（食品科学专业论文）浸吸式营养强化大米生产工艺的研究.pdf

两华大学硕士学位论文 浸吸式营养强化大米生产工艺的研究 食品科学专业 研究生魏西根指导教师刘建伟 大米是我国人民和世界约一半人口的主要食粮，为了改善大米的食味品 质，其加工精度越来越高，使分布在米粒表层的许多营养素损失掉。并且在谷 物制品中，与必须氨基酸的理想模式相比，赖氨酸和苏氨酸分别成为第一和第 二限制性氨基酸。通过后加工，对精加工大米深度开发，改善其营养组成，提 高其生物利用率，具有重要的现实意义。 本论文主要利用浸吸式营养强化大米实验生产线的膨化、浸吸、护膜、干 燥及混合设备，进行了大米赖氨酸添加生产工艺实验，研究了生产工艺参数对 产品质量和营养强化效果的影响。发现现行工艺中存在一些问题，提出解决办 法，并验证它的可行性。主要结论如下： 第一，大米膨化时在表面产生裂纹，便于营养素添加到米粒内部。试验生 产线采用的膨化设备，在预处理大米时，存在严重不均匀的状况，为产品的质 量稳定性带来一定的隐忧： 第二，实验生产线所用的加工工艺，特别是膨化和浸吸，后者不能够使膨 化过的大米有效浸吸营养素。本论文提出了减压浸吸和微波浸吸，验证其浸吸 效果，均比超声波浸吸更有利于营养素的浸吸。 第三，分析了实验生产线所用浸吸方式，发现其具有浸吸和涂抹双重作用， 并非真正意义上的浸吸。 第四，通过淘米实验，发现实验生产线产品的赖氨酸盐酸盐损失率高达 4 8 8 ，而未护膜的产品营养素损失率为5 2 8 。 第五，针对原实验生产线干燥设备的米粒黏附和成团问题，提出沸腾式干 燥，并设计了沸腾式干燥设备，通过该设备进行的工艺实验结果表明，该设备 西华大学硕十学位论文 能够有效避免米粒黏附设备和成团等现象的发生。 第六，对实验生产线成品的分析，验证了其混合设备的可行性。 本研究对浸吸式营养强化大米生产工艺进行了系统研究，探讨和验证了适 合于工业化生产的营养强化大米生产工艺，为营养强化大米的产业化开发提供 了实验依据和理论支持。 关键词：膨化工艺超声波浸吸减压浸吸沸腾式干燥 西华大学硕十学位论文 s t u d y0 np r o d u c t10 np r o c e s s0 tric et o r tit ledl i i o o 一 一 wit hn u trie n t s b y t h eie a c hin ga n dt h e a d s o rp tio n f o o ds c i e n c e p o s t g r a d u a t ew e i x i g e ns u p e r v i s o rl i u j i a n w e i t h e p e o p l eo f o u rc o u n t r y a n do t h e rr e g i o n sa b o u th a l ft h ep o p u l a t i o ne a tr i c e i no r d e rt o i m p r o v et h ee a t i n gq u a l i t yo fr i c ea n di t si n c r e a s i n g l yh i g hp r e c i s i o np r o c e s s i n g ，l o s so fm a n y n u t r i e n t si nt h es u r f a c eo fr i c ei si n e v i t a b l e a n di nt h ec e r e a lp r o d u c t s ，c o m p a r e dt ot h ei d e a l m o d e lo fa m i n oa c i d s ，l y s i n ea n dt h r e o n i n eb e c o m et h ef i r s ta n ds e c o n d , r e s p e c t i v e l yr e s t r i c t i v e a m i n oa c i d s c o n s i d e r e dt h er i c ei st h em a i ns t a p l ef o o do fo u rp e o p l e ，t h r o u g hp r o c e s s i n gt o i m p r o v et h e i rn u t r i t i o n a lc o m p o s i t i o na n di m p r o v et h e i rb i o a v a i l a b i l i t y ，i so fg r e a tr e a l i s t i c s i g n i f i c a n c e t h i sp a p e rs t u d i e se x p e r i m e n t a lp r o d u c t i o nl i n eo ff o r t i f i e dr i c e ，a b o u tp u f f i n g ，t h e l e a c h i n ga n dt h ea d s o r p t i o n ，n u r s i n