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CN103976289A - 一种发芽糙米生产优化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于粮食深加工技术领域,具体涉及一种发芽糙米生产的优化工艺。该工艺的特点在于依据稻谷在土壤环境条件下发芽的自然过程,采用工程方法模拟并以糙米发芽率、发芽糙米中γ-氨基丁酸含量更高为目标获得糙米吸水、温度及通风等发芽条件需求的优化工艺参数组合。与传统糙米发芽工艺相比:该工艺无浸泡环节、更符合糙米自然萌发规律;该工艺无污水产生,同时避免糙米浸泡过程中营养物质的溶出损失,也降低了因浸泡环节过度吸水而导致的发芽糙米干燥所需能耗。在该优化工艺条件下糙米发芽率可提高5~7%,发芽糙米中γ-氨基丁酸含量提高约2.4倍。

Description

一种发芽糙米生产优化工艺
技术领域
本发明涉及一种发芽糙米生产新工艺,主要涉及糙米萌芽前的加湿方式,旨在降低糙米发芽期间的裂纹率、提高糙米发芽率及营养物质γ-氨基丁酸含量、降低能耗及避免污水排放,属于粮食深加工技术领域。
背景技术
我国是世界稻谷生产和消费大国,随着人们生活水平的提高和消费观念的变化,人们对稻米的营养价值和保健功能要求越来越高。稻谷中约60%的营养元素积聚在占稻谷质量约10%的糠层和胚芽中,因此传统的稻米加工方法造成了营养物质的极大浪费。虽然糙米的营养价值较高,但糙米糠层中含有大量的粗纤维,其吸水性和膨胀性很差,造成糙米的蒸煮性和口感较差。另外,糙米中还含有较多的植酸,植酸会与人体不可缺少的钾、铁、镁等矿物质结合,影响人体对矿物质的吸收,还对淀粉酶、蛋白酶的活性产生影响,降低人体对大米营养成分的消化吸收率。这些问题制约着糙米的食用品质,如何改善糙米的食用品质是该领域工作者亟待解决的问题。
发芽糙米是糙米发芽到一定程度后的籽粒及芽体,是提高糙米营养价值和改善糙米食用品质的新途径。糙米发芽时其淀粉酶、蛋白酶和植酸酶等被激活和释放,大分子物质被降解,糙米皮层质地软化,且具有多种生理活性功能的γ-氨基丁酸含量显著增加,使得发芽糙米的营养价值和食用品质相比于糙米得到提高和改善。因而研究发芽糙米生产工艺对提高食品营养价值、高效利用稻谷资源具有重要意义。
目前国内外对发芽糙米生产工艺开展了相关研究,就公开的文献、专利显示,现有的发芽糙米生产工艺按吸水方式分为浸泡和非浸泡两种。
浸泡工艺一般分为三步:①糙米原料发芽前处理(包括除杂、清洗、灭菌等);②浸泡发芽过程(包括不同浸泡溶液配比、不同发芽温度、时间等);③发芽结束后处理(包括将发芽糙米清洗、不同干燥方式、包装等)。CN102166004A公布了一种采用脉冲强光制备发芽糙米的方法,其特点在于待发芽糙米经脉冲强光预处理后利于去除糙米表面微生物、激活内部的结合酶类,提高发芽糙米品质。CN1596603A公布了一种工艺链较短的发芽糙米生产方法,其特点为糙米原料先在18~24℃温度下,在清水中浸泡2~4小时。然后采用35~45℃条件,进行浸泡萌芽。CN102550976A公布的发芽糙米生产工艺也为三步式,创新集中在浸泡发芽阶段,溶液中采用了不同含量不同种类的盐溶液配伍,来缩短发芽时间、提高发芽率。然而在发芽糙米生产工艺中,浸泡阶段对发芽糙米质量影响较大。浸泡发芽工艺虽可以使糙米快速发芽,提高生产效率,但是浸泡过程易导致糙米爆腰率的增加,影响食用品质;也会使糙米中水溶性营养物质流失,影响糙米发芽率和发芽糙米的营养品质;长时间不通气的浸泡也容易滋生微生物,后期发芽糙米依靠大量水冲洗会增加污水排放,不利于节能减排。
由于上述传统浸泡发芽工艺的缺陷,一些学者也进行了微量加湿的干法发芽技术,即糙米原料在达到萌芽之前,含水率的增加是缓慢进行的,以湿润的状态小梯度提升水分。日本学者Hiroto Shinmura等曾提出一种缓慢持续加湿工艺,该工艺是将糙米置于滚筒内按照一定的速率缓慢持续加水至糙米萌发含水率,该工艺可以降低裂纹率并减少发芽糙米中营养物质的流失。本课题组前期采用糙米循环加湿调质技术来生产发芽糙米(公开号:CN102429176A),研究发现采用非浸泡的方式有利于发芽糙米中营养物质(如γ-氨基丁酸)的富集。然而上述研究并未涉及糙米在土壤环境自然条件下的吸水特性,因此,以糙米在自然条件发芽规律为依据优化工艺仍需深入研究。
本课题组以糙米萌发的土壤环境条件为基础,研究能减少萌发过程爆腰率、提高糙米发芽品质的工程方法,发明了以持续变量加湿方式为核心的糙米发芽优化工艺,对指导发芽糙米生产具有重要意义。
