CN110074321A - 一种碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，特别对一般品种品质的峰值粘度较低的的大米原材料，使用浓度为1~4 mg/mL食品级的氢氧化钠、氢氧化钾等稀碱液，在20.0℃~40.0℃下浸泡作用大米若干小时，去除大米中的部分蛋白质，从而改变大米（粉）的糊化粘度特性，由此制造得到的米粉产物，糊化温度降低，峰值粘度升高，能够更适合汤圆等冷冻速冻食品制备的应用。

Description

一种碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法

技术领域

本发明涉及食品领域，特别涉及一种碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法。

背景技术

稻米是重要的粮食作物，主要由淀粉(87％～90％)、蛋白质(8％～11％)和脂肪(1.0％～1.5％)组成，除脱壳加工成精米直接食用外，也被用于加工酒醋、糕点、饴糖、水磨米粉和米粉(丝)等等传统食品，以及方便米粉(糊)、啤酒、味精、柠檬酸等深加工的食品产品。

大米的蒸煮品质和食用品质与其淀粉的糊化特性和蛋白质含量密切相关，大米品种、蛋白质含量、直链淀粉与支链淀粉的比例、淀粉的相对分子量、米粉的细度以及贮藏时间长短等，都会影响大米糊化粘度性质。淀粉及淀粉衍生物在食品工业应用广泛，主要利用的是淀粉的糊化粘度特性，常用布拉班德粘度计、快速粘度测定仪和差式扫描量热仪来进行测定，研究米粉的糊化及其应用特性具有重要意义。

水磨米粉是大米经过浸米、磨浆、脱水和干燥制得的粉末状产物，是大米的深加工制品。水磨米粉是制作萝卜糕、年糕、发糕、麻糬、米皮和河粉等传统南方美食的原料，还广泛应用于食品工业中，如速冻汤圆、糕点和膨化食品等。此外，糯米粉可作为一种品质优良的稳定剂、增稠剂应用到冰淇淋和膨化雪糕等速冻食品的生产中。

随着方便食品和速冻食品的迅速发展，市场对水磨米粉的需求量也逐年增加，糯米粉中的淀粉几乎全部是支链淀粉，具有糊化温度低、峰值粘度高、凝沉性弱和冻融稳定性好等优点，在食品工业特别在速冻食品行业应用最为广泛。速冻汤圆的大规模工业生产带动了糯米粉加工企业的不断发展，糯米粉加工成为河南省信阳市潢川县的特色产业，成为三全、思念和伊利等知名速冻食品企业的米粉原料重要的供应地。

糯米粉的品质要求尚无统一的国家标准，行业标准《LS/T 3240-2012汤圆用水磨白糯米粉》将糊化温度和峰值粘度作为糯米粉产品的理化质量指标，糊化温度≤65℃，峰值粘度≥600BU为一级糯米粉，≥400BU为二级糯米粉；糊化温度≤66℃，峰值粘度≥200BU为三级糯米粉，河南省地方标准把水磨白糯米粉的峰值粘度的指标定为≥300BU，可见糊化温度和峰值粘度是评价米粉糊化特性和品质的重要指标。

糊化温度低、峰值粘度高的米粉在冷冻食品应用效果较好，汤圆生产中，产品口感较好，在食品原料市场上需求量大。而天然淀粉存在许多性质上的不足，如不溶于冷水、抗剪切性低、低温下淀粉糊易凝沉老化、成膜性差等，为满足现代食品工业的需要，常改性原淀粉，使其具有更优良的性质。通过化学改性制得的羟丙基和醋酸酯淀粉具有糊化温度低、峰值粘度高、糊液透明度好、冻融稳定性强等特点，适于方便面、速冻水饺、鲜湿面制品中使用。但化学改性淀粉的安全性容易受到消费者的质疑，行业的科技工作者正不断寻找开发更加好的改性处理方法来改善米粉的糊化特性。