gf i l m ，d r y i n ga n dm i x i n ge q u i p m e n t d o i n ge x p e r i m e n to f p r o d u c t i o nt e c h n o l o g yt os t u d yo ft h ep r o d u c t i o np r o c e s sp a r a m e t e r so np r o d u c tq u a l i t ya n d s t r e n g t h e nt h ee f f e c to fn u t r i t i o n i ti sf o u n dt h a tt h ep r o b l e m st h a te x i s ti nt e c h n o l o g y ，t h e i n t r o d u c t i o no fn e ws o l u t i o n s ，a n dv e r i f yi t sf e a s i b i l i t y m a i nc o n c l u s i o n si n d i c a t e dt h a t ： f i r s tw h i l er i c es w e l l i n gm a yl e dt oc r a c ki nt h es u r f a c es ot h a tt h en u t r i m e n t sc a ng o i n t e r n a l l y e q u i p m e n to fe x p e r i m e n t a lp r o d u c t i o nl i n eu s e di nt h ep r e t r e a t m e n to ff i c e ，t h e r ea r e s e r i o u su n e v e ns i t u a t i o n ，t h es t a b i l i t yo f p r o d u c t sf o rac e r t a i nw o r r y s e c o n d , p r o c e s s e so fe x p e r i m e n t a lp r o d u c t i o nl i n e ，i np a r t i c u l a rt h ee x p a n s i o na n dt h e b a p t i s ts m o k e ，a r eu n r e a s o n a b l e t h i sp a p e rp r e s e n t sab a p t i s ts u c t i o nv a c u u ms u c t i o na n d m i c r o w a v eb a p t i s t ，a n df o u n di t ss u c t i o ne f f e c tt h a nu l t r a s o n i c b a p t i s ts u c t i o nf a c i l i t a t e l y n u t r i e n ta b s o r p t i o n t h i r d ，a n a l y s i so ft h ee x p e r i m e n t a lp r o d u c t i o nl i n e 、ss u c t i o nb a p t i s t ，b a p t i s tf o u n db o t h h a v ea p p l i e ds u c t i o no p e r a t i o n ，n o tr e a l l ys e n s et h eb a p t i s ta b s o r p t i o n 西华大学硕士学位论文 f o u r t h , t h r o u g ht h ee x p e r i m e n tt h a tr i c e i sw a s h e da n df o u n dt h a tt h ep r o d u c tl y s i n e h y d r o c h l o r i d el o s sr a t ea sh i g ha s4 8 8 w h i l ef o rf i l mp r o d u c t sn u t r i e n tl o s sr a t ew a s5 2 8 f i f t h ，b yb o i l i n gd r y i n g ，a n dt h ed e s i g na n dd e b u g g i n go ft h ee q u i p m e n t ，t h r o u g ht h e m e m b r a n ed r y i n gc a r ep r o d u c t sa n df o u n dt h a td r y i n gt h es a m p l eo nt h es u c c e s so fag r a i no f r i c et oa v o i de q u i p m e n ta n da