微波處理改善小麥品質的方法

2023-12-05 06:14:26

專利名稱：微波處理改善小麥品質的方法
技術領域：
本發明屬於食品加工領域，涉及一種微波處理改善小麥品質的方法，具體是一種微波輻照小麥改善其製作麵食品的工藝品質和食用品質的方法。本發明適用於發芽小麥和普通未發芽小麥制粉前的加工處理，以改善麵粉品質及面制食品品質。
背景技術：
在我國，小麥主要供居民飲食消費，人們常說的優質小麥或低品質小麥的概念，主要是針對其食用品質而目。小麥在收穫季節大面積穗發芽的現象近幾年在全國各地時有發生:2008年河北、山東等省份局部地區小麥生芽；2009年河南、湖北、安徽、江蘇、山東等省份出現小麥大面積生芽現象；2010年河南、安徽、江蘇等省份局部地區小麥穗發芽。小麥發芽之後，出粉率降低；麵團稀懈，強度軟化:在耐揉混特性(用粉質曲線表徵)方面，麵團吸水率降低，峰值時間、穩定時間縮減，弱化度增加；在延展特性(用拉伸曲線表徵)方面，麵團抗延阻力降低，延伸性增加，拉伸面積減小。發芽小麥粉麵團的表面粘性大，製作食品時機械加工性能劣化。和正常未發芽小麥相比，用發芽小麥粉烘烤的麵包其內芯色澤灰白，結構粗糙，氣孔大而圓，不細密，組織不均勻，紋理不清晰，觸感差，麵包瓤發粘；用發芽小麥粉製作的麵條，烹煮後表面粗糙，不滑溜，沾粘嚴重，強度差，烹煮損失大；用發芽小麥粉製作的饅頭，體積小，外形扁塌，質地粗糙，不蓬鬆，口感粘牙等等。合理利用穗發芽小麥，有效改善其食用品質，可以幫助減少農戶損失，提高農民收入。發芽對小麥食用品質的劣化影響，主要歸因於小麥發芽過程中活性急劇提高的水解酶對小麥籽粒內碳水化合物及蛋白質等組分的水解，特別是活性很高的α -澱粉酶對澱粉的降解。國內外對改善發芽小麥食用品質技術的研究，一方面，利用蛋白質熱變性效應，部分鈍化芽麥中過多的α-澱粉酶。目前，熱處理芽麥的方式主要有蒸汽熱處理、乾熱處理、擠壓膨化等。另一方面，尋找源於穀物的或非穀物的α-澱粉酶抑制劑，添加到芽麥麵粉中，或調節麵團的PH值，採用化學處理的方法，來改善芽麥麵粉的食用品質。此外，利用機械、物理的方法，對芽麥剝皮製粉，部分去除胚芽及糊粉層中富含α-澱粉酶及其它酶類的小麥組織，或芽麥與正常小麥搭配混合，調整制粉工藝，選擇性地取捨粉流，達到降低α -澱粉酶活性、提高食用品質之目的。然而，採用以上方法處理髮芽小麥，不僅成本高，損失大，而且食品的安全性低。近年來，我國河北、山西、陝西、青海、甘肅等地培育的一些小麥新品種，具有耐貧瘠、抗旱、節水、高產、穩產等特點，農藝性狀優良，很受農民朋友的歡迎，而且其容重、蛋白質含量、溼麵筋含量均很高，但是，其沉降值低、穩定時間短、弱化度高、抗延伸性小，用其製作食品時在和面、揉圓、壓片、成型、醒發等過程中操作性差，具有麵團稀軟、粘滯、流態化嚴重、缺乏彈性等缺陷，屬典型的無烘焙能力小麥或無機械加工能力小麥(李美琴等，中國糧油學報，1994,9(1):30-32)。研究表明，無烘焙能力小麥所固有的麵團流變學特性是由品種決定的，它受種子遺傳及種植條件等影響，就其成分來說，這類小麥的可溶性物質比正常小麥的含量明顯的高；研究還表明，通過添加麵粉品質改良劑也無法改善其特殊性能。

