从米粒中去除淀粉的装置及方法与流程

本公开的各个实施方式涉及用于从米粒中去除淀粉的装置及方法。

背景技术：

诸如糖尿病和高血糖等的慢性疾病与体重问题和糖摄入量密切相关，这通常由能量摄入过多而能量消耗较少所致。目前存在许多针对体重问题的解决方案，例如，可以食用低能量密度的食物(主食)，其可以在消除饥饿感的同时提供更少的能量。还例如，可以摄取淀粉含量较少的食物，如低淀粉米。

白米具有良好的口感但淀粉含量较高。然而，当前市场上的电饭煲大多以简单的方式对米进行蒸煮，即，在蒸煮过程中仅仅使水分子蒸发，而留下了具有高淀粉含量的米。这样，当淀粉随着米粒被摄入到人体时，它将被转化为葡萄糖并随之进入血液。由于白米具有高的升糖作用，因此这也意味着白米目前正使得很多人具有患糖尿病的风险，而更为可能的是肥胖的风险。

技术实现要素：

如上所述，使用正常烹饪方法煮熟的米饭几乎保留了米粒原有的全部淀粉成分，而淀粉在被摄入后又将引起强烈的血糖反应。另外，本公开的做出还基于如下认知：淀粉少的米将有助于降低血糖反应，因此有利于食用者的血液健康。因此，本公开的各个实施方式提供了一种快速且高效的去除大米中淀粉的解决方案。

本公开的第一方面提供了一种从米粒中去除淀粉的装置。该装置包括：加热单元，其被配置为将米粒与水的混合物加热至第一温度，以促使淀粉从米粒中浸出，其中第一温度大于65摄氏度。该装置还包括对流单元，其被配置为对处于第一温度的混合物执行对流操作，以将所浸出的淀粉与米粒分离，其中对流单元包括以下至少一者：变压单元和搅动单元，其中变压单元被配置为执行至少一次降压操作和至少一次升压操作，并且搅动单元被配置为搅动混合物。

与现有的解决方案相比，本公开描述的解决方案一方面可以提高淀粉浸出率，而另一方面又不影响米粒的进一步吸水与糊化过程。此外，这种处理装置可以方便地应用到电饭煲或压力锅中，并且不会影响米的口感。因此，这对于长期的体重管理是有益的，并且通过降低淀粉摄入而可能降低肥胖/超重发生率。

在一些实施方式中，加热单元还被配置为将混合物保持在第一温度达第一时间长度，并且对流单元还被配置为在第一时间长度之后，开始对处于第一温度的混合物执行对流操作。在这样的实施例中，这种高温下的吸水过程会使米粒在吸水速率和颗粒膨胀速率两个方面均得到改善。

在一些实施方式中，对流单元包括变压单元，并且变压单元还被配置为在至少一次降压操作和相继的后续升压操作之间保持混合物的压力。

在一些实施方式中，变压单元还被配置为保持混合物的压力达第三时间长度，第三时间长度在1秒至10分钟的范围内。在一些实施方式中，第三时间长度(t3)在10秒至1分钟的范围内。在这样的实施例中，在低压环境下(例如，真空)，米粒更易吸水，从而改善了米粒的水化过程。

在一些实施方式中，变压单元被配置为如下执行降压操作：将施加到混合物的压力从1倍大气压的高压力水平减小到0.1至0.9倍大气压范围内的低压力水平。此外，变压单元还被配置为如下执行升压操作：将施加到混合物的压力从0.1至0.9倍大气压范围内的低压力水平返回到1倍大气压的高压力水平。在这样的实施例中，上述“动态压力处理”将引起冲击波，而冲击波可以使粘贴结构松动，从而有利于进一步的水化过程。

在一些实施方式中，变压单元还被配置为在第二时间长度内完成一次升压操作，第二时间长度在0.5至10秒的范围内。在这样的实施例中，这种快速的升压操作所带来的冲击波更有助于使粘贴结构松动并最终得以去除。

在一些实施方式中，装置还包括分离单元，其被配置为将包含有所浸出的淀粉的水与浸出淀粉后的米粒分离。

在一些实施方式中，加热单元还被配置为将水加热到第二温度以生成水蒸气，以便对浸出淀粉后的米粒进行蒸煮。

本公开的第二方面提供了一种从米粒中去除淀粉的方法。该方法包括：将米粒与水的混合物加热至第一温度，以促使淀粉从米粒中浸出，其中第一温度大于65摄氏度。该方法还包括：对处于第一温度的混合物执行对流操作，以将所浸出的淀粉与米粒分离。执行对流操作包括执变压操作和搅动操中的至少一者，其中变压操作包括至少一次降压操作和至少一次升压操作，而搅动操作用以引起混合物的搅动。