大米有糯米、籼米和粳米三类，其链淀粉、蛋白质含量、粘度、老化和食用等特性相差很大。由大米经过浸泡、研磨、过筛、脱水和干燥所得的水磨米粉，除少量水溶物损失外，其中蛋白质不溶于水，其中氨基酸单元的氨基或羟基，和淀粉分子脱水葡萄糖单元上的羟基依然以糖肽键结合，故米粉除淀粉组分外，还含有与大米原料含量相近的蛋白质，现有的水磨法制备米粉的工艺过程基本属于物理的加工过程。在正常常规的生产中，最终米粉产品的特性，特别是粘度、吸水力等特性，除加工过程可以通过控制不同的研磨过筛细度获得一定的不同和改变外，主要还是受大米原料性质的影响。高粘度的大米原料生产出的米粉产品粘度较高；低粘度的原料生产出的产品粘度较低，并不能制造出粘度高的米粉产品。如果水磨工艺条件控制不当，比如出现腐败发酸，高粘度大米原料也能生产出粘度较低的米粉产品。为满足市场的需要，目前的水磨米粉生产企业主要通过搀和各种粘度糊化特性的大米原料，来生产制造不同粘度和糊化特性的水磨米粉制品，特别要制备糊化温度较低、峰值粘度较高的米粉产品，生产设备及其技术不存在太大的问题，几乎100％受限制于大米原料。

大米中的蛋白质不溶于水，其中氨基酸单元上的氨基或羟基，与淀粉分子脱水葡萄糖单元上的羟基以糖肽键结合，这些蛋白质主要分布在大米胚乳内部的淀粉颗粒的表面，起到粘结其中淀粉颗粒的作用，也“束缚”着淀粉颗粒的吸水膨胀溶胀。本发明在充分了解米粉颗粒团粒上述的组分分布情况及其结构特点的科学理论基础上，以水磨米粉生产企业产品的性能、市场需要应用情况等的实际问题为出发点，采用碱法在合适的作用条件下，去除米粉团粒中的那一部分在大米淀粉颗粒表面束缚其吸水膨胀的蛋白质，从而改变了米粉颗粒原有的理化特性，可降低米粉产品的糊化温度，提高其峰值粘度，为使用以早籼米等较次的低粘度的大米为原料，开发生产适于冷冻食品用的低糊化温度、高峰值粘度的高品质的水磨米粉制品，开辟了一条新的方法。本发明也可使水磨米粉生产企业对大米原料采购具有更广泛的选择性，减少当年当季对高粘度大米原材料的依赖，技术方法具有较好的市场应用前景。

发明内容

为克服常规水磨法生产米粉，产品糊化粘度特性受大米原料影响限制的不足，本发明的目的是提供一种通过碱液简单预处理改善米粉糊化粘度特性的方法。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供了一种碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，用浓度为1～4mg/mL的碱液泡米粉所用原料大米，溶解大米中的10.0％～75.0％蛋白质。

大米中的蛋白质主要分布在大米淀粉颗粒、米粉颗粒或团粒的表面上，蛋白质分子中(不止一处的)氨基酸单元与淀粉分子内的脱水葡萄糖单元之间以糖肽键的形式连接，起到粘结其中淀粉颗粒，以及“束缚”淀粉颗粒的吸水溶胀等的作用，去除掉这部分的蛋白质，将使米粉的起糊温度降低、峰值粘度升高。但是，去除的蛋白质数量小，米粉糊化粘度特性的改善效果很小；如果碱液的浸泡处理强度过大，甚至到米粉中的蛋白质几乎100％被全部去除的程度(最后所得的产物实际为大米淀粉，即变成制备大米淀粉的过程)，往往也同时会对淀粉颗粒造成损害，使得低蛋白含量的米粉产物的糊化粘度特性的改善效果又变小，甚至效果变劣。因此，去除蛋白质的数量在一定的范围内(10.0％～75.0％对大米原料的蛋白质含量)，才有稳定良好的改善糊化粘度特性的效果；同时也要考虑减少操作和成本，综合考虑大米的蛋白质含量的去除比例，最佳在15.0％～30.0％之间。

