CN109043549A - 微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品加工领域,具体涉及一种微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品的方法。包括称取亚麻籽粉G克,利用工业微波加热处理技术对亚麻籽粉进行微波处理,按照每克汉麻籽W瓦的微波功率进行处理,每处理20‑35秒暂停10‑25秒,至少处理10个循环,微波频率FGHz,加入调味剂后放置待用;秤取糙米粉10‑20g,并与微波处理后的亚麻籽粉混合,加入10‑20ml水,搅拌均匀后密闭室温放置6小时;将处理后的亚麻籽粉和糙米粉进行挤压膨化,制作成蛋白制品;蛋白制品加入适量的调味品后,放置6小时,即可食用。本发明方法的营养食品全部由天然食品加工制作而成,不但口感有很大的改善,而且解决了糙米粉营养分布不均的问题,吸收全面均衡。
Description
技术领域
本发明属于食品加工领域,具体涉及一种微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品的方法。
背景技术
糙米是最具潜力的全谷食物原料之一,其营养价值和保健功能也逐渐为人们所认识。随着现代科学技术的发展,人们对糙米的营养价值有了进一步的了解和研究。现代研究表明,糙米中钙的含量是白米的1.7倍,含铁量是2.75倍,烟碱素是3.2倍,维他命B1高达12倍。糙米中的维生素E是白米的10倍,纤维素高达14倍。与全麦相比,糙米的蛋白质含量虽然不多,但是蛋白质质量较好,主要是米精蛋白,氨基酸的组成比较完全,人体容易消化吸收。除热量外糙米中所有营养素的含量都高于精白米。Heinemann R J B等研究发现,每日即使仅进食一份(50g)糙米,其提供的Se、Cu、Zn和Mn的量也可以满足RDA的35%。
糙米虽然营养价值高,但是由于糠皮的存在,造成糙米有一种难闻的气味。尤其糙米中营养成分的分布很不均匀,粗纤维和灰分主要分布在皮层,维生素、脂肪及部分蛋白质分布在糊粉层和胚部,全部淀粉和大部分蛋白质分布在胚乳部分,使糙米适口性、加工性、消化性极差,从而限制了糙米的广泛食用;而且糙米蛋白含量少,普通的深加工后酥脆易碎,存在不方便加工、运输和储存的缺点,也因此限制了糙米多样性深加工的方式。
亚麻又叫胡麻,黑龙江省是亚麻种植大省。亚麻籽含蛋白质一般在30%以上,属麻仁球蛋白,并具有丰富的油脂、碳水化合物、矿质元素及维生素等营养成分,这些营养成分对人类健康起着重要的作用。亚麻籽含有丰富的汉麻仁球蛋白,易被人体消化吸收,其蛋白中含有8种人体必需氨基酸和多种天然生物活性成分,可以修复DNA。以亚麻籽为原料研发具有保健功能的健康保健食品,不仅能够推动亚麻产业的发展,还能够改善人类营养结构,促进身体健康。
但亚麻籽中会含有对人体有害的毒性物质——生氰糖苷,无法直接食用。生氰糖苷亦称氰苷、氰醇苷。生氰糖苷(Cyanogentic glycosides)是由氰醇衍生物的羟基和D-葡萄糖缩合形成的糖苷,广泛存在于豆科,蔷薇科,稻科的10000余种植物中。生氰糖苷物质可水解生成高毒性的氰氢酸,从而对人体造成危害。含有生氰糖苷的食源性植物有木薯(Manihot esculenta),杏仁,枇杷和豆类等,主要是亚麻仁苷(Linamarin)。生氰糖苷产生氰氢酸的反应由两种酶共同作用.生氰糖苷首先在β-葡萄糖苷酶的作用下分解生成氰醇和糖,氰醇很不稳定,自然分解为相应的酮,醛化合物和氰氢酸.羟腈分解酶可加速这一降解反应。生氰糖苷和β-葡萄糖苷酶处于植物不的同位置,当咀嚼或破碎含生氰糖苷的植物食品时,其细胞结构被破坏,使得β-葡萄糖苷酶释放出来,和生氰糖苷作用产生氰氢酸,这便是食用新鲜植物引起氰氢酸中毒的原因。