附图说明

通过结合附图更详细地描述本公开所描述的技术方案的示例性实施方式，本公开所描述的技术方案的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中在本公开的技术方案的实施方式中，相同附图标记通常表示相同的部件。

图1示出了包括由根据本公开实施方式的从米粒中去除淀粉的装置的电饭锅。

图2示意性示出了根据本公开实施方式的加热阶段以及温度保持阶段曲线。

图3a-图3b示意性示出了根据本公开实施方式的变压操作阶段的曲线。

图4示出了在不同加热温度下分别执行变压操作和搅动操作所实现的淀粉浸出率，以及与一市售电饭锅所实现的淀粉浸出率的比较。

图5a-图5b示出了包括由根据本公开另一实施方式的从米粒中去除淀粉的装置的电饭锅。

图6a-图6c分别示出了根据本公开实施方式的电磁阀、支架和烹饪筛的俯视图。

图7示出了根据本公开实施方式的从米粒中去除淀粉的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考几个实施方式来讨论本公开所描述的技术方案。应当理解，这些实施方式仅为了使本领域技术人员能够更好地理解并因此实现本公开所描述的技术方案而进行讨论，而不是暗示对技术方案范围的任何限制。

如本公开所使用的，术语“包括”及其变体将被视为公开术语，其表示“包括但不限于”。术语“基于”应被视为“至少基于”，术语“一个实施方式”和“实施方式”应被视为“至少一个实施方式”。术语“另一个实施方式”应被视为“至少一个其他实施方式”。术语“第一”、“第二”等可以指不同的或相同的对象。下面还包括其他定义、显式和隐含特征。术语的定义在整个描述中是一致的，除非上下文另有明确指出。

图1示出了一种电饭锅的示意性侧视图。根据本公开的各种实施方式的从米粒中去除淀粉的装置可以被实施在如图1所示的电饭锅中。应当理解的是，将该装置还可以被实施到其他类似装置中。这些产品例如包括但不限于，压力电饭煲、电子压力锅、多功能煲等。

图1示出的电饭煲包括顶盖4、烹饪室5、烹饪筛6、支架7、壳体8、电磁阀3、控制单元9等部件。在所示的示例中，控制单元9被集成在顶盖4中。当然，根据不同的设计需要，控制单元9还可以集成在电饭煲中其他任何适当的位置，例如，集成在壳体8的侧壁中，用以对电饭煲中的多个部件进行控制。

此外，在所示的示例中，烹饪室5通过烹饪筛6和支架7被划分为两个部分，即，第一烹饪室51和第二烹饪室52。可以理解的是，也可以根据需要或为了实现其他附加功能而将烹饪室划分成更多部分或区域，而这一划分也不必均匀。另外，也可以根据需要将烹饪室5的设计为另外的形状。

如图1中进一步示出的，根据本公开实施方式的从米粒10中去除淀粉的处理装置被集成在该电饭锅中作为其组件。该处理装置包括加热单元1和对流单元2。在该示例中，加热单元1形成在的第二烹饪室52的底部，而对流单元2被集成在顶盖4中。

加热单元1与控制单元9通信地耦合，并从控制单元9接收第一指令对以米粒10与水20的混合物进行加热。对流单元2同样与控制单元9通信地耦合，并从控制单元9接收第二指令以对米粒10与水20的混合物执行对流操作。控制单元9可以实现为集成电路板、微处理器或具有可编程功能的人机交互接口，其可以包括输入单元以及显示单元以辅助操作者的操作。

现结合图1至图7对本公开实施方式的从米粒10中去除淀粉的处理装置及相关联的处理方法进行描述。如图1所示，在烹饪的准备阶段，电磁阀3保持关闭。在此阶段，适量的米和水被加入第一烹饪室51，并且适量的水被加入第二烹饪室52中，随后顶盖4被关闭。

参考图2，在烹饪准备完成之后，加热单元1首先可被配置为将米粒10与水20的混合物加热至大于65摄氏度的第一温度t1——例如90摄氏度——以促使淀粉从米粒10中浸出。与传统的常温(例如，25摄氏度)或中温(例如，60摄氏度)下对大米的洗涤或浸泡相比，上述高温温度范围下对大米的洗涤或浸泡能够有助于使存在于米粒10内部的淀粉快速并充分地从米粒10中浸出。同时，在温度为90摄氏度的实施例中，由于米粒10与水20的混合物未达到混合物的沸点温度(即，100摄氏度)，由此还可以避免沸腾效应。