优选地，所述方法包括如下步骤：

(1)除杂、洗米、浸米：称量大米、吹尘、除铁、输送到洗米浸泡容器，加水没过米层，浸泡，然后通入压缩空气，使米粒在水中翻滚和相互磨擦，漂洗掉吸附于米粒表面的杂质，并从溢流口漂出，漂净后放出米泔水，再重复洗米一次，得干净大米；

(2)碱液浸泡：向盛有干净大米的容器中加入碱液，在20.0℃～40.0℃的温度下浸泡，在浸泡过程中通入压缩空气，使米粒在碱液中翻滚，增强碱液去除溶解大米中蛋白质的效果；

(3)磨浆、脱碱液、中和、洗涤、脱水：将步骤(2)浸泡后的大米磨成浆液，所述浆液的浓度为25％～45％(w/w)；将所述浆液过滤，通过离心式过滤机或者板框式压滤机进行过滤压滤，脱除碱性母液，母液补添加部分的碱，可再回用。得米粉滤饼；用体积分数为3.0％～5.0％(v/v)的盐酸溶液洗涤所述米粉滤饼，至米粉滤饼的pH值为6.0～7.0；最后用去离子水洗涤米粉滤饼2～3次，至洗涤米粉滤饼后水的电导率小于200μs/cm；将洗涤后的米粉滤饼脱水，使水分含量小于40％；

(4)粉碎、气流干燥、过筛和包装：将步骤(3)中脱水后的米粉滤饼粉粹后，进行气流干燥，得米粉，米粉水分≤14％。将烘干的米粉经输送槽冷却至室温，过100目筛，包装。

所述大米原料包括粘度较低的糯米、籼米和粳米，优选峰值粘度小于400BU的白糯米原料。

优选地，步骤(2)所述碱液包括食品级的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或二者的混合溶液。

优选地，步骤(2)碱液浸泡温度为20.0℃～32.0℃。碱液浸泡温度太高，如高于45.0℃，大米淀粉颗粒也会受到(一定的)损伤，其糊化粘度将降低；如果浸泡温度太低，如在15.0℃以下，则浸泡处理的作用缓慢，效果差。碱液浸泡温度最好在20.0℃～32.0℃，如果室温处于这个温度范围，为控制的简便和节约成本，浸泡温度就为室温；如果在冬春季时节，室内温度低于15.0℃，碱液用40.0±2.0℃的温水配制，则大米碱液的浸泡温度容易保持20.0℃～32.0℃的范围。

优选地，步骤(2)所述碱液的浓度为2～3.5mg/mL。在浸泡温度一定的情况下，要去除一定量的蛋白质，如果碱液浓度高，则浸泡时间较短，反之同样。但是，碱液的浓度太高，如6mg/mL以上，同样，大米淀粉颗粒也容易会受到(一定的)损伤，其糊化粘度将降低，效果反而不好；如碱液浓度太低，在1mg/mL或以下，则碱液浸泡作用的时间太长，改善糊化粘度特性的效果也有限。稀碱液的浓度以2～3.5mg/mL为佳。

优选地，步骤(2)碱液浸泡的时间为1.5～4.0小时。

优选地，步骤(3)中的浆液浓度为30％～40％(w/w)。

和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，方法中的磨浆、过滤、脱水到气流干燥、包装等等的步骤，与传统的水磨米粉的生产所用的设备相同，工艺相近，设计简单，在原有现有的水磨米粉生产线上，只需添加部分的储罐。

通过本发明提供的方法处理得到的米粉产物产品，糊化温度降低，峰值粘度升高，能够更适合汤圆等冷冻速冻食品制备中的应用。

具体实施方式

米粉样品糊化粘度特性参见GB/T 14490-2008中的方法测定，采用布拉班德粘度计。测定条件：米粉乳总质量为460g，米粉乳浓度8.6％(w/w)，转速75r/min，扭矩700cmg。设度程序：初始温度30℃，以1.5℃/min的升温速率升温到95℃，保温维持30min，再以-1.5℃/min的速率从95℃降温至50℃，在50℃下保温30℃。仪器记录糊粘度随时间和温度的变化值，得到粘度曲线，其特征值符号和含义如下：

