进生长发育、改善机体基础代谢率等功效作用，并能预防癌症、高血压、糖尿病和心脑血管疾病等。但是，目前我国尚未能对小麦胚芽进行充分开发利用，大部分被混入麸皮作为饲料处理。其主要原因是：胚芽是小麦籽粒中生理活性最强的部分，水分(11.5～14.5％)和脂肪(7～11％)含量高。当小麦胚芽和小麦籽粒分离后，在高活力脂肪水解酶和脂肪氧化酶的作用下，短时间内就会使其脂肪酸值大幅度升高，引起麦胚酸败变质；同时微生物繁殖生长快，也会导致麦胚出现结块、霉变、发酵等变质现象。因此，只有通过稳定化处理，小麦胚芽才能安全运输和贮存，从而使麦胚深加工和综合利用成为现实。目前，解决麦胚酸败变质的稳定化方法主要为热处理，包括干热和湿热处理，加热处理钝化脂肪酶活性是目前普遍采用的一种方法，然而干热处理对酶的钝化效果不好，而湿热法易导致麦胚水分含量高，设备的一次性投入较大，很难实现工业化生产。

现有技术已认识到微波对小麦胚中酶的钝化效果优于传统的加热方式，微波具有热穿透力强、加热速度快、时间短、营养物质损失少的优点，微波加热可以达到灭酶、灭菌和干燥的功效。专利申请号为200510036855.0，公开号为CN1757705，名称为“用微波和溶剂提取小麦胚芽油的方法”的专利文献公开了的方法是先将小麦胚芽和溶剂混和，再用微波处理混和液，其目的是为了利用微波作用的选择性和较低的温度及较短的提取时间，避免小麦胚芽中其它杂质的溶出，以获得较为纯净的油品，但没有解决麦胚的酸败变质问题。

曹辉(小麦胚芽微波灭酶的试验研究，食品工业科技，2003)、刘勇(小麦胚微波灭酶实验研究，粮油食品科技，2005)和张锐利(小麦胚芽灭酶试验中微波的作用研究，粮食加工，2005)等报道了微波对麦胚中脂肪酶的钝化效果，然而这两种研究都是实验室规模的试验研究，且均采用家用微波炉为试验仪器，与工业化生产技术存在一定的差异，目前尚未见到有关在线微波灭酶的工业化生产装置。

发明内容

为克服现有技术中对小麦胚芽灭酶不及时和彻底、脂肪氧化酶易复活、蛋白质易变性、设备投入高和未能实现工业化生产等缺陷，本发明提供一种简单易行的小麦胚芽在线微波灭酶的工艺方法和装置。

本发明采用的技术方案是：小麦胚芽在线微波灭酶的方法是将本发明的微波灭酶装置安装在小麦面粉加工车间，并与面粉厂的加工生产线相连接，从小麦面粉加工车间的高方平筛上分离出的新鲜小麦胚芽通过溜管输送，直接进入微波灭酶装置，实现小麦胚芽的在线微波干燥和灭酶；该微波灭酶装置主要由控制系统、微波发生系统、传动系统、物料输送系统、温控系统和空气调节系统等六部分组成。物料输送滚筒连接上方进料口和下方出料口，微波发生系统安装在物料输送滚筒的下部，控制系统与微波发生系统电连接，温控系统安装在下方出料口附近，传动系统安装在上方进料口附近。

本发明的小麦胚芽在线微波灭酶的方法和装置能显著提高小麦胚芽的稳定性，并实现工业化生产，生产能力为每小时处理麦胚5～50kg，经过微波处理后的麦胚进行真空包装，可长期保存，为小麦胚芽的深度加工创造了条件。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明装置的一个实施例的结构图。