发明人注意到，上述高温浸泡有助于淀粉的浸出，但也会导致米粒10外层形成所谓的“部分淀粉糊化”。由于这种形成在米粒10外表面处的部分淀粉糊化会带来一定程度的粘贴效应，因此，一方面将妨碍米粒10进一步从烹饪室5中吸收水分，另一方面也将妨碍淀粉从米粒10内部中的进一步浸出。

由此，根据本公开的各种实施方式，在该混合物达到第一温度t1后，对流单元2可配置为对处于第一温度t1的混合物执行对流操作。对流操作有助于使粘贴结构松动，从而减弱粘贴效应所带来的上述影响。以此方式，使更多的淀粉能够从米粒10内部不断地浸出而不受外部的部分淀粉糊化层的阻碍。

继续参考图2，在一些实施方式中，加热单元1还被配置为将混合物保持在第一温度t1达第一时间长度t1。相应地，对流单元2还被配置为在第一时间长度t1之后才开始对处于第一温度t1的混合物执行对流操作。例如，可将米水混合物保持在t1温度下达1至30分钟的时间——例如10分钟——之后才开始执行对流操作。

在一个示例性示例中，可以将烹饪室52中的水加热至沸腾温度，形成的水蒸汽以热传递方式加热支架，进而加热烹饪室51中的米水混合物。一旦热烹饪室51中的米水混合物达到目标温度(例如90℃)，关闭加热单元1，以避免沸腾效应。这样，不会形成蒸汽来加热支架7。这种加热设计有利于实现精确的温度控制，以将米水混合物保持在目标温度。

在此温度保持过程中(以及加热到第一温度t1的加热过程中)，米粒10始终保持吸水。这种高温下的吸水过程尤其使得米粒10在吸水速率和颗粒膨胀速率两个方面均得到改善。

可以理解的是，也可以在长度为t0的加热时间段的结束时刻(也即t1温度保持时间段的起始时刻)便开始执行对流操作，也可以在图2中所示的长度为t0的加热时间范围内的任意时刻开始执行对流操作，甚至还可以在加热过程的一开始就执行对流操作。这样，可以及时地将浸出的淀粉与米粒10分离，而不必等到部分淀粉糊化层的形成。

对流单元2可以包括变压单元和/或搅动单元。在对流单元2为变压单元的情况下(即图1中所示的情况下)，变压单元可被配置为执行至少一次降压操作和至少一次升压操作。至少一次降压操作和至少一次升压操作构成了一个操作周期的至少一部分。图3a示意性地示出了这样一个单一的操作周期。

在一些实施方式中，变压单元可被配置为执行多个这样周期的变压操作，例如5、10、100次等。图3b示意性地示出了这样的多个操作周期，其中一个周期以305标识。多个变压操作周期将使得部分淀粉糊化层的松动更为显著，从而进一步有助于淀粉不断从米粒10中浸出以及米粒10不断将水分吸入。

在一个示例性实施方式中，上述变压操作可以通过真空泵与释放控制阀(二者未在图中示出)相互配合地来实现。例如，真空泵可被操作为：将施加到混合物的压力从1倍大气压的高压力水平ph减小到0.1至0.9倍大气压的低压力水平pl——例如0.2倍大气压——以降低烹饪室5中的压力。相应地，释放控制阀可被操作为快速地打破烹饪室5的低压状态，从而将施加到混合物的压力从相应的低压力水平pl迅速返回到1倍大气压的高压力水平ph。

备选地或附加地，由于真空蒸发可能导致温度降低到较低水平，因此，在此阶段，可以根据需要重启加热单元1以补偿降低的温度，从而确保温度始终能够保持在第一温度t1处。

继续参考图3a，在一些实施方式中，变压单元还被配置为在至少一次降压操作和相继的后续升压操作之间保持混合物的压力达第三时间长度t3。在一个示例性实施方式中，第三时间长度t3可以在1秒至10分钟的较大范围内变化。进一步地，第三时间长度t3可以在10秒至1分钟的较小范围内变化。更进一步地，第三时间长度t3例如可以为15秒。在所保持的低压环境下(例如，真空环境下)，米粒10更易吸水，从而进一步改善了米粒10的水化过程。

在一些实施方式中，变压单元还被配置为在0.5至10秒的范围内的第二时间长度t2内完成一次升压操作。以这样的方式实现了真空环境的快速打破，其所带来的冲击波将进一步促进部分淀粉糊化层的松动。

