專利名稱：微波處理改善小麥品質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品加工領(lǐng)域，涉及一種微波處理改善小麥品質(zhì)的方法，具體是一種微波輻照小麥改善其制作面食品的工藝品質(zhì)和食用品質(zhì)的方法。本發(fā)明適用于發(fā)芽小麥和普通未發(fā)芽小麥制粉前的加工處理，以改善面粉品質(zhì)及面制食品品質(zhì)。
背景技術(shù)：
在我國，小麥主要供居民飲食消費，人們常說的優(yōu)質(zhì)小麥或低品質(zhì)小麥的概念，主要是針對其食用品質(zhì)而目。小麥在收獲季節(jié)大面積穗發(fā)芽的現(xiàn)象近幾年在全國各地時有發(fā)生:2008年河北、山東等省份局部地區(qū)小麥生芽；2009年河南、湖北、安徽、江蘇、山東等省份出現(xiàn)小麥大面積生芽現(xiàn)象；2010年河南、安徽、江蘇等省份局部地區(qū)小麥穗發(fā)芽。小麥發(fā)芽之后，出粉率降低；面團稀懈，強度軟化:在耐揉混特性(用粉質(zhì)曲線表征)方面，面團吸水率降低，峰值時間、穩(wěn)定時間縮減，弱化度增加；在延展特性(用拉伸曲線表征)方面，面團抗延阻力降低，延伸性增加，拉伸面積減小。發(fā)芽小麥粉面團的表面粘性大，制作食品時機械加工性能劣化。和正常未發(fā)芽小麥相比，用發(fā)芽小麥粉烘烤的面包其內(nèi)芯色澤灰白，結(jié)構(gòu)粗糙，氣孔大而圓，不細(xì)密，組織不均勻，紋理不清晰，觸感差，面包瓤發(fā)粘；用發(fā)芽小麥粉制作的面條，烹煮后表面粗糙，不滑溜，沾粘嚴(yán)重，強度差，烹煮損失大；用發(fā)芽小麥粉制作的饅頭，體積小，外形扁塌，質(zhì)地粗糙，不蓬松，口感粘牙等等。合理利用穗發(fā)芽小麥，有效改善其食用品質(zhì)，可以幫助減少農(nóng)戶損失，提高農(nóng)民收入。發(fā)芽對小麥?zhǔn)秤闷焚|(zhì)的劣化影響，主要歸因于小麥發(fā)芽過程中活性急劇提高的水解酶對小麥籽粒內(nèi)碳水化合物及蛋白質(zhì)等組分的水解，特別是活性很高的α -淀粉酶對淀粉的降解。國內(nèi)外對改善發(fā)芽小麥?zhǔn)秤闷焚|(zhì)技術(shù)的研究，一方面，利用蛋白質(zhì)熱變性效應(yīng)，部分鈍化芽麥中過多的α-淀粉酶。目前，熱處理芽麥的方式主要有蒸汽熱處理、干熱處理、擠壓膨化等。另一方面，尋找源于谷物的或非谷物的α-淀粉酶抑制劑，添加到芽麥面粉中，或調(diào)節(jié)面團的PH值，采用化學(xué)處理的方法，來改善芽麥面粉的食用品質(zhì)。此外，利用機械、物理的方法，對芽麥剝皮制粉，部分去除胚芽及糊粉層中富含α-淀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(diào)整制粉工藝，選擇性地取舍粉流，達到降低α -淀粉酶活性、提高食用品質(zhì)之目的。然而，采用以上方法處理發(fā)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、陜西、青海、甘肅等地培育的一些小麥新品種，具有耐貧瘠、抗旱、節(jié)水、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)等特點，農(nóng)藝性狀優(yōu)良，很受農(nóng)民朋友的歡迎，而且其容重、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量均很高，但是，其沉降值低、穩(wěn)定時間短、弱化度高、抗延伸性小，用其制作食品時在和面、揉圓、壓片、成型、醒發(fā)等過程中操作性差，具有面團稀軟、粘滯、流態(tài)化嚴(yán)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(xué)報，1994,9(1):30-32)。研究表明，無烘焙能力小麥所固有的面團流變學(xué)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(zhì)比正常小麥的含量明顯的高；研究還表明，通過添加面粉品質(zhì)改良劑也無法改善其特殊性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種微波處理改善小麥品質(zhì)的方法，通過充分利用微波輻照過程中產(chǎn)生的熱效應(yīng)，最大程度地鈍化劣化小麥?zhǔn)秤闷焚|(zhì)的水解酶類(如發(fā)芽小麥中活性很高的α-淀粉酶等)，和/或改變功能性蛋白質(zhì)(如小麥胚乳中的面筋蛋白質(zhì))的物理-化學(xué)特性，并確保面筋蛋白不發(fā)生變性，從而改善小麥(包括發(fā)芽小麥和普通未發(fā)芽小麥)制作面食品的工藝品質(zhì)和食用品質(zhì)。本發(fā)明所述的微波處理改善小麥品質(zhì)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(zhì)；(b)接著，對清理后的小麥籽粒進行水分調(diào)節(jié)，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里呈梯度分布或均勻分布，潤麥時間為O 36小時；(C)然后，對水分調(diào)節(jié)后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)最后，對微波輻照處理后的小麥籽粒再次進行水分調(diào)節(jié)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，進一步磨制成面粉和加工成面制食品，或直接進行冷卻或干燥，即得到食用品質(zhì)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(fēng)選、刷麥、洗麥等清理工藝和相應(yīng)設(shè)備進行。