CN113083406A - 一种利用水冷工艺提高大米品质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用水冷工艺提高大米品质的方法，属于食品加工领域。本发明所述的方法包括除杂、砻谷、输送、冷却、碾米、色选、抛光、包装，得到大米；其中碾米是将降温至25℃下的糙米输送至第一台碾米机进行碾米，整个碾米过程温升不超过5℃；第一次碾米之后继续通过水冷工艺降温，使得第一次碾米之后的糙米进入第二台碾米机的时候其温度降低3～5℃；以此类推进行碾米。本发明所述的方法最大限度地减少大米加工过程中风味变化和碎米产生率，有效控制加工过程中的米粒温升。与现有喷风及通冷空气的冷却方法相比，不仅冷却效果大大提高，而且更有效提高大米特有的原始品质，减少香味损失和水分损失，降低碎米率，延长成品货架期。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用水冷工艺提高大米品质的方法，属于食品加工领域。
背景技术
大米作为我国绝大部分地区人民的主食，随着人们生活水平的提高，消费者对于大米品质的要求也越来越高,在购买大米时不仅要重视大米的外观色泽、去皮程度，还要考虑大米的香味、营养和碎米量，带有天然香味的优质大米愈来愈受消费者的青睐和市场的欢迎。同时，大米加工企业为了赢得更多的消费者，也越来越重视大米产品的品质。虽然现有稻米机械化加工效率高，大米的加工技术和设备均已相对成熟，但现有碾米工艺仍存在碎米率高、风味物质损失大、微量营养物质流失严重、成品货架期短、食用品质不稳定等问题，这些问题对大米加工技术的革新提出了更高要求。
在稻谷的碾米加工过程中，由于安全储藏后的稻谷含水率较低以及糙米皮层硬度较大且纤维结构致密完整等因素，碾米过程中需要较大的碾削力和较长的碾米时间才可将皮层去除。在碾米过程中，由于米粒受到强烈的摩擦、碰撞、碾削等作用，有相当一部分能量转化为热量，这些热量一部分散发到空气中，另一部分热量则传递给米粒，使米粒温度升高，由于大米中香气成分多为挥发性物质，较高的温度易引起香气成分的损失。并且，大米加工过程米温升高会由于酶促酸败速度增加引起风味劣变。由于脂肪酶和脂肪氧合酶主要分布在种皮细胞，而脂肪主要分布在糠层和胚芽，酶和底物之间这种天然隔阂使得完整的大米颖果并不容易发生酶促酸败。当大米进行碾磨加工时，机械损伤会打破这种天然物理隔阂，使酶(脂肪酶和脂肪氧合酶)和底物(脂肪)接触，发生酶促型水解酸败和氧化酸败。大米香味会随着储藏时间的延长及储藏温度的增加而下降，也主要是由脂肪分解酶引起的酶促酸败引起。碾米过程中较高的温度同样会引起微量营养物质的损失。大米中大量的微量营养物质如B族维生素、甾醇、生育酚、多酚和γ-谷维素等都集中在其外表层，而这些微量营养物质对高温敏感，碾米过程中大量的热量传递易造成这些物质的热降解，进而影响最终成品大米的营养价值。此外，加工过程中米粒温度升高除导致风味变化外对大米质地结构也有不良影响。研究表明，碾米过程米粒温升越高产生的碎米率也越高。从化学成分上来说，碎米与整米的成分相近，但其经济价值及食用品质远低于整米，碎米价格仅为整米的一半不到，碎米量的增大不仅影响大米的综合利用价值，同时也降低了成品米的商业价值。
因此，大米加工要保留其风味和营养价值并提高整精米率，必须抑制或降低碾米过程中米温的升高，即采用低温碾米工艺。
发明内容
[技术问题]
针对现有碾米工艺存在的米粒温升高进而导致碾米后碎米率高、风味物质损失大、微量营养物质流失严重、成品货架期短、食用品质不稳定等问题，目前报道较为先进的解决方案是碾米过程采用喷风或通冷空气的冷却方式降低或控制碾米过程中米粒温升。由于冷媒(空气)直接接触米表面，冷却过程空气的流动会引起部分风味物质的损失；风冷工艺在冷却大米的同时带走一部分水分，导致产品干耗损失率增大，企业经济效益降低；碾米过程大米含水量的降低还会导致成品碎米率的增加和食用品质的下降。因此，开发新的冷却工艺降低碾米加工后碎米产生率和提高大米的风味对于大米加工行业意义重大。
[技术方案]
为了解决上述问题，本发明采用多机轻碾和水冷工艺相结合，最大限度地降低大米加工过程中风味变化、营养流失和碎米产生率。通过严格控制大米每道碾米的温升，及对砻谷后的糙米输送到碾米机和大米在多台碾米机的逐级输送过程采用水冷式降温螺旋输送的方法，有效控制加工过程中的米粒温升，减少碾米过程风味物质的损失并降低碎米率。
本发明的第一个目的是提供一种利用水冷工艺提高大米品质的方法，包括如下步骤：
(1)通过除杂得到除杂后的稻谷；
(2)砻谷：将除杂后的稻谷通过砻谷分离得到糙米；
(3)输送：将糙米在输送至碾米机的过程中采用水冷工艺使得糙米进入第一台碾米机前温度降至25℃以下；
(4)碾米：将降温至25℃下的糙米输送至第一台碾米机进行碾米，整个碾米过程温升不超过5℃；第一次碾米之后继续通过水冷工艺降温，使得第一次碾米之后的糙米进入第二台碾米机的时候其温度降低3～5℃；以此类推进行碾米；