GT：起糊温度，单位为℃，表示米粉开始糊化的粘度。

PK：峰值粘度，单位为BU，指米粉在升温到95℃或保温期间达到的最高粘度值。

PT：峰值粘度对应的温度，单位为℃

A：刚升温到95℃时的粘度值，单位为BU。

B：糊液在95℃保温30min后的粘度值，单位为BU。

C：糊液温度降低到50℃时的粘度值，单位为BU。

D：糊液保温30min后的粘度值，单位为BU。

实施例1～3

1、糯米原料来自河南省信阳市潢川县的米粉生产企业，其水分、蛋白质、起糊温度、峰值粘度等的品质指标测定结果参见表1。

表1、糯米品质指标的测定结果

项目	水分/％	蛋白质/％	GT/℃	PK/BU
					糯米	12.88	7.73	63.2	1042

2、除杂、洗米、浸米：称取100重量份的原料大米--糯米，吹尘和除铁后输送到洗米浸泡罐，放水入罐中使水浸泡淹没过米层，5～10min后通入压缩空气，使米粒在水中翻滚和相互磨擦，漂洗掉吸附于米粒表面的细尘等杂质，并从溢流口漂出，漂净后放出米泔水，如此反复洗米二次，将米粒洗净，排空洗水。

3、稀碱液浸泡：分别用浓度为1、3和4mg/mL的氢氧化钠溶液，浸没米面，高出5～6厘米，在40.0℃下浸泡2.0小时，不时通入压缩空气，使米粒在碱液中翻滚，增强碱液去除溶解大米中蛋白的作用，最后得到的米粉的产物分别为#1、#2和#3。

4、磨浆、脱碱液、中和、洗涤、脱水：浸泡作用到2.0小时后，一边落米一边加适量的水，用砂轮磨磨浆入到粉浆罐，得到浆液，浆液的浓度38.0％(w/w)。所得的浆液通过板框式压滤机进行过滤压滤，首先脱除碱性母液，补添加部分的碱，提高碱液的浓度，再回用；然后用的浓度3.0％(v/v)盐酸溶液，循环通过滤饼进行中和，调节pH为6.5；最后去离子水洗涤滤饼3次，至1#、2#和3#洗涤出来的水的电导率分别为153、165和188μs/cm，洗涤水回用于洗米等。所得的滤饼尽量脱水，1#、2#和3#滤饼的含水量分别为38.5％、39.3％和39.6％，水分含量小于40％。

5、气流干燥、粉碎、过筛和包装：滤饼经过绞龙破碎后，得米粉，采用无级变速喂料装置控制进料量，进行气流干燥，使米粉水分保持在13％。烘干的米粉经输送槽冷却至室温，然后过100目，包装成成品。去除部分蛋白的#1、#2和#3米粉产物的特性值结果，参见表2数据。

表2、去除部分蛋白的糯米粉产物的粘度曲线特性值

由表格2可知，该糯米材料在浓度1、3、4mg/mL的氢氧化钠溶液中浸泡2小时后，获得的#1、#2和#3米粉产物蛋白质含量从最初的7.73％分别降低为6.86％，2.57％和1.27％，起糊温度从最初的63.2℃分别降低为62.7℃、60.8℃、61.4℃；峰值粘度从最初的1042BU增加为1137BU、1156BU、1388BU。

实施例4～13

1、糯米来自河南省信阳市潢川县的米粉生产企业，其水分、蛋白质、起糊温度、峰值粘度等的品质指标测定结果参见表3。从表3数据可见，按照行业标准《LS/T 3240-2012汤圆用水磨白糯米粉》，该糯米制备的米粉，虽然其起糊温度小于65.0℃，但其峰值粘度为357BU，只能是三级的糯米粉(200BU≤PK＜400BU)。