图2是图1中物料输送滚筒6内侧的轴向均布的四块挡板10结构图。

图3是本发明装置的另一实施例的结构图。

具体实施方式

如图1所示，小麦胚芽车间的生产线上有高方平筛，小麦胚芽经高方平筛分离后进入溜管，然后由溜管进入上方进料口4。传动系统3采用齿轮传动，无级变速，滚筒转速10～100转/min可调。空气调节系统5采用引风机除去系统内的湿热蒸汽，降低麦胚的水分含量物料输送滚筒6倾斜连接上方进料口4和下方出料口8，微波发生系统1安装在物料输送滚筒6的下部，微波发生系统1由六套微波发生器组成由6套微波发生器组成，微波频率为2450±50MHz，微波功率为0～4kw连续可调。物料输送形式为倾斜滚筒式(右顶部进料，滚筒式推进，左下部出料)或水平滚筒式(右顶部进料，绞笼推进，左下部出料)。倾斜式滚筒直径12～20cm，长度60～200cm。滚筒内侧径向内嵌高4～6cm的隔板，目的是实现物料在筒内的翻滚，保证微波加热的均匀性。滚筒的水平的倾角为5～10度，以实现物料在筒内的水平推进，水平式滚筒直径10～15cm，长度60～200cm。控制系统2与微波发生系统1电连接，控制系统2采用PLC程序控制，扩展接口可接计算机、打印机；其输入电源是三相380V±10％，50Hz±1％；使用环境是温度0～40℃，湿度≤80％。温控系统7安装在下方出料口8附近，具有测温和控温功能，加热温度为0～250℃，连续可调。采用红外感应，测定出料口的麦胚温度。根据设定的微波加热温度，实现微波加热功率的自动调节传动系统3安装在上方进料口4附近。本装置的工作过程如下：进入到上方进料口4的小麦胚芽随后进入物料输送滚筒3。开启传动系统3至适当转速，待下方出料口8有物料溢出时，打开微波系统1至合适的微波加热功率，并通过调节滚筒转速和倾斜角度使进出物料达到平衡；物料在滚筒输送过程中被微波加热、灭酶。如图2所示，滚筒内侧轴向均布四块挡板10，当物料被挡板10携带并转动到一定高度后，自由落下，从而实现了麦胚的水平推进和上下翻动，且保证了物料加热的均匀一致；在控制系统2中设定微波加热温度，然后打开温控系统7，测定物料出口处的料温，由控制系统2自动调节微波加热功率；最后开启空气调节系统5，调节风门，除去微波加热时产生的湿热空气，并使产品终水分含量达到指标要求。

如图3所示，其它结构和图1相同，所不同的是在物料输送筒6保持固定状态，在其内腔中安装一个物料输送绞笼9，从上方进料口4伸至下方出料口8。本装置的工作过程如下：高方平筛分离得到的小麦胚芽由溜管送入上方进料口4，然后进入物料输送绞笼9，开启传动系统3至适当转速，待下方出料口8有物料溢出时，打开微波系统1至合适的微波加热功率，并通过调节绞笼转速使进出物料达到平衡；物料在绞笼输送过程中被微波加热、灭酶，并混合搅拌，保证其中物料加热的均匀一致；在控制系统2中设定微波加热温度，然后打开温控系统7，测定物料出口处的料温，由控制系统2自动调节微波加热功率；最后开启空气调节系统5，调节风门，除去微波加热时产生的湿热空气，并使产品终水分含量达到指标要求。

本发明的工艺方法如下：将微波灭酶装置安装在小麦面粉加工车间，并与面粉厂的加工生产线相配套。从高方平筛分离出的新鲜小麦胚芽，通过溜管输送，直接进入微波干燥装置，并立刻进行低温干燥和灭酶，实现小麦胚芽的在线灭酶。

本发明的微波灭酶装置的生产能力为每小时处理麦胚5～50kg。通常情况下，小麦胚芽原始水分含量在11.5～14.5％，一般为12～12.5％；根据面粉生产线的产量、小麦品种、提胚工艺和麦胚纯度要求不同，提胚量在5～30kg/h不等，一般为20～25kg/h。根据小麦胚芽的含水量和流量，选择1～4kw的微波加热功率，最佳微波加热功率为2～2.5kw。微波加热时间控制在30s～6min，最佳时间为3～5min；微波加热温度控制在60～100℃，最佳温度为70～80℃。温度过高或时间过长会导致蛋白变性，温度太低或时间短，灭酶不彻底，产品水分含量高。

