专利名称：一种可食用脱脂米糠及其制备方法
一种可食用脱脂米糠及其制备方法
技术领域：
本发明属于大米精深加工技术领域。更具体地，本发明涉及一种可食用的脱脂米糠，还涉及一种可食用脱脂米糠的制备方法。
背景技术：
米糠是糙米碾白过程中被碾下的皮层及少量米胚和碎米的混合物，约占稻谷的 10%，与精白米相比，米糠和米胚含更多的蛋白质、脂肪、膳食纤维、维生素和矿物质等营养素。美国农业部的一份研究报告称，稻谷中64%的营养素集中在米糠中。中国是世界上最大的生产稻谷国家，2009年生产了 1. 96亿吨大米，因此米糠这一巨大资源有效利用成了决定粮食工业持续稳定发展后劲的重要因素之一。最近几年，世界各国学者对米糠深加工特别是其化学成分和保健作用进行了大量研究，结果显示，米糠中含有丰富的营养成分和保健因子，将这些物质一一提取出来显然会有许多技术上和经济上的限制，特别是提取米糠油后的脱脂米糠，由于其中有少许有机溶剂残留，剩余油脂蚝败，米糠中部分粗糠较粗糙难以下咽等问题，加之米加工企业粗放式的加工环境，导致脱脂米糠往往都用作饲料，优质的生物资源没有好好利用，因此将米糠中的不可食部分去除，并对剩余部分做适当的技术处理，制成可直接食用的产品不失为一条经济的途径，而且可快速消耗大量的米糠，如果把这些数量可观的米糠作为食品开发的资源， 生产出既有营养又有保健作用的米糠食品，无疑会带来巨大的经济效益和社会效益。目前国内外关于改善米糠性质及口感的研究成为热点，主要采用的技术方法有超微粉碎法、挤压法及酶法改性，这些方法都可在一定程度上改善米糠的功能特性。JP 20080M586A公开了一种生产米糠食材的方法，该方法包括使用溶剂使米糠脱脂达到油含量以重量计<6%，接着对这种脱脂米糠细粉碎，让这种粉碎脱脂米糠粉与过热蒸汽接触， 进行热处理，使其脱脂米糠粉稳定，然后除去其溶剂。JP 2007(^9090A公开了一种低变性脱脂米糠的生产方法，该方法包括使用至少一种选自丙酮、己烷和乙醇的提取溶剂提取米糠， 再在温度< 100°C与压力的条件下除去提取残留物中的提取溶剂。CN1403025A公开了一种利用稳定化米糠制取天然营养食品的方法。稳定化米糠用正己烷提取油脂，再脱去溶剂得到米糠油备用，脱脂米糠经淀粉酶和蛋白酶水解后离心分离，液相经浓缩后返加备用米糠油，再经均质干燥可制得米糠天然营养食品。该食品含有除不溶性纤维素外的米糠各种营养成分，并可通过添加天然辅料增强其营养保健功能。本发明采用热水水洗去除残留的有机溶剂，皂化脱脂，去除脱脂米糠中不安全和不可食用的因素，并用高压均质粉碎与酶解技术相结合，制备出有机溶剂残留量< 3 μ g/g、 脂肪含量< 1 %、灰分< 3%，并且颗粒粒径小于20 μ m的可食用脱脂米糠，这种可食用脱脂米糠在国内外公开文献中还未见报道。
发明内容[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种可食用脱脂米糠的制备方法。本发明的另一个目的是提供一种可食用的脱脂米糠。[技术方案]本发明是通过下述技术方案实现的。本发明涉及一种可食用脱脂米糠的制备方法。可食用脱脂米糠的制备方法步骤如下A)提取米糠油的脱脂米糠原料经筛检与粗粉碎处理后得到的粗脱脂米糠，加水调浆得到一种以重量计浓度15-20%的脱脂米糠料浆，该脱脂米糠料浆与氢氧化钠水溶液在温度50-70°C下进行皂化反应l_3h，然后进行分离与洗涤，得到一种皂化脱脂米糠；B)步骤A)得到的皂化脱脂米糠再用水调浆至以重量计浓度12-15%，接着用胶体磨进行研磨，再用高压均质机进行研磨，得到一种皂化脱脂米糠料浆；C)步骤B)得到的皂化脱脂米糠料浆然后使用无机酸或无机碱将其pH调节到 5. 0-5. 2，接着添加以所述脱脂米糠原料重量计0. 4-0. 