发明内容
本发明针对现有发芽糙米生产工艺的缺陷,结合糙米在自然环境下的吸水规律,发明一种以持续变量加湿方式为核心的发芽糙米生产工艺,提高了糙米发芽率,避免发芽糙米营养物质的溶出损失及污水产生,获得更高的经济效益。
本发明的目的是这样实现的:
(1)糙米原料发芽前处理:将待发芽糙米原料经挑选去杂、灭菌处理,为后续发芽做准备。
(2)基于持续变量加湿速率的糙米水分调整:分别在各含水率(湿基)阶段以不同的糙米含水率小时增率为限量均匀喷加纯净水。当糙米原料含水率在18%之前,以0.1~1.1%/h为限量;在糙米原料含水率处于18~24%期间,以1.1~1.6%/h为限量;在糙米原料含水率处于24~30%阶段,以0.9~1.2%/h为限量。
(3)糙米发芽阶段:保持原料温度在20~35℃、环境湿度在85~95%之间,并通入与原料糙米温度相同的饱和湿空气0.1L/kg.h以上,直至糙米芽长至0.5~1.0mm后停止,得到该工艺生产的发芽糙米。
本发明较传统发芽糙米生产工艺相比,糙米的裂纹增率较低,发芽率可达到94%,较浸泡方式发芽率可提高5~7%、γ-氨基丁酸含量提高约2.4倍。
附图说明
图1是各工艺下发芽率对比图;
图2是各工艺下γ-氨基丁酸(GABA)含量对比图。
具体实施方式
(1)糙米发芽前处理:将原料糙米去除杂质、破碎粒、无胚粒、霉变粒和异色粒后紫外线灭菌处理10~15min,测定原料含水率为12%,称取10kg待用。
(2)糙米水分调整:将步骤(1)处理后的糙米原料置于室温条件下,本例中,糙米原料质量为10kg,初始含水率为12%,初始时物料水分质量为1.2kg。通过实时监测加水喷头流量及糙米物料含水率,在物料含水率在18%之前,选取含水率小时增率平均处于1.0%/h,由公式:需加水分质量=(目标含水率×物料初始水分质量-初始物料质量)/(1-目标含水率),计算出初始阶段喷头约在6小时内均匀喷加纯净水的质量为0.73kg。适当翻动物料,保持水分传递均匀,监测糙米含水率处于18~24%期间时,选取糙米含水率小时增率平均处于1.4%/h,调节喷头加湿速率,约在4.3小时内均匀喷加纯净水质量0.85kg。当糙米含水率达到24%后,选取糙米含水率小时增率为1.2%/h,调整纯净水喷量,约在5小时内持续均匀喷加1.0kg,整个加湿过程保持密闭。
(3)糙米发芽阶段:将步骤(2)加水完毕后的糙米,置于恒温恒湿发芽箱内,控制温度为30℃、湿度为95%,每间隔1h通入与发芽温度相同的饱和湿空气10L,当糙米芽长至0.5~1.0mm时停止。
(4)糙米发芽后处理:将步骤(3)所得发芽糙米置入循环鼓风干燥箱,控制温度为45℃,使其含水率干燥至13~15%之间,得到目标发芽糙米制品。
为了对比说明本工艺的优势,课题组同时进行了浸泡法发芽糙米及非浸泡微量加湿法发芽糙米的制备。这两种工艺只有在糙米水分调整阶段与本发明工艺不同,在糙米发芽前处理、糙米发芽阶段、糙米发芽后处理过程中都与本发明工艺处理方式相同。
浸泡法糙米水分调整:将经去杂、灭菌后的糙米原料放入温度为30℃的纯净水中浸泡12h,期间每间隔4h换水一次。
非浸泡微量加湿糙米水分调整:将经去杂、灭菌后的糙米原料在30℃温度条件下,每间隔90min均匀喷加糙米质量1.5%的纯净水,每次加水后密闭,将糙米含水率增加至30%。
图1、图2对比了三种工艺下,糙米发芽后的两个评价指标:发芽率、γ-氨基丁酸(GABA),两指标数值越大越好。从图中可以明显看出本发明工艺的优势,较传统浸泡方式发芽率可提高约7%,γ-氨基丁酸含量提高约2.4倍

Claims (2)

1.一种发芽糙米生产优化工艺,其特征在于采用持续变量加湿速率将待发芽糙米含水率增至26~30%,之后保持温度20~35℃和环境湿度85~95%,并通入与原料糙米温度相同的饱和湿空气0.1L/kg.h以上,直至糙米芽长至0.5~1.0mm后停止,得到该工艺生产的发芽糙米。
2.如权利要求1所述,“采用持续变量加湿速率”是指在原料糙米含水率达到18%前,加湿速率取值为可使原料糙米含水率的小时增率达到0.1~1.1%/h;在原料糙米含水率处于18~24%期间,加湿速率取值为可使原料糙米含水率的小时增率达到1.1~1.6%/h;在糙米原料含水率处于24~30%阶段,加湿速率取值为可使原料糙米含水率的小时增率达到0.9~1.2%/h。
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