專利名稱：一種玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油脂加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種玉米胚芽油生產(chǎn)過程中控制美拉德反應(yīng)的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
1912年法國化學家Maillard發(fā)現(xiàn)甘氨酸與葡萄糖混合加熱時形成褐色的物質(zhì)。后來人們發(fā)現(xiàn)這類反應(yīng)直接影響食品的顏色，并將此反應(yīng)稱為非酶褐變反應(yīng)。故而得名。這種反應(yīng)對食品和油脂顏色在一定條件下起重要作用，反應(yīng)受溫度、時間、水分含量、PH值和反應(yīng)物等條件的不同而產(chǎn)生的色澤變化有所不同，反應(yīng)過程很復雜，有多條反應(yīng)途徑發(fā)·生變化。由于產(chǎn)物是棕色的，也被稱為褐變反應(yīng)。反應(yīng)物中羰基化合物包括醛、酮、還原糖，氨基化合物包括氨基酸、蛋白質(zhì)、胺、肽。反應(yīng)的結(jié)果使食品顏色加深。比如面包外皮的金黃色、紅燒肉的褐色，都是由于美拉德反應(yīng)的結(jié)果。在反應(yīng)過程中，控制不當也會產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)。玉米胚芽油在世界衛(wèi)生組織《2011年全球最新健康食品排行榜》一食用油排行，僅次于橄欖油，名列第2位。人所共知，玉米胚芽油含有大量不飽和脂肪酸，能幫助清除人體血管壁上的膽固醇，有助于預(yù)防高血脂、動脈硬化及冠心病，玉米胚芽油含有大量不飽和脂肪酸，一般為80 85%左右，其中60%左右是亞油酸，從營養(yǎng)角度對人體有益。受到人們的歡迎。由于玉米胚芽的特殊性能，同花生、大豆相比較，具有3個主要特點A.玉米胚芽不是天然油料，是玉米深加工過程中產(chǎn)物；B.商品玉米胚芽含油高達38% 45%，純品含油51%左右；C.玉米胚芽蒸熟的油料，蛋白完全凝聚，完全沒有生物活性，致使其在油品加工過程中，極易發(fā)生美拉德反應(yīng)。相比大豆油和棉籽油，在玉米胚芽油的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)過程，美拉德褐變反應(yīng)表現(xiàn)十分明顯，色澤明顯難于控制。在一系列操作步驟中，某一步驟的工藝條件選擇或控制不當，油品色澤將明顯增力口。褐變反應(yīng)中生成醛、酮等還原性中間產(chǎn)物，還會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，含量達到一定值會影響身體健康。為了降低這部分不期望的色澤，人們必須采用加大輔料，比如增加白土和活性炭用量的方式，予以消除增加的色澤和有害雜質(zhì)。然而該處理過程的負面后果將會造成油品中大量有益元素，如留醇、VE，被白土和活性炭吸附而流失，致使油脂營養(yǎng)大幅減少，穩(wěn)定性也隨之降低。對于美拉德反應(yīng)機理，長期以來研究得還很不徹底，特別是對于玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的原因和危害，尚未有相關(guān)的文獻報道，更無人提出控制玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)的
技術(shù)措施或方案。該課題已成為玉米胚芽油產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員的重大難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是建立在玉米深加工循環(huán)經(jīng)濟的基礎(chǔ)之上展開，包含了玉米淀粉加工中玉米胚芽的干燥和毛油生產(chǎn)的全過程。為了控制玉米胚芽油生產(chǎn)過程中美拉德反應(yīng)帶來的負面效應(yīng)，解決毛油色澤過量增加的質(zhì)量問題，本發(fā)明人對現(xiàn)有玉米胚芽油的加工過程逐一進行了分析、研究和檢測，查找產(chǎn)生美拉德反應(yīng)的原因，篩選和確定能夠控制美拉德反應(yīng)玉米油生產(chǎn)的工藝條件和方法。本發(fā)明人經(jīng)分析、檢測確認1.玉米胚芽干燥過程，2.毛油制取過程中，均存在不可忽視的美拉德反應(yīng)，影響成品玉米胚芽油的質(zhì)量?，F(xiàn)分別敘述如下