8%的纤维素酶，在温度45-50°C下进行酶解反应l_3h，得到一种酶解反应混合物；D)再使用无机酸或无机碱将步骤C)得到的酶解反应混合物中和至中性；分离得到的固体接着用水洗涤除去其中的盐，再用水调浆至以重量计浓度12-15%，然后在温度 121°C下进行灭酶灭菌3 k，得到无菌脱脂米糠料浆；E)步骤D)得到的无菌脱脂米糠料浆进行喷雾干燥，得到一种可食用的脱脂米糠。根据本发明的一种优选实施方式，所述提取米糠油的脱脂米糠原料粉碎至60 80目。根据本发明的另一种优选实施方式，所述氢氧化钠水溶液的浓度是以重量计 8-15%。根据本发明的另一种优选实施方式，所述的皂化脱脂米糠用胶体磨研磨至颗粒粒径120目以上。根据本发明的另一种优选实施方式，所述的纤维素酶EC 3.2. 1.4的酶活是 3000-8000IU/go根据本发明的另一种优选实施方式，所述的无机酸选自硫酸、硝酸、盐酸或磷酸。根据本发明的另一种优选实施方式，所述的无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾。根据本发明的另一种优选实施方式，所述喷雾干燥是在进风温度180°C与出风温度80°C的条件下进行的。本发明还涉及根据本发明方法制备得到的可食用脱脂米糠。所述的可食用脱脂米糠以其总重量计有机溶剂残留量< 3 μ g/g、脂肪含量< 和灰分< 3%。根据本发明的一种优选实施方式，所述可食用脱脂米糠中以其重量计90-92%可食用脱脂米糠颗粒粒径小于20 μ m。下面将更详细地描述本发明。本发明涉及一种可食用脱脂米糠的制备方法。所述可食用脱脂米糠的制备方法步骤如下A)提取米糠油的脱脂米糠原料经筛检与粗粉碎处理后得到的粗脱脂米糠，加水调浆得到一种以重量计浓度15-20%的脱脂米糠料浆，该脱脂米糠料浆与氢氧化钠水溶液在温度50-70°C下进行皂化反应l_3h，然后进行分离与洗涤，得到一种皂化脱脂米糠。一般而言，米糠通常含有15-23%脂肪，其脂肪主要由软脂肪酸、油酸和亚油酸组成，还含有少量亚麻酸。通常使用有机溶剂，例如丙酮、正己烷、乙醇等溶剂提取米糠油，同时得到脱脂米糠。本发明使用所述的脱脂米糠作为原料，生产出一种可食用脱脂米糠产品。 脱脂米糠原料通常需要进行筛检与粗粉碎处理。所述的筛检就是将其脱脂米糠原料中存在的异物、杂物筛选出来。一般而言，可以先用手工检去一些较大的异物、杂物，然后使用不同规格的筛子筛去一些较小的异物、杂物。所述的粗粉碎是使用粉碎设备将其脱脂米糠原料粉碎至60 80目。所述的粉碎设备可以是粉碎机或研磨设备，是目前粮食加工机械市场上普遍销售的产品，例如上海化三粉体设备有限公司、上海正远粉体工程设备有限公司生产的粉碎机。经过粉碎机或研磨设备的脱脂米糠原料粉再通过机械振动筛进行筛分，收集粒度为60-80目的脱脂米糠粉作为本发明方法的处理原料。将这样得到的脱脂米糠粉与水进行混合以得到以重量计浓度 15-20%的脱脂米糠料浆，本发明将这种操作称之为调浆。在这种调浆操作之后，所述的脱脂米糠料浆再用无机碱进行皂化，即米糠中的脂肪酸与无机碱反应生成酯。在这个过程中应该不断进行搅拌，使其保持均勻状态。具体地，根据本发明，所述的脱脂米糠料浆与氢氧化钠水溶液在温度50-70°C下进行皂化反应1-池。优选地，所述的脱脂米糠料浆与氢氧化钠水溶液在温度55-65°C下进行皂化反应1. 5-2.证。更优选地，所述的脱脂米糠料浆与氢氧化钠水溶液在温度58-62 °C下进行皂化反应1. 8-2.池。在这个反应中，所述的氢氧化钠水溶液的浓度是以重量计8_15%，优选地 10-12%。B)步骤A)得到的皂化脱脂米糠再用水调浆至以重量计浓度12-15%，接着用胶体磨进行研磨，再用高压均质机进行研磨，得到一种皂化脱脂米糠料浆。所述的胶体磨由不锈钢、半不锈钢胶体磨组成，胶体磨研磨是让流体或半流体物料通过高速相对连动的定齿与动齿之间的间隙，使物料受到强大的剪切力、磨擦力、高频振动、高速旋涡等物理作用，使物料被有效地乳化、分散、均质和粉碎，达到物料超细粉碎及乳化的效果。本发明使用的胶体磨是在目前市场上已经销售的产品，例如沈阳市香洋胶体磨厂、上海爱思杰制泵有限公司有限公司生产的产品。