d h e s i o nd e f e c t ss u c ha sac o r p o r a t i o n s i x t ht h ef e a s i b i l i t yo fi t sh y b r i de q u i p m e n ti sv e r i f i e db ya n a l y s i so fp r o d u c ti n e x p e r i m e n t a lp r o d u c t i o nl i n e t h i sp a p e rs t u d i e st h es y s t e mo ft h eb a p t i s ts u c t i o nf o r t i f i e dr i c ep r o d u c t i o nt e c h n o l o g y ，t o e x a m i n ea n dv e r i f ya p p l i e dt oi n d u s t r i a lp r o d u c t i o no ff o r t i f i e dr i c ep r o d u c t i o nt e c h n o l o g y ，i n o r d e rt ot h ei n d u s t r i a l i z a t i o no fd e v e l o p i n ga ne x p e r i m e n t a lb a s i sa n dp r o v i d et h e o r e t i c a l s u p p o r t k e yw o r d s ：p u f f i n gp r o c e s s ；u l t r a s o n i ca b s o r p t i o n ；a b s o r p t i o no fd e c o m p r e s s i o n ； d r yo fb o i l i n g 西华大学硕士学位论文 声明尸明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西华大学或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中做了明确的说明并表示谢意。 本学位论文成果是本人在西华大学读书期间在导师的指导下取得的，论文 成果归西华大学所有，特此声明。 作者签名撼西爿2 0 0 8 年5 月1 日 导师签名喇移2 0 0 8 年5 月1 日 第8 3 页共8 4 页 西华大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 引言 稻米是世界上最主要的粮食作物之一，为全球约一半人口的主要食粮，在 亚洲人的粮食组成中约占4 9 。大米具有较高的营养价值，可提供人体摄取的 全部能量的3 5 9 6 、蛋白质的2 8 。因此，大米的营养价值直接关系到人体营养 的有效供给状况。我国是世界上水稻生产的大国，稻谷年产量占世界稻谷年总 产量的3 4 左右，居世界首位。因此，大米营养品质的研究对我国人民膳食结 构的影响具有重大意义【l 】。 我国南方居民习惯以大米为主食，但是大米在加工和淘洗过程中存在大量 人体不可或缺的具有重要生理功能的营养素的损失，使很多地区的居民出现了 营养缺乏，这种现象在经济落后地区尤为明显。在欧美等发达国家的法令上， 有明文规定在主食中必须增补人体必须的营养素【2 】。为了提高大米的营养价值， 生产营养强化米是一种行之有效的途径。 随着各种食物的丰富，人们越来越追求主食细腻的口感，独特的食味，这 就导致对大米加工的精度提高。大米精度提高后，其营养的损失也增大。因为 在糙米的糠层和胚芽中，积聚了不少对人体有益的维生素、矿物质和脂质，大 米在碾白的过程中，这些营养物质都损失掉了，致使大米的营养价值降低。 另外，稻米中所含的氨基酸配比本身存在缺陷。如蛋白质含量较低，且氨 基酸组成不理想，与a f o w h o 模式相比，赖氨酸、苏氨酸含量低【3 】。l 赖氨酸 含量低，使大米蛋白质利用效价低下，成为第一限制性氨基酸；提高这些必需 氨基酸的含量，能够促进大米蛋白质利用价值的提高。 为满足人们食用高精度大米的生活习惯，同时又解决营养缺乏和不平衡摄 取的矛盾，有必要开发人工添加所需营养素的强化大米。所谓营养强化大米， 就是在普通大米中添加有益于人体健康的营养素。 1 2 大米营养强化的必要性 大米营养强化的作用和必要性如下： 1 ) 补偿大米在加工过程中所损失的营养素； 第1 页共8 4 页 西华大学硕士学位论文 2 ) 提高大米中蛋白质的利用价值； 3 ) 弥补天然大米的营养缺陷，以大米为载体强化人体需要的一些矿物质和 维生素，满足特殊人群的需要。 由表卜1 可以看出，随着大米加工精度的提高，营养元素有很大的损失， 造成大米的营养价值的降低，并且在糙米的糠层中，原本聚集的许多营养素， 则在碾米的加工中损失了。 由表卜2 可知，在八种必需氨基酸中，对于大米中的赖氨酸和苏氨酸分别 是第一和第二限制性氨基酸。欲提高大米蛋白的利用效价，就要改善各个必需 氨基酸的配比，使之符合理想的模式。 