米糠油的功能特性及膨化浸出工艺.doc

米糠油的功能特性及膨化浸出工艺赵 旭 ，董殿文 ，林 琳 ，李 玉 ，谢德利(1 辽宁省粮食科学研究所，沈阳110032；2鞍山市千山区农业技术推广中心，辽宁鞍山114000)摘要：米糠被称为“天赐营养源”是一种檄具开发潜力的高附加值资源，而米糠油不仅脂肪酸构成比较完整，而且含有谷维素、角鲨烯、维生素、瞵脂、植物甾醇等多种生理活性物质，被营养学家誉为“营养保健油”。简述米糠油的营养成分及功能特性，重点介绍米糠膨化浸 j制油技术工艺，包括操作过程、参数及注意事项，以期为米糠油生产提供装备技术方法。关键词：农产舳加_I ；米糠；米糠油；膨化；浸出 r艺；功能中图分类号： 224 文献标识码：A 文章编号：16741161(2010)03003803 稻谷是我国第一大粮食作物，米糠是稻 加工成大米的副产品之一 在国外，米糠被称为“天赐营养源”，具有非常高的保健开发价值。我国稻谷年产量在19亿t左右。米糠年产量在1 000万t左右，是一种量大面广 的油料资源，市场潜力巨大。但是，由于米糠具有易酸败、不肖储藏等特性，通常被用作动物饲料，只有10左右的米糠用来榨油或进一步制备植酸钙、肌醇或谷维索等价值较高的产品。随着科学技术的不断进步。通过对米糠中解脂酶和过氧化物酶的钝化，使酶失去活性，可提高米糠储存的稳定性，从而延长米糠的储藏时间，进而使米糠成为一种较好的油脂加工原料。1 米糠油的营养成分及功能特性11 米糠油的营养成分米糠的含油率为16 22，其中油酸4050、亚油酸2942、亚麻酸1、棕榈酸1220、VE 90163 rag1O0 g，其营养价值高于豆油、菜子油等，是一种保健食用油。米糠油不仅脂肪酸构成比较完整，而且含有谷维素、角鲨烯、维生素、磷脂、植物甾醇等多种生理活性物质，因而被营养学家誉为“营养保健油”。美国心脏学会在专项报告中指出：“米糠油能有效地缓解心脏和脑疾患，其有效性表现为可降低血中低密度胆固醇的浓度使高密度胆固醇上升”。研究表明，食用米糠油1周后，人体血清胆固醇可下降1 7。米糠油的脂肪酸组成见表1。1_2 生理功能表1 米糠油的脂肪酸组成Table 1 The constitutions offatty acid of rice oil121 亚油酸亚油酸是人体必需的脂肪酸之一 它是神经组织和细胞膜的构成组分，有助于血管中胆同醇的输送及促进其向胆汁酸异化，防止胆固醇在血管壁沉积。亚油酸在人体内可以衍生为花生四烯酸(ARA)，ARA是胎儿和婴儿的条件必需脂肪酸，也是胎儿、婴ffu脑及视网膜的结构和功能脂肪酸。亚油酸收稿日期：2009一l 113作者简介：赵旭(1981一)，男，硕士，助理工程师，从事粮食、油脂与植物蛋白方面的研究工作。还具有合成ARA，抗肿瘤、抗氧化、抗动脉粥样硬化、降低胆固醇、提高免疫力、提高骨骼密度、增加肌肉等作用。122 生育酚米糠油中含有的生育酚具有抗氧化作用。能防止构成机体的脂质过氧反应，使机体膜和血液细胞稳定化，并且能有效降低血清胆固醇。构成细胞膜的磷脂含有不饱和脂肪酸，氧化后成为缺血性疾病、动脉硬化、癌症、阿耳茨海默氏病(老年痴呆症)、胶原病等的诱因，而生育酚能有效地预防这些疾病。123 谷维素米糠油中含量23的谷维素是甾2010年第3期 赵旭等：米糠油的功能特性及膨化浸出工艺 39醇和三萜醇与阿魏酸酯构成的化合物，具有防油脂过氧化作用，可作为抗氧化剂使用。