CN104905152A - 微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法及冷冻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，包括以下步骤：(1)大米清洗；(2)大米浸泡；(3)微波蒸煮：(4)冷却至室温后进行包装；(5)预冷到1～2℃；(6)对预冷后的米饭进行电场辅助冷冻至结晶完成，电场辅助冷冻温度为-18～-20℃：(7)在无电场作用下冷冻至冻藏温度；(8)进行冻藏。本发明有效抑制了直链分子的胶化；形成的冰晶细小，且主要分布于胞内，大大预防了支链淀粉分子的重排，获得口感、营养较好的方便米饭。

Description

微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法及冷冻装置

技术领域

本发明涉及冷冻食品领域，特别涉及一种微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法。

背景技术

方便米饭是指经短时间加热或经少量水浸泡后便可食用的方便米制品。冷冻米饭是其中一种，是指大米经熟制后，在常压下-40℃以下的环境中急速冷冻并在-18℃以下冻藏的产品。即需要经过蒸煮与冷冻两步工艺，二者皆影响最终米饭的口感及营养品质。

不同的蒸煮方式下，由于热量的产生机理、升温速度和蒸煮时间等的差异，对米饭的感官品质、理化特性及营养特性都有很大的影响。例如，传统的常压蒸煮加热时间长，米饭表面裂纹多，关泽、粘弹性和滋味较差；高压蒸煮方式加热时间短，米饭韧性好，但是压力的瞬间释放，导致米饭的风味散失比较多。

微波是频率在300MHz到300GHz的电波，具有穿透性，使极性分子和集团随微波高平震荡产生热量，使淀粉糊化，由于升温迅速，导致内部压力较大，分子内部物质急剧向外扩散。在米饭的制作过程中，体系中的水、脂类、淀粉中的羟基、蛋白质中的氨基等极性物质在微波的作用下快速震荡而发热。许永亮等研究表明微波对淀粉质体系的糊化速度远高于热传导方式，淀粉的碘蓝值和酶解力较低。许金东等研究表明微波蒸煮的米饭直链淀粉溢出量最大，质地柔软；存放后的感官品质较常压蒸煮好。但是正是由于这种溢出，使得微波蒸煮获得米饭在常规冷冻储藏过程中发生淀粉分子刚性增强，淀粉再结晶，从而导致米饭的硬度大，粘弹性下降，感官品质劣变。

米饭是我国最重要的主食，随着人们的生活水平及方式的改变，速冻方便米饭的需求量日益增大。从获得优良口感的蒸煮米饭为基础，再辅助以新型冷冻方式进行速冻米饭的制作，从而双重保证获得品质较佳的速冻方便米饭。传统的一些加热(常/高压蒸煮)及速冻法(常压冷冻、风冷、循环盐水、液氮冷冻)等相对来说主要存在以下不足：

(1)常压蒸煮耗时长，米饭表明裂纹多，粘弹性及口感较差。

(2)高压蒸煮米饭的压力瞬间释放导致风味散失较多。

(3)常规方法煮制速冻米饭的原料时，则要求直链淀粉含量少，支链淀粉含量多，对米种有一定的要求，限制了其使用范围。

(4)常规速冻方法，冻结速率慢，形成的冰晶尺寸不一、分布不均，对细胞膜和结构有一定程度的损害，导致解冻后持水能力下降；即刻冷却后，亦存在一定的直链淀粉的交联缠绕现象，有短期老化的产生。

储存时，对支链淀粉分子的重组排列抑制不够明显，发生长期老化现象，即容易产生较严重的米饭回生，直接影响食品的品质。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，有效抑制了直链分子的胶化；形成的冰晶细小，且主要分布于胞内，大大预防了支链淀粉分子的重排，获得口感、营养较好的方便米饭。

本发明的另一目的在于提供实现上述微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法的装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，包括以下步骤：

(1)大米清洗；

(2)大米浸泡；

(3)微波蒸煮：

直链淀粉含量为17％～28.5％的籼米，给予900～1000W的微波处理23～30min，暂停13～18min，继续给予600～700W的微波处理12～15min；

直链淀粉含量为8.3％～17％的粳米，给予800～900W的微波处理15～23min，暂停10～13min，继续给予550～600W的微波处理9～12min；

直链淀粉含量低于8％的糯米，给予700～800W的微波处理10～15min，暂停8～10min，继续给予500～550W的微波处理6～9min；

(4)步骤(3)得到的米饭摊开冷却至室温后进行包装；

(5)包装后的米饭预冷到1～2℃；

(6)对预冷后的米饭进行电场辅助冷冻至结晶完成，电场辅助冷冻温度为-18～-20℃：

对于直链淀粉含量为17％～28.5％的籼米，给予800～1000V/cm电场处理；直链淀粉含量为8.3％～17％的粳米，给予600～800V/cm电场处理；直链淀粉含量低于8％的糯米，给予400～600V/cm电场处理；

