CN108201927A - 一种利用微波辐照处理小麦籽粒来生产稳定化全麦粉的方法 - Google Patents

一种利用微波辐照处理小麦籽粒来生产稳定化全麦粉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用微波辐照处理小麦籽粒来生产稳定化全麦粉的方法。本发明的方法利用润麦处理使水分在小麦籽粒中发生迁移，不希望受理论所限，该润麦处理造成小麦籽粒皮层和胚芽水分含量高于内部胚乳，随后再采用微波辐照对润麦调制小麦籽粒进行处理，因皮层和胚芽水分含量高于胚乳，在微波辐照处理时升温也会越高，从而，在有效钝化皮层和胚芽中脂肪酶活性的同时对胚乳的劣化影响较小。借助于本发明的方法，可显著降低全麦粉的脂肪酶活性，同时湿面筋的损失较小，全麦粉货架期明显提升，可达3个月。

Description

一种利用微波辐照处理小麦籽粒来生产稳定化全麦粉的方法
技术领域
本发明属于谷物加工技术领域，具体涉及稳定化全麦粉的制备方法。
背景技术
小麦主要包含麸皮、胚芽和胚乳这三部分，其中，麸皮约占整粒小麦的12.5％，是小麦的外皮，主要成分为纤维；胚乳约占整粒小麦的85％，主要成分是淀粉、蛋白质；胚芽约占整粒小麦的2.5％，主要成分是维生素、矿物质和油脂。常用的面粉是将小麦脱去麸皮和胚芽之后进行研磨而得到的。与之不同，全麦粉不仅包含淀粉质胚乳，还包含富含膳食纤维、各种微量营养素与生物活性物质的麸皮与胚芽。相比于其它精加工面粉来说，全麦粉具有更高的营养价值。
国内外大量的流行病学和基础性研究证明，经常食用全谷物食品能有效降低糖尿病、心脑血管疾病、癌症等慢性疾病的风险。随着生活水平的提高，居民的健康意识不断增强，对全谷物食品也越来越关注。全麦粉中麸皮和胚芽的引入固然增加了其营养价值和保健功能，但也给全麦粉的应用带来了一些亟待解决的技术难题，比如：(1)麸皮中含有大量膳食纤维，其中不溶性膳食纤维占绝大部分，由此造成全麦粉制品的口感粗糙、发干；(2)胚芽富含脂肪，经加工处理后全麦粉中的脂肪酶和脂肪氧化酶被激活，极易造成脂肪的氧化酸败，从而会影响全麦粉的货架期，这些因素制约着全麦粉的流通、储藏和应用等。
目前，针对全麦粉货架期短的问题，现有研究主要集中在对麸皮和胚芽的单独稳定化处理上，这种方法仅适用于利用回添法加工生产的全麦粉，而对于全籽粒研磨法制备的全麦粉，关于货架期的研究较少。
其中，公开号为CN102150840A、CN102805292A、CN105285700A以及CN105831563A的发明专利申请采用了挤压膨化、汽蒸、生物改性、微波技术等对麸皮或胚芽进行稳定化处理，然后将所得产物按比例回添到精制面粉中，混配成全麦粉，由此来提高全麦粉的货架期。但是，这些方法生产的全麦粉并不能完全体现小麦籽粒的全部成分。具体而言，上述精制面粉、麸皮和胚芽均分别来自于面粉工厂，但是，面粉工厂在生产面粉时，产出除了精制面粉、麸皮和胚芽外，还有后路粉和小麸，而这些成分在回添法制备的全麦粉中都没有体现出来，从而，后路粉和小麸中的多种营养成分(尤其是蛋白质和矿物质)实际上已经丧失了。此外，回添全麦粉还会引起消费者的误解，引发是不是全麦粉的质疑。
另一方面，将未经前处理的小麦籽粒直接研磨而制备的全麦粉(即全籽粒研磨法制备的全麦粉)货架期较短，随季节不同，一般在1～2个月内其脂肪酸值即超过116mg/100g(以干基KOH计)，因而在流通和储藏方面受限。
因此，为了充分体现并有效利用小麦籽粒的全部营养价值，迫切需要开发一种利用全籽粒研磨法制备的货架期较长的全麦粉。
发明内容
如上所述，一方面，通过回添法制备全麦粉可以有效控制其货架期，但是所得全麦粉的成分不能等同于小麦籽粒全粉，存在部分损失；另一方面，将未经前处理的小麦籽粒直接研磨而制备的全麦粉货架期又较短。
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明人经研究发现，通过对小麦籽粒使用微波辐照进行预处理，钝化小麦籽粒中的脂肪酶，能够大幅提升全籽粒研磨法制备的全麦粉的货架期，从而完成了本发明。