上述工艺条件是通过下面的控制手段来实现的。

(1)根据麦胚流量大小和含水量的高低选择设定相应的微波加热功率。

(2)通过调节滚筒转速和倾斜度或调整绞笼转速达到控制微波作用时间的目的。

(3)采用红外感应，测定出料口的麦胚温度，通过调节微波加热功率实现控制微波加热温度的目的。

采用本发明生产出的小麦胚芽成品，水分含量为4～6％，色泽金黄，带有浓郁的麦香味；产品酸值变化平缓，在35天的加速储藏期间基本保持了一个平稳的变化趋势，在室温下储藏6个月仍符合食用标准。

本发明中的微波灭酶装置，一方面是以电磁波传输理论为基础，同时还结合了小麦胚芽特定的生产工艺和物料特性。本发明融合微波、食品加工、机电一体化和传感自动控制等多项技术，使得整机运行可靠。本发明的微波装置造价低、体积小、能耗低，采用自动控制，操作简便。

采用本发明的微波灭酶方法和装置处理小麦胚芽，不仅使麦胚在常温下能长期贮存，而且能全面保护、保留麦胚的营养。小麦胚芽中的V_E和其它热敏性营养成分的破坏程度较小，蛋白质变性程度低，功能特性能够得到较好的保持。同时还有利于麦胚油脂的开发和利用。由于麦胚含水量降低，且经过微波处理，因而更加有利于麦胚油的浸出。

下面通过五个实施例对本发明再作详细说明：

实施例1

高方平筛分离得到的小麦胚芽流量为20kg/h，水分含量为12％，由溜管送入微波灭酶设备上方进料口，然后进入物料输送绞笼，绞笼直径12cm，长度92cm。开启传动系统，调节转速为10转/min，待下方出料口有物料溢出时，打开微波系统，调节微波加热功率为2000w，并通过调节绞笼转速为22转/min，使进出物料达到平衡；在控制系统中设定微波加热温度为80℃，然后打开温控系统，测定物料出口处的料温，由控制系统自动调节微波加热功率；最后开启空气调节系统，调节风门，除去微波加热时产生的湿热空气。经检测，产品终水分含量为4.2％。

实施例2

高方平筛分离得到的小麦胚芽流量为15kg/h，水分含量为12.3％，由溜管送入微波灭酶设备上方进料口，然后进入物料输送绞笼，绞笼直径12cm，长度92cm。开启传动系统，调节转速为10转/min，待下方出料口有物料溢出时，打开微波系统，调节微波加热功率为2000w，并通过调节绞笼转速为19转/min，使进出物料达到平衡；在控制系统中设定微波加热温度为75℃，然后打开温控系统，测定物料出口处的料温，由控制系统自动调节微波加热功率；最后开启空气调节系统，调节风门，除去微波加热时产生的湿热空气。经检测，产品终水分含量为4.0％。

实施例3

高方平筛分离得到的小麦胚芽流量为15kg/h，水分含量为12.2％，由溜管送入微波灭酶设备上方进料口，然后进入物料输送滚筒，滚筒直径15cm，长度92cm，水平倾角5度。开启传动系统至转速为32转/min，待下方出料口有物料溢出时，打开微波系统，调节微波加热功率为2500w，并通过调节滚筒转速为40转/min使进出物料达到平衡；在控制系统中设定微波加热温度为85℃，然后打开温控系统，测定物料出口处的料温，由控制系统自动调节微波加热功率；最后开启空气调节系统，调节风门，除去微波加热时产生的湿热空气。经检测，产品终水分含量为3.9％。