表卜l 稻米糙出白率和营养素的关系 t a b 1 1t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ew h i t er a t eo fb r o w nri c et or o u g ha n d n u t ri e n t s 第2 页共8 4 页 西华大学硕士学位论文 表卜2 国内外大米氨基酸组成( g l l o o g 蛋白质) 5 1 t a b 1 2t h ec o m p o s i t i o no f f i c ea m i n oa c i da th o m ea n da b r o a d ( g 10 0 9p r o t e i n ) 我国是大米生产大国，也是大米消费大国，有三分之二的人口以大米为主 食。到上世纪末，我国人民生活水平达到小康水平，谷物仍是我国人民膳食结 构中的主体。所以通过营养强化，添加和提高大米中一些营养元素，并实现产 业化生产，对改善我国人民膳食结构，提高人民的健康水平，具有重要意义。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国外研究现状 营养强化米是指添加了某些人体需要的营养元素的大米。高精度大米为提 高加工精度，改良适口性，在加工过程中将含有多种营养成分的皮层和胚芽碾 去，却导致其营养素严重流失。为了使人民既能吃到美味适口大米，同时又能 获得足够的营养，大米的营养强化问题引起了世界各国卫生营养部门的关注。 强化大米最早( 1 9 4 8 年) 出现于菲律宾，在预防当地维生素b 、尼克酸及铁质缺 第3 页共8 4 页 5 4 5 7 7 5 9 7 5 8 3 4 l 3 3 1 5 o 4 7 9 2 8 9 6 5 9 3 4 1 2 3 3 l 8 2 1 1 2 2 7 9 5 7 5 8 4 5 5 2 l 3 3 1 8 5 7 5 8 6 6 o 9 3 6 8 4 5 3 2 2 4 3 l 0 4 o o 0 5 5 5 o 0 5 7 4 6 6 3 3 5 4 1 一一一一蛳一一一一一一蛳一 西华大学硕十学位论文 乏症等方面获得了显著效果。经过食用强化大米，该国两年后已基本消除了脚 气病等维生素b 2 缺乏症，显著提高了当地人们的营养水平，降低了死亡率。随 后在锡兰、日本等亚洲国家，古巴、哥伦比亚、委内瑞拉等拉美国家及美国若 干州陆续采用。日本政府1 9 5 2 年就在法律上制定了大米的营养强化标准，美 国也于1 9 5 6 年在某些州法令规定所有的食用米应进行营养强化【3 1 1 。所以包括 大米在内的谷物强化，已是当今世界发达国家和发展中国家发展营养强化食品 的重要组成部分。 目前世界大米强化技术主要包括：干混、抛光时“湿混 、涂膜、蒸煮、 挤压以及稻谷基因重组( 黄金米，一种基因改良米，富含胡萝卜素) 。但这些技 术仍存在一些问题，对于干混技术，存在着营养素和大米之间不能很好结合的 问题。而干混、湿混和某些包埋技术，淘洗过程中会出现营养素大量损失。在 某些特定的烹调情况下损失营养，也是众多强化技术共同面临的一个问题。另 外，口味、色泽、形状等食味品质问题是大米强化技术必须加以考虑的重要因 素。强化工艺的成本和设备采购的成本也非常关键。鉴于此，目前已建成的成 熟营养强化大米生产线还不多。 1 3 2 国内研究现状 早在8 0 年代初，中山大学卫生系营养卫生教研室的郭洁强等人研究了赖 氨酸和苏氨酸对提高大米蛋白质营养价值的影响【6 】。通过小鼠实验，依据动物 生长发育、氮贮留、蛋白质的利用效价等作为指标，考察了不同质与量的氨基 酸强化大米的效果。 企业和高校合作、开发营养强化大米始于八十年代中期，由江南大学的姚 惠源提出并主持了项目研究。他们系统地研究了合理的配方和强化方式等，为 我国营养强化大米的研发，开创了先例【3 】。 国内大米营养强化仅以一个稻米品种作载体，北京市粮食科学研究所所长 陈钊提出，应尝试用更多的品种进行试验，以选择出一个较好的载体进行强化。 目前盘锦强化大米基地和东海粮油的大米强化工作正在进行试验，但还未生产 出产品i 制。 苏州湘城米厂的金增辉，提出了以大米加工过程中的副产物即米糠( 含胚 第4 页共8 4 页 西华大学硕士学位论文 芽) 为大米营养强化的营养物质来源，经过提取其中的有效成分，配制成生物 型溶液，米粒通过吸收其中的有效成分，制取营养强化大米【3 2 1 。该种方法有别 于其他工艺的是强化剂源于稻谷加工过程中的米糠中，保持了强化剂的天然 性，生理活性可靠，强化大米具有食用安全性；但同时也增加了生产强化大米 的成本。 另外，布勒设备工程( 无锡) 有限公司研发了挤压型营养强化米生产的工艺 【7 】。该工艺是先将碎米粉碎，并与营养素混合后，经过调质、挤压干燥而制成 强化米。该工艺的优点是强化剂与米粉混合均匀，添加营养素也较其它方法容 易；但在烹饪的时候，其炊饭特性怎样，未见这方面的报道i 7 j 。 “十一五”全国粮油加工业发展规划中，已将强化大米项目列为稻谷加工 中的优先发展类项目，并提出在陕西、宁夏、甘肃、云南和贵州等省区建设国 家示范性强化米生产企业( 规模分别为年产3 - - - 5 万t ) 【8 】。 