生氰糖苷的毒性甚强,对人的致死量为18mg/kg体重。生氰糖苷的毒性主要是氰氢酸和醛类化合物的毒性。氰氢酸被吸收后,随血液循环进入组织细胞,并透过细胞膜进入线粒体,氰化物通过与线粒体中细胞色素氧化酶的铁离子结合,导致细胞的呼吸链中断。生氰糖苷的急性中毒症状包括心律紊乱,肌肉麻痹和呼吸窘迫。氰氢酸的最小致死口服剂量为0.5~3.5mg/kg体重。从理论上讲,加热可灭活糖苷酶,使之不能将生氰糖苷转化为有毒的氰氢酸。但事实上,经高温处理过的木薯粉食物对人和动物仍有不同程度的毒性.虽然用纯的生氰糖苷(如亚麻仁苷)大剂量哺饲豚鼠一般不产生毒性反应,而且生氰糖苷在人的唾液和胃液中都很稳定,但食用煮熟的利马豆和木薯仍可造成急性氰化物中毒。这一事实说明人的胃肠道中存在某种微生物,可分解生氰糖苷并产生氰氢酸。因此使用传统的脱毒方法不宜于操作,也由于其脱毒效果不佳,口感及营养物质难以被吸收的问题,从而被广大消费者难以接受。
基于目前两种食物口感差、营养成分难以被吸收、亚麻籽生氰糖苷毒性处理方式难于产业化、糙米深加工形式单一等问题,从而有必要设计一种口感好、高蛋白、营养均衡、易加工并且具有保健功能的食品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱毒率高、时间短、易于大量加工、生产、运输的微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品的方法。
一种微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品的方法,包括如下步骤:
(1)称取亚麻籽粉Q克,利用工业微波加热处理技术对亚麻籽粉进行微波处理,按照每克汉麻籽W(单位W)的微波功率进行处理,每处理20-35秒暂停10-25秒,至少处理10个循环,微波频率FGHz,加入调味剂后放置待用;
(2)秤取糙米粉10-20g,并与微波处理后的亚麻籽粉混合,加入10-20ml水,搅拌均匀后密闭室温放置6小时;
(3)将处理后的亚麻籽粉和糙米粉进行挤压膨化,制作成蛋白制品;
(4)蛋白制品加入适量的调味品后,放置6小时,即可食用。
所述的糙米粉是在水中浸泡并发芽后形成的发芽糙米,用电解水预浸泡和超声波处理的糙米经过研磨获得的糙米粉原料。
所述的挤压膨化采用双螺杆挤压膨化机,挤压参数为:物料含水率30%,前模孔径4.5mm,螺槽宽度40mm,采用左右的双头螺杆;双螺杆挤压膨化机的螺杆转速设定为25Hz,喂料速度40g/min,选用直径为4.5mm的前模孔径进行挤压膨化,挤压过程模口温度设定为130℃。
所述的亚麻籽粉由去壳亚麻籽粉和生物质基聚酯复合而成,所述生物质基聚酯为聚丁二酸丁二醇酯或聚乳酸,所述去壳亚麻籽粉和生物质基聚酯的重量份比为5-30;所述去壳亚麻籽粉为亚麻种子去皮后经碾磨、筛分和清理后得到的粉末。
本发明的有益效果在于:
本发明公开了一种微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品的方法,本发明方法的营养食品全部由天然食品加工制作而成,不但口感有很大的改善,而且解决了糙米粉营养分布不均的问题,吸收全面均衡;充分解决了亚麻籽含生氰糖苷脱毒不完全问题,可以直接食用;同时亚麻籽中的高蛋白含量也完美的弥补了糙米深加工后酥脆易碎的问题,更容易加工储存及运输。此方法适合大规模产业化生产,并且具有延缓衰老、防止心血管疾病、促进大脑发育、抗炎以及抗癌、降低血黏度、清除体内的多余脂肪等多重保健功效,长期食用有利于人体健康。
附图说明
图1为本发明实施例细节之一的流程图;
图2为汉麻籽的微波处理的功率与质量的关系图;横坐标为功率W,纵坐标为质量G;