所述的皂化脱脂米糠用胶体磨研磨至颗粒粒径120目以上。超高压均质机是通过三柱塞往复泵将被加工物料以高压形式送至均质阀，使物料流经阀盘与阀座微小间隙的瞬间受到湍流、空穴、剪切等复合力的作用，达到均质、乳化的目的机械。本发明使用的超高压均质机是在目前市场上已经销售的产品，例如廊坊正瑞机械有限公司、上海励途机械设备工程有限公司生产的产品。C)步骤B)得到的皂化脱脂米糠料浆然后使用无机酸或无机碱将其PH调节到 5. 0-5. 2，接着添加以所述脱脂米糠原料重量计0. 4-0. 8%的纤维素酶，在温度45-50°C下进行酶解反应l_3h，得到一种酶解反应混合物。所述的无机酸选自硫酸、硝酸、盐酸或磷酸。所述的无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾。
调节pH所使用的无机酸或无机碱溶液的浓度一般是1-2N。调节pH时应该在搅拌下缓慢滴加无机酸或无机碱溶液。在本发明中使用的纤维素酶是一种重要的酶产品，是一种复合酶，根据其催化反应功能的不同可分为外切β_葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。内切β-葡聚糖酶随机切割纤维素多糖链内部的无定型区，产生不同长度的寡糖和新链的末端。外切 β -葡聚糖酶作用于这些还原性和非还原性纤维素多糖链的末端，释放出葡萄糖或纤维二糖。β-葡萄糖苷酶水解纤维二糖纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。在本发明中，所述的纤维素酶例如是诺维信(中国)生物技术有限公司生产纤维素酶。根据本发明，如果所述纤维素酶的酶活低于3000IU/g，则会因为酶活力不高，而需要使用大量的纤维素酶来保证原料细胞壁破壁充分，因此所述纤维素酶的酶活应高于 3000IU/g，鉴于市场上所售纤维素酶的酶活，所述纤维素酶的酶活是3000 8000IU/g，优选地 4000 7000IU/g，更优选地 5000 6000IU/g。其中，酶活定义为Ig酶粉或ImL酶液于40°C与pH4. 6的条件下，Ih分解可溶性淀粉产生Img葡萄糖的酶量为1个酶活单位。所述纤维素酶的用量是以所述脱脂米糠原料重量计0. 4-0. 8%。如果所述纤维素酶的用量低于0.4%，则会延长反应时间，影响酶解效果。如果所述纤维素酶的用量高于 0.8%，则会增加生产成本，但酶解效果并未随酶用量的增加而有明显提高。优选地，酶解反应在温度46-48 °C下进行1. 5-2. 5h。更优选地，酶解反应在温度46-48 °C下进行1. 8-2. 2h。D)再使用无机酸或无机碱将步骤C)得到的酶解反应混合物中和至中性；分离得到的固体接着用水洗涤除去其中的盐，再用水调浆至以重量计浓度12-15%，然后在温度 121°C下进行灭酶灭菌3 k，得到无菌脱脂米糠料浆。所述的无机酸选自硫酸、硝酸、盐酸或磷酸。所述的无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾。调节pH所使用的无机酸或无机碱溶液的浓度一般是1-2N。调节pH时应该在搅拌下缓慢滴加无机酸或无机碱溶液。本发明灭酶灭菌时使用的设备是在目前市场上已经销售的产品，例如张家港市饮料机械有限公司生产的UHT超高温瞬时灭菌器。E)步骤D)得到的无菌脱脂米糠料浆进行喷雾干燥，得到一种可食用的脱脂米糠。所述的喷雾干燥是使用喷雾干燥机通过加热转化为热空气，进入装置在干燥室顶部的热风分配器，然后均勻的进入干燥室，并呈现螺旋状转动，同时将料液送至装置在干燥室顶部的离心雾化器，使料液雾化成极小的雾化液滴，料液和热空气并流接触，水份迅速蒸发，在极短的时间内干燥为成品。成品经干燥塔底部和旋风分离器排出，废气由风机抽出排空。所述喷雾干燥机的进风温度控制在180°C，而出风温度控制在80°C。本发明喷雾干燥时使用的设备是在目前市场上已经销售的产品，例如常州江河干燥设备有限公司生产的喷雾干燥机。