1 4 大米营养强化的基本原贝, l j t 8 】 1 4 1 有明确的针对性 进行大米营养强化前必须对本地区的食物种类及人们的营养状况作全面、 细致的调查研究，从中分析缺少哪些营养成分，然后根据本地区人们摄食的食 物种类和数量选择强化剂的种类和用量。 1 4 2 符合营养学原理 人体所需要各种营养素在数量之间有一定的比例关系，因此，所强化的营 养素除了考虑其生物利用率之外，还应注意保持各营养素之间的平衡。 1 4 3 符合国家卫生标准 大米营养强化剂的卫生和质量应符合国家标准，同时还应严格进行卫生管 理，切忌滥用。特别是对于那些人工合成的衍生物更应通过一定的卫生评价方 可使用。 1 4 4 易被机体吸收利用 第5 页共8 4 页 西华大学硕士学位论文 用于大米强化的营养素应尽量选那些易于吸收和利用的强化剂。例如可作 为钙强化用的强化剂很多，有氯化钙、碳酸钙、磷酸钙、磷酸二氢钙、柠檬酸 钙、葡萄糖酸钙和乳酸钙等。其中人体对乳酸钙的吸收最好。在强化时，尽量 避免使用那些难溶也难吸收的化合物如植酸钙、草酸钙等。 1 4 5 经济合理且有利于推广 大米营养强化的目的主要是提高人们的营养和健康水平。通常，大米的营 养强化需要增加一定的成本。但应注意价格不能过高，否则不易推广，起不到 应有的作用。 1 5 大米营养强化剂 1 5 1 赖氨酸【刿 赖氨酸为成年人八种必需氨基酸之一，体内不能合成，几乎在所有植物性 蛋白中都含量最低、限制其生物利用率的“第一限制性氨基酸”，故在谷类食 品中按标准规定添加可成倍提高蛋白质效价。稻米是中国人的主食，因此，赖 氨酸缺乏引起最多关注。目前我国批准使用氨基酸类营养强化剂仅有几种赖氨 酸强化剂。 赖氨酸的化学成分并不稳定，自身就能起化学反应，加热时很容易分解生 成戊二胺和二氧化碳。由于食品生产过程中常需加热，戊二胺残留在食品中， 人摄入后会有不适感觉。摄入过量赖氨酸除造成其他必需氨基酸失调外，大量 赖氨酸分解还会造成尿素增加，引起氨中毒。常用的赖氨酸强化剂有l 一盐酸赖 氨酸、l 一赖氨酸一l 一天冬氨酸盐和l 一谷氨酸盐三种形式，在食品中或摄入后即 可产生游离赖氨酸，鉴于实验生产线使用的只有l 一盐酸赖氨酸，因此，下面特 别对其进行介绍。 l 一盐酸赖氨酸，又称l 一赖氨酸盐酸盐或2 ，6 - - - - - - 氨基己酸，分子式 c 6 h 1 4 n 2 0 2 h c l ，相对分子质量1 8 2 6 5 。这是一种基本无臭的白色结晶粉，易 溶于水，7 5 c 时溶解度4 0 9 m l ，水溶液呈中性至微酸性，与维生素c 与维生素 k 共存时易着色。l 一盐酸赖氨酸不溶于乙醇和乙醚等有机溶剂。一般情况下稳 定，加工温度超过1 8 0 时，将损失1 5 ；2 6 0 时熔化并分解。这种强化剂吸 第6 页共8 4 页 西华大学硕士学位论文 湿性强，高湿下易结块，并稍着色；相对湿度在6 0 以下稳定，相对湿度6 0 以上可生成二水化合物。 该物质可增加胃液分泌，促进造血机能，保持代谢平衡。提高食品蛋白质 利用率。从生物活性角度看，1 2 5 9 l 一赖氨酸盐酸盐相当于l g l - 赖氨酸。 表卜3l _ 赖氨酸盐酸盐质量标准( g b l 0 7 9 4 1 9 8 9 ) 0 0 1 t a b 1 - 3q u a l i t ys t a n d a r d so fl - l y s i n eh y d r o c h l o r i d e i n d i c a t o rs t a n d a r d p o l a r i m e t r y a 2 0 d c o n t e n t w e i g h tl o s st od r y t r a n s m i t t a n c e p h c o n t e n to fa s h c o n t e n to f h e a v ym e t a l ( t ol e a d ) c o n t e n to fa r s e n i c + 1 9 0 。2 1 5 。 9 8 o 1 0 9 5 5 0 6 0 0 2 5 0 0 0 1 0 0 0 0 1 我国食品营养强化剂使用卫生标准规定，赖氨酸盐酸盐强化剂可用于 强化面包、面条等，每千克使用量为1 2 9 ，如在饮料中使用则限量为0 3 0 8 9 k g 。本品用于强化还原糖、抗坏血酸含量较多的食品时，易产生褐变并 使味感恶化，应予注意。赖氨酸盐酸盐与维生素k 共存时也可着色，一般在酸 性条件下稳定，碱性条件下直接与还原糖共存时加热则发生羰氨反应。赖氨酸 盐酸盐质量标准如表1 - 3 所示。 1 5 2 明胶 食用明胶又名白明胶、动物明胶、筋胶、胶蛋白，是不均匀的多肽混合物， 分子量在1 0 0 0 0 - - - 7 0 0 0 0 之间。明胶为白色、淡黄色或黄色透明或半透明有光 泽的脆性薄片或粉粒，几乎无臭无味。它不溶于冷水，可吸收5 - - 1 0 倍重量的 水而膨胀软化，溶于热水，冷却后成为凝胶。它溶于乙酸、甘油的水溶液中， 第7 页共8 4 页 西华大学硕士学位论文 1 0 1 5 的溶液形成凝胶，却不溶于乙醇、乙醚、氯仿等溶剂。其为亲水胶体， 有保护胶体的作用，可作疏水胶体的稳定剂、乳化剂。