图3为汉麻籽的微波处理的时间与质量的关系图;横坐标为微波处理的时间t,纵坐标为质量G;
图4为汉麻籽的微波处理循环次数与第一次微波加热处理后的温度的关系图;纵坐标为循环次数N;坐标为第一次微波加热处理后的温度T;
图5为亚麻籽粉与糙米粉的质量比例关系。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示,本发明公开了微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品的方法,本发明方法涉及的营养食品全部由天然食品加工制作而成,不但口感有很大的改善,而且解决了糙米粉营养分布不均的问题,吸收全面均衡,也充分解决了亚麻籽含生氰糖苷不能直接食用等问题。具有延缓衰老、防止心血管疾病、促进大脑发育、抗炎以及抗癌、降低血黏度、清除体内的多余脂肪等多重保健功效,长期食用有利于人体健康。
亚麻籽中含有对人体有害的毒性物质—生氰糖苷,因此,亚麻籽饼粕在日粮中的用量应控制在占精料的10%以下。本发明利用工业微波干燥器,按照每克亚麻籽至少10W的微波功率进行处理,处理时间20-35秒暂停10-25秒,至少处理10个循环。反复对亚麻籽进行脱毒,脱毒率可达95%以上,脱毒效果比传统的脱毒方法高5%以上。对混合后的亚麻籽粉和糙米粉的挤压膨化参数为:物料含水率30%,前模孔径4.5mm,螺槽宽度40mm左右的双头螺杆。改良后的挤压膨化法对亚麻籽的脱毒率达98%以上,可对第一次微波脱毒的效果进行补充。挤压膨化后的产品韧性增加,不易破碎,方便运输、加工。并且大大的缩短了产品加工的时间,可进行批量加工生产。
实施例1
1.称取亚麻籽粉5-10g,利用工业微波加热处理技术对亚麻籽粉进行微波处理,按照每克汉麻籽10-15W的微波功率进行处理,处理时间20-35秒暂停10-25秒,至少处理10个循环,处理频率为2.45GHz,加入调味剂后放置。
2.秤取糙米粉10-20g,并与微波处理后的亚麻籽粉混合,加入10-20ml水,搅拌均匀后密闭室温放置6-7小时。
3.将处理后的亚麻籽粉和糙米粉进行挤压膨化,制作成食用成品。食用成品最佳挤压参数为:物料含水率30%,前模孔径4.5mm,螺槽宽度40mm,左右的双头螺杆。
4.食用成品加入适量的辣椒油、盐等调味品后,放置6小时,即可食用。
实施例2
1.称取亚麻籽粉Gg,10≥G≥5,利用利用工业微波干燥器对亚麻籽粉进行微波处理,汉麻籽的微波处理的功率W与质量G的关系为:
G=5+(1+0.2W)0.5,15≥W≥10;
亚麻籽的微波处理的时间t(单位为秒)与质量G的关系为:
G=5*(0.4t-1.75)0.5-7.5,35≥t≥20;
每次处理暂停10-25秒直到温度下降到60℃以下,至少处理N个循环,微波频率2.45GHz,加入调味剂后放置。
2.秤取糙米粉10-20g,并与微波处理后的亚麻籽粉混合,加入10-20ml水,搅拌均匀后密闭室温放置6-7小时。
3.将处理后的亚麻籽粉和糙米粉进行挤压膨化,制作成食用成品。食用成品最佳挤压参数为:物料含水率30%,前模孔径4.5mm,螺槽宽度40mm,左右的双头螺杆。
4.食用成品加入适量的辣椒油、盐等调味品后,放置6小时,即可食用。