因此，一方面，本发明提供了一种利用微波辐照处理小麦籽粒来生产稳定化全麦粉的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)前处理：对小麦籽粒原料进行清理，得到干净小麦；
(2)润麦处理：将所述干净小麦的水分含量调节至14wt％～16wt％，润麦处理时间为0min～45min，得到润麦调制小麦；
(3)微波辐照处理：对所述润麦调制小麦进行微波辐照，微波辐照功率为400W～700W，微波辐照时间为60s～120s，所述润麦调制小麦的籽粒厚度为0.5cm～1.5cm，得到微波辐照小麦；
(4)粉碎处理：对所述微波辐照小麦进行全粉碎处理，得到所述稳定化全麦粉。
另一方面，本发明提供了利用上述方法生产的稳定化全麦粉。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
(1)本发明中，经微波辐照处理后所制备的全麦粉中的脂肪酶和脂肪氧化酶活性大幅降低，全麦粉货架期明显提高；
(2)本发明中，经微波辐照处理后所制备的全麦粉的面团强度略有增加，粉质特性和加工特性改善；
(3)本发明中，全麦粉采用全籽粒研磨法制备而得，过程中没有物料损耗，更没有营养素损失，最大程度保留了小麦籽粒的全部营养成分。
综上所述，在本发明的利用微波辐照处理小麦籽粒来生产稳定化全麦粉的方法及所生产的稳定化全麦粉中，通过微波辐照技术有效降低了小麦籽粒中脂肪酶和脂肪氧化酶的活性，降低或延缓了全麦粉中脂肪氧化酸败的程度，从而大幅提升了全麦粉的货架期；适度的微波辐照处理能够增强面筋的强度，有利于面团的加工和操作；微波辐照处理后的小麦直接经全粉碎处理，没有物料损失，保留了小麦籽粒的全部营养成分；另外，微波辐照处理还能降低小麦的微生物含量，从而提高了安全性。
附图说明
图1为使用干净小麦经石磨磨粉机制备的全麦粉(对比例1)、使用干净小麦经磨粉机联合锤片式粉碎机制备的全麦粉(对比例2)、使用干净小麦经超微粉碎机制备的全麦粉(对比例3)与使用本发明所述微波辐照方法或其变型制备的全麦粉(实施例1、实施例2、实施例3；以及实施例4、实施例5)的脂肪酶活动度比较图。
图2为使用干净小麦经石磨磨粉机制备的全麦粉(对比例1)、使用干净小麦经磨粉机联合锤片式粉碎机制备的全麦粉(对比例2)、使用干净小麦经超微粉碎机制备的全麦粉(对比例3)与使用本发明所述微波辐照方法或其变型制备的全麦粉(实施例1、实施例2、实施例3；以及实施例4、实施例5)的湿面筋含量比较图。
具体实施方式
如前所述，现有回添法是通过对小麦麸皮或胚芽进行单独处理，然后将所得产物与精制面粉按比例混合来制备全麦粉，尽管由此获得的全麦粉的货架期可以提升，但是回添的各组分比例无法严格重现天然小麦自身组分比例，会有营养损失。另一方面，由全籽粒研磨法制备的全麦粉尽管能最大程度地保留天然小麦的营养成分，但货架期又太短。
为此，本发明人经过长期研究和大量实践，提出了本发明的技术方案：不希望受理论所限，本发明的稳定化全麦粉生产方法先对干净小麦籽粒进行润麦处理，通过控制润麦时间使水分在小麦籽粒中形成梯度，即小麦籽粒皮层和胚芽水分含量高于内部胚乳部分；然后对润麦后的小麦籽粒进行微波辐照处理，使得小麦籽粒皮层和胚芽的温度高于内部胚乳部分，从而钝化脂肪酶和脂肪氧化酶活性，同时，这一处理对胚乳部分影响较小，最终实现提升全麦粉货架期的目的。
因此，一方面，本发明提供了一种利用微波辐照处理小麦籽粒来生产稳定化全麦粉的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)前处理：对小麦籽粒原料进行清理，得到干净小麦；
(2)润麦处理：将所述干净小麦的水分含量调节至14wt％～16wt％，润麦处理时间为0min～45min，得到润麦调制小麦；
(3)微波辐照处理：对所述润麦调制小麦进行微波辐照，微波辐照功率为400W～700W，微波辐照时间为60s～120s，所述润麦调制小麦的籽粒厚度为0.5cm～1.5cm，得到微波辐照小麦；