由于生物原料组成的复 杂性和生产处理过程中所发生的多种变化，致使明胶夹带杂质。它们的含量虽 然不多，但却具有很大的感光活性，因此被称为活性杂质。明胶中的活性杂质 主要有：钙、镁、钾、钠、铜、铁、锌等金属离子代硫酸盐、胱氨酸及其分解 产物等含硫化物，磷酸盐、亚硝酸盐等无机盐，核酸及其降解产物嘌呤等有机 碱。硫代硫酸盐能提高乳剂的感光度，是存于明胶中的天然增感剂。明胶在冷 水中会吸收大量水分使其自身体积剧烈增大，这种现象即为明胶的溶胀。一般 情况下，骨明胶的吸水溶胀大于皮明胶，酸法明胶的吸水溶胀大于碱法明胶。 中性盐的加入会显著地降低明胶的吸水溶胀。明胶的溶胀性能己在多种工业中 获得应用，对感光材料的生产、冲洗加工和药物胶囊的使用等，更有其特殊的 重要性。 在营养强化大米生产工艺中，用来护膜的明胶，主要应用在第一层护膜中， 由于其高度的黏结性和容易成膜，利于密封进入大米内部的营养素。表卜4 为 明胶的特性。 表卜4 明胶的特性 t a b 1 4t h ec h a r a c t e ri s t i c so fg e i a t i n 1 6 1 2 0 0e 一2 2 0 b l o o m g 3 0 0 m m 2 0 5 5 7 o 0 2 1 5 3d 一环糊精 环糊精( 简称c d ) 是直链淀粉在芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作 第8 页共8 4 页 触 刚 一 西华大学硕士学位论文 用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6 1 2 个d - 1 1 i = l = 喃葡萄糖单元。 其中具有重要意义的是含有6 、7 、8 5 - 葡萄糖单元的分子。 环糊精的外缘亲水而内腔疏水，因而它能够象酶一样提供一个疏水的结合 部位，作为主体包络各种适当的客体，如有机分子、无机离子以及气体分子等。 这种选择性的包络作用即通常所说的分子识别，其结果是形成主客体包络物。 环糊精是迄今所发现的类似于酶的理想宿主分子，并且本身就具有酶模型的特 性。因此环糊精广泛应用于催化和分离等操作工艺，并应用于食品以及药物等 领域产品中。 1 5 4 营养素配方【1 1 j 大米营养强化标准，应根据每日膳食中营养素供给量与人们每天从膳食中 所能实际摄取的营养素量的差额，制订出合理的大米营养强化标准。国外的一 些发达国家，强化的维生素和矿物质的量是超过日常摄入量的几倍，这与他们 的膳食结构有关。由于发达国家很少食用谷物类食品，因此，把它作为一种特 殊的营养食品的强化标准，从少量的进食中获取较多维生素和矿物质。国外的 强化标准不适合我国的实际国情，应该充分考虑我国人民以谷物类为主体的膳 食结构特点，并考虑其他副食品对人体维生素和矿物质的供给量。 大米蛋白质的含量不高，并随着大米加工精度的提高而有所降低，糙米蛋 白质的含量一般为8 9 ，白米为7 8 【1 2 1 。但是大米蛋白质与其他植物蛋白相 比，具有较高的品质 13 1 ，其p e r 值一般约为2 ( 1 3 6 - 2 5 5 ) 1 4 】，高于大豆蛋白 ( 0 7 1 8 ) 和小麦蛋白( 1 0 ) 。大米蛋白还具有较为稳定的氨基酸组成。但与 f a 0 w h 0 最佳氨基酸组成模式相比较，缺乏赖氨酸和苏氨酸。国外研究结果表 咧1 5 】，以0 2 5 的赖氨酸对大米进行强化，其p e r 值可以从1 9 0 提高到2 5 9 ，接 近于对照乳酪( 2 9 3 ) 。若同时强化0 1 苏氨酸，贝j j p e r 值提高到3 4 ，超过乳酪 蛋白。可见大米强化适量的赖氨酸和苏氨酸，可以极大的提高大米蛋白的营养 价值。鉴于目前国内还没有强化苏氨酸的先例，在计算大米强化赖氨酸的量时， 可有下式作为参考。 根据f a 0 w h o 模式和我国大米蛋白的氨基酸组分比例，赖氨酸的理论添加 量可按下式计算： 第9 页共8 4 页 西华大学硕士学位论文 g 上垮f h e ) q 临( 1 7 7 砌) 一g 巧( ，略1 0 0 9 白米) 式中： g 塔旧论) 每1 0 0 克白米中应添加赖氨酸量( m g l o o g 白米) ； 鱿临按f a 0 1 】| h 0 模式精白米中赖氨酸应有的含量( m g l o o g ) ； r u r 精白米中苏氨酸的短缺率( ) ； g l 裕每1 0 0 克精白米中的赖氨酸的原始含量( m g l o o g ) 。 根据我国粳米和籼米粗蛋白和八种必需氨基酸的含量表1 - 5 ，即可计算出 单纯强化赖氨酸的理论值。 