CN101301007A - 微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农产品加工领域，具体涉及一种微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法。所说的微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法，是在稻谷经砻谷后，对分离谷壳后的糙米进行微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理。得到脂肪酶活动度低下或无酶活的糙米，或进一步加工得到米糠，经此方法得到的糙米或米糠均具有高度的脂肪稳定性。本发明提供的方法，具有效率高，过程卫生简单，生产成本低的优点。

Description

微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法

技术领域

本发明属于农产品加工领域，具体涉及一种用微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米，从而使米糠稳定的方法。

背景技术

我国是世界上第一产稻大国，年产量约1.98亿吨，占世界总产量的1/3，稻谷资源十分丰富。米糠是糙米碾白加工过程的副产物，占糙米重量的5％～7％，由糙米的果皮、种皮、糊粉层和米胚芽等物质组成。新鲜米糠呈黄色，具有大米清香味。米糠含有12％～16％蛋白质，12％～23％脂肪，8％～10％粗纤维和7％～12％的灰分，还含有丰富的维生素和矿物质，至少集中了糙米78％的V_B1，47％的V_B2，67％的V_PP和80％铁元素。米糠蛋白质含有所有必需氨基酸，并且属低过敏性，适用于婴幼儿食品。米糠油的脂肪酸组成中油酸约占40％，亚油酸约占34％。米糠碳水化合物组分中膳食纤维含量较高。米糠所含的γ-谷维素、生育酚、生育三烯酚和肌醇等生理活性物质是米糠具有保健功能的重要原因。米糠能够降低血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇含量，增加高密度脂蛋白胆固醇含量；具有降低血脂，调节血糖，预防癌症和脂肪肝等多种保健功能。

尽管米糠营养丰富，但是新鲜米糠不易储存，原因在于碾米过程使得细胞中原先分离的米糠油和脂解酶相互接触，从而迅速发生水解。刚出机的米糠在25℃下游离脂肪酸可增加1％；新鲜米糠贮藏一个月，游离脂肪酸可从3％增至60％～70％。当米糠毛油脂肪酸含量达到10％以上时，精炼也不经济了，即使用作饲料也能造成畜禽消化不良，影响生长发育。米糠的不稳定性是其至今未能得到全面有效利用的关键因素。

米糠内存在多种类型的脂解酶和磷脂酶，日本学者Takano认为米糠油脂以脂肪球的形式存在，其外具有磷脂膜，因而在脂解酶能够水解油脂之前，必需在磷脂酶D作用下使膜破裂，才能使脂解酶与油脂接触水解。由于米糠油脂在室温下发生酶水解的速度很快，碾米后应尽快对米糠进行稳定化处理使酶失活。油脂和水解产生的脂肪酸能够在脂肪氧化酶作用下氧化变质，产生

味，这一反应因为速度相对较慢尚未引起足够重视。为了有效地加工和利用米糠，必须解决米糠稳定化问题。目前美国米糠产品均使用稳定化米糠。

早在1903年Browne就开始研究米糠在脂解酶作用下生成游离脂肪酸，并在美国化学会杂志报道加热可以在一定程度上防止米糠水解变质。至今100多年来，国内外已有多种米糠稳定化方法，包括盐酸法、辐射法、低温储藏法、酶法和加热法等。米糠稳定化处理是涉及酶变化和营养成分变化的复杂过程，稳定化效果涉及许多因素，诸如稻谷品种、碾米工艺、米糠组成、酶活力等原料变化因素；稳定化方法和工艺条件等加工因素；稳定化处理后的米糠含水率和天然抗氧化剂含量、包装方式、储藏温度和计划储藏时间等储藏因素，使得稳定化问题变得十分复杂。米糠经过稳定化处理，不仅要求酶的活力受到足够抑制，使在预定储藏期间米糠酸值和氧化程度控制在预期范围内，而且要避免米糠营养成分在稳定化处理和其后储藏期间受到过多损失。

米糠稳定化处理是有效利用米糠的必要前提和关键因素，成功的稳定化处理应该经济有效，在使脂解酶钝化的同时保留米糠营养成分及其功能性质，使米糠具有预期的安全储存期及达到相应的质量标准。虽然研究的稳定化方法有多种，但是目前国外工业化生产的食品用米糠主要采用酶法或挤压加热法稳定化。

