CN107319306A - 一种超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法 - Google Patents

一种超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，包括以下步骤：选取糙米，先置于纤维素酶和果胶酶复合水溶液中浸泡，接着采用超声波处理，然后倒掉溶液，清洗后沥干，再采用微波处理，最后在低温条件下冰冻处理并干燥即可。本发明方法利用超声波增强纤维素酶和果胶酶的作用，而微波可对残留的纤维素酶和果胶酶以及糙米米皮中的脂肪酶进行高效灭活。

Description

一种超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法
技术领域
本发明属于糙米技术领域，具体涉及一种超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法。
背景技术
全世界超过一半以上的人口以稻米为主食。随着人们生活水平提高和健康意识的不断增强，全谷物食物及其制品越来越受消费者欢迎。近年来，糙米作为全谷物食物得到越来越多的关注，因为与精米相比，糙米含有更多的脂肪、纤维素、矿物质和维生素等营养成分和生物活性物质。然而，由于糙米糠层中纤维和脂肪的影响，蒸煮时水分难于进入糙米，造成糙米难于蒸煮和口感差。
近年来，已报道的糙米蒸煮品质改良方法包括低压等离子体处理、酶解处理、加热-冷却处理、冻融处理等物理、生物的方法，目的是破坏糙米表层结构形成微缝，或对糙米表层组织成分进行适度降解，增加糙米在浸泡和蒸煮时的透水性，以改善糙米的蒸煮品质。这些方法都能在一定程度上改善糙米的蒸煮特性，但也存在一些问题，如低压等离子处理需要特定设备，酶解处理的效果因使用的生物酶种类和处理工艺不同会发生变化，加热-冷却处理可能会导致蒸煮时米粒发生断裂，冻融法需要多次处理多次才能达到一定的效果等。
因此，一种简单有效的糙米蒸煮品质改善方法对规模化处理糙米，促进糙米使用的普及具有非常重要的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，该方法利用超声波协同酶解和冰冻处理，可以改善糙米蒸煮品质。
本发明的技术问题是通过如下技术方案来实现的：一种超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，包括以下步骤：选取糙米，先置于纤维素酶和果胶酶复合水溶液中浸泡，接着采用超声波处理，然后倒掉溶液，清洗后沥干，再采用微波处理，最后在低温条件下冰冻处理并干燥即可。
在该超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法中：
所述糙米与所述纤维素酶和果胶酶复合水溶液的用量关系优选为100g：200～500mL。
所述纤维素酶和果胶酶复合水溶液的温度优选为30～45℃，浸泡时间优选为1～3h。
所述纤维素酶和果胶酶复合水溶液中纤维素酶的质量百分含量优选为0.2～0.6％，果胶酶的质量百分含量优选为0.1～0.3％，所述纤维素酶和果胶酶复合水溶液的pH值优选为6.0～8.0，更佳为7.0。
糙米米皮中含纤维素和果胶等成分，蒸煮时水分难于进入糙米，采用纤维素酶和果胶酶复合水溶液浸泡糙米，可以酶解米皮中的纤维素和果胶，使米皮的透水性得到提高。
超声波处理时，超声波频率优选为30～50kHz，更佳为40kHz，功率优选为40～60W，更佳为50W，超声波处理时间优选为15～30min，更佳为20min。
超声波对酶反应的影响，在不同的条件下结果有很大的不同，甚至完全相反。利用适合超声波功率，形成的超声振荡可加速底物与酶的接触，从而对酶反应起到催化作用。如果超声功率过大，超声波处理酶溶液时会出现空化效应，空化效应瞬间产生高温、高压、高能量密度冲击波、微射流等极端物理作用，可能会对酶分子的构象造成影响，从而影响酶的活性。
清洗优选采用蒸馏水，清洗次数优选为2～4次，更佳为3次。
微波处理时，微波频率优选为2300～2600MHz，更佳为2450MHz，功率优选为200～800W，处理时间优选为5～15min。
微波加热会形成温度场和电磁场，而常规加热只有温度场。研究表明，温度场和电磁场同时存在时能大大加强被加热蛋白质的变性；而且电磁场的作用比温度场的作用更强。利用适合微波功率加热可以快速钝化酶活，并可避免尽量降低对其他成分的影响。
所述低温条件优选为-15～-30℃，更佳为-18℃，冰冻时间优选为2～5h。
干燥温度优选为48～60℃，更佳为52℃，干燥时间优选为15～30h，更佳为24h。
微波处理后的糙米在低温条件下冰冻，然后再在较高的温度条件下干燥，由于热胀冷缩，糙米经过冰冻融化过程可使糙米表面产生微裂纹，增加糙米在浸泡时的吸水量，从而改善糙米的食用品质。
进一步的，本发明提供的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，包括以下步骤：选取糙米，先置于温度为35～40℃纤维素酶和果胶酶的复合水溶液中浸泡1.5～2h，接着采用频率为35～45kHz、功率为45～55W的超声波处理20～25min，然后倒掉溶液，采用蒸馏水清洗，清洗3次后沥干，再采用频率为2400～2500MHz、功率为400～600W微波处理8～12min，最后在-18～-25℃的低温条件下冰冻3～4h处理并干燥即可。
在该优选的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法中：
所述糙米和所述纤维素酶和果胶酶的复合水溶液的用量关系为100g：300～400mL。
所述纤维素酶和果胶酶的复合水溶液中纤维素酶的质量百分含量为0.3～0.5％，果胶酶的质量百分含量为0.15～0.25％，所述纤维素酶和果胶酶的复合水溶液的pH值为6.5～7.5。
干燥温度为50～55℃，干燥时间为18～24h。
