专利名称：一种高膳食纤维营养强化大米的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高膳食纤维营养强化大米的制备方法，尤其涉及一种采用螺杆挤压技术制备高膳食纤维营养强化大米的方法，属于食品加工技术领域。
背景技术：
水稻作为主要粮食作物，在全球广泛种植，是人类非常重要的粮食来源。据联合国粮农组织统计，世界上有122个国家种植水稻，常年种植面积达I. 40-1. 57亿公顷，约占谷物种植面积的23% ;稻谷总产量6亿吨左右，约占谷物总产量的29% ;共有50多个国家年产稻谷在10万吨以上。全球十大水稻生产国中，除巴西以外都在亚洲，中国、印度和印度尼西亚位居前三。2009-2010年度，国际市场上全球大米产量预计达到创记录的4. 481亿吨，比上个年度增加450万吨。稻米是我国居民的主要口粮之一，全国近60%的人口以大米为主 食，约有8亿人以稻米为主食，每年消耗稻米量为I. 3-1. 4亿吨，消耗方式为直接食用稻米及食用其加工制品。稻米及其制品是我国最大、最稳定的粮食消费品种。稻米消费量中的80%以上作为居民口粮直接食用，而居民消费需求方式由以前温饱型向现在营养型转变。大米作为基础的食品，维持着世界上一半以上人口的生存，它能够为人们持续不断地提供能量和维生素、蛋白质、氨基酸和无机元素等营养物质。传统的稻谷加工和食用方法，使大米的营养成分流失严重，营养价值大大下降，尤其缺乏膳食纤维。膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收的而在人体大肠中能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和，包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质，其对预防肥胖症、糖尿病、高血压、高血脂等心血管疾病有很大益处。由于大米是人们获取营养的重要途径，因此长期摄食缺乏膳食纤维的精白米，在没有足够营养食品补充的情况下，容易造成某些营养成分的缺乏，比如极易导致消费者因膳食纤维摄入不足二出现营养缺乏并引发“文明病”、“富贵病”等各种疾病，从而影响人们的身体健康。糙米虽富含丰富的营养物质，然而因其口感较差而难以被广大消费者接受。为了解决大米营养不足的问题，对大米进行深加工和营养强化，成为大米营养改善的主要途径。改良大米、精加工大米和营养强化大米，成为当今世界人们全面摄取各种营养素非常经济有效的途径，并逐步走向市场。目前，营养强化大米的生产工艺主要是浸吸法，该法以精白米为原料，将原料浸泡在营养强化液中，待其充分吸收营养液后初步干燥，表面喷上保护层，二次干燥后再二次浸吸，气蒸糊化，在外层喷涂保护酸液，最后干燥得到强化米。这种强化米在贮藏、运输及销售时营养素损失小，但生产过程能耗高、投资大，生产成本高，不适合我国大米加工企业采用。另外，现有工艺制备出的营养强化大米，其食味蒸煮品质一般，口感较差，很难被消费者所接受。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明以大米粉和米糠为主要原料，通过单螺杆连续挤压技术造粒成型，从而提供一种高膳食纤维营养强化大米的制备方法。
为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究，最终获得了如下技术方案
一种高膳食纤维营养强化大米的制备方法，包括如下步骤
(1)取米糠原料，除杂后粉碎，过80-120目筛，于95-100°C湿热高温蒸汽处理5-10min，并在Smin内逐渐升温至105°C，保温处理10_15min，烘干，加入石油醚或正己烷，石油醚或正己烷的体积用量与米糠原料质量比为2-4 :1，保持50-53°C搅拌3-6h，过滤，滤渣于105°C干燥0. 5-1. 5h，加入7-10倍量的lmol/L氢氧化钠溶液，保持50_53°C搅拌l_2h，过滤，滤渣经水漂洗至pH=6-8，烘干，加入7-10倍量的lmol/L盐酸溶液，保持50_53°C搅拌l_2h，过滤，滤渣经水漂洗至pH=5-7，烘干，粉碎过160-200目筛，得米糠膳食纤维；