發明內容
針對上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種微波處理改善小麥品質的方法，通過充分利用微波輻照過程中產生的熱效應，最大程度地鈍化劣化小麥食用品質的水解酶類(如發芽小麥中活性很高的α-澱粉酶等)，和/或改變功能性蛋白質(如小麥胚乳中的麵筋蛋白質)的物理-化學特性，並確保麵筋蛋白不發生變性，從而改善小麥(包括發芽小麥和普通未發芽小麥)製作麵食品的工藝品質和食用品質。本發明所述的微波處理改善小麥品質的方法，包括如下步驟:(a)首先，對小麥籽粒進行清理，去除小麥籽粒中的雜質；(b)接著，對清理後的小麥籽粒進行水分調節，使小麥籽粒的水分含量達到其重量的10.0% 20.0%，且使小麥籽粒中的水分含量由外到裡呈梯度分布或均勻分布，潤麥時間為O 36小時；(C)然後，對水分調節後的小麥籽粒進行微波輻照處理，使小麥籽粒的表面溫度最終達到50 95°C，停止輻照；(d)最後，對微波輻照處理後的小麥籽粒再次進行水分調節和清理，使入磨小麥籽粒的水分含量達到其重量的14.0% 18.0%，潤麥時間為0.5 24小時，使其滿足制粉工藝的要求，進一步磨製成麵粉和加工成面制食品，或直接進行冷卻或乾燥，即得到食用品質得到改善的小麥。進一步地，上述步驟(a)中，所述清理可用篩選、磁選、去石、打麥、風選、刷麥、洗麥等清理工藝和相應設備進行。進一步地，上述步驟(b)中，所述水分調節的方法是加水，所加水的溫度為O 60°C，加水可用強力著水機、高效著水機、著水絞龍、洗麥機等設備進行。進一步地，上述步驟(b)中，所述水分調節中的潤麥環節可以在磚混倉、鋼筋混凝土倉、鋼板倉或其它材質的容器內進行，也可以在皮帶輸送機、刮板輸送機、螺旋輸送機等連續運轉的設備內進行。進一步地，上述步驟(b)中，所述梯度分布是指小麥籽粒的外層水分含量高於內層水分含量。進一步地，上述步驟(C)中，所述微波輻照處理所使用的設備是間歇式微波裝置或連續生產用微波設備。進一步地，上述步驟(d)中，所述冷卻是在自然條件下冷卻至室溫，或者是在冷卻塔、皮帶輸送機、刮板輸送機、或螺旋輸送機等設備內冷卻至室溫。進一步地，上述步驟(d)中，所述乾燥是在室溫下放置，或者在乾燥箱、乾燥塔、乾燥床、乾燥管或乾燥輸送帶等裝置中烘乾，使小麥籽粒的含水量為其重量的9.0% 13.0%，以滿足小麥籽粒長期貯藏的水分要求。本發明具有的優點和有益技術效果是:(I)與各種添加劑改良小麥品質相比，本發明無食品安全方面的風險；(2)與傳統的熱處理方法(如乾熱空氣處理等)相比，本發明緊密結合小麥制粉工藝流程，易於實現連續化生產，節約能源，降低成本，且改善小麥品質的效果更明顯；(3)本發明無汙染，工作環境衛生、清潔；(4)本發明對減少糧食產後損失、充分利用現有的小麥資源具有十分重要的社會意義。
具體實施例方式下面對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的說明。實施例1以一種無烘焙能力的小麥樣品採用微波處理的方法為例進行詳細說明。首先，採用篩選、磁選、去石、打麥、風選、刷麥、洗麥等清理工藝和相應設備去除小麥籽粒中的各類雜質。接著，對清理後的小麥籽粒進行水分調節，使小麥籽粒的水分含量達到其重量的