本发明具有以下优点：本发明方法利用酶解处理糙米，利用超声波增强酶的作用，利用微波对处理后残留的纤维素酶和果胶酶以及糙米米皮中的脂肪酶进行高效灭活，利用物质的热胀冷缩使糙米的表面形成微缝，提高糙米的蒸煮品质。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，包括以下步骤：将100克的糙米放入200mL温度为30℃纤维素酶浓度0.2％、果胶酶浓度0.1％的pH7.0水溶液中，浸泡1小时，超声波(超声波频率40kHz，功率50W)处理15分钟，倒掉水溶液，蒸馏水冲洗3次，沥干，微波(微波频率2450MHz，功率200W)处理5分钟，在-18℃条件下冰冻2小时，然后直接在52℃条件下干燥24小时。
获得的糙米的吸水率503.64％、膨胀率504.23％、米汤干物质24.98mg/g和米汤碘蓝值0.28，蒸煮系数73.83。
实施例2
本实施例提供的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，包括以下步骤：将100克的糙米放入300mL温度为35℃纤维素酶浓度0.4％、果胶酶浓度0.2％的pH7.0水溶液中，浸泡2小时，超声波(超声波频率40kHz，功率50W)处理22分钟，倒掉水溶液，蒸馏水冲洗3次，沥干，微波(微波频率2450MHz，功率500W)处理10分钟，在-18℃条件下冰冻3小时，然后直接在52℃条件下干燥24小时。
对实施例2的糙米的吸水率、膨胀率、米汤干物质和米汤碘蓝值等蒸煮品质进行测定，其吸水率538.48％、膨胀率613.00％、米汤干物质29.30mg/g和米汤碘蓝值0.28，蒸煮系数80.90。
实施例3
本实施例提供的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，包括以下步骤：将100克的糙米放入500mL温度为45℃纤维素酶浓度0.6％、果胶酶浓度0.3％的pH7.0水溶液中，浸泡3小时，超声波(超声波频率40kHz，功率50W)处理30分钟，倒掉水溶液，蒸馏水冲洗3次，沥干，微波(微波频率2450MHz，功率800W)处理15分钟，在-18℃条件下冰冻5小时，然后直接在52℃条件下干燥24小时。
对实施例3的糙米的吸水率、膨胀率、米汤干物质和米汤碘蓝值等蒸煮品质进行测定，其吸水率531.32％、膨胀率533.93％、米汤干物质26.22mg/g和米汤碘蓝值0.27，蒸煮系数76.63。
对比例1
将100克的糙米放入100mL温度为25℃纤维素酶浓度0.4％、果胶酶浓度0.2％的pH7.0水溶液中，浸泡0.5小时，其余条件与实施例2同。
获得的糙米的吸水率418.44％、膨胀率419.81％、米汤干物质20.69mg/g和米汤碘蓝值0.22，蒸煮系数63.96。本对比例糙米浸泡的水溶液比例、浸泡温度和浸泡时间低于本发明的范围，与实施例2的蒸煮系数80.90相比，蒸煮系数明显偏低，说明偏离本发明的水溶液比例、浸泡温度和浸泡时间参数其糙米蒸煮品质改善效果明显下降。
对比例2
将100克的糙米放入300mL温度为35℃纤维素酶浓度0.1％、果胶酶浓度0.05％的pH7.0水溶液中，浸泡2小时，其余条件与实施例2同。
获得的糙米的吸水率438.53％、膨胀率425.56％、米汤干物质20.84mg/g和米汤碘蓝值0.23，蒸煮系数65.50。本对比例纤维素酶浓度、果胶酶浓度低于本发明的范围，与实施例2的蒸煮系数80.90相比，蒸煮系数明显偏低，说明偏离本发明的酶浓度参数其糙米蒸煮品质改善效果明显下降。
对比例3
除了不进行微波处理外，其余条件与实施例3同。
获得的糙米的吸水率459.24％、膨胀率463.47％、米汤干物质23.21mg/g和米汤碘蓝值0.21，蒸煮系数68.28。本对比例不进行微波处理，与实施例3的蒸煮系数76.63相比，蒸煮系数偏低，说明不进行微波处理其糙米蒸煮品质改善效果明显下降。
对比例4
除了微波(微波频率2450MHz，功率500W)处理4分钟外，其余条件与实施例2同。
获得的糙米的吸水率432.28％、膨胀率434.18％、米汤干物质22.13mg/g和米汤碘蓝值0.23，蒸煮系数65.72。本对比例微波处理时间低于本发明的范围，与实施例2的蒸煮系数80.90相比，蒸煮系数明显偏低，说明偏离本发明的微波处理时间其糙米蒸煮品质改善效果明显下降。
对比例5
除了微波(微波频率2450MHz，功率500W)处理20分钟外，其余条件与实施例2同。
获得的糙米的吸水率451.36％、膨胀率442.26％、米汤干物质23.27mg/g和米汤碘蓝值0.24，蒸煮系数67.48。本对比例微波处理时间高于本发明的范围，与实施例2的蒸煮系数80.90相比，蒸煮系数明显偏低，说明偏离本发明的微波处理时间其糙米蒸煮品质改善效果明显下降。
对比例6
除了不进行超声波处理外，其余条件与实施例1同。
获得的糙米的吸水率365.49％、膨胀率386.41％、米汤干物质16.52mg/g和米汤碘蓝值0.20，蒸煮系数58.59。本对比例不进行超声波处理，与实施例1的蒸煮系数73.83相比，蒸煮系数明显偏低，说明不进行超声波处理其改善糙米蒸煮品质效果不理想。
对比例7
除了超声波处理时间8min外，其余条件与实施例1同。
获得的糙米的吸水率402.78％、膨胀率415.63％、米汤干物质18.96mg/g和米汤碘蓝值0.21，蒸煮系数62.44。本对比例超声波处理时间低于本发明的范围，与实施例1的蒸煮系数73.83相比，蒸煮系数偏低，说明偏离本发明的超声波处理时间其糙米蒸煮品质改善效果明显下降。
对比例8
除了不进行冰冻处理外，其余条件与实施例2同。
获得的糙米的吸水率368.74％、膨胀率365.87％、米汤干物质18.82mg/g和米汤碘蓝值0.19，蒸煮系数58.20。本对比例不进行冰冻处理，与实施例2的蒸煮系数80.90相比，蒸煮系数显著下降，说明不进行冰冻处理其糙米蒸煮品质改善效果显著下降。
对比例9
除了在-5℃条件下冰冻3小时外，其余条件与实施例2同。
获得的糙米的吸水率396.48％、膨胀率406.53％、米汤干物质19.68mg/g和米汤碘蓝值0.2，蒸煮系数61.70。本对比例冰冻处理温度高于本发明的范围，与实施例2的蒸煮系数80.90相比，蒸煮系数明显偏低，说明偏离本发明的冰冻处理温度其糙米蒸煮品质改善效果明显下降。
以上实施例仅用于阐述本发明，而本发明的保护范围并非仅仅局限于以上实施例。所述技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容和各参数所取范围，均可实现本发明的目的。