表3、糯米品质指标的测定结果

项目	水分/％	蛋白质/％	GT/℃	PK/BU
					糯米	12.41	8.54	64.3	357

2、除杂、洗米、浸米：称取100重量份的糯米，吹尘和除铁后输送到洗米浸泡罐，放水入罐中使水浸泡淹没过米层，5～10min后通入压缩空气，使米粒在水中翻滚和相互磨擦，漂洗掉吸附于米粒表面的细尘等杂质，并从溢流口漂出，漂净后放出米泔水，如此反复洗米二次，将米粒洗净，排空洗水，得干净的糯米。

3、稀碱液浸泡：

(1)分别用浓度1、1.5、2和4mg/mL的氢氧化钠溶液，浸没米面，高出5～6厘米，在40.0℃下浸泡2.0小时，不时通入压缩空气，使米粒在碱液中翻滚，增强碱液去除溶解大米中蛋白的作用，最后得到的米粉的产物分别为#4、#5、#6和#7。

(2)用浓度2mg/mL的氢氧化钠溶液，浸没米面，高出5～6厘米，在室温下(26.0℃～30.5℃)分别浸泡1.5、3.0和4.5小时，不时通入压缩空气，使米粒在碱液中翻滚，增强碱液去除溶解大米中蛋白的作用，最后得到的米粉的产物分别为#8、#9和#10。

(3)用浓度3mg/mL的氢氧化钠溶液，浸没米面，高出5～6厘米，在20.0℃下分别浸泡1.5、3.0和4.0小时，不时通入压缩空气，使米粒在碱液中翻滚，增强碱液去除溶解大米中蛋白的作用，最后得到的米粉的产物分别为#11、#12和#13。

4、磨浆、脱碱液、中和、洗涤、脱水：浸泡作用到了预定的时间后，一边落米一边加适量的水，用砂轮磨磨浆入到粉浆罐，得到浆液。4#～13#的浆液浓度分别为32.6％、35.7％、39.6％、34.4％、36.9％、30.1％、37.2％、38.5％、31.4％和30.7％(w/w)，控制在30％～40％(w/w)范围。浆液离心过滤，得米粉滤饼；脱除的碱性母液，补添加部分的碱，提高碱液的浓度，再回用；然后用适量的浓度5.0％(v/v)盐酸溶液，循环通过米粉滤饼进行中和，调节pH至6.0～7.0(4#～13#的pH分别为6.6、6.4、7.0、6.5、6.5、6.0、6.2、6.9、6.7和6.5)；最后去离子水洗涤米粉滤饼3次，至洗涤水的电导率150～200μs/cm，洗涤水回用于洗米等。所得的米粉滤饼脱水，4#～13#滤饼的含水量分别为39.1％、40.0％、39.3％、38.6％、38.5％、39.8％、39.7％、39.4％、39.5％和39.6％，水分含量小于40％。

5、气流干燥、粉碎、过筛和包装：米粉滤饼经过绞龙破碎后，得米粉，采用无级变速喂料装置控制进料量，进行气流干燥，使米粉水分保持在13％左右。将烘干的米粉经输送槽冷却至室温，然后过100目，包装成成品。

去除部分蛋白质的4#～13#的糯米粉产物的特性值结果，参见表4数据。从表4中数据可见，碱作用去除束缚大米淀粉颗粒膨胀的蛋白质分子，对于低峰值粘度的糯米原料具有较明显的作用效果。

表4、去除部分蛋白的糯米粉产物的粘度曲线特性值

实施例14～16

1、籼米为市售产品，其水分、蛋白质、起糊温度、峰值粘度等的品质指标测定结果，参见表5。

表5、籼米品质指标的测定结果

2、稀碱液浸泡：称取100重量份的籼米，在室温下(24.0℃～29.0℃)下，用150重量份的浓度2mg/mL的氢氧化钾溶液，在不锈钢罐搅拌分散，淀粉粉浆的浓度约36.1％(w/w)，分别搅拌1.0、2.0和3.5小时，最后得到的籼米粉的产物分别为#14、#15和#16。