(4)粉碎处理：对所述微波辐照小麦进行全粉碎处理，得到所述稳定化全麦粉。
根据本发明的一些实施方式，在步骤(1)中，所述清理可以选自于除杂、去石、打麦等工艺，但本发明不限于此。
根据本发明的一些实施方式，在步骤(2)中，所述润麦处理可以使用快速润麦机完成。
根据本发明的另一些实施方式，在步骤(2)中，所述润麦处理也可以使用混养机完成。
根据本发明的一些实施方式，在步骤(3)中，所述微波辐照处理的条件为：微波辐照功率为420W～600W，微波辐照时间为60s～110s，润麦调制小麦的籽粒厚度为1cm。
根据本发明的一些实施方式，在步骤(4)中，所述全粉碎处理可以由石磨粉碎完成：将步骤(3)中的微波辐照小麦进行石磨粉碎后过40目筛，筛上物继续进行石磨粉碎直至过40目筛。
根据本发明的另一些实施方式，在步骤(4)中，所述全粉碎处理也可以由磨粉机和锤片式粉碎机联合粉碎完成：将步骤(3)中的微波辐照小麦进行磨粉机和锤片式粉碎机联合粉碎后过40目筛，筛上物继续进行锤片式粉碎机粉碎直至过40目筛。
根据本发明的再一些实施方式，在步骤(4)中，所述全粉碎处理还可以由超微粉碎机粉碎完成，使90％以上的稳定化全麦粉的粒度在200μm以内。
另一方面，本发明提供了利用上述方法生产的稳定化全麦粉。
下面，通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述，然而应当解释的是，本发明的保护范围并不局限于这些实施例。
实施例
实施例1
首先对小麦原料进行除杂处理得到干净小麦；
其次将干净小麦的水分含量调整至14wt％，润麦处理时间为5min；
再次在微波炉内，将150g润麦调制小麦平铺至1cm的厚度，在微波输出功率420W条件下辐照110s，取出冷却至室温；
最后用石磨磨粉机粉碎至过40目筛，过筛物料即为全麦粉。
实施例2
首先对小麦原料进行除杂处理得到干净小麦；
其次将干净小麦的水分含量调整至15wt％，润麦处理时间为15min；
再次在微波炉内，将150g润麦调制小麦平铺至1cm的厚度，在微波输出功率560W条件下辐照90s，取出冷却至室温；
最后用磨粉机联合锤片式粉碎机粉碎至过40目筛，过筛物料即为全麦粉。
实施例3
首先对小麦原料进行除杂处理得到干净小麦；
其次将干净小麦的水分含量调整至16wt％，润麦处理时间为30min；
再次在微波炉内，将150g润麦调制小麦平铺至1cm的厚度，在微波输出功率700W条件下辐照60s，取出冷却至室温；
最后用超微粉碎机粉碎，90％以上粒度在200μm以内即为全麦粉。
实施例4(无润麦处理)
首先对小麦原料进行除杂处理得到干净小麦(水分含量为10.80wt％)；
其次在微波炉内，将150g干净小麦平铺至1cm的厚度，在微波输出功率700W条件下辐照60s，取出冷却至室温；
最后用超微粉碎机粉碎，90％以上粒度在200μm以内即为全麦粉。
实施例5(微波辐照时间延长)
首先对小麦原料进行除杂处理得到干净小麦；
其次将干净小麦的水分含量调整至16wt％，润麦处理时间为5min；
再次在微波炉内，将150g润麦调制小麦平铺至1cm的厚度，在微波输出功率420W条件下辐照150s，取出冷却至室温；
最后用超微粉碎机粉碎，90％以上粒度在200μm以内即为全麦粉。
对比例1
首先对小麦原料进行除杂处理得到干净小麦；然后使用石磨磨粉机将小麦籽粒粉碎至过40目筛，过筛物料即为全麦粉。
对比例2
首先对小麦原料进行除杂处理得到干净小麦；然后使用磨粉机联合锤片式粉碎机将小麦籽粒粉碎至过40目筛，过筛物料即为全麦粉。
对比例3
首先对小麦原料进行除杂处理得到干净小麦；然后使用超微粉碎机粉碎，90％以上粒度在200μm以内即为全麦粉。
在以下效果实施例中，脂肪酶活动度采用GB/T 5523-2008的方法测定；湿面筋含量采用GB/T 5506.2-2008的方法测定；脂肪酸值采用GB/T 15684-2015的方法测定。
效果实施例1：实施例1中微波辐照对全麦粉脂肪酶活动度、湿面筋含量以及脂肪酸值的影响