I胚芽干燥過程是玉米胚芽產(chǎn)生美拉德反應(yīng)的主要環(huán)節(jié)之一
I.I現(xiàn)有技術(shù)脫水后的胚芽尚含有60%左右的水分，需借助干燥去除多余水分，使其含水量達到6 8%。早期的干燥方法可以使用滾筒或沸騰干燥，干燥溫度為300 400°C。當前，多數(shù)采用管束干燥機的方式，溫度也需控制在160 180°C，干燥45分鐘。該溫度下所得干燥胚芽呈黃褐色，使用該黃褐色胚芽用通常方法制取的毛油顏色發(fā)黑，用羅維朋比色儀(羅維朋比色槽25. 4 mm)按國標《GB/T 22460-2008動植物油脂羅維朋色澤的測定》進行檢測，所得結(jié)果色澤最低的也達到了紅12，黃60。實踐證明，美拉德反應(yīng)的深褐或黑色產(chǎn)物在精煉過程中很難去掉，如果要去除，需要多使用高于常規(guī)2 5倍的脫色劑去除，既浪費了資源，同時也造成玉米胚芽油中的營養(yǎng)物質(zhì)如甾醇、VE等會在脫色過程中被大量吸附帶走。1.2本發(fā)明玉米胚芽干燥過程中美拉德反應(yīng)的產(chǎn)生和控制
本發(fā)明人經(jīng)試驗研究及對毛油色澤對比檢測發(fā)現(xiàn)玉米胚芽與其它油脂油料不相同的一個重要特性，就是在毛油制取之前的玉米胚芽的干燥過程中，即會發(fā)生美拉德反應(yīng)，這是導致玉米胚芽油顏色變深的第一次美拉德反應(yīng)。如前所述，現(xiàn)有油脂油料的干燥溫度即使在管束干燥條件下也需控制在160 180°C，但是，本發(fā)明人的試驗研究結(jié)果表明，在這種常規(guī)干燥溫度下干燥玉米胚芽，將會出現(xiàn)嚴重的美拉德反應(yīng)，所導致的毛油褐變在精煉中難以去除。I. 2. I干燥溫度的影響。本發(fā)明分別設(shè)計在100 °C、110°C、120 °C、130°C、140 V、160 V、180 °C 的不同溫
度下，進行玉米胚芽干燥(干燥時間均為35分鐘)；然后，分別在生產(chǎn)裝置中，在固定其他工藝條件下，制備毛油；然后，用羅維朋比色儀(羅維朋比色槽25. 4 mm)按國標《GB/T22460-2008動植物油脂羅維朋色澤的測定》進行檢測。本發(fā)明人經(jīng)試驗檢測對比分析后確認，玉米胚芽的干燥過程的溫度范圍應(yīng)控制為110 120°C，在此溫度范圍內(nèi)，在加熱和氧的作用下，白色的胚芽僅僅變?yōu)辄S色，而不會變褐。用羅維朋比色儀(羅維朋比色槽25. 4 mm)檢測所得結(jié)果為，紅色8，黃色40。1.2.2干燥時間的影響。玉米胚芽干燥時間過長或操作不當，都會發(fā)生嚴重的美拉德反應(yīng)。常見的會有大量焦糊粒子，嚴重的有碳化物出現(xiàn)。對精煉油加工造成及其嚴重的后果。
本發(fā)明人分別設(shè)計干燥時間為20、25、30、35、40、45、50分鐘，干燥溫度均控制在110±2°C。然后，在一工藝條件下，分別在生產(chǎn)裝置中制備毛油，然后，用羅維朋比色儀(羅維朋比色槽25. 4 mm)按國標《GB/T 22460-2008動植物油脂羅維朋色澤的測定》進行檢測。本發(fā)明人經(jīng)試驗檢測對比分析后確認，當玉米胚芽的干燥過程的溫度范圍控制為110±2°C時，最優(yōu)干燥時間應(yīng)控制為35分鐘，此時干燥所得胚芽含水率為7. 5%。加工制得的毛油用羅維朋比色儀(羅維朋比色槽25. 4 mm)檢測所得結(jié)果為，紅色8，黃色40。因此，控制胚芽干燥的溫度和時間，防止美拉德反應(yīng)發(fā)生，是降低毛油色澤，保證質(zhì)量的有力措施。2毛油制取過程的美拉德反應(yīng)及控制