Claims (9)

1.一种超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，其特征是包括以下步骤：选取糙米，先置于纤维素酶和果胶酶复合水溶液中浸泡，接着采用超声波处理，然后倒掉溶液，清洗后沥干，再采用微波处理，最后在低温条件下冰冻处理并干燥即可。
2.根据权利要求1所述的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，其特征是：所述糙米与所述纤维素酶和果胶酶复合水溶液的用量关系为100g：200～500mL。
3.根据权利要求1所述的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，其特征是：所述纤维素酶和果胶酶复合水溶液的温度为30～45℃，浸泡时间为1～3h。
4.根据权利要求1所述的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，其特征是：所述纤维素酶和果胶酶复合水溶液中纤维素酶的质量百分含量为0.2～0.6％，果胶酶的质量百分含量为0.1～0.3％，所述纤维素酶和果胶酶复合水溶液的pH值为6.0～8.0。
5.根据权利要求1所述的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，其特征是：超声波处理时，超声波频率为30～50kHz，功率为40～60W，超声波处理时间为15～30min。
6.根据权利要求1所述的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，其特征是：清洗采用蒸馏水，清洗次数为2～4次。
7.根据权利要求1所述的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，其特征是：微波处理时，微波频率为2300～2600MHz，功率为200～800W，处理时间为5～15min。
8.根据权利要求1所述的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，其特征是：所述低温条件为-15～-30℃，冰冻时间为2～5h。
9.根据权利要求1所述的超声波协同酶解和冰冻处理改善糙米蒸煮品质的方法，其特征是：干燥温度为48～60℃，干燥时间为15～30h。
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