而在人体内，谷维素具有防不饱和脂肪酸过氧化、降低胆同醇吸收的作用，可防止视床下部组织老化，使多巴胺和去甲肾上腺素浓度增大。谷维素与生育酚一起服用，有改善因自律神经失调和更年期障碍引起的忧郁症、促进末梢血管血液循环、降低血中胆固醇等效果。124 植物甾醇米糠油中的植物甾醇含量为15 35，对人体具有较强的抗炎作用，能够抑制人体对胆固醇的吸收、促进胆阎醇的降解代谢、抑制胆固醇的生化合成等，用于预防治疗冠状动脉粥样硬化类的心脏病，对治疗溃疡、皮肤鳞癌、宫颈癌等有明显的效果，还可促进伤口愈合，使肌肉增生，增强毛细血管循环，此外，还可作为胆结石形成的阻止剂。125 角鲨烯 角鲨烯是生物体代谢巾不可缺少的物质，具有保肝作用，能够促进肝细胞再生并保护肝细胞，从而改善肝脏功能：具有抗疲劳和增强机体抗病能力，提高人体免疫功能；具有保护肾上腺皮之功能，提高人体应激能力。角鲨烯还能抗肿瘤，在癌切除外科手术后或采用放化疗时使用，效果尤为显著，其最大的特点是防止癌症向肺部转移。2 米糠油的膨化浸出工艺米糠制油一般采用浸f“法，其预处理方式主要有蒸炒(烘炒)、造粒和挤压膨化3种T艺。其中，挤压膨化工艺是米糠成型保鲜、防止酸败、提高制油得率的最可靠方法之一21 米糠的膨化预处理工艺211 工艺流程原料米糠一清理一调质一膨化一烘干冷却212 操作程序1)清理。米糠清理的目的是清除铁质、石砂等硬杂物和碎米、草绳、植物秸秆、麻袋、编织袋碎片等避免因损坏和堵塞膨化机而影响膨化效果。清理方法主要是筛选和磁选。米糠中的铁杂通常采用让米糠通过安装在设备进料口处的条型磁铁的方法加以去除。在膨化过程中，一般要求杂质含量小于3：2)凋质。调质处 指在米糠进入膨化机之前，先对米糠进行提前预热，并调节米糠水分含量的过程。原料米糠的水分、入机温度和环境温度对膨化机的工作都有一定的影响，其中米糠水分决定膨化料的弹性与塑性。米糠水分过高，物料弹性差，不能产生足够的压力和热能来破坏细胞和酶；而水分过低，物料塑性差，则会使膨化温度过高物料焦化加深物料颜色，并易堵塞膨化机，也不能产生良好的膨化物料。调质处理后的米糠温度一般控制在65 一75。水分控制在1113。3)膨化。膨化是指通过向膨化机内喷人高压蒸汽和高温水来提高膨化机内温度及湿度，使粉末状的米糠经过高温、高压、剪切、摩擦、膨爆等瞬时作用，聚合成多孑L、透气性较好的柱状结构。膨化后米糠水分较高，可达14左右。通过膨化的米糠，细胞组织被彻底破坏，膨化料粒更结实，粉末度较小，容重较大，内部具有更多的孔隙度，外表面具有更多的游离油脂，粒度及机械强度增大。在浸出时，溶剂对料层的渗透性大为改善，浸出速率提高，可增大浸出器的产量，缩短浸出时间；溶料比小，可减少溶剂消耗和混合油蒸发时的耗汽量：浸出后的湿粕含溶低，可降低湿粕脱溶设备的负荷和耗汽量。同时，米糠中的解脂酶、脂肪氧化酶、磷脂酶等酶类钝化更彻底。使浸出毛油的酸值降低，且存放过程中酸值回升慢，非水化磷脂含量减少，浸出毛油质量提高。在膨化机的操作过程中，必须要保证能够连续稳定的向膨化机喂料，不能出现物料断流的情况，以保证膨化机榨膛内的工作压力。膨化机内的温度通常为105140榨膛内的压力为1 3 MPa。米糠的膨化过程一般为l030 s。4)烘干、冷却。从膨化机内出来的膨化物料水分太大，温度太高，不适合直接浸m，必须经过烘干、冷却调质处理，使水分达到7 9 、温度达到5055c(=。