本实施例与实施例1的区别在于限定了微波处理的功率W与质量G的关系以及汉麻籽的微波处理的时间t与质量G的关系;通过实际微波处理我们发现随着单位质量的汉麻籽当微波处理的功率和时间增加时(如图2)虽然生氰糖苷的含量呈指数级下降但是油脂及维生素的含量也出现了下降的趋势,通过进一步的化学分析我们发现在微波处理时,油脂和维生素发生变质。油脂转化为非有机物,而维生素转化为异构同族物质,由于本研究还处于初级阶段,我们还没研究该类物质对人体影响,然而油脂和维生素是天然的营养搭配,无论哪种物质的含量降低,都不利于本发明中汉麻籽原料营养成分的平衡。因此我们提出的第一个解决方案在于,合理的控制微波处理时间和处理功率,在保证脱毒的同时合理的避免了营养物质的流失。图2中点状标记为油脂和维生素含量下降数据,叉状标记为生氰糖苷的含量下降数据,这两个数据并不受图中横纵坐标的约束,而是用来描述随着该图中功率预制梁的变化的含量变化情况。因此我们将实际的含量百分比归一化后带入了该图中。该数据是本领域从未公开也从未被食品加工领域获取的,也是发明人独创的。因此将微波处理的功率W与质量G的关系以及汉麻籽的微波处理的时间t与质量G的关系进行限定可以有效的降低生氰糖苷含量并且保证亚麻籽粉的营养含量。这里指出,图2和图3中的曲线是根据数据进行的拟合曲线,再通过计算机仿真程序归纳出上述函数的。实施例3与本实施例情况相同。
实施例3
1.称取亚麻籽粉5-10g,利用工业微波加热处理技术对亚麻籽粉进行微波处理,按照每克汉麻籽10-15W的微波功率进行处理,处理时间20-35秒暂停10-25秒,至少处理N个循环,微波频率为2.45GHz,加入调味剂后放置。
所述的循环次数N与第一次微波加热处理后的温度T(单位摄氏度)之间的关系为
N=-2T2+299.8T-10000,99≥T≥51。
2.秤取糙米粉10-20g,并与微波处理后的亚麻籽粉混合,加入10-20ml水,搅拌均匀后密闭室温放置6-7小时。
3.将处理后的亚麻籽粉和糙米粉进行挤压膨化,制作成食用成品。食用成品最佳挤压参数为:物料含水率30%,前模孔径4.5mm,螺槽宽度40mm,左右的双头螺杆。
4.食用成品加入适量的辣椒油、盐等调味品后,放置6小时,即可食用。
本发明在研究过程中发现,在微波处理的过程中随着温度的加热,亚麻籽含水率明显下降,然而为了避免在水汽蒸发的过程中造成如实施例2所述的营养变质的过程,因此本发明通过反复不断的实验和探索,结合实验数据给出了上述曲线,详情见附图4。
实施例4,更进一步的:
1.称取亚麻籽粉5-10g,利用工业微波加热处理技术对亚麻籽粉进行微波处理,按照每克汉麻籽10-15W的微波功率进行处理,处理时间20-35秒暂停10-25秒,至少处理10个循环,处理频率为2.45GHz,加入调味剂后放置。
2.秤取糙米粉10-20g,并与微波处理后的亚麻籽粉混合,加入10-20ml水,搅拌均匀后密闭室温放置6-7小时。
3.将处理后的亚麻籽粉和糙米粉进行挤压膨化,制作成食用成品。食用成品最佳挤压参数为:物料含水率30%,前模孔径4.5mm,螺槽宽度40mm,左右的双头螺杆。
4.食用成品加入适量的辣椒油、盐等调味品后,放置6小时,即可食用。
其中步骤2所述的糙米粉、亚麻籽粉质量的比例关系为1:2。每一克糙米粉加入1ml水。
该比例关系是经过发明人反复验证获得的较佳的口感比例,在糙米粉与亚麻籽粉混合时搅拌频率在2-10Hz。
实施例5,更进一步的,
1.称取亚麻籽粉5-10g,利用工业微波加热处理技术对亚麻籽粉进行微波处理,按照每克汉麻籽10-15W的微波功率进行处理,处理时间20-35秒暂停10-25秒,至少处理10个循环,处理频率为2.45GHz,加入调味剂后放置。
2.秤取糙米粉10-20g,并与微波处理后的亚麻籽粉混合,加入10-20ml水,搅拌均匀后密闭室温放置6-7小时。
3.将处理后的亚麻籽粉和糙米粉进行挤压膨化,制作成食用成品。食用成品最佳挤压参数为:物料含水率30%,前模孔径4.5mm,螺槽宽度40mm,左右的双头螺杆。
4.食用成品加入适量的辣椒油、盐等调味品后,放置6小时,即可食用。