進一步地，上述步驟(b)中，所述水分調(diào)節(jié)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(shè)備進行。進一步地，上述步驟(b)中，所述水分調(diào)節(jié)中的潤麥環(huán)節(jié)可以在磚混倉、鋼筋混凝土倉、鋼板倉或其它材質(zhì)的容器內(nèi)進行，也可以在皮帶輸送機、刮板輸送機、螺旋輸送機等連續(xù)運轉(zhuǎn)的設(shè)備內(nèi)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于內(nèi)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(shè)備是間歇式微波裝置或連續(xù)生產(chǎn)用微波設(shè)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(shè)備內(nèi)冷卻至室溫。進一步地，上述步驟(d)中，所述干燥是在室溫下放置，或者在干燥箱、干燥塔、干燥床、干燥管或干燥輸送帶等裝置中烘干，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(fā)明具有的優(yōu)點和有益技術(shù)效果是:(I)與各種添加劑改良小麥品質(zhì)相比，本發(fā)明無食品安全方面的風(fēng)險；(2)與傳統(tǒng)的熱處理方法(如干熱空氣處理等)相比，本發(fā)明緊密結(jié)合小麥制粉工藝流程，易于實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，節(jié)約能源，降低成本，且改善小麥品質(zhì)的效果更明顯；(3)本發(fā)明無污染，工作環(huán)境衛(wèi)生、清潔；(4)本發(fā)明對減少糧食產(chǎn)后損失、充分利用現(xiàn)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(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細(xì)的說明。實施例1以一種無烘焙能力的小麥樣品采用微波處理的方法為例進行詳細(xì)說明。首先，采用篩選、磁選、去石、打麥、風(fēng)選、刷麥、洗麥等清理工藝和相應(yīng)設(shè)備去除小麥籽粒中的各類雜質(zhì)。接著，對清理后的小麥籽粒進行水分調(diào)節(jié)，使小麥籽粒的水分含量達到其重量的
10.0% 20.0%，優(yōu)選為16.0%，且使水分含量在小麥籽粒中由外到里呈梯度分布或均勻分布；其中，水分調(diào)節(jié)的方法是加水，所加水的溫度為O 60°C，可采用強力著水機、高效著水機、著水絞龍、洗麥機等設(shè)備進行加水；所述梯度分布是指籽粒的外層水分含量較內(nèi)層的高。所需潤麥時間為O 36小時，優(yōu)選為24小時；潤麥環(huán)節(jié)可以在磚混倉、鋼筋混凝土倉、鋼板倉或其它材質(zhì)的容器內(nèi)進行，也可以在皮帶輸送機、刮板輸送機、螺旋輸送機等連續(xù)運轉(zhuǎn)的設(shè)備內(nèi)進行。然后，對水分調(diào)節(jié)后的小麥籽粒進行微波輻照處理，使輻照處理后小麥籽粒的表面溫度達到50 95°C，優(yōu)選的溫度為79°C，以保證有效降低劣化小麥?zhǔn)秤闷焚|(zhì)的水解酶類的活性，和/或使面筋蛋白質(zhì)改性，但面筋蛋白不變性。這里，微波處理所選用的設(shè)備可以是間歇式微波裝置，也可以是連續(xù)生產(chǎn)用微波設(shè)備。最后，對微波輻照后的小麥籽粒再次進行水分調(diào)節(jié)和清理，使入磨凈麥的水分含量達到其重量的14.0% 18.0%，優(yōu)選為16.0% ;所需潤麥時間為0.5 24小時，優(yōu)選為8小時。使其滿足制粉工藝的要求，進一步磨制成面粉和加工成面制食品，或者直接進行冷卻或干燥，即可得到食用品質(zhì)改善的小麥。這里的再次水分調(diào)節(jié)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(shè)備內(nèi)冷卻至室溫。其中，干燥可以是在室溫下放置，也可以在干燥箱、干燥塔、干燥床、干燥管或干燥輸送帶等裝置中烘干，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。通過上述方法處理后的小麥籽粒進行實驗制粉，采用布勒實驗?zāi)シ蹤C制粉，本發(fā)明即得到食用品質(zhì)改善的面粉，其出粉率(粉麩比)為72.7%。采用本發(fā)明的微波輻照處理方法后，上述無烘焙能力小麥樣品的食用品質(zhì)得到了明顯改善:(I)其面團的穩(wěn)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小麥粉面團的物理特性吸水量和流變學(xué)特性的測定粉質(zhì)儀法)；(2)其面團的拉伸阻力由80EU提高到228EU，能量由18cm2提高到36cm2 (方法按照GB/T14615-2006小麥粉面團的物理特性流變學(xué)特性的測定拉伸儀法)；