热处理法热处理是通过加热的方法使得米糠中的脂肪酶变性失活，同时也能有效灭活米糠中的微生物，从而减少米糠中营养物质的酸败变质。挤压法始于1965年的美国，是目前研究的最成熟、应用最广泛的热处理方法之一。新出机的米糠在2h～4h内进行烘炒加热10min～15min，使温度达到95℃以上，水分降至4％～6％，即可进行短期贮藏。加热后温度达到115℃～120℃、水分降到3％～4％的米糠，可以贮藏半个月左右。

化学处理法化学处理法就是向米糠中添加化学试剂以改变米糠的pH值或离子强度以达到抑制米糠中脂肪酶的活力和钝化米糠的目的。化学方法设备投资小。目前报道的研究主要有喷洒盐酸使米糠的pH值下降至4，可以较大幅度地抑制脂肪酶的活性。添加焦亚硫酸钠或者亚硫酸钠也可抑制米糠中脂肪酶的活力。但是化学方法都是人为添加了化学试剂，限制了米糠作为食品工业原料的应用范围，使用酸对设备要求也高。

生物酶法(抗脂解酶法)  生物酶法是利用生物酶使得米糠中的脂肪酶失活，使米糠稳定的方法。该方法要求的温度不高。其原理是用植物蛋白酶钝化米糠中天然存在的脂水解酶。所用的植物蛋白酶并不是唯一的，可选择的酶有番木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、真菌蛋白酶、微生物蛋白酶及动物原生物酶(如胰腺酶)等。

目前挤压法比较成熟有效，工业化加热稳定方法主要是用该方法。先调整米糠水分，维持125℃～130℃挤压温度数秒钟，挤压后于97℃～99℃保温3min，能够有效抑制脂解酶和脂肪氧化酶的活性，稳定化效果明显。该稳定化方法的缺点是挤压机价格高，加工灵活性小，同时挤压操作过程受挤压机运转参数和物料参数影响较大，不易调节到使脂解酶最大失活同时对米糠组分营养和功能性质影响较小的操作条件，生产率也低。

现有的处理方法都是在碾米后针对米糠进行，如果米糠已经变质，那么任何处理都是无效的。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理效率高，过程简单卫生，生产成本低的米糠稳定化方法，杀酶的同时也具有杀菌的作用。

本发明的目的是这样实现的，微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法，是在稻谷经砻谷后，对分离谷壳后的糙米进行微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理，得到脂肪酶活动度低下或无酶活的糙米。由此得到的糙米或进一步加工所得的米糠均具有高度的脂肪稳定性。

本发明中微波、紫外线和高压脉冲电场处理的条件可以是常规的，其进行处理的条件只要是能实现使处理后的糙米的脂肪酶活动度低下或无酶活的都可以。为了便于理解，本发明提供以下具体操作示例：本发明在稻谷砻谷后碾米前，对糙米用微波、紫外线和高压脉冲电场联合进行处理，微波频率可以是常用的2450MHz或915MHz，也可以是其他与此相近的可用频率，微波作用时间10s～10min，可以采用连续方式，也可以采用脉冲方式作用。脉冲方式处理时，微波脉冲宽度10s～60s，间隔30s～60s。

高压脉冲电场强度优选2kV/cm～85kV/cm，脉冲宽度10μs～10ms，作用强度400个脉冲～100000个脉冲。

紫外线波长为200nm～400nm，紫外线作用时间10min～60min，采用连续方式作用。

糙米经输送带输送，输送带运动线速度0.5m/s～2m/s，料层厚度5cm～20cm。通风冷却。糙米还可经气流输送，气流速度10m/s～14m/s。糙米输送量0.5kg/s～2kg/s，可由多个输送管实现。

本发明提供的方法，具有效率高，过程卫生简单，生产成本低的优点。

具体实施方式

在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细地描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。