(5)碾米结束后，色选、抛光、包装，得到大米。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的除杂是去除稻谷中的金属杂质、砂石及瘪粒。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的砻谷需要控制环境温度，使糙米出口温度不高于30℃，且脱壳率大于80％。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)和步骤(4)所述水冷工艺是采用冷水及其输送管道进行冷却，其中输送管道的排布包括：螺旋型、直线型等，选择的水温根据需要进行调整，冷水的温度范围为0～20℃。
在本发明的一种实施方式中，步骤(4)所述的碾米工艺为采用3～6台碾米机与水冷工艺的输送管道并联，使得每台碾米机的碾米温升不超过5℃。
在本发明的一种实施方式中，所述的水冷工艺能够将每台碾米机通过碾硝、挤压、摩擦后产生的热量有效去除。
在本发明的一种实施方式中，步骤(4)所述的碾米工艺具体是采用多级轻碾的碾米工艺结合水冷工艺，将3～6台碾米机与带水冷夹套的螺旋输送管相并联，通过多道碾米工艺使大米各道碾米机碾白作用较缓和，控制单次碾米时间使每道碾米的温升不高于5℃；大米出碾米设备后通过水冷式降温螺旋输送，并根据环境温度调节冷却水的温度，通过水冷式降温螺旋输送将各台碾米机通过碾硝、挤压、摩擦后产生的热量有效去除，使米温在每级输送过程中降温3～5℃，确保大米整个碾米过程温升不超过10℃。
在本发明的一种实施方式中，步骤(5)所述的色选、抛光、包装是采用空调器控制室内温度不高于25℃条件下，对大米进行色选和抛光处理，然后包装得成品
本发明的第二个目的是本发明所述的方法制备得到的大米。
[有益效果]
(1)本发明通过严格控制大米每道碾米的温升，及对砻谷后的糙米输送到碾米机和大米在多台碾米机的逐级输送过程采用水冷式降温螺旋输送的方法，有效控制加工过程中的米粒温升。
(2)采用水冷式冷却方法与现有喷风及通冷空气的冷却方法相比，不仅冷却效果大大提高(水的热传导能力在20℃下是空气的24倍)，而且非直接接触大米表面，能更有效提高大米特有的原始品质，减少香味及营养损失和水分损失，降低碎米率，延长成品货架期。
附图说明
图1为本发明的大米加工流程图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
测试方法：
(1)米饭中挥发性风味物质的检测：
采用HS-SPME-GC-MS方法，在25mL顶空瓶中加入10g米饭，加入内标，进行顶空固相微萃取。顶空固相微萃取条件：Car/DVB/PDMS萃取头，60-70℃预热5～10min，萃取吸附30～45min，GC解吸5～10min。制作待测物质的标准曲线，经GC-MS检测后，将待测物质和内标物质峰面积比代入相应的标准曲线方程计算出待测物质含量。所有实验重复三次及以上，取平均值为最终结果。
(2)碎米率的测定
碎米含量采用国标GB/T 5503规定的方法测定。
(3)营养成分的测定
大米中维生素B1含量的测定采用国标GB5009.84—2016中的第一法高效液相色谱法生育酚和谷维素的测定方法如下：大米经过含0.05％(v/v)2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的甲醇溶液超声提取处理后，用Poroshell 120PFP色谱柱(150mm×3.0mm,2.7μm)分离，以0.1％(v/v)甲酸水溶液和含0.1％(v/v)甲酸的甲醇溶液为流动相,在正离子模式下通过UHPLC-LTQ/Orbitrap HRMS进行全扫描分析。采用外标法定量。
实施例1
一种利用水冷工艺提高大米品质的方法，包括如下步骤：
(1)除杂：去除(南粳46香米)稻谷中的金属杂质、砂石及瘪粒，得到除杂后的稻谷；
(2)砻谷：通过胶辊砻谷机将稻谷去壳，控制风量3200m3/h，处理量6t/h，并进入谷壳分离装置分离得到糙米；其中糙米出口温度为30℃，且脱壳率90％；
(3)冷却：将糙米在输送至碾米机过程同时采用带水冷夹套的螺旋输送，使糙米温度在进入第一台碾米机前降至25℃以下；其中碾米机与带水冷夹套的螺旋输送管相并联；
(4)碾米：采用四道碾米结合水冷工艺处理，控制单次碾米时间使大米经过碾米机碾白作用较缓和，每道碾米的温升4℃，并将经各道碾米的大米输送至下一台碾米机过程采用带水冷夹套的螺旋输送(按照传热规律，根据大米原料和冷却水的比热容、热导率和热扩散系数等热特性参数来调整冷却水温度和流速)，使大米在每级输送过程降温3℃，以此确保整个加工过程米粒温升不高于10℃；得到碾米后的大米；
(5)将碾米后的大米在采用空调器控制室内温度20℃条件下，抛光、色选、包装，得到大米。
实施例2
调整实施例1中“南粳46香米”为“稻花香2号香米”，其他和实施例1保持一致，得到大米。
实施例3冷水处理的优化
调整实施例1中碾米工艺为：四道碾米结合水冷工艺处理，控制单次碾米的温升4℃，并将经各道碾米的大米输送至下一台碾米机过程采用带水冷夹套的螺旋输送，使大米在每级输送过程降温4℃，将各台碾米机通过碾硝、挤压、摩擦后产生的热量有效去除，控制整个加工过程米粒温升低于5℃，其他和实施例1保持一致，得到大米。