3、脱碱液、中和、洗涤、脱水：搅拌到预定的时间后，米粉浆液通过离心机过滤，得米粉滤饼；脱除的碱性液，补添加部分的碱，提高碱液的浓度，可再回用；然后用适量的浓度5.0％(v/v)盐酸溶液，循环通过米粉滤饼进行中和，调节pH至6.0～7.0，14#、15#和16#的pH分别为6.5、6.2和6.6；最后去离子水洗涤米粉滤饼3次，至14#、15#和16#洗涤水的电导率分别为160、178和172μs/cm。所得的米粉滤饼脱水，14#、15#和16#滤饼的含水量分别为39.8％、39.3％和39.6％。

5、气流干燥、粉碎、过筛和包装：米粉滤饼经过绞龙破碎后，得碱处理米粉，采用无级变速喂料装置控制进料量，进行气流干燥，使米粉水分保持在13％左右。将烘干的米粉经输送槽冷却至室温，然后过100目，包装成成品。

表6、浓度2mg/mL碱液处理的籼米粉产物的粘度曲线特性值

项目	时间/hr	蛋白质/％	起糊温度/℃	峰值粘度/BU
					籼米粉原料	----	7.96	64.6	329
14#	1.0	7.59	64.1	354
					15#	2.0	7.18	63.8	410
16#	3.5	6.51	63.3	557

去除部分蛋白质的14#～16#的籼米粉产物的粘度曲线特性值结果，参见表6数据。从表6的数据可见，氢氧化钾溶液的处理，可溶解去除水磨籼米粉中的部分蛋白质，对籼米粉起糊温度的降低和峰值粘度的提高，都有一定的效果。

上述例子为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，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、组合或简化，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 (10)

1.一种碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，其特征在于，用浓度为1~4 mg/mL的碱液泡米粉所用原料大米，溶解大米中的10.0%~75.0%蛋白质。

2.根据权利要求1所述的碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）除杂、洗米、浸米：称量大米、吹尘、除铁、输送到洗米浸泡容器，加水没过米层，浸泡，然后通入压缩空气，使米粒在水中翻滚和相互磨擦，漂洗掉吸附于米粒表面的杂质，并从溢流口漂出，漂净后放出米泔水，再重复洗米一次，得干净大米；

（2）碱液浸泡：向盛有干净大米的容器中加入碱液，在20.0℃～40.0℃的温度下浸泡，在浸泡过程中通入压缩空气；

（3）磨浆、脱碱液、中和、洗涤、脱水：将步骤（2）浸泡后的干净大米磨成浆液，所述浆液的浓度为25%～45％ （w/w）；将所述浆液过滤，脱除碱性母液，得米粉滤饼；用体积分数为3.0%~5.0%的盐酸溶液中和所述米粉滤饼，至米粉滤饼的pH值为6.0~7.0；最后用去离子水洗涤米粉滤饼2～3次，至洗涤出的水的电导率小于200μs/cm；将洗涤后的米粉滤饼脱水，使水分含量小于40%；

（4）粉碎、气流干燥、过筛和包装：将步骤（3）中脱水后的米粉滤饼粉粹后，进行气流干燥，得米粉，米粉的水分≤14%，将烘干的米粉经输送槽冷却至室温，过100目，包装。

3.根据权利要求1所述的碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，其特征在于，原料大米的蛋白质去除率为15.0%~30.0%。

4.根据权利要求2所述的碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，其特征在于，所述大米包括籼米、粳米或糯米中的一种以上。

5.根据权利要求2所述的碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，其特征在于，步骤（2）所述碱液包括食品级的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或二者的混合溶液。

6.根据权利要求2所述的碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，其特征在于，步骤（2）碱液的浸泡温度为20.0℃～32.0℃。

7.根据权利要求2所述的碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，其特征在于，步骤（2）所述碱液的浓度为2~3.5 mg/ml。

8.根据权利要求2所述的碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，其特征在于，步骤（2）碱液浸泡的时间为1.5～4.0小时。

9.根据权利要求2所述的碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，其特征在于，所述碱液在盛有干净大米的容器中的高度比干净大米在容器中的米面高度高5~6cm。

10.根据权利要求2所述的碱法处理改善米粉糊化粘度特性的方法，其特征在于，所述大米为峰值粘度小于400BU的糯米。