(2)将大米浸泡于0.5%-2%碳酸氢钠水溶液中1-3小时，烘干粉碎过筛制得大米粉，称取所述大米粉，按每公斤添加0. 06-0. 12公斤膳食纤维、5-8克蔗糖脂肪酸酯的比例，力口入米糠膳食纤维和蔗糖脂肪酸酯，搅拌使混合均匀，并调节物料的水分含量为38-42%，蒸煮8-10min，转移至单螺杆挤压机中，设定螺杆五段温度为40°C -75°C -100°C -80°C -50°C, 喂料速度为30-32r/min，螺杆转速为15Hz，挤压7_9min后用旋切刀切成米粒形状，置于38-42°C、80-85%湿度条件下进行缓苏老化3_5小时，然后放入干燥箱中干燥，抛光，得高膳食纤维营养强化大米。优选地，所述高膳食纤维营养强化大米的制备方法，其中步骤(2)所用碳酸氢钠水溶液的浓度为0. 8%-1%，大米浸泡时间为I. 5-2小时。优选地，所述高膳食纤维营养强化大米的制备方法，其中步骤(2)中调节物料水分含量为40%。进一步优选地，所述高膳食纤维营养强化大米的制备方法，其中步骤(2)中按每公斤大米粉添加0. 08公斤膳食纤维、6克蔗糖脂肪酸酯的比例，加入米糠膳食纤维和蔗糖脂肪酸酯。与现有技术相比，本发明涉及的高膳食纤维营养强化大米的制备方法具有如下优点和显著的进步
(I)感官评定试验结果表明，本发明的高膳食纤维营养强化大米与普通米饭的感官指标评分相近，没有明显差别。在单项评分方面，本发明产品与普通米饭相比，气味和色泽较好，外观和滋味略低，适口性稍差。由此可见，在满足富含膳食纤维的基础上，本发明生产出来的营养工程米在产品特性(组织结构、形态、风味、口感、颜色等)符合中国人的饮食习惯，具有较好的食用依存性。长期摄食本发明制备的高膳食纤维营养强化大米可以预防肥胖症、糖尿病、高血压、高血脂等心血管疾病，非常有益于人们的身体健康。(2)通过吸水率和体积膨胀率测定试验结果可以看出，本发明的高膳食纤维营养强化大米的吸水率和体积膨胀率与普通大米接近，这意味着本发明产品的蒸煮品质较好。(3)采用单螺杆挤压机进行挤压制备，利用了现有设备，同时节约了制备成本。体现在目前双螺杆挤压机与单螺杆的相比，具有更好的性能，操作更方便，所制备的产品品质更好，但是其成本却大大高于后者。而我国现有的挤压设备以单螺杆的为主，因此本发明采用单螺杆挤压机进行挤压制备，既利用了现有设备，也节约了制备成本。
具体实施方式
以下通过实施例形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。本发明所选用普通大米作为对照，其中普通大米为东北大米(北大荒牌)。
实施例I
(1)取米糠原料10kg，除杂后粉碎，过120目筛，于95°C湿热高温蒸汽处理8-10min，并在8min内逐渐升温至105°C，保温处理12min，烘干，加入30L正己烷，保持50_53°C搅拌5h，过滤，滤渣于105°C干燥lh，加入相当于滤渣8倍量(V/W)的lmol/L氢氧化钠溶液，保持50-53°C搅拌I. 5h，过滤，滤渣经水漂洗至pH=6-8，烘干，加入相当于滤渣8倍量(V/W)的lmol/L盐酸溶液，保持50-53°C搅拌I. 5h，过滤，滤渣经水漂洗至pH=5_7，烘干，粉碎过 160目筛，得米糠膳食纤维；
(2)将大米浸泡于0.8%碳酸氢钠水溶液中2小时，烘干粉碎过筛制得大米粉，称取制备的大米粉100kg,加入8kg米糠膳食纤维和600g鹿糖脂肪酸酯，搅拌使混合均勻，并调节物料的水分含量为40%，蒸煮9min，转移至单螺杆挤压机中，设定螺杆五段温度为400C -750C -IOO0C -800C _50°C，喂料速度为 30r/min，螺杆转速为 15Hz，挤压 8. 5min 后用旋切刀切成米粒形状，置于40°C、82%湿度条件下进行缓苏老化4小时，然后放入干燥箱中55°C干燥，抛光，得高膳食纤维营养强化大米。