实施例4冷水处理的优化
调整实施例2中碾米工艺为：四道碾米结合水冷工艺处理，控制单次碾米的温升4℃，并将经各道碾米的大米输送至下一台碾米机过程采用带水冷夹套的螺旋输送，使大米在每级输送过程降温4℃，将各台碾米机通过碾硝、挤压、摩擦后产生的热量有效去除，控制整个加工过程米粒温升低于5℃，其他和实施例1保持一致，得到大米。
对照例1常规方法
一种制备大米的常规方法，包括如下步骤：
(1)除杂、(2)砻谷：和实施例1保持一致；
(3)碾米：采用四道碾米工艺处理，控制单次碾米时间使大米经过碾米机碾白作用较缓和，每道碾米的温升4℃；
(4)色选、抛光、包装和实施例1一致，得到大米。
对照例2
调整对照例1中“南粳46香米”为“稻花香2号香米”，其他和对照例1保持一致，得到大米。
对照例3
将实施例1的冷水处理调整为“冷空气处理”，控制风量55m3/min，冷空气的温度为7℃，将经各道碾米的大米经冷空气处理使之降温3℃，其他和实施例1保持一致，得到大米。
对照例4
将实施例1中“南粳46香米”为“稻花香2号香米”，将实施例1的冷水处理调整为“冷空气处理”，控制风量55m3/min，冷空气的温度为7℃，将经各道碾米的大米经冷空气处理使之降温3℃，其他和实施例1保持一致，得到大米。
将实施例1～4和对照例1～4得到的大米进行碎米率和营养成分的检测，并遵循国标《GB/T15682-2008粮油检验稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》中小量样品米饭的制备，进行挥发性风味物质的检测，检测结果如下：
表1实施例1～4和对照例1～4得到的大米的性能测试结果
表1中2-乙酰基-1-吡咯啉含量为米饭特征香味成分，含量越高表明天然米饭香气越浓，己醛是脂肪氧化产物，常规方法中其含量明显较高表明大米加工过程米粒温升大导致脂肪氧化较多。结果表明，实施例提供的方法能更有效地减少香味及营养损失和水分损失，降低碎米率。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种利用水冷工艺提高大米品质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)通过除杂得到除杂后的稻谷；
(2)砻谷：将除杂后的稻谷通过砻谷分离得到糙米；
(3)输送：将糙米在输送至碾米机的过程中采用水冷工艺使得糙米进入第一台碾米机前温度降至25℃以下；
(4)碾米：将降温至25℃下的糙米输送至第一台碾米机进行碾米，整个碾米过程温升不超过5℃；第一次碾米之后继续通过水冷工艺降温，使得第一次碾米之后的糙米进入第二台碾米机的时候其温度降低3～5℃；以此类推进行碾米；
(5)碾米结束后，色选、抛光、包装，得到大米。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的砻谷需要控制环境温度，使糙米出口温度不高于30℃，且脱壳率大于80％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)和步骤(4)所述水冷工艺是采用冷水及其输送管道进行冷却。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，输送管道的排布包括：螺旋型、直线型等。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，选择的水温根据需要进行调整，冷水的温度范围为0～20℃。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的碾米工艺为采用3～6台碾米机与水冷工艺的输送管道并联，使得每台碾米机的碾米温升不超过5℃。
7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述的水冷工艺能够将每台碾米机通过碾硝、挤压、摩擦后产生的热量有效去除。
8.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的碾米工艺具体是采用多级轻碾的碾米工艺结合水冷工艺，将3～6台碾米机与带水冷夹套的螺旋输送管相并联，通过多道碾米工艺使大米各道碾米机碾白作用较缓和，控制单次碾米时间使每道碾米的温升不高于5℃；大米出碾米设备后通过水冷式降温螺旋输送，并根据环境温度调节冷却水的温度，通过水冷式降温螺旋输送将各台碾米机通过碾硝、挤压、摩擦后产生的热量有效去除，使米温在每级输送过程中降温3～5℃，确保大米整个碾米过程温升不超过10℃。
9.根据权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述的色选、抛光、包装是采用空调器控制室内温度不高于25℃条件下，对大米进行色选和抛光处理，然后包装得成品。
10.权利要求1～9任一项所述的方法制备得到的大米。
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