本发明还涉及根据本发明方法制备得到的可食用脱脂米糠。所述的可食用脱脂米糠以其总重量计有机溶剂残留量< 3 μ g/g、脂肪含量<和灰分< 3%。在本发明中，所述的有机溶剂残留量是按照GB/T9722-2006规定的测定方法进行检测的。所述的脂肪含量是按照GB5009. 6-2008规定的测定方法进行检测的。所述的灰分含量是按照GB5009. 4-2010规定的测定方法进行检测的。根据本发明的一种优选实施方式，在所述可食用脱脂米糠中以其重量计90-92% 可食用脱脂米糠颗粒粒径小于20 μ m。可食用脱脂米糠颗粒粒径是使用辽宁丹东市百特仪器有限公司生产的BT-9300H 型激光仪进行测定的，其测定方法是按照该型号产品使用说明书进行的。按照国家GB5009. 1食品卫生检验标准，对本发明方法生产的脱脂米糠进行了营养组分、其它相关指标进行了大量检测，其具体的检测情况可参见下面表1列出的结果。这些结果清楚地表明，采用本发明方法生产的脱脂米糠符合国家食品卫生标准，不仅可以食用，还可以作为营养强化剂。[有益效果]采用本发明的方法，去除了脱脂米糠中不安全和不可食用的因素，主要是残留的有机溶剂、氧化蚝败的少量脂肪及较高的灰分，有机溶剂残留量从原料的> 35μ g/g，降低到可食用米糠的< 3yg/g，脂肪含量< 1%，灰分< 3%;提高了米糠的安全可食性；采用物理粉碎与酶技术相结合进行米糠纤维改性，使成品的颗粒细度超过人舌能分辨颗粒的极限 (20 μ m)，成品颗粒度最大不超过27 μ m，90 92%的颗粒的粒径小于20 μ m ；改善其粗糙难以下咽的口感。
具体实施方式通过下面的实施例将能够更好地理解本发明。实施例1 本发明可食用脱脂米糠的制备称取由提取米糠油后的脱脂米糠600kg，其含水量为8. 11%，使用清理筛与除铁器去除明显的杂质及金属，用上海化三粉体设备有限公司生产的锤片式粉碎机将物料粉碎至70目；将粉碎后的物料加水调浆至浓度16. 7%，通过换热器预热至60°C，再输送至反应罐进行保温，然后与10% NaOH溶液在温度60°C下进行皂化反应2h，反应结束后用板框过滤，去除可溶性杂质，得到的皂化脱脂米糠再加水调节料液浓度至12. 8%，搅拌均勻。然后使用沈阳市香洋胶体磨厂生产的胶体磨研磨到120目，再用廊坊正瑞机械有限公司生产的高压均质机对皂化脱脂米糠物料进行进一步研磨至粒径超过150目，得到一种皂化脱脂米糠料浆。通过换热器将该皂化脱脂米糠料浆预热至50°C，输送至反应罐进行保温，用 INHCl与IN NaOH溶液调节pH至5. 0，加以所述脱脂米糠原料重量计0. 5%诺维信(中国) 生物技术有限公司生产的纤维素酶在温度50°C下进行酶解反应池，得到一种酶解反应混合物。用INHCl与IN NaOH溶液将得到的酶解反应混合物中和至中性；反应结束后物料用板框滤去水分，去除部分可溶性灰分，物料加水调浆至以重量计浓度12. 5%，使用张家港市饮料机械有限公司生产的UHT超高温瞬时灭菌器设备在温度121°C下进行灭酶灭菌如，得到无菌脱脂米糠料浆。使用常州江河干燥设备有限公司生产的喷雾干燥机在进风温度180°C与出风温度 80°C的条件下，对得到的无菌脱脂米糠料浆进行喷雾干燥，得到470. 8kg可食用的脱脂米糠。按照国家GB5009. 1食品卫生检验标准，对本本实施例得到的脱脂米糠进行了营养组分与其它相关指标进行了检测，其结果列于表1中。实施例2 本发明可食用脱脂米糠的制备按照与实施例1同样的实施方式进行，只是诺维信(中国)生物技术有限公司生产的纤维素酶的使用量为以所述脱脂米糠原料重量计0. 8%。按照国家GB5009. 1食品卫生检验标准，对本本实施例得到的脱脂米糠进行了营养组分与其它相关指标进行了检测，其结果列于表1中。实施例3 本发明可食用脱脂米糠的制备按照与实施例同样的实施方式进行，只是使用8% NaOH溶液在温度70°C下进行皂化反应。按照国家GB5009. 1食品卫生检验标准，对本本实施例得到的脱脂米糠进行了营养组分与其它相关指标进行了检测，其结果列于表1中。实施例4 本发明可食用脱脂米糠的制备按照与实施例同样的实施方式进行，只是使用15% NaOH溶液在温度50°C下进行皂化反应。按照国家GB5009. 1食品卫生检验标准，对本本实施例得到的脱脂米糠进行了营养组分与其它相关指标进行了检测，其结果列于表1中。表1 本发明的可食用脱脂米糠分析结果