10.0% 20.0%，優選為16.0%，且使水分含量在小麥籽粒中由外到裡呈梯度分布或均勻分布；其中，水分調節的方法是加水，所加水的溫度為O 60°C，可採用強力著水機、高效著水機、著水絞龍、洗麥機等設備進行加水；所述梯度分布是指籽粒的外層水分含量較內層的高。所需潤麥時間為O 36小時，優選為24小時；潤麥環節可以在磚混倉、鋼筋混凝土倉、鋼板倉或其它材質的容器內進行，也可以在皮帶輸送機、刮板輸送機、螺旋輸送機等連續運轉的設備內進行。然後，對水分調節後的小麥籽粒進行微波輻照處理，使輻照處理後小麥籽粒的表面溫度達到50 95°C，優選的溫度為79°C，以保證有效降低劣化小麥食用品質的水解酶類的活性，和/或使麵筋蛋白質改性，但麵筋蛋白不變性。這裡，微波處理所選用的設備可以是間歇式微波裝置，也可以是連續生產用微波設備。最後，對微波輻照後的小麥籽粒再次進行水分調節和清理，使入磨淨麥的水分含量達到其重量的14.0% 18.0%，優選為16.0% ;所需潤麥時間為0.5 24小時，優選為8小時。使其滿足制粉工藝的要求，進一步磨製成麵粉和加工成面制食品，或者直接進行冷卻或乾燥，即可得到食用品質改善的小麥。這裡的再次水分調節是為了滿足最佳研磨條件。其中，冷卻可以是在自然條件下冷卻至室溫，或者是在冷卻塔、皮帶輸送機、刮板輸送機、或螺旋輸送機等設備內冷卻至室溫。其中，乾燥可以是在室溫下放置，也可以在乾燥箱、乾燥塔、乾燥床、乾燥管或乾燥輸送帶等裝置中烘乾，使小麥籽粒的含水量為其重量的9.0% 13.0%，以滿足籽粒長期貯藏的水分要求。通過上述方法處理後的小麥籽粒進行實驗制粉，採用布勒實驗磨粉機制粉，本發明即得到食用品質改善的麵粉，其出粉率(粉麩比)為72.7%。採用本發明的微波輻照處理方法後，上述無烘焙能力小麥樣品的食用品質得到了明顯改善:(I)其麵團的穩定時間由1.0分鐘提高到2.8分鐘，弱化度由245FU降低到150FU(方法按照GB/T14614-2006小麥粉麵團的物理特性吸水量和流變學特性的測定粉質儀法)；(2)其麵團的拉伸阻力由80EU提高到228EU，能量由18cm2提高到36cm2 (方法按照GB/T14615-2006小麥粉麵團的物理特性流變學特性的測定拉伸儀法)；
(3)其製作慢頭的比容由2.lml/g提高到2.4ml/g,慢頭感官評分由67分提高到78分(方法按照SB/T10139-1993饅頭用小麥粉)。實施例2以一種發芽小麥樣品採用微波處理的方法為例進行詳細說明。該實施例2的方法與上述實施例1的方法之區別在於:在步驟(b)中，清理後的小麥籽粒水分含量調節至其重量的15.5%，所需潤麥時間選擇為60分鐘；在步驟(c)中，對微波輻照後小麥籽粒表面的溫度選擇為75°C ；在步驟(d)中，所需的潤麥時間選擇為8小時，入磨淨麥的水分選擇為15.5% ；採用布勒實驗磨粉機制粉，本發明即得到食用品質改善的麵粉，其出粉率(粉麩比)為 71.8% ；採用本發明的微波輻照處理方法後，上述發芽小麥樣品的食用品質得到了明顯改
盡.口.