(7)电场辅助冷冻后的米饭在无电场作用下冷冻至冻藏温度；

(8)进行冻藏。

步骤(2)所述的大米浸泡，具体为：

直链淀粉含量为17％～28.5％的籼米，米水质量比为1:1.7～2，浸泡温度为45～50℃，浸泡时间为30～35min；

直链淀粉含量为8.3％～17％的粳米，米水质量比为1:1.3～1.7，浸泡温度为40～45℃，浸泡时间为25～30min；

直链淀粉含量低于8％的糯米，米水质量比为1:1～1.3，浸泡温度为35～40℃，浸泡时间为20～25min。

步骤(7)所述冻藏温度为-18～-20℃。

步骤(2)所述大米浸泡，具体为大米中加入35～50℃水，在35～50℃水浴中浸泡。

步骤(4)所述包装，具体为：

采用铝箔袋在0.1MPa下进行真空包装，包装规格为每袋100g～300g。

当包装规格为每袋100g时，电场辅助冷冻的时间为10～15min；无电场作用下冷冻的时间为10～15min。

步骤(4)所述包装，具体为：

当包装规格为每袋200g时，电场辅助冷冻的时间为15～20min；无电场作用下冷冻的时间为15～20min。

当包装规格为每袋200g时，电场辅助冷冻的时间为20～25min；无电场作用下冷冻的时间为20～25min。

实现所述的微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法的冷冻装置，包括传输带、电场辅助冷冻腔、无电场冷冻腔；工作时，米饭样品由传输带依次送入电场辅助冷冻腔、无电场冷冻腔中进行冷冻；

所述电场辅助冷冻腔内设有半导体制冷片及两个相对设置的电极板；所述无电场冷冻腔设有半导体制冷片；半导体制冷片下设有风扇。

本发明的原理如下：

电场是能影响水分子运动排列的一种微能源，作为一种强极性分子，在电场力的作用下它会产生偶极矩且会产生趋向外电场转向，而这种定向在外电场方向上的水分子的状态最稳定，并且按能量的分布函数出现最大值。当在低温冷冻中，这种稳定的状态和最大的分布将会促进晶核的形成，具有极强的诱发作用，从而过冷度会大大降低。所以在冷冻米饭的成核阶段施加外电场，使得过冷度降低，快速成核，不仅缩短了冷冻时间，最重要阻止了直链淀粉分子相互缠绕引起的短期老化；在冰晶生长阶段外电场的引入，使得冰晶生长主要沿着外电场的方向进行，抑制了其他方向的任意生长，使得形成的冰晶尺寸更加细小，充斥在淀粉分子之间，有效预防抑制了后期储藏过程中的长期老化现象，即支链淀粉的外侧短支链形成的双重旋重结晶。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

(1)本发明的方法得到的方便米饭，口感与品质佳，从蒸煮与冷冻两个方面进行了双重保证。

(2)本发明采用微波蒸煮米饭营养保留好，感官评价最高；

(3)本发明采用电场辅助速冻米饭，快速成核，有效抑制了直链分子的胶化；形成的冰晶细小，且主要分布于胞内，大大预防了支链淀粉分子的重排。

(4)本发明扩大了速冻米饭对原料米的要求范围，即籼米、粳米、糯米皆可以加工。

附图说明

图1为本发明的实施例采用的冷冻装置的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例采用的冷冻装置如图1所示，包括传输带1、电场辅助冷冻腔A、无电场冷冻腔B；工作时，米饭样品5由传输带依次送入电场辅助冷冻腔A、无电场冷冻腔B中进行冷冻。

所述电场辅助冷冻腔A内设有半导体制冷片2及两个相对设置的电极板6；所述无电场冷冻腔B设有半导体制冷片2；半导体制冷片2下设有风扇3；半导体制冷片2连接有半导体电源控制箱4；电极板6连接有电极电源控制箱7。

