CN103120277A - 一种锌营养强化大米的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种锌营养强化质构米的制备方法，以碎米为原料，粉碎后与锌营养强化剂混合，每1kg碎米粉中锌营养强化剂的添加量按锌元素含量计算为8-20mg，调节物料的湿基水分含量在25-45%之间，将物料加入挤压机中。利用改良挤压技术，分别经过一区混合预热、二区挤压输送、三区预糊化、四区糊化剪切及五区高压熔融过程，然后旋转切割造粒成型。产品在35-50℃，相对湿度60-80%的条件下老化2-4小时左右，然后在35-65℃条件下干燥至含水量在11-13%之间。本发明制备的锌营养强化大米锌含量损失小，淘洗蒸煮后锌元素的保留率高，在96%以上，并且具有与市售晚籼米相似的质构品质，能够满足人们对锌的需求。

Description

一种锌营养强化大米的制备方法

技术领域

本发明涉及一种锌营养强化大米的制备方法，属于农副产品精加工和食品营养领域。 

背景技术

微量元素锌是人体重要的营养元素之一，在体内具有重要的生理功能及营养作用。1961年Prasad首先在伊朗乡村中发现贫血、肝脾肿大、身材矮小、性机能减退的人体缺锌症，用锌治疗后，获得显著效果，锌营养状况与某些疾病关系的研究日益引起人们的关注。我国居民的锌缺乏状况存在较强的普遍性和严重性，根据对全国30多个省、市、自治区的调查证明，学龄前儿童缺锌率高达40%-70%，引起免疫功能低下、厌食、生长发育迟缓、多动、智力发育不良；老年人缺锌也相当普遍，而且与癌肿、冠心病的发病有关；孕妇缺锌除了影响本身的健康以外，其分娩的婴儿体质不好，常引起先天畸形及后天种种缺陷。针对锌缺乏状况，人们可采取食物合理搭配、食品强化和补充锌制剂等措施补充锌元素。其中食物强化可以在不改变人们饮食习惯的前提下，用较少的费用在短期内就可取得良好效果，非常适合在我国进行普及推广。目前我国锌强化的产品主要是锌强化酱油和锌强化面粉，对锌强化大米鲜有报道。 

稻谷主要的营养成分集中在皮层、糊粉层、外胚乳以及胚中，胚乳主要成分为淀粉。稻谷加工成精白米后皮层和米胚剥去，碾磨深度深及糊粉层和亚糊粉层，甚至达外胚乳和胚乳细胞组织，大量的营养物质损失，随着加工精度提高，其营养素组分主要是淀粉，其次是质量百分数不到7％蛋白质，维生素、矿物素、脂肪、膳食纤维等已是极少量。长期食用精白米，有可能导致出现脚气病、口腔溃疡症、创口愈合难等营养素缺乏症。人们对大米的外观和口感要求越来越高，这与大米精加工导致的营养缺乏成为日益严重的矛盾。因此，大米营养强化已成为我国大米加工业亟待解决的问题。 

近年来，大米的营养强化已成为国内外的研究热点。我国“十一五”规划明确提出推行主食强化、发展营养强化大米的计划，以此实现营养素补充这一重大战略目标。目前大米营养强化的方法，大致可归纳为内持法、作物喷涂法和外加法。内持法包括：(1)蒸谷米：通过湿热处理使米糠层营养物质转移至大米内部。(2)胚芽米：通过特殊碾磨方式将富含营养素胚芽保留，即留胚米。(3)回归法：提取糠及胚芽中营养成分重新加入米粒中方法。内持法虽说能补充一些营养物质，但总的来说，由于稻谷本身锌含量较低，内持法强化的锌含量难以满足锌缺乏人群的需要。 

作物叶喷法是比较先进的营养强化方法，如专利号:200410084878.4，一种富含有机硒、锌的营养米，是用锌的有机鳌合剂溶液，分别在水稻的分孽期、孕穗期和灌浆期，喷施于叶面上，通过水稻叶面吸收、转化所产生的富锌大米，含锌量分别为12-25mg/kg。专利号:200610086308.8，一种有机富硒锌营养米，锌含量为0.5-1.5mg/kg，其生产方法也是在水稻的分集期、孕穗期和灌浆期，三个期间喷施硒肥和锌肥得到的。 