所述的步骤3设定双螺杆挤压膨化机的螺杆转速设定为25Hz,喂料速度40g/min,选用直径为4.5mm的前模孔径进行挤压膨化,挤压过程模口温度设定为130℃,物料加水量超过8%时,挤出物流畅且颜色呈棕色,冷却至室温后硬度过大,膨化度较差,而低于4%时物料挤出呈喷射状分散。因此设定物料加水量高于4%低于8%。
实施例6,更进一步的,与实施例1相同,区别在于:
所述的糙米粉是在水中浸泡并发芽后形成的发芽糙米,用电解水预浸泡和超声波处理的糙米经过研磨获得的糙米粉原料。糙米于水中浸泡并发芽后形成发芽糙米(Germinatedbrownrice,简称GBR),被认为比白米更健康,因为它不仅富含维生素、矿物质、膳食纤维和必需氨基酸等基本营养成分,而且含有更多的生物活性成分,如阿魏酸、γ-谷维素和γ-氨基丁酸等。关于发芽糙米的研究始于日本,起步较早研究背景深远,对于浸泡和发芽条件的研究较为成熟,市场上也已出现发芽糙米相关产品。浸泡溶液的变化也会影响糙米GABA的含量,用电解水预浸泡和超声波处理糙米可显着提高其抗菌活性,同时酸性电解水比碱性电解水更有利于GABA的积累。
实施例7,更进一步的,与实施例1相同,区别在于:亚麻籽粉与糙米粉的质量比例关系为
GC=10-[25-0.25*(G-10)2]0.5,20≥GC≥10;10≥GC≥5,GC是糙米粉的质量。
在该比例下的微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品中的高蛋白含量完美的弥补了糙米深加工后酥脆易碎的问题,更容易加工储存及运输。此方法适合大规模产业化生产。
Claims (4)
1.微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品的方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)称取亚麻籽粉G克,利用工业微波加热处理技术对亚麻籽粉进行微波处理,按照每克汉麻籽W瓦的微波功率进行处理,每处理20-35秒暂停10-25秒,至少处理10个循环,微波频率FGHz,加入调味剂后放置待用;
(2)秤取糙米粉10-20g,并与微波处理后的亚麻籽粉混合,加入10-20ml水,搅拌均匀后密闭室温放置6小时;
(3)将处理后的亚麻籽粉和糙米粉进行挤压膨化,制作成蛋白制品;
(4)蛋白制品加入适量的调味品后,放置6小时,即可食用。
2.根据权利要求1所述的微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品的方法,其特征在于:所述的糙米粉是在水中浸泡并发芽后形成的发芽糙米,用电解水预浸泡和超声波处理的糙米经过研磨获得的糙米粉原料。
3.根据权利要求1所述的微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品的方法,其特征在于:所述的挤压膨化采用双螺杆挤压膨化机,挤压参数为:物料含水率30%,前模孔径4.5mm,螺槽宽度40mm,采用左右的双头螺杆;双螺杆挤压膨化机的螺杆转速设定为25Hz,喂料速度40g/min,选用直径为4.5mm的前模孔径进行挤压膨化,挤压过程模口温度设定为130℃。
4.根据权利要求1所述的微波耦合挤压膨化制备复合糙米亚麻籽粉蛋白制品的方法,其特征在于:所述的亚麻籽粉由去壳亚麻籽粉和生物质基聚酯复合而成,所述生物质基聚酯为聚丁二酸丁二醇酯或聚乳酸,所述去壳亚麻籽粉和生物质基聚酯的重量份比为5-30;所述去壳亚麻籽粉为亚麻种子去皮后经碾磨、筛分和清理后得到的粉末。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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