实施例2
(1)取米糠原料10kg，除杂后粉碎，过80目筛，于100°C湿热高温蒸汽处理8-10min，并在8min内逐渐升温至105°C,保温处理IOmin,烘干,加入40L石油醚,保持50_53°C搅拌4h,过滤，滤渣于105°C干燥lh，加入相当于滤渣10倍量(V/W)的lmol/L氢氧化钠溶液，保持50-53°C搅拌lh，过滤，滤渣经水漂洗至pH=6-8，烘干，加入相当于滤渣10倍量(V/W)的lmol/L盐酸溶液，保持50-53°C搅拌lh，过滤，滤渣经水漂洗至pH=5_7，烘干，粉碎过200目筛，得米糠膳食纤维；
(2)将大米浸泡于1%碳酸氢钠水溶液中2小时，烘干粉碎过筛制得大米粉，称取制备的大米粉100kg,加入8kg米糠膳食纤维和600g鹿糖脂肪酸酯，搅拌使混合均勻，并调节物料的水分含量为40%，蒸煮9min，转移至单螺杆挤压机中，设定螺杆五段温度为400C -750C -IOO0C -800C -500C，喂料速度为 30r/min，螺杆转速为 15Hz，挤压 8. 5min 后用旋切刀切成米粒形状，置于40°C、82%湿度条件下进行缓苏老化5小时，然后放入干燥箱中55°C干燥，抛光，得高膳食纤维营养强化大米。
实施例3
(I)取米糠原料10kg，除杂后粉碎，过120目筛，于95°C湿热高温蒸汽处理8-10min，并在8min内逐渐升温至105°C，保温处理12min，烘干，加入20L石油醚，保持50_53°C搅拌5h，过滤，滤渣于105°C干燥lh，加入相当于滤渣8倍量(V/W)的lmol/L氢氧化钠溶液，保持50-53°C搅拌I. 5h，过滤，滤渣经水漂洗至pH=6-8，烘干，加入相当于滤渣8倍量(V/W)的lmol/L盐酸溶液，保持50-53°C搅拌I. 5h，过滤，滤渣经水漂洗至pH=5_7，烘干，粉碎过160目筛，得米糠膳食纤维；
(2)将大米浸泡于2%碳酸氢钠水溶液中2小时，烘干粉碎过筛制得大米粉，称取制备的大米粉100kg,加入IOkg米糠膳食纤维和800g鹿糖脂肪酸酯，搅拌使混合均勻，并调节物料的水分含量为42%，蒸煮9min，转移至单螺杆挤压机中，设定螺杆五段温度为400C -750C -IOO0C -800C -500C，喂料速度为 30r/min，螺杆转速为 15Hz，挤压 8. 5min 后用旋切刀切成米粒形状，置于40°C、82%湿度条件下进行缓苏老化4小时，然后放入干燥箱中55°C干燥，抛光，得高膳食纤维营养强化大米。
实施例4高膳食纤维营养强化大米的吸水率和体积膨胀率测定
(I)吸水率 分别称取IOg干燥后的高膳食纤维营养强化大米、普通东北大米，放入一定质量的金属丝笼中，冲洗后将金属笼放进300mL烧杯中，加入蒸馏水150mL，沸水浴20min(l煮沸时开始计时)。取出金属笼悬于烧杯上方，浙水2min，然后摊于洁净的干燥纱布上冷却30min,称重后计算大米吸水率,计算公式大米吸水率=(米饭质量/10) X 100%。(2)体积膨胀率
将一定质量的高膳食纤维营养强化大米、普通东北大米，分别装入盛有50mL的250mL量筒内，读数减去50mL即为样品的体积。用该法测定蒸煮前大米体积和蒸煮后米饭体积，按照公式计算体积膨胀率，计算公式体积膨胀率=(米饭体积/大米体积)X 100%。结果参见表I。表I高膳食纤维营养强化大米的吸水率和体积膨胀率
g品I吸水率I体积膨
营养强化大米(实施例I)325.68% 320.29%
营养强化大米(实施例3)34029%~ 332. 7%
普通大米|321. 76% |314. 51%