如图1-图2所示，相比对比例1、对比例2以及对比例3所制备的全麦粉，实施例1中通过微波辐照处理小麦籽粒所制备的全麦粉的脂肪酶活动度大幅降低，湿面筋含量略有降低。
以与对比例1比较为例，实施例1中通过微波辐照处理小麦籽粒所制备的全麦粉的脂肪酶活动度为8.80mg/100g(以干基KOH计)，相对降低了37.54％；湿面筋含量为30.0％(wb14％)，相对降低了9.36％。
特别地，全麦粉的质量品质与湿面筋含量密切相关，本发明方法制备的全麦粉湿面筋损失较小，对全麦粉品质影响较低；脂肪酶是影响全麦粉货架期的主要因素，脂肪酶活性越高越容易导致全麦粉酸败，本发明方法能显著降低全麦粉的脂肪酶活动度，有利提高全麦粉货架期。
如表1所示，对比例1、对比例2和对比例3的全麦粉在储藏8周时其脂肪酸值即接近116mg/100g(以干基KOH计)，而本发明方法制备的全麦粉在储藏12周后其脂肪酸值才接近116mg/100g(以干基KOH计)。全麦粉行业标准(LS/T 3244-2015)规定全麦粉脂肪酸值应≤116mg/100g(以干基KOH计)。由此可见，微波辐照处理小麦籽粒至少可以使全麦粉的货架期延长1个月，达到3个月。
效果实施例2：实施例2中微波辐照对全麦粉脂肪酶活动度、湿面筋含量以及脂肪酸值的影响
如图1-图2所示，相比对比例1、对比例2以及对比例3所制备的全麦粉，实施例2中通过微波辐照处理小麦籽粒所制备的全麦粉的脂肪酶活动度大幅降低，湿面筋含量略有降低。
以与对比例1比较为例，实施例2中通过微波辐照处理小麦籽粒所制备的全麦粉的脂肪酶活动度为8.18mg/100g(以干基KOH计)，相对降低了41.94％；湿面筋含量为29.4％(wb14％)，相对降低了11.18％。
特别地，全麦粉的质量品质与湿面筋含量密切相关，本发明方法制备的全麦粉湿面筋损失较小，对全麦粉品质影响较低；脂肪酶是影响全麦粉货架期的主要因素，脂肪酶活性越高越容易导致全麦粉酸败，本发明方法能显著降低全麦粉的脂肪酶活动度，有利提高全麦粉货架期。
如表1所示，对比例1、对比例2和对比例3的全麦粉在储藏8周时其脂肪酸值即接近116mg/100g(以干基KOH计)，而本发明方法制备的全麦粉在储藏12周后其脂肪酸值才接近116mg/100g(以干基KOH计)。全麦粉行业标准(LS/T 3244-2015)规定全麦粉脂肪酸值应≤116mg/100g(以干基KOH计)。由此可见，微波辐照处理小麦籽粒至少可以使全麦粉的货架期延长1个月，达到3个月。
效果实施例3：实施例3中微波辐照对全麦粉脂肪酶活动度、湿面筋含量以及脂肪酸值的影响
如图1-图2所示，相比对比例1、对比例2以及对比例3所制备的全麦粉，实施例3中通过微波辐照处理小麦籽粒所制备的全麦粉的脂肪酶活动度大幅降低，湿面筋含量略有降低。
以与对比例1比较为例，实施例3中通过微波辐照处理小麦籽粒所制备的全麦粉的脂肪酶活动度为8.79mg/100g(以干基KOH计)，相对降低了37.62％；湿面筋含量为29.8％(wb14％)，相对降低了9.97％。
特别地，全麦粉的质量品质与湿面筋含量密切相关，本发明方法制备的全麦粉湿面筋损失较小，对全麦粉品质影响较低；脂肪酶是影响全麦粉货架期的主要因素，脂肪酶活性越高越容易导致全麦粉酸败，本发明方法能显著降低全麦粉的脂肪酶活动度，有利提高全麦粉货架期。
如表1所示，对比例1、对比例2和对比例3的全麦粉在储藏8周时其脂肪酸值即接近116mg/100g(以干基KOH计)，而本发明方法制备的全麦粉在储藏12周后其脂肪酸值才接近116mg/100g(以干基KOH计)。全麦粉行业标准(LS/T 3244-2015)规定全麦粉脂肪酸值应≤116mg/100g(以干基KOH计)。由此可见，微波辐照处理小麦籽粒至少可以使全麦粉的货架期延长1个月，达到3个月。
表1实施例与对比例所制备的全麦粉在储藏期间的脂肪酸值比较
效果实施例4：实施例4中微波辐照对全麦粉脂肪酶活动度以及湿面筋含量的影响
如图1-图2所示，相比对比例1、对比例2以及对比例3所制备的全麦粉，实施例4中通过微波辐照处理小麦籽粒所制备的全麦粉的脂肪酶活动度大幅降低，湿面筋含量也显著降低。