表卜5 粳米和籼米的必需氨基酸含量 t a b 1 5e s s e n t i a ia m i n oa c i dc o n t e n tb e t w e e nj a p o n i c aa n di n d i c ap i c e d a p o n i c a7 2 5 ri c e i n d i 1 0 0go f t h ef o o d 1 0 0go f c r u d e p r o t e i n 1 0 0go f t h ef o o d c a7 3 21 0 0go f r i c ec r u d e p r o t e i n 3 9 46 1 02 5 73 4 41 2 52 5 52 8 01 2 2 5 4 3 08 4 0 03 5 4 0 4 7 5 01 7 3 03 5 2 03 8 5 01 6 8 0 3 4 3 + 1 6 2 4 0 36 6 22 4 5 4 6 9 0 5 5 0 09 0 4 03 3 5 0 + 2 2 1 o 1 4 12 7 72 8 31 1 9 1 9 3 03 7 9 03 8 7 01 6 3 0 1 6 大米营养强化加工技术 目前，大米营养强化加工技术主要有粉体强化法、浸吸法、表面涂膜法、 强烈型强化法以及挤压法等。 第1 0 页共8 4 页 西华大学硕十学位论文 根据文献报道国外的营养强化大米生产专利技术如下： 专利一：先使大米吸附含有高浓度v b l 、v b 2 、尼克酸、铁的溶液，然后 再用玉米朊等不溶性蛋白质的乙醇溶液涂在米粒表面，形成一层薄膜。蒸煮时， 薄膜溶化，强化剂便均匀地分散到米饭中。 专利二：把糙米浸泡在1 醋酸溶液( 1 0 0 9 醋酸溶液中含v b l1 0 0 m g ) 中，醋 酸作为媒介物，使糙米皮层和溶液中的维生素渗透到胚乳内部，接着用过热蒸 汽在短时间内将米粒表面糊化，然后进行碾白。 专利三：将大米直接浸泡在含有维生素的1 醋酸溶液中，室温下浸泡6 2 4h ，沥水，用过热蒸汽汽蒸2 3 m i n 使米粒表面糊化，最后以7 0 8 0 热空 气干燥，即得强化米。 生产氨基酸一维生素强化米时，先将大米置于3 0 赖氨酸、6 苏氨酸的浸泡 液中浸泡，再用第二道浸泡工序将v b l 强化到米粒外层，然后进行汽蒸、干燥。 1 6 1 浸吸法 将大米浸渍在营养素配制成的溶液中充分吸收，经初步干燥后再喷涂保护 液，再经干燥处理后二次浸吸和表面喷涂保护酸液，最终干燥后即完成加工。 该方法的特点是营养素以溶液浸入大米中，但因为大米内部不能完全浸渍，所 以强化量有限，而且在酸液喷涂生产过程中，大米容易变色。浸吸法按所加工 原料的不同，工艺上分为两种：稻谷直接浸吸法和精白米直接浸吸法。 1 6 1 1 稻谷直接浸吸法( 类似蒸谷米加工方法) 4 】 先将稻谷干燥，然后用营养液进行浸吸，使营养素穿透稻壳和糠层进入大 米中，其浸吸时间较长。该强化米的生产流程见图卜1 ： 强化剂 l 谷粒一筛选一干燥一浸吸一沥干一蒸谷一吹凉一干燥一冷却一砻谷碾米一成品 f i g 1 1t h ep r o c e s so fr j c ed ir e c t l yb a p t j s ta s p ir a t i o n 图1 - 1 稻谷直接浸吸法工艺流程 第1 1 页共8 4 页 西华大学硕士学位论文 1 ) 浸吸控制浸泡液的温度与时间，温度为2 0 一- 3 0 时，浸泡时间较长， 为1 2 4 8 h ；温度为7 0 7 5 时，浸泡时间为2 3 h ，浸泡后沥干，谷粒含水率 应在3 4 3 6 。 2 ) 蒸谷将沥干后谷粒置于汽蒸锅内，蒸汽压力控制在0 1 2 m p a ( 表压) 压 力保持恒定，以使谷粒内部淀粉发生糊化，“锁住”己转移至米粒内部的营养 素。 3 ) 冷却干燥将蒸谷取出后用鼓风机吹凉，然后，送入高温快速回转式烘 干机内，将谷粒水分降低至1 6 1 8 ，再转入塔式烘干机中低温烘干至水分达 1 0 1 3 。 4 ) 砻谷碾米烘干后，将稻谷静置4 8 h ，谷温达室温后才能进行砻谷碾米。 1 6 1 2 精白米直接浸吸法【4 】 精白米直接浸吸法较早应用于生产营养强化大米，由于米粒的致密结构， 致使营养素在进入米粒内部较困难。因此，常采用多次浸吸。该法以精白米为 原料，其生产流程见图1 - 2 。 厂一猷p 米粒一浸吸一初步干燥一喷涂一干燥一第_ - 2 次浸吸 一汽蒸糊化一喷涂酸液一干燥一强化米 f i g 1 2t h ep r o c e s so fh i g hm iii e dr i c ed ir e c t i yb a p t i s ta s p ir a t i o n 图1 - 2 精白米直接浸吸法工艺流程 1 ) 浸吸与喷涂将营养素溶解于中性溶液中，以提高营养素与米粒内部组 织的结合力，然后将精白米置于有蒸汽夹套的卧式滚筒中，滚筒内装有4 6 只 喷嘴，可将营养液喷于翻动的米粒上，溶液温度为3 0 4 0 。米粒在筒内的 停留时间为2 4 h ，然后从滚筒一端鼓入4 0 的热空气，将米粒略微干燥。 2 ) 汽蒸糊化将已二次浸吸喷涂的大米置于连续式蒸煮机中继续汽蒸，该 机装有长条运输带的密闭卧式蒸柜，运输带下装有二排蒸汽喷嘴，蒸柜上部有 第1 2 页共8 4 页 西华大学硕士学位论文 排气罩，大米通过料斗加于恒速向前运动的运输带上进入汽蒸区域，在1 0 0 c 蒸汽下维持蒸煮2 0 m in ，使米粒表面糊化，防止米粒破碎和营养损失。 3 ) 酸液喷涂和干燥将汽蒸后的大米重新送入滚筒中，喷5 的醋酸液，醋 酸液对营养素起保护膜的作用，并利于大米的储藏，而后用4 0 热风干燥，使 成品米水分含量在1 3 以下。 浸吸法是国外采用较多的强化米生产工艺，强化范围较广，包括维生素、 无机盐和氨基酸等，可添加一种，也可同时添加多种强化剂。由于添加营养素 的不同，所以浸吸工艺也有所不同。 