(3)其制作慢頭的比容由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(fā)芽小麥樣品采用微波處理的方法為例進行詳細(xì)說明。該實施例2的方法與上述實施例1的方法之區(qū)別在于:在步驟(b)中，清理后的小麥籽粒水分含量調(diào)節(jié)至其重量的15.5%，所需潤麥時間選擇為60分鐘；在步驟(c)中，對微波輻照后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，入磨凈麥的水分選擇為15.5% ；采用布勒實驗?zāi)シ蹤C制粉，本發(fā)明即得到食用品質(zhì)改善的面粉，其出粉率(粉麩比)為 71.8% ；采用本發(fā)明的微波輻照處理方法后，上述發(fā)芽小麥樣品的食用品質(zhì)得到了明顯改
盡.口.
(I)其面團的穩(wěn)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小麥粉面團的物理特性吸水量和流變學(xué)特性的測定粉質(zhì)儀法)；(2)其面團的拉伸阻力由150EU提高到500EU，能量由77cm2提高到IOOcm2 (方法按照GB/T14615-2006小麥粉面團的物理特性流變學(xué)特性的測定拉伸儀法)；(3)其面粉的降落數(shù)值由170秒升高到236秒(方法按照GB/T10361-2008小麥、黑麥及其面粉，杜倫麥及其粗粒粉降落數(shù)值的測定Hagberg-Perten法)；(4)用其面粉制作的面條的感官評分由62分提高到75分(方法按照SB/T10137-1993面條用小麥粉)；本文中的微波是指波長范圍為Imm lm、頻率范圍為300 300000MHz、具有穿透特性的電磁波。微波遇到不同的介質(zhì)體系時，進行各種形式的能量轉(zhuǎn)換。介質(zhì)體系吸收微波能量后產(chǎn)生某種或一系列物理、化學(xué)反應(yīng)。其中之一是微波傳入體系內(nèi)部并在其中產(chǎn)生交變的高頻電磁場。帶有極性的物質(zhì)分子或被電磁場極化的物質(zhì)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(chǎn)生聞頻振蕩。這樣，分子本身的熱運動和分子之間產(chǎn)生了類似于摩擦、碰撞、振動、擠壓的作用，使分子獲得能量，宏觀上導(dǎo)致體系溫度迅速升高并導(dǎo)致某些效應(yīng)的產(chǎn)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(diào)節(jié)環(huán)節(jié)、水分在籽粒中的不同分布有顯著的差異。主要是因為介質(zhì)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(chǎn)生的熱量也少。為了改善發(fā)芽小麥的品質(zhì)，本發(fā)明采用水分調(diào)節(jié)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(nèi)層的高；為了改善無烘焙能力等普通未發(fā)芽小麥的品質(zhì)，水分在籽粒中需要均勻分布。不管是發(fā)芽小麥還是普通未發(fā)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(fā)芽小麥中，α-淀粉酶在籽粒結(jié)構(gòu)上的分布主要取決于發(fā)芽的程度。一開始，α-淀粉酶主要出現(xiàn)在糊粉層及靠近糊粉層的胚乳細(xì)胞的外層；隨著發(fā)芽程度的加深，酶會逐漸穿過糊粉層，慢慢向胚乳中心轉(zhuǎn)移。酶在小麥籽粒內(nèi)部由外向內(nèi)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(nèi)部胚乳層中酶活性低。小麥籽粒內(nèi)部的蛋白質(zhì)(包括酶蛋白)由于熱處理產(chǎn)生物理-化學(xué)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(yīng)越明顯?；谝陨峡紤]，本發(fā)明采用水分調(diào)節(jié)的方法，在發(fā)芽小麥籽粒中造成水分梯度，即內(nèi)層的水分含量比外層的低。這樣，微波輻照時產(chǎn)生的熱效應(yīng)對內(nèi)層的面筋蛋白的影響作用較外層的酶蛋白低，在內(nèi)層的面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(淀粉酶、蛋白酶等)。與發(fā)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并不高。因此，針對普通小麥，本發(fā)明的目標(biāo)不是降低其籽粒中水解酶類的活性。本發(fā)明采用水分調(diào)節(jié)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(chǎn)生的熱效應(yīng)使面筋蛋白改性(如蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)，低分子量蛋白向高分子量蛋白轉(zhuǎn)移等)；通過控制微波處理強度，避免面筋蛋白變性而喪失其功能特性，從而降低面團表面粘性，改善面粉品質(zhì)及面制食品品質(zhì)。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(fā)明通過測定輻照后籽粒的溫度(50 95°C )來控制微波處理強度。