以与对比例1比较为例，实施例4中通过微波辐照处理(未经润麦调制处理)小麦籽粒所制备的全麦粉的脂肪酶活动度为8.12mg/100g(以干基KOH计)，相对降低了42.37％；湿面筋含量为28.1％(wb14％)，相对降低了15.11％。
特别地，全麦粉的质量品质与湿面筋含量密切相关，本发明之外的方法制备的全麦粉湿面筋损失较大，对全麦粉品质有不利影响；脂肪酶是影响全麦粉货架期的主要因素，脂肪酶活性越高越容易导致全麦粉酸败，本发明之外的方法尽管能显著降低全麦粉的脂肪酶活动度，但与本发明方法的效果差异不大，综合考虑本实施例方法不合适于制备全麦粉。
效果实施例5：实施例5中微波辐照对全麦粉脂肪酶活动度以及湿面筋含量的影响
如图1-图2所示，相比对比例1、对比例2以及对比例3所制备的全麦粉，实施例5中通过微波辐照处理小麦籽粒所制备的全麦粉的脂肪酶活动度大幅降低，湿面筋含量也显著降低。
以与对比例1比较为例，实施例5中通过微波辐照处理(微波辐照时间延长为150s)小麦籽粒所制备的全麦粉的脂肪酶活动度为7.80mg/100g(以干基KOH计)，相对降低了44.64％；湿面筋含量为26.4％(wb14％)，相对降低了20.24％。
特别地，全麦粉的质量品质与湿面筋含量密切相关，本发明之外的方法制备的全麦粉湿面筋损失较大，对全麦粉品质有不利影响；脂肪酶是影响全麦粉货架期的主要因素，脂肪酶活性越高越容易导致全麦粉酸败，本发明之外的方法尽管能显著降低全麦粉的脂肪酶活动度，但与本发明方法的效果差异不大，综合考虑本实施例方法不合适于制备全麦粉。

Claims (9)

1.一种利用微波辐照处理小麦籽粒来生产稳定化全麦粉的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)前处理：对小麦籽粒原料进行清理，得到干净小麦；
(2)润麦处理：将所述干净小麦的水分含量调节至14wt％～16wt％，润麦处理时间为0min～45min，得到润麦调制小麦；
(3)微波辐照处理：对所述润麦调制小麦进行微波辐照，微波辐照功率为400W～700W，微波辐照时间为60s～120s，所述润麦调制小麦的籽粒厚度为0.5cm～1.5cm，得到微波辐照小麦；
(4)粉碎处理：对所述微波辐照小麦进行全粉碎处理，得到所述稳定化全麦粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述清理选自于除杂、去石和打麦。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述润麦处理使用快速润麦机完成。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述润麦处理使用混养机完成。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述微波辐照处理的条件为：微波辐照功率为420W～600W，微波辐照时间为60s～110s，所述润麦调制小麦的籽粒厚度为1cm。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述全粉碎处理由石磨粉碎完成：将步骤(3)中的所述微波辐照小麦进行石磨粉碎后过40目筛，筛上物继续进行石磨粉碎直至过40目筛。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述全粉碎处理由磨粉机和锤片式粉碎机联合粉碎完成：将步骤(3)中的所述微波辐照小麦进行磨粉机和锤片式粉碎机联合粉碎后过40目筛，筛上物继续进行锤片式粉碎机粉碎直至过40目筛。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述全粉碎处理由超微粉碎机粉碎完成，使90％以上的所述稳定化全麦粉的粒度在200μm以内。
9.由权利要求1-8中任一项所述的方法生产的稳定化全麦粉。
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