本实施例的微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，包括以下步骤：选取天优86(水分含量为14.5％，直链淀粉含量为22.5％)为原料，称取1.5kg大米，常规淘洗后，置于微波炉的样品盒内加入2.7L、48℃的自来水盖上样品盒盖恒温浸泡30min；浸泡结束后进行微波蒸煮，给予900W的微波处理25min，暂停15min，给予650W的微波处理13min，停止加热10min后，取出置于室温环境中；摊开鼓冷风冷却至室温，约需30min；采用10*15cm的铝箔包装袋，在0.1MPa下进行真空包装，每袋装100g；置于1～2℃冷库中预冷至1～2℃，约需1h；打开传输带，将预冷米饭传输至电场辅助冷冻腔A(提前半小时预冷至-18～-20℃)，给予900V/cm的电场处理13min；传输至无电场冷冻腔B(提前半小时预冷至-18～-20℃)继续冷冻13min；置于-18～-20℃的冷库冻藏。此方式得到的蒸煮米饭，经专业人士感官评价得：较常规高压蒸煮米饭的感官品质佳，包括香气、滋味、米饭粒的膨胀均匀度较好，且表面微观结构观察得到米饭粒表明比较光滑完整，无裂纹；淀粉粒间的间隙较常规高压蒸煮降低了15％；在此基础上，利用微波辅助冷冻得到的速冻米饭其内部冰晶有90％分布于细胞内，而且形成的冰晶尺寸只有10％达到50μm或以上，90％的在30μm左右；较常规冰箱冷冻在冰晶尺寸上减少了90％，在胞内冰晶分布上增加了80％。经4℃解冻，微波(100％输出功率，3.5min)加热后，质构仪测试分析得，TPA参数明显优于常规冷冰箱冷冻，尤其是硬度、咀嚼度参数值极显著(p<0.01)低于常规冰箱冷冻。持水率、体外蛋白消化率较常规冷冻分别显著提升了20％、15％左右。且差式扫描热量法结果显示出本方法得到的速冻米饭支链淀粉回升晗值储藏7天后比常规冷冰箱冷冻降低50％，说明此方式能有效抑制淀粉的老化，降低米饭的回生率。且冻藏6个月后，色泽(白度)无明显变化。

实施例2

本实施例的微波辅助制作速冻方便米饭的方法，包括以下步骤：选取国宝桥米(水分含量为17.5％，直链淀粉含量16.80％，)为原料，称取2kg大米，常规淘洗后，置于微波炉的样品盒内加入3L、42℃的自来水盖上样品盒盖恒温浸泡25min；浸泡结束后进行微波蒸煮，给予850W的微波处理20min，暂停10min，给予550W的微波处理10min，停止加热10min后，取出置于室温环境中；摊开鼓冷风冷却至室温，约需25min；采用16*24cm的铝箔包装袋，在0.1MPa下进行真空包装，每袋装200g；置于1～2℃冷库中预冷至1～2℃，约需1.5h；打开传输带，将预冷米饭传输至电场辅助冷冻腔A(提前半小时预冷至-18～-20℃)，给予700V/cm的电场处理18min；传输至无电场冷冻腔B(提前半小时预冷至-18～-20℃)继续冷冻18min；置于-18～-20℃的冷库冻藏。此方式得到的蒸煮米饭，经专业人士感官评价得：较常规高压蒸煮米饭的感官品质佳，包括香气、滋味、米饭粒的膨胀均匀度较好，且表面微观结构观察得到米饭粒表明比较光滑完整，无裂纹；淀粉粒间的间隙较常规高压蒸煮降低了20％；在此基础上，利用微波辅助冷冻得到的速冻米饭其内部冰晶有93％分布于细胞内，而且形成的冰晶尺寸只有8％达到50μm或以上，92％的在30μm左右；较常规冰箱冷冻在冰晶尺寸上减少了93％，在胞内冰晶分布上增加了84％。经4℃解冻，微波(100％输出功率，3min)加热后，质构仪测试分析得，TPA参数明显优于常规冷冰箱冷冻，尤其是硬度、咀嚼度参数值极显著(p<0.01)低于常规冰箱冷冻。持水率、体外蛋白消化率较常规冷冻分别显著提升了24％、19％左右。且差式扫描热量法结果显示出本方法得到的速冻米饭支链淀粉回升晗值储藏7天后比常规冷冰箱冷冻降低56％，说明此方式能有效抑制淀粉的老化，降低米饭的回生率。且冻藏6个月后，色泽(白度)无明显变化。