作为替选方案，上述变压单元所执行的对流操作同样可以由搅动单元执行。在对流单元2为搅动单元的情况下，搅动单元将搅动混合物。在一个示例性实施方式中，搅动单元可以是搅拌速率可调的机械搅拌器，并且例如放置在烹饪室52的底部附近以对米水混合物进行搅拌。此外，搅动单元还可以电饭煲的自循环系统。

在一些实施方式中，该处理装置还包括分离单元，其被配置为将包含有所浸出的淀粉的水20与浸出淀粉后的米粒10分离。在图1所示的示例中，分离单元以电磁阀3的形式实现。

在一个示例性实施方式中，在对流操作之后，电磁阀3被开启，以将其位置从密封位置改变到排放位置，然后烹饪室51中的所有液体将被排放到烹饪室52中。浸出的淀粉也随液体一同从烹饪室51转移到烹饪室52中。

备选地或附加地，在分离单元将米粒10与水分离之前，可以对米粒10施加多次的冲洗操作。以这样的方式，确保充分去除在对流操作之后仍然粘在米粒10上的残留淀粉。例如，可以用额外的微型泵所泵入的额外的水来冲洗米粒10达1至10分钟，以除去残留的淀粉，或者在分离前使用烹饪室51中已有的水来对米粒10进行反复冲洗。

在完成对流操作以及可选的冲洗操作之后，加热单元1将水20加热到第二温度t2以生成水蒸气，以便对浸出淀粉后的米粒10进行蒸煮。备选地或附加地，在蒸煮过程中也可以再添加额外的水到烹饪室5中。

在一个示例性实施方式中，烹饪室52中的液体被加热至沸点以产生蒸汽直到达到更高的压力(例如1.7个大气压)。产生的蒸汽的高温通过电磁阀3从烹饪室52传递到烹饪室51。将蒸汽压力保持在目标压力(例如1.7个大气压)下预定的时间(例如20分钟)以完成饭的烹饪过程。

图4以柱状图形式示出了在不同加热温度下分别执行变压操作以及搅动操作所实现的不同的淀粉浸出率。同时，为了更好地阐释本公开各种实施例中所描述的处理装置的优势，作为对照组，图4中还示出了某一市售电饭锅所能够实现的淀粉浸出率。如图4所示，随着烹饪室内温度的升高，淀粉的浸出率也随之升高。此外，在施加了变压操作和搅动操作这两种对流操作的情况下，所实现淀粉的浸出率比不施加对流操作的情况下又进一步得到提高，尤其在温度达到本公开所要求的t1的范围内之后(参见70℃和90℃两组数据)，淀粉浸出率的提高更为显著。以在温度为90℃的情况为例，根据本公开的变压操作和搅动操作所能够实现的淀粉浸出率分别比对照组的淀粉浸出率提高了332％和295％。

这是因为，如上所述，高温环境有助于提高淀粉的浸出率，而高温浸泡所导致的部分淀粉糊化的这一不利影响又被对流操作所克服。通过这种高温浸泡加以对流操作的方式，使得淀粉的浸出率最大化。

图5a和图5b示出了包括由根据本公开另一实施方式的从米粒10中去除淀粉的装置的电饭锅。与图1中所示的电饭锅相比，图5a和图5b中示出的电饭锅的不同之处在于：采用了另一形式的电磁阀3作为分离单元，并且与这种电磁阀3相关联地还设置有多个排放叶片11。图5a示出了处于密封状态下的排放叶片11的定向，并且图5b示出了处于排放状态下的排放叶片11的定向。

图6a中示出了图5a和图5b中电磁阀3的俯视图。如图6a所示，该电磁阀3的数目为四个且环绕烹饪室5周向布置。此外，作为示例，图6b和图6c中还分别示出了支架7和烹饪筛6和的俯视图。需要指出，本公开无意对烹饪筛6、支架7以及电磁阀3的形状和数目做出任何限制，本领域技术人员根据需要可以采用另外形式和数目的上述部件。

图7示出了根据本公开实施方式的从米粒10中去除淀粉的方法700的流程图。方法700可以例如通过图1中示出的控制器9执行。

在框720处，将米粒10与水的混合物加热至第一温度，以促使淀粉从米粒10中浸出，其中第一温度大于65摄氏度。

在框740处，对处于第一温度的混合物执行对流操作，以将所浸出的淀粉与米粒10分离。执行对流操作包括执变压操作和搅动操中的至少一者，其中变压操作包括至少一次降压操作和至少一次升压操作，而搅动操作用以引起混合物的搅动。

上述方框中所描述的操作的示例实现均在上文中参考图1至图6c进行了描述，这里不再赘述。

以上描述仅为本公开的可选实施例，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等效替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。