(I)其麵團的穩定時間由3.0分鐘提高到10.5分鐘，弱化度由70FU降低到20FU(方法按照GB/T14614-2006小麥粉麵團的物理特性吸水量和流變學特性的測定粉質儀法)；(2)其麵團的拉伸阻力由150EU提高到500EU，能量由77cm2提高到IOOcm2 (方法按照GB/T14615-2006小麥粉麵團的物理特性流變學特性的測定拉伸儀法)；(3)其麵粉的降落數值由170秒升高到236秒(方法按照GB/T10361-2008小麥、黑麥及其麵粉，杜倫麥及其粗粒粉降落數值的測定Hagberg-Perten法)；(4)用其麵粉製作的麵條的感官評分由62分提高到75分(方法按照SB/T10137-1993麵條用小麥粉)；本文中的微波是指波長範圍為Imm lm、頻率範圍為300 300000MHz、具有穿透特性的電磁波。微波遇到不同的介質體系時，進行各種形式的能量轉換。介質體系吸收微波能量後產生某種或一系列物理、化學反應。其中之一是微波傳入體系內部並在其中產生交變的高頻電磁場。帶有極性的物質分子或被電磁場極化的物質分子，吸收一定的微波能量，隨該電磁場的交變，改變自身取向而產生聞頻振蕩。這樣，分子本身的熱運動和分子之間產生了類似於摩擦、碰撞、振動、擠壓的作用，使分子獲得能量，宏觀上導致體系溫度迅速升高並導致某些效應的產生，而且這一過程能量利用率高，控制方便。微波處理效率隨著工藝步驟(b)中水分調節環節、水分在籽粒中的不同分布有顯著的差異。主要是因為介質對微波的吸收具有選擇性，即在水分含量高的地方對微波的吸收多，而在水分含量低的地方對微波的吸收相對少，產生的熱量也少。為了改善發芽小麥的品質，本發明採用水分調節的辦法，在籽粒中造成水分梯度分布，即籽粒外層的水分含量較內層的高；為了改善無烘焙能力等普通未發芽小麥的品質，水分在籽粒中需要均勻分布。不管是發芽小麥還是普通未發芽小麥，微波處理前，小麥籽粒均需要達到一定的水分含量。發芽小麥中，α-澱粉酶在籽粒結構上的分布主要取決於發芽的程度。一開始，α-澱粉酶主要出現在糊粉層及靠近糊粉層的胚乳細胞的外層；隨著發芽程度的加深，酶會逐漸穿過糊粉層，慢慢向胚乳中心轉移。酶在小麥籽粒內部由外向內呈梯度分布，即在糊粉層和靠近糊粉層的胚乳中酶活性高，而內部胚乳層中酶活性低。小麥籽粒內部的蛋白質(包括酶蛋白)由於熱處理產生物理-化學特性的變化，且水分含量越高時，這種受熱作用的影響程度效應越明顯。基於以上考慮，本發明採用水分調節的方法，在發芽小麥籽粒中造成水分梯度，即內層的水分含量比外層的低。這樣，微波輻照時產生的熱效應對內層的麵筋蛋白的影響作用較外層的酶蛋白低，在內層的麵筋蛋白改性但不變性的條件下，有效地鈍化外層的水解酶類(澱粉酶、蛋白酶等)。與發芽小麥相比，無烘焙能力等普通小麥的籽粒中水解酶類的活性並不高。因此，針對普通小麥，本發明的目標不是降低其籽粒中水解酶類的活性。本發明採用水分調節的方法，使普通小麥籽粒達到一定的水分含量，且使水分在籽粒中均勻分布。微波輻照時產生的熱效應使麵筋蛋白改性(如蛋白質發生交聯，低分子量蛋白向高分子量蛋白轉移等)；通過控制微波處理強度，避免麵筋蛋白變性而喪失其功能特性，從而降低麵團表面粘性，改善麵粉品質及面制食品品質。微波處理強度隨微波功率、處理時間及處理量不同而不同。本發明通過測定輻照後籽粒的溫度(50 95°C )來控制微波處理強度。綜上所述，採用本發明的方法，發芽小麥樣品和普通小麥樣品的食用品質均得到了明顯的改善。以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和範圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求書所限定的保護範圍之中。