在本发明中，脂肪稳定性的测定指标是脂肪酶的活动度，下述实施例中经紫外线处理后的糙米的脂肪酶活动度均降为0。

实施例1稻谷砻谷后碾米前，对糙米用微波、紫外线和高压脉冲电场联合进行处理，微波频率2450MHz，作用时间6min，采用脉冲方式作用，微波脉冲宽度30s，间隔30s。高压脉冲电场强度2kV/cm，脉冲宽度200μs，作用强度50000个脉冲。紫外线波长为254nm，作用时间10min。糙米经输送带输送，输送带运动线速度0.5m/s，料层厚度10cm。

实施例2稻谷砻谷后碾米前，对糙米用微波、紫外线和高压脉冲电场联合进行处理，微波频率915MHz，连续作用时间2min。高压脉冲电场强度85kV/cm，脉冲宽度10μs，作用强度100000个脉冲。紫外线波长为365nm，作用时间20min。糙米经输送带输送，输送带运动线速度1m/s，料层厚度20cm。

实施例3稻谷砻谷后碾米前，对糙米用微波、紫外线和高压脉冲电场联合进行处理，微波频率915MHz，连续作用时间1.5min。高压脉冲电场强度50kV/cm，脉冲宽度1ms，作用强度3000个脉冲。紫外线波长为254nm，作用时间8min。糙米经输送带输送，输送带运动线速度2m/s，料层厚度5cm。

实施例4  稻谷砻谷后碾米前，对糙米用微波、紫外线和高压脉冲电场联合进行处理，微波频率915MHz，作用时间6min，采用脉冲方式作用，微波脉冲宽度60s，间隔60s。高压脉冲电场强度20kV/cm，脉冲宽度10ms，作用强度400个脉冲。紫外线波长为200nm，作用时间18min。糙米经气流输送，气流速度10m/s。糙米输送量0.5kg/s。

实施例5  稻谷砻谷后碾米前，对糙米用微波、紫外线和高压脉冲电场联合进行处理，微波频率2450MHz，连续作用时间10s。高压脉冲电场强度40kV/cm，脉冲宽度100μs，作用强度5000个脉冲。紫外线波长为400nm，作用时间60min。糙米经气流输送，气流速度12m/s。糙米输送量1kg/s。

实施例6  稻谷砻谷后碾米前，对糙米用微波、紫外线和高压脉冲电场联合进行处理，微波频率915MHz，连续作用时间3min。高压脉冲电场强度65kV/cm，脉冲宽度5ms，作用强度3000个脉冲。紫外线波长为365nm，作用时间30min。糙米经气流输送，气流速度14m/s。糙米输送量2kg/s。

实施例7  稻谷砻谷后碾米前，对糙米用微波、紫外线和高压脉冲电场联合进行处理，微波频率915MHz，作用时间10min，采用脉冲方式作用，微波脉冲宽度10s，间隔40s。高压脉冲电场强度58kV/cm，脉冲宽度12ms，作用强度300个脉冲。紫外线波长为365nm，作用时间70min。糙米经气流输送，气流速度10m/s。糙米输送量0.5kg/s。

Claims (7)

1、一种微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法，其特征在于，是在稻谷经砻谷后，对分离谷壳后的糙米进行微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理，得到脂肪酶活动度低下或无酶活的糙米。

2、如权利要求1所述的微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法，其特征在于，所说的微波处理的微波频率是2450MHz或915MHz，微波作用时间10s～10min，采用连续方式或脉冲方式作用。

3、如权利要求2所述的微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法，其特征在于，采用脉冲方式处理，微波脉冲宽度10s～60s，间隔30s～60s。

4、如权利要求1或2所述的微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法，其特征在于，所说的高压脉冲电场处理具体是：电场强度2kV/cm～85kV/cm，脉冲宽度10μs～10ms，作用强度400个脉冲～100000个脉冲。

5、如权利要求4所述的微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法，其特征在于，所说的紫外线处理具体是：紫外线波长为200nm～400nm，紫外线作用时间10min～60min，采用连续方式作用。

6、如权利要求5所述的微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法，其特征在于，糙米经输送带输送，输送带运动线速度0.5m/s～2m/s，料层厚度5cm～20cm。

7、如权利要求5所述的微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法，其特征在于，糙米经气流输送，气流速度10m/s～14m/s，糙米输送量0.5kg/s～2kg/s。