蔡丽明等提出强化多种维生素和氨基酸的浸吸方案【3 3 1 ，其流程见图1 - 3 。 v b l 、v b 6 、v b l 2 一溶解溶解一无机盐 il 米粒一浸吸一初步干燥一喷涂一干燥一二次浸吸一汽蒸糊化一喷涂酸液一干燥一强化 米f v b 2 、各种氨基酸一溶解 f i g 1 3p r o d u c t i o np r o c e s so fb a p t i s te n h a n c e da b s o r p t i o no fav a r i e t yo fv i t a m i n a n da m i n oa c i d 图1 - 3 浸吸法生产强化多种维生素及氨基酸流程 在图卜3 - 1 - 艺中，维生素及氨基酸按相同方式分步进行强化。 1 ) 浸吸与喷涂先将维生素v b 2 、b 6 、b 1 2 ，称量后溶于0 2 聚合磷酸盐中 性溶液中( 聚合磷酸盐可用多磷酸钾、多磷酸钠、焦磷酸钠或偏磷酸钠等) ，再 将大米按照精白米直接浸吸法进行浸吸，大米吸附溶液量为大米重量1 0 。浸 吸干燥后，为了降低成本，将第一次浸吸后未吸尽的溶液用喷雾器喷洒在米粒 上，使之全部吸收，最后再次鼓入热空气，使米粒干燥至正常水分。 2 ) 二次浸吸将维生素b 2 和各种氨基酸称量后，溶于聚合磷酸盐中性溶液 中，再置于上述滚筒中与米粒混合进行二次浸吸，溶液与米粒之间比例及操作 与一次浸吸相同，但浸吸结束不进行干燥。 3 ) 汽蒸糊化及酸液喷涂和干燥的与周显青【4 】提出的精白米直接浸吸法相 第1 3 页共8 4 页 西华大学硕十学位论文 同。 李天真提出 2 2 】，采用1 o 葡萄糖酸锌溶液，大米和葡萄糖酸锌溶液按比例 为1 0 ：1 0 ，在5 0 下浸泡3 h 左右，为最佳技术条件组合。其工艺路线为：原 料一浸泡一干燥一包装。 国外有一种双浸吸工艺，工艺路线为：精白米一醋酸溶液浸泡一浸泡液取 出一赖氨酸一浸泡一浸泡液取出一不溶性v b l 一蒸汽处理一干燥一强化米。 1 6 2 表面涂膜法 将营养强化液通过真空吸附入大米，在经过3 次涂膜和干燥处理后，制得 营养强化大米。因为采取真空吸附技术，其强化效果较明显，但喷涂保护剂的 成本较高。 涂膜法是在米粒表面涂上数层黏稠物质，可减少营养素的损失。其工艺过 程如图1 - 4 所示。 米粒一千燥一真空浸吸一冷却一气蒸糊化 f 强化剂一溶解 果胶、马铃薯淀粉 l 一次涂膜液一 马铃薯淀粉、蔗糖酯 l i 冷却 1 分粒 l 干燥 i 一次涂膜 l 汽蒸 l 通风干燥 i 阿拉伯胶一二次涂膜液一二次涂膜 第1 4 页共8 4 页 西华大学硕士学位论文 i 火棉胶、乙醚一三次涂膜液汽蒸 ll 强化米一干燥一三次涂膜一干燥一分粒一冷却 f j g 卜4p r o d u c t i o np r o c e s so fe n h a n c e dri c ec o a t i n g 图1 _ 4 涂膜法生产强化米工艺流程 1 ) 真空浸吸先将需强化维生素、矿物质和氨基酸等按配方称量，溶于 2 0 k 9 4 0 。c 热水中。预先将大米干燥至水分为7 ，取l o o k g 干燥后大米置于真空 罐中，同时注入强化剂溶液，在8 0 k p a 真空度下搅拌l o m i n ，米粒中空气被抽出 后，各种营养素即被吸入内部。 2 ) 汽蒸糊化与干燥从真空罐中取出上述米粒，冷却后置于连续式蒸煮器 中汽蒸7 m i n ，再用冷空气冷却。使用分粒机将粘结在一起的米粒分散，然后送 入热风干燥机中，将大米干燥至含水量15 。 3 ) 一次涂膜将干燥后米粒置于分粒机中，与一次涂膜液共同搅拌混合， 使溶液覆盖在米粒表面。一次涂膜液配方是：果胶1 2 k g 、马铃薯淀粉3 k g 溶于 l o o k 9 5 0 。c 热水中。一次涂膜后，将大米从分粒机中取出，送入连续式蒸煮器中 汽蒸3 m i n ，通风冷却。接着在热风干燥机内进行干燥，先以8 0 热空气干燥3 0 n f i n ，然后降温至6 0 连续干燥4 5m i n 。 4 ) 二次涂膜一次涂膜并干燥后大米，再次置于分粒机中进行二次涂膜。 二次涂膜方法是：先用1 阿拉伯胶溶液将大米湿润，再与含有1 5 k g 马铃薯淀粉 及l k g 蔗糖脂肪酸酯溶液混合浸吸，然后与一次涂膜工序相同，进行汽蒸、冷 却、分粒、干燥。 5 ) 三次涂膜二次涂膜并干燥后，接着便进行三次涂膜。将米粒置于干燥 器中，喷入火棉胶乙醚溶液l o k g ( 火棉胶溶液与乙醚各半) ，干燥后即得营养强 化米。 涂膜法中第一层涂膜可改善风味，并具有高度粘稠性。第三层涂膜除同样 具有粘稠性外，更可防止老化，改善光泽，延长保藏期，也不易吸潮，且可降 低营养素在贮藏及水洗时损失。 第1 5 页共8 4 页 两华大学硕士学位论文 张瑾瑾等人提出喷涂涂膜法【3 l 】，其工艺路线为： 营养素混合液 l 优质大米( 籼米或粳米) 一营养素喷涂一缓慢干燥一涂膜一干燥一营养强化米 玉米醇溶蛋白 1 6 3 强烈型强化法【4 】 强烈型强化法是我国技术人员开发一种大米强化工艺，较浸吸法和涂膜法 工艺简单，其原理综合了浸吸法和涂膜法，且所需设备投资低，便于在大多数 碾米厂推广应用。工艺流