权利要求
1.一种可食用脱脂米糠的制备方法，其特征在于所述制备方法步骤如下A)提取米糠油的脱脂米糠原料经筛检与粗粉碎处理后得到的粗脱脂米糠，加水调浆得到一种以重量计浓度15-20 %的脱脂米糠料浆，该脱脂米糠料浆与氢氧化钠水溶液在温度 50-70°C下进行皂化反应l_3h，然后进行分离与洗涤，得到一种皂化脱脂米糠；B)步骤A)得到的皂化脱脂米糠再用水调浆至以重量计浓度12-15%，接着用胶体磨进行研磨，再用高压均质机进行研磨，得到一种皂化脱脂米糠料浆；C)步骤B)得到的皂化脱脂米糠料浆然后使用无机酸或无机碱将其pH调节到 5. 0-5. 2，接着添加以所述脱脂米糠原料重量计0. 4-0. 8%的纤维素酶，在温度45-50°C下进行酶解反应l_3h，得到一种酶解反应混合物；D)再使用无机酸或无机碱将步骤C)得到的酶解反应混合物中和至中性；分离得到的固体接着用水洗涤除去其中的盐，再用水调浆至以重量计浓度12-15%，然后在温度121°C 下进行灭酶灭菌3 k，得到无菌脱脂米糠料浆；E)步骤D)得到的无菌脱脂米糠料浆进行喷雾干燥，得到一种可食用的脱脂米糠。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于提取米糠油的脱脂米糠原料粉碎至60 80目。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述氢氧化钠水溶液的浓度是以重量计 8-15%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的皂化脱脂米糠用胶体磨研磨至颗粒粒径120目以上。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的纤维素酶EC3.2. 1. 4的酶活是 3000-8000IU/go
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的无机酸选自硫酸、硝酸、盐酸或磷酸。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述喷雾干燥是在进风温度180°C与出风温度80°C的条件下进行的。
9.根据权利要求1-8中任一个权利要求所述方法制备得到的可食用脱脂米糠，其特征在于以所述可食用脱脂米糠总重量计，它的有机溶剂残留量< 3 μ g/g、脂肪含量< 和灰分< 3%。
10.根据权利要求9所述的可食用脱脂米糠，其特征在于以所述可食用脱脂米糠重量计，90-92%可食用脱脂米糠颗粒粒径小于20 μ m。
全文摘要
本发明涉及一种可食用的脱脂米糠及其制备方法。该方法包括筛检与粗粉碎处理、皂化脱脂、研磨、酶解、灭酶灭菌、喷雾干燥等步骤。采用本发明的方法，去除了脱脂米糠中的残留有机溶剂、脂肪及灰分，有机溶剂残留量降低到≤3μg/g，脂肪含量≤1％，灰分≤3％。采用物理粉碎与酶技术相结合进行米糠纤维改性，使成品的颗粒细度超过人舌能分辨颗粒的极限20μm，成品颗粒度最大不超过27μm，90-92％颗粒的粒径小于20μm；改善其粗糙难以下咽的口感。
文档编号A23L1/10GK102266004SQ201110227900
公开日2011年12月7日 申请日期2011年8月10日 优先权日2011年8月10日 公开号201110227900.发明者于秋生, 左能典, 陈林 申请人:江南大学, 江西金农生物科技有限公司