外加法是指将营养强化剂配制成溶液后，再加入到米粉中加压成型或者涂覆在米粒面上提高大米营养价值，它可以根据所需补充的营养元素的量进行选择性添加。例如浸吸法，喷涂法，挤压强化法。浸吸法对于营养强化剂的利用率太低，喷涂法生产的营养强化大米在淘洗蒸煮过程中营养素损失较大。而挤压强化法，是一种将原料微粉碎后与营养强化剂混合，通过蒸汽和水的作用进行调质，再进入挤压机重新制粒，最后干燥得到营养强化大米的方法。该法能使营养强化剂均匀分布在大米内部，且加工过程中损失较小。 

传统挤压法主要是通过高温高压膨化方式改变物料(如淀粉)结构从而实现其性质的改良，在挤压过程中，物料常常会出现三、四倍的体积膨胀现象。而改良挤压法是在传统挤压法上通过对设备的改进来降低挤出物膨胀率的新型方法。经过改进后的螺杆挤压机螺杆长度较长，机筒温度较低，转速较慢，并且在模头处装有传统挤压机没有的米型模具以及配套的切割工具，通过低温和高压使得挤出物的膨胀率较低，并且质构特性接近精白米。 

发明内容

本发明的目的是弥补传统大米锌含量不足，采用改良挤压技术，制备一种锌营养强化大米，其淘洗蒸煮后锌的保留率高，并且食用品质良好，质构特性接近晚籼米。 

本发明是通过以下技术方案实现的：以精制大米的副产物碎米为原料，加入锌营养强化剂，经过物料混合调制，改良挤压技术成型，旋转切割造粒，老化、干燥，冷却包装而制备，营养物质除淀粉外还有大量蛋白，B族维生素和矿质元素。 

本发明的具体工艺步骤为： 

(1)物料混合调制：取水溶性锌营养强化剂溶解于水中，与粉碎后的碎米粉在混合机中充分搅拌混合，或将难溶于水的锌营养强化剂与粉碎后的碎米粉在混合机中充分混匀，再缓慢加入水，充分搅拌混合；每1kg碎米粉中锌营养强化剂的添加量按锌元素含量计算为8-20mg，物料的湿基水分含量在25-45%之间；

所述水溶性锌营养强化剂是硫酸锌，葡萄糖酸锌，乳酸锌，乙二胺四乙酸锌钠，蛋氨酸锌，醋酸锌，苹果酸锌，柠檬酸锌，甘氨酸锌，氯化锌中的一种或几种；难溶于水的锌营养强化剂是氧化锌，硬脂酸锌，琥珀酸锌，磷酸锌和焦磷酸锌中的一种或几种；

(2)改良挤压成型：将步骤(1)混匀后的物料加入到单螺杆挤压机中，喂料速度为20-40 kg/min，物料分别经过一区混合预热，温度为30-60℃，二区挤压输送，温度为50-80℃，三区预糊化，温度为80-120℃，四区糊化剪切，温度为90-120℃及五区高压熔融，压力为13-19 MPa，温度为75-100℃，螺杆转速14-34rpm，然后旋转切割造粒成型；

(3)老化：将步骤(2)产品置于温度为35-50℃，湿度为60-80%的恒温恒湿环境下老化2-4 h；

(4)干燥：将步骤(3)产品至于35-65℃下干燥，直至水分含量在11-13%之间。

本发明的有益效果是：本发明以碎米为原料，采用改良挤压技术制备锌营养强化质构米，锌含量可以根据需求调整，锌元素在质构米的内部分布均匀，淘洗蒸煮后锌保留率大于96%，并且产品具有市售晚籼米相似的质构品质，具有一定的市场前景。 

具体实施方式

实例1： 

称取8kg碎米，粉碎。取1.5kg水溶解1.4g硫酸锌，充分混匀。将粉碎后的碎米倒入搅拌机中，缓慢倒入硫酸锌溶液，用搅拌机搅拌均匀，倒入挤压机的喂料室中。采用改良挤压技术，经过一区混合预热、二区挤压输送、三区预糊化、四区糊化剪切及五区高压熔融过程，其中这五区温度分别设置为50 ℃、60 ℃、90℃、105 ℃以及95℃，螺杆转速为25rpm,此时模头压力为14.8 MPa，然后旋转切割成型。产品在35℃、相对湿度70%的环境下恒温恒湿老化3 h。然后在50℃下干燥直到水分含量在11-13%左右。冷却至室温，包装即得产品。