实施例3

本实施例的微波辅助制作速冻方便米饭的方法，包括以下步骤：五芳斋糯米(水分含量为24.5％，直链淀粉含量为0.40％)为原料，称取2.5kg大米，常规淘洗后，置于微波炉的样品盒内加入2.5L、35℃的自来水盖上样品盒盖恒温浸泡20min；浸泡结束后进行微波蒸煮，给予700W的微波处理13min，暂停8min，给予500W的微波处理13min，停止加热8min后，取出置于室温环境中；摊开鼓冷风冷却至室温，约需30min；采用20*20cm的铝箔包装袋，在0.1MPa下进行真空包装，每袋装300g；置于1～2℃冷库中预冷至1～2℃，约需2h；打开传输带，将预冷米饭传输至电场辅助冷冻腔A(提前半小时预冷至-18～-20℃)，给予500V/cm的电场处理25min；传输至无电场冷冻腔B(提前半小时预冷至-18～-20℃)继续冷冻至-18～-20℃；置于-18～-20℃的冷库冻藏。此方式得到的蒸煮米饭，经专业人士感官评价得：较常规高压蒸煮米饭的感官品质佳，包括香气、滋味、米饭粒的膨胀均匀度较好，且表面微观结构观察得到米饭粒表明比较光滑完整，无裂纹；淀粉粒间的间隙较常规高压蒸煮降低了23％；在此基础上，利用微波辅助冷冻得到的速冻米饭其内部冰晶有94％分布于细胞内，而且形成的冰晶尺寸只有6％达到50μm或以上，94％的在30μm左右；较常规冰箱冷冻在冰晶尺寸上减少了90％，在胞内冰晶分布上增加了95％。经4℃解冻，微波(100％输出功率，2.5min)加热后，质构仪测试分析得，TPA参数明显优于常规冷冰箱冷冻，尤其是硬度、咀嚼度参数值极显著(p<0.01)低于常规冰箱冷冻。持水率、体外蛋白消化率较常规冷冻分别显著提升了28％、22％左右。且差式扫描热量法结果显示出本方法得到的速冻米饭支链淀粉回升晗值储藏7天后比常规冷冰箱冷冻降低63％，说明此方式能有效抑制淀粉的老化，降低米饭的回生率。且冻藏6个月后，色泽(白度)无明显变化。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)大米清洗；

(2)大米浸泡；

(3)微波蒸煮：

直链淀粉含量为17％～28.5％的籼米，给予900～1000W的微波处理23～30min，暂停13～18min，继续给予600～700W的微波处理12～15min；

直链淀粉含量为8.3％～17％的粳米，给予800～900W的微波处理15～23min，暂停10～13min，继续给予550～600W的微波处理9～12min；

直链淀粉含量低于8％的糯米，给予700～800W的微波处理10～15min，暂停8～10min，继续给予500～550W的微波处理6～9min；

(4)步骤(3)得到的米饭摊开冷却至室温后进行包装；

(5)包装后的米饭预冷到1～2℃；

(6)对预冷后的米饭进行电场辅助冷冻至结晶完成，电场辅助冷冻温度为-18～-20℃：

对于直链淀粉含量为17％～28.5％的籼米，给予800～1000V/cm电场处理；直链淀粉含量为8.3％～17％的粳米，给予600～800V/cm电场处理；直链淀粉含量低于8％的糯米，给予400～600V/cm电场处理；

(7)电场辅助冷冻后的米饭在无电场作用下冷冻至冻藏温度；

(8)进行冻藏。

2.根据权利要求1所述的微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，其特征在于，步骤(2)所述的大米浸泡，具体为：

直链淀粉含量为17％～28.5％的籼米，米水质量比为1:1.7～2，浸泡温度为45～50℃，浸泡时间为30～35min；

直链淀粉含量为8.3％～17％的粳米，米水质量比为1:1.3～1.7，浸泡温度为40～45℃，浸泡时间为25～30min；

直链淀粉含量低于8％的糯米，米水质量比为1:1～1.3，浸泡温度为35～40℃，浸泡时间为20～25min。

3.根据权利要求1所述的微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，其特征在于，步骤(7)所述冻藏温度为-18～-20℃。

4.根据权利要求1或2所述的微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，其特征在于，步骤(2)所述大米浸泡，具体为大米中加入35～50℃水，在35～50℃水浴中浸泡。

5.根据权利要求1所述的微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，其特征在于，步骤(4)所述包装，具体为：

采用铝箔袋在0.1MPa下进行真空包装，包装规格为每袋100g～300g。

6.根据权利要求5所述的微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，其特征在于，

当包装规格为每袋100g时，电场辅助冷冻的时间为10～15min；无电场作用下冷冻的时间为10～15min。

7.根据权利要求5所述的微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，其特征在于，步骤(4)所述包装，具体为：

当包装规格为每袋200g时，电场辅助冷冻的时间为15～20min；无电场作用下冷冻的时间为15～20min。

8.根据权利要求5所述的微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，其特征在于，

当包装规格为每袋200g时，电场辅助冷冻的时间为20～25min；无电场作用下冷冻的时间为20～25min。

9.实现权利要求1～8任一项所述的微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法的冷冻装置，其特征在于，包括传输带、电场辅助冷冻腔、无电场冷冻腔；工作时，米饭样品由传输带依次送入电场辅助冷冻腔、无电场冷冻腔中进行冷冻；

所述电场辅助冷冻腔内设有半导体制冷片及两个相对设置的电极板；所述无电场冷冻腔设有半导体制冷片；半导体制冷片下设有风扇。