吸水率和膨胀率越大，制备的米饭的松散膨大，口感较差。通过试验结果可以看出，本
发明的高膳食纤维营养强化大米(尤其是实施例I制备的产品)的吸水率和体积膨胀率与普
通大米接近。
实施例5高膳食纤维营养强化大米的感官评价研究
挑选10名品评人员组成品评小组，并安排在一间宽敞、明亮、清静的房间中，每人一座，互不干扰。品评时间定在饭前2h，品尝前品评人员不得吸烟或吃糖，并用温开水漱口，去除口中残留物。将准备好的高膳食纤维营养强化大米饭(实施例I制备)和普通东北大米饭试样平均分入每个白瓷盘上，每人一盘进行品评，并不得向品评人员说明试样的情况。品评结果记录于评分表中。品评的内容为米饭的色、香、味、外观性状、适口性(包括粘性、弹性、硬度)以及滋味。品评时，先趁热鉴定米饭气味，然后观察米饭色泽、外观结构，再通过咀嚼，品尝评定适口性及滋味。对照评分参考样品(蒸煮的米饭)进行评分，再将各项得分相加即为综合评分。其中，气味25分，色泽10分，外观结构10分，适口性30分，滋味25分，总分为100分。评分标准见表2。
根据每个品评人员的综合评分结果计算平均值，个别人员品评误差大者(超过平均值10分以上)可舍弃，舍弃后重新计算平均值。最后以综合评分的平均值作为评定结果，见表3。表2米饭的食味评价指标与分值标准
权利要求
1.一种高膳食纤维营养强化大米的制备方法，包括如下步骤 (1)取米糠原料，除杂后粉碎，过80-120目筛，于95-100°C湿热高温蒸汽处理5_10min，并在Smin内逐渐升温至105°C，保温处理10_15min，烘干，加入石油醚或正己烷，石油醚或正己烷的体积用量与米糠原料质量比为2-4 :1，保持50-53°C搅拌3-6h，过滤，滤渣于105°C干燥O. 5-1. 5h，加入7-10倍量的lmol/L氢氧化钠溶液，保持50_53°C搅拌l_2h，过滤，滤渣经水漂洗至pH=6-8，烘干，加入7-10倍量的lmol/L盐酸溶液，保持50_53°C搅拌l_2h，过滤，滤渣经水漂洗至pH=5-7，烘干，粉碎过160-200目筛，得米糠膳食纤维； (2)将大米浸泡于O.5%-2%碳酸氢钠水溶液中1-3小时，烘干粉碎过筛制得大米粉，称取所述大米粉，按每公斤添加O. 06-0. 12公斤膳食纤维、5-8克蔗糖脂肪酸酯的比例，力口入米糠膳食纤维和蔗糖脂肪酸酯，搅拌使混合均匀，并调节物料的水分含量为38-42%，蒸煮8-10min，转移至单螺杆挤压机中，设定螺杆五段温度为40°C -75°C -100°C -80°C -50°C,喂料速度为30-32r/min，螺杆转速为15Hz，挤压7_9min后用旋切刀切成米粒形状，置于38-42°C、80-85%湿度条件下进行缓苏老化3_5小时，然后放入干燥箱中干燥，抛光，得高膳食纤维营养强化大米。
2.根据权利要求I所述高膳食纤维营养强化大米的制备方法，其特征在于步骤(2)所用碳酸氢钠水溶液的浓度为O. 8%-1%，大米浸泡时间为I. 5-2小时。
3.根据权利要求I所述高膳食纤维营养强化大米的制备方法，其特征在于步骤(2)中调节物料水分含量为40%。
4.根据权利要求I所述高膳食纤维营养强化大米的制备方法，其特征在于步骤(2)中按每公斤大米粉添加O. 08公斤膳食纤维、6克蔗糖脂肪酸酯的比例，加入米糠膳食纤维和蔗糖脂肪酸酯。
全文摘要
本发明公开了一种高膳食纤维营养强化大米的制备方法，包括(1)制备米糠膳食纤维；(2)采用单螺杆挤压技术将米糠膳食纤维与大米粉重组，获得蒸煮品质较好的高膳食纤维营养强化大米。长期摄食本发明制备的高膳食纤维营养强化大米可以预防肥胖症、糖尿病、高血压、高血脂等心血管疾病，非常有益于人们的身体健康。
文档编号A23L1/308GK102771798SQ20121027799
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者郭少祥 申请人:安徽光明槐祥工贸集团有限公司