实施例4

高方平筛分离得到的小麦胚芽流量为21kg/h，水分含量为12.5％，由溜管送入微波灭酶设备上方进料口，然后进入物料输送滚筒，滚筒直径15cm，长度92cm，水平倾角7度。开启传动系统至转速为24转/min，待下方出料口有物料溢出时，打开微波系统，调节微波加热功率为2000w，并通过调节滚筒转速为48转/min使进出物料达到平衡；在控制系统中设定微波加热温度为70℃，然后打开温控系统，测定物料出口处的料温，由控制系统自动调节微波加热功率；最后开启空气调节系统，调节风门，除去微波加热时产生的湿热空气。经检测，产品终水分含量为5.1％。

实施例5

高方平筛分离得到的小麦胚芽流量为35kg/h，水分含量为12.3％，由溜管送入微波灭酶设备上方进料口，然后进入物料输送滚筒，滚筒直径15cm，长度92cm，水平倾角10度。开启传动系统至转速为64转/min，待下方出料口有物料溢出时，打开微波系统，调节微波加热功率为3500w，并通过调节滚筒转速为65转/min使进出物料达到平衡；在控制系统中设定微波加热温度为80℃，然后打开温控系统，测定物料出口处的料温，由控制系统自动调节微波加热功率；最后开启空气调节系统，调节风门，除去微波加热时产生的湿热空气。经检测，产品终水分含量为4.7％。

Claims

1.一种小麦胚芽在线微波灭酶的方法，将新鲜的小麦胚芽从小麦面粉加工车间的高方平筛上分离出，其特征是：微波灭酶装置安装在小麦面粉加工车间，并与面粉厂的加工生产线相配套；将分离出的小麦胚芽通过溜管输送，直接进入微波灭酶装置，实现小麦胚芽的在线微波干燥和灭酶。

2.根据权利要求1所述的小麦胚芽在线微波灭酶的方法，其特征是：微波加热功率为1～4kw，微波加热时间为30s～6min。

3.根据权利要求2所述的小麦胚芽在线微波灭酶的方法，其特征是：所述微波加热功率为2～2.5kw，微波加热时间为3～5min，微波加热温度为70～80℃。

4.一种实现权利要求1所述的小麦胚芽在线微波灭酶的装置，该装置安装在小麦制粉车间内，有传动系统(3)和空气调节系统(5)，其特征是：物料输送滚筒(6)连接上方进料口(4)和下方出料口(8)，微波发生系统(1)安装在物料输送滚筒(6)的下部，控制系统(2)与微波发生系统(1)电连接，温控系统(7)安装在下方出料口(8)附近，传动系统(3)安装在上方进料口(4)附近。

5.根据权利要求4所述的小麦胚芽在线微波灭酶的装置，其特征是：在物料输送滚筒(6)内侧还轴向均布四块挡板(10)，从上方进料口(4)伸至下方出料口(8)。

6.根据权利要求4所述的小麦胚芽在线微波灭酶的装置，其特征是：在物料输送筒(6)内腔中还安装一个物料输送绞笼(9)，从上方进料口(4)伸至下方出料口(8)。

7.根据权利要求4、5或6所述的小麦胚芽在线微波灭酶的装置，其特征是：所述微波发生系统(1)由六套微波发生器组成。

8.根据权利要求4、5或6所述的小麦胚芽在线微波灭酶装置，其特征是：所述传动系统(3)采用齿轮传动，无级变速；所述温控系统(7)内安装有红外感应器；空气调节系统(5)采用引风机结构，除去系统内的湿热蒸汽；所述控制系统(2)采用PLC程序控制，可扩展连接计算机和打印机。

9.根据权利要求5所述的小麦胚芽在线微波灭酶装置，其特征是：物料输送滚筒(6)的连接形式为倾斜滚筒式。

10.根据权利要求6所述的小麦胚芽在线微波灭酶装置，其特征是：物料输送筒(6)的连接形式为水平或倾斜式。