对比锌营养强化大米和市售米的质构特性及淘洗蒸煮前后锌含量的差异，结果如表1 和表 2所示。由表1可知本发明制备的锌营养强化大米质构接近市售米的质构。由表二可知锌营养强化大米锌含量远高于米锌含量，并且淘洗蒸煮后锌的保留率为96.4%。 

表1 锌营养强化大米和米质构特性 

试样	硬度/g	粘附力/g·s	弹性	内聚性
					锌营养强化大米	6161	571	0.70	0.60
市售米	6078	550	0.69	0.59

表2大米与锌营养强化大米锌含量

样品	淘洗蒸煮前锌含量(mg/kg)	淘洗蒸煮后锌含量(mg/kg)
			大米	4.7	3.1
锌营养强化大米	19.6	18.9

实例2

称取8kg碎米，粉碎后导入搅拌机中。加入2.5g焦磷酸锌，充分混匀。缓慢倒入2kg水，用搅拌机搅拌均匀，倒入挤压机的喂料室中。采用改良挤压技术，经过一区混合预热、二区挤压输送、三区预糊化、四区糊化剪切及五区高压熔融过程，其中这五区温度分别设置为40 ℃、70 ℃、95℃、110℃以及85℃，螺杆转速为30rpm,此时模头压力为15.3 MPa，然后旋转切割成型。产品在35℃、相对湿度70%的环境下恒温恒湿老化3 h。然后在50℃下干燥直到水分含量在11-13%左右。冷却至室温，包装即得产品。

对比锌营养强化大米和市售米的质构特性及淘洗蒸煮前后锌含量的差异，结果如表1 和表 2所示。由表1可知本发明制备的锌营养强化大米质构接近市售米的质构。由表二可知锌营养强化大米锌含量远高于大米锌含量，并且淘洗蒸煮后锌的保留率为96.2%。 

表3 锌营养强化大米和大米质构特性 

表4大米与锌营养强化大米锌含量

样品	淘洗蒸煮前锌含量(mg/kg)	淘洗蒸煮后锌含量(mg/kg)
			大米	7.21	6.94
锌营养强化大米	18.6	17.9

Claims (1)

1.一种锌营养强化大米的制备方法，其特征是：

(1)物料混合调制：取水溶性锌营养强化剂溶解于水中，与粉碎后的碎米粉在混合机中充分搅拌混合，或将难溶于水的锌营养强化剂与粉碎后的碎米粉在混合机中充分混匀，再缓慢加入水，充分搅拌混合；每1kg碎米粉中锌营养强化剂的添加量按锌元素含量计算为8-20mg，物料的湿基水分含量在25-45%之间；

所述水溶性锌营养强化剂是硫酸锌，葡萄糖酸锌，乳酸锌，乙二胺四乙酸锌钠，蛋氨酸锌，醋酸锌，苹果酸锌，柠檬酸锌，甘氨酸锌，氯化锌中的一种或几种；难溶于水的锌营养强化剂是氧化锌，硬脂酸锌，琥珀酸锌，磷酸锌和焦磷酸锌中的一种或几种；

(2)改良挤压成型：将步骤(1)混匀后的物料加入到单螺杆挤压机中，喂料速度为20-40 kg/min，物料分别经过一区混合预热，温度为30-60℃，二区挤压输送，温度为50-80℃，三区预糊化，温度为80-120℃，四区糊化剪切，温度为90-120℃及五区高压熔融，压力为13-19 MPa，温度为75-100℃，螺杆转速14-34rpm，然后旋转切割造粒成型；

(3)老化：将步骤(2)产品置于温度为35-50℃，湿度为60-80%的恒温恒湿环境下老化2-4 h；

(4)干燥：将步骤(3)产品至于35-65℃下干燥，直至水分含量在11-13%之间。