綜上所述，采用本發(fā)明的方法，發(fā)芽小麥樣品和普通小麥樣品的食用品質(zhì)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(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求書所限定的保護范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種微波處理改善小麥品質(zhì)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(zhì)； (b)接著，對清理后的小麥籽粒進行水分調(diào)節(jié)，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里呈梯度分布或均勻分布，潤麥時間為O 36小時； (C)然后，將水分調(diào)節(jié)后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)最后，對微波輻照處理后的小麥籽粒再次進行水分調(diào)節(jié)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，磨制成面粉或者冷卻、干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波處理改善小麥品質(zhì)的方法，其特征在于，步驟(a)中，所述清理米用篩選、磁選、去石、打麥、風(fēng)選、刷麥、洗麥工藝和相應(yīng)設(shè)備進行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波處理改善小麥品質(zhì)的方法，其特征在于，步驟(b)中，所述水分調(diào)節(jié)的方法是加水，所加水的溫度為O 60°C，加水采用強力著水機、高效著水機、著水絞龍或洗麥機進行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微波處理改善小麥品質(zhì)的方法，其特征在于，步驟(b)中，所述水分調(diào)節(jié)中的潤麥?zhǔn)窃诖u混倉、鋼筋混凝土倉或鋼板倉內(nèi)進行，或者在皮帶輸送機、刮板輸送機或螺旋輸送機連續(xù)運轉(zhuǎn)的設(shè)備內(nèi)進行。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微波處理改善小麥品質(zhì)的方法，其特征在于，步驟(b)中，所述梯度分布是指小麥籽粒的外層水分含量高于內(nèi)層水分含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的微波處理改善小麥品質(zhì)的方法，其特征在于，步驟(b)中，所述梯度分布是指小麥籽粒的外層水分含量高于內(nèi)層水分含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波處理改善小麥品質(zhì)的方法，其特征在于，步驟(c)中，所述微波輻照處理所使用的設(shè)備是間歇式微波裝置或連續(xù)生產(chǎn)用微波設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5或7所述的微波處理改善小麥品質(zhì)的方法，其特征在于，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(nèi)冷卻至室溫。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微波處理改善小麥品質(zhì)的方法，其特征在于，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(nèi)冷卻至室溫。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5、7或9所述的微波處理改善小麥品質(zhì)的方法，其特征在于，步驟(d)中，所述干燥是在室溫下放置，或者在干燥箱、干燥塔、干燥床、干燥管或干燥輸送帶中烘干，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(zhì)的方法，首先，對小麥籽粒進行清理，去除雜質(zhì)；然后，對清理后的小麥籽粒進行水分調(diào)節(jié)，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里呈梯度分布或均勻分布；接著，對水分調(diào)節(jié)后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；最后，對微波輻照處理后的小麥籽粒再次進行水分調(diào)節(jié)和清理，使其滿足制粉工藝的要求，進一步磨制成面粉和加工成面制食品，或直接進行冷卻、干燥，即可得到食用品質(zhì)改善的小麥。該方法適用于發(fā)芽小麥和普通未發(fā)芽小麥制粉前的加工處理，無食品安全風(fēng)險，易于實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，節(jié)約能源，降低成本，無污染，工作環(huán)境衛(wèi)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(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者趙仁勇, 李豫洲, 趙小楓, 卞科 申請人:河南工業(yè)大學(xué)