以满足浸出工艺要求 膨化后的米糠一般选用平板烘干机或气流烘于机进行烘f和冷却 南于米糠具有颗粒小、粉末度大、易黏连、易堵塞等特点，因此，设备连接的料斗、运输通道和输送没备应尽量采蹦较大的管径、尺寸及垂直度，以便于米糠的流通。另外，由于刚膨化完的米糠具有温度较高、水分含量大、柱状结构的物料硬度较低、易碎等特点，冈此，其输送不宜使用易造成颗粒破碎的螺旋输送机，而应采用链条式斗提机或刮板输送机等输送没备，、22 米糠的浸出工艺米糠的浸出工艺分为溶剂浸出、糠粕脱溶、混合油蒸发和溶剂回收4个过程221 物料浸出 本 艺采用的是喷淋浸泡和过滤结合的平转式浸出器。它足1个沿着四周方向连在一起的罐组式浸出器。浸出外壳为环状圆筒，内有转动轴可以水平转动，圆筒被隔板分成许多小格子，每个小格子实际就是1个小型浸m器，它可以连续进行装料、浸出、沥干和卸料等操作。经膨化烘十后的米糠就装在格子里面，厚度约为12 m，浸H温度保持在5560 c( 。进入浸出器的溶剂应事先预热到4550 。溶剂与物料的比例为(115J25)：l。溶剂与米糠在浸f器中逆流相遇，循环萃取。待溶剂中含油率达到18 20时，将它们泵入过滤分离装置中，分出其中混杂的糠粕粉末。另外，因为膨化米糠呈柱状结构，物料问的卒隙较大，溶剂通过物料的渗透速度较快，在物料的上部不易形成液面，所以必须加大新鲜溶剂的喷淋农业科技与装备 2010年3月量和混合油的循环量，才能降低粕中的残油，从而提高出油率。222 混合油蒸发经溶剂浸出获得的混合油由易挥发的溶剂、米糠油和被它们所夹带的米糠粕粉所组成。混合油处理的目的是净化混合油，除去杂质，且将其分离成油和溶剂。混合油中的杂质会堵塞蒸发器和汽提塔，使混合油中的溶剂脱除不彻底，致使糠粕中的残油率增加，并降低毛糠油的质量。因此必须对混合油进行分离处理。通常采用旋液分离器清除混合油中的固体杂质。另外，为了防止气提时的氧化过程，必须降低进人混合油鼓泡作用的过热蒸汽中的氧浓度。将由汽提塔出来的浸出毛油迅速进行冷却和经常注意气提设备加热表面的状态等，都能起到良好的脱氧、降湿效果。同时，也要考虑到余热利用的问题。充分利用蒸脱机顶上出来的水蒸气和溶剂蒸汽的余热来加热第一蒸发器，国内有些工厂还利用第二蒸发器和汽提塔出来的混合蒸汽来加热第一蒸发器，这样不仅能够节省热能，而且能够节约冷却用水。223 糠粕脱溶糠粕中溶剂排除的主要方法是蒸脱，湿粕米糠的脱溶一般选用DTC蒸脱机。湿粕溶剂必须全部蒸发，冷凝回收后再重复使用才能在经济上合理维持生产。要将湿粕中所含的溶剂尽量降低，这对浸出厂管理和技术水平是有决定意义的。因为粕中含溶低就意味着溶剂损耗低粕在贮藏和运输过程中也较为安全。除要求含溶少外，浸出糠粕还要根据使用目的来改变脱溶方法和工艺条件。例如，在湿粕米糠脱溶过程中，米糠中含有的淀粉杂质易吸水糊化，使米糠的黏连性增强，导致溶剂和水分难以挥发给湿粕脱溶造成了一定困难。因此在一般生产工艺条件及产品质量要求下，湿粕米糠的脱溶应以烘烤脱溶为主、气提脱溶为辅；而若想利用糠粕中的蛋白质来加工各种食品时，则应在低温下脱溶，以防止蛋白质变性。总之，湿粕米糠脱溶时的方法和工艺条件取决于湿粕的使用目的。224 溶剂回收在米糠油生产中。大部分溶剂需要经过冷凝回收之后再重复使用。在溶剂回收过程中，由冷凝器出来的混合气体中经常夹带有少量米糠粕末，易使设备易结垢或堵塞，影响传热效果。为此，一般将冷凝器做成可拆式，有利于清除粕末等杂质。另外为了保证冷凝器的冷凝效果，防止循环水在冷凝器中分配不均的现象