權利要求
1.一種微波處理改善小麥品質的方法，包括如下步驟: (a)首先，對小麥籽粒進行清理，去除小麥籽粒中的雜質； (b)接著，對清理後的小麥籽粒進行水分調節，使小麥籽粒的水分含量達到其重量的10.0% 20.0%，且使小麥籽粒中的水分含量由外到裡呈梯度分布或均勻分布，潤麥時間為O 36小時； (C)然後，將水分調節後的小麥籽粒進行微波輻照處理，使小麥籽粒的表面溫度最終達到50 95°C，停止輻照； (d)最後，對微波輻照處理後的小麥籽粒再次進行水分調節和清理，使入磨小麥籽粒的水分含量達到其重量的14.0% 18.0%，潤麥時間為0.5 24小時，磨製成麵粉或者冷卻、乾燥。
2.根據權利要求1所述的微波處理改善小麥品質的方法，其特徵在於，步驟(a)中，所述清理米用篩選、磁選、去石、打麥、風選、刷麥、洗麥工藝和相應設備進行。
3.根據權利要求1或2所述的微波處理改善小麥品質的方法，其特徵在於，步驟(b)中，所述水分調節的方法是加水，所加水的溫度為O 60°C，加水採用強力著水機、高效著水機、著水絞龍或洗麥機進行。
4.根據權利要求3所述的微波處理改善小麥品質的方法，其特徵在於，步驟(b)中，所述水分調節中的潤麥是在磚混倉、鋼筋混凝土倉或鋼板倉內進行，或者在皮帶輸送機、刮板輸送機或螺旋輸送機連續運轉的設備內進行。
5.根據權利要求3所述的微波處理改善小麥品質的方法，其特徵在於，步驟(b)中，所述梯度分布是指小麥籽粒的外層水分含量高於內層水分含量。
6.根據權利要求1、2或4所述的微波處理改善小麥品質的方法，其特徵在於，步驟(b)中，所述梯度分布是指小麥籽粒的外層水分含量高於內層水分含量。
7.根據權利要求1所述的微波處理改善小麥品質的方法，其特徵在於，步驟(c)中，所述微波輻照處理所使用的設備是間歇式微波裝置或連續生產用微波設備。
8.根據權利要求1、2、4、5或7所述的微波處理改善小麥品質的方法，其特徵在於，步驟(d)中，所述冷卻是在自然條件下冷卻至室溫，或者是在冷卻塔、皮帶輸送機、刮板輸送機或螺旋輸送機內冷卻至室溫。
9.根據權利要求3所述的微波處理改善小麥品質的方法，其特徵在於，步驟(d)中，所述冷卻是在自然條件下冷卻至室溫，或者是在冷卻塔、皮帶輸送機、刮板輸送機或螺旋輸送機內冷卻至室溫。
10.根據權利要求1、2、4、5、7或9所述的微波處理改善小麥品質的方法，其特徵在於，步驟(d)中，所述乾燥是在室溫下放置，或者在乾燥箱、乾燥塔、乾燥床、乾燥管或乾燥輸送帶中烘乾，使小麥籽粒的含水量為其重量的9.0% 13.0%。
全文摘要
一種微波處理改善小麥品質的方法，首先，對小麥籽粒進行清理，去除雜質；然後，對清理後的小麥籽粒進行水分調節，使小麥籽粒的水分含量達到其重量的10.0％～20.0％，潤麥時間0～36小時，且使小麥籽粒中的水分含量由外到裡呈梯度分布或均勻分布；接著，對水分調節後的小麥籽粒進行微波輻照處理，使小麥籽粒的溫度達到50～95℃，停止輻照；最後，對微波輻照處理後的小麥籽粒再次進行水分調節和清理，使其滿足制粉工藝的要求，進一步磨製成麵粉和加工成面制食品，或直接進行冷卻、乾燥，即可得到食用品質改善的小麥。該方法適用於發芽小麥和普通未發芽小麥制粉前的加工處理，無食品安全風險，易於實現連續化生產，節約能源，降低成本，無汙染，工作環境衛生。
文檔編號B02B1/00GK103157527SQ201310074189
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月8日 優先權日2013年3月8日
發明者趙仁勇, 李豫洲, 趙小楓, 卞科 申請人:河南工業大學