現(xiàn)有毛油浸出工藝蒸發(fā)、脫溶溫度高，一般為150°C左右，最低報道的溫度也高于 120°C。由于脫溶溫度偏高，美拉德反應(yīng)強烈，致使毛油色澤變深，羅維朋色澤測定結(jié)果達到或高于紅12、黃80。這是玉米胚芽油顏色的第二次美拉德反應(yīng)控制。為了分析研究不同脫溶溫度對毛油美拉德反應(yīng)的影響和控制，本發(fā)明設(shè)計了在不同溫度下對毛油進行脫溶的一系列對比試驗，分析脫溶溫度對玉米胚芽毛油顏色的影響。篩選評價最佳脫溶溫度。具體試驗方法為以濃度為97%的未脫溶劑的浸出毛油為原料，模擬油脂廠脫溶工段氣體塔的工藝設(shè)計，在統(tǒng)一固定脫溶時間為lOmin、真空度為40KPa條件下，分別在62 V ,80°C, IOO0C, IlO0C, 115°C, 120 °C, 130 °C, 140 °C等不同脫溶溫度下，進行脫溶對比實驗，然后，用羅維朋比色儀(羅維朋比色槽25.4mm)按國標《GB/T 22460-2008動植物油脂羅維朋色澤的測定》方法對脫溶后毛油的色澤進行檢測對比。由上述脫溶毛油對比實驗和色澤檢測結(jié)果可以看出，溫度80 110°C時，紅為
7.8 ;溫度115°C時，紅為8. 5 ;溫度高于115°C后，色澤會急劇加深。由此可見，控制油脂制取的溫度十分必要，也是控制美拉德反應(yīng)的重要措施。本發(fā)明人依據(jù)試驗檢測對比結(jié)果確認，浸出毛油的脫溶溫度范圍控制為110 115°C，優(yōu)選110°C，最高不得超過115°C ;浸出毛油的最佳脫溶工藝條件應(yīng)確定為脫溶溫度110°C，脫溶時間10分鐘，真空度為40KPa。


圖I為浸出毛油脫溶升溫紅色變化趨勢圖 圖2為浸出毛油脫溶升溫黃色變化趨勢圖
具體實施例方式實施例I羅維朋色澤測試鑒定方法 儀器和用具
羅維朋比色計(羅維朋比色槽25. 4 mm)， 漏斗、錐形瓶、滴管、濾紙等。測試鑒定方法
按國標《GB/T 22460-2008動植物油脂羅維朋色澤的測定》進行檢測。實施例2.干燥溫度對美拉德反應(yīng)的影響和控制玉米胚芽一般用管束干燥機干燥。擠去水分的胚芽經(jīng)供料螺旋輸送機進入管束干燥機內(nèi)，在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)管束外圍鏟子的攪拌作用下與換熱管充分接觸，使其水分得到蒸發(fā)，同時推進鏟將胚芽由進料端輸送到出料端。干燥一般采用逆流加熱方式。干燥供熱介質(zhì)為飽和蒸氣，壓力為O. 3 O. 6 MPa。分別控制干燥溫度為100°C、110°C、12(TC、13(rC、140°C、160°C、180 °C，時間固定35分鐘，進行胚芽干燥對比試驗和檢測。干燥后的胚芽按照下表工藝參數(shù)在生產(chǎn)裝置中制取毛油
權(quán)利要求
1.一種玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)的控制方法，其特征是建立在玉米深加工循環(huán)經(jīng)濟的基礎(chǔ)之上展開的玉米胚芽油生產(chǎn)全過程，包含玉米胚芽的干燥和毛油生產(chǎn)的過程的逐一研究、分析和檢測，查找確認產(chǎn)生美拉德反應(yīng)的原因，篩選和確定能夠控制美拉德反應(yīng)的工藝條件和方法，控制玉米胚芽油生產(chǎn)過程中美拉德反應(yīng)帶來的負面效應(yīng)，解決毛油色澤過深的質(zhì)量問題。
2.如權(quán)利要求I所述的玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)的控制方法，其特征在于在玉米胚芽的干燥過程中，為控制美拉德反應(yīng)，需將玉米胚芽的干燥溫度范圍控制為110 120。。。
3.如權(quán)利要求I或2所述的玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)的控制方法，其特征在于在玉米胚芽的干燥過程中，為控制美拉德反應(yīng)，需將玉米胚芽的干燥溫度范圍控制為110。。。
4.如權(quán)利要求I或2所述的玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)的控制方法，其特征在于在玉米胚芽的干燥過程中，為控制美拉德反應(yīng)，需將玉米胚芽的干燥時間控制35分鐘。
5.如權(quán)利要求I所述的玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)的控制方法，其特征在于在毛油生產(chǎn)過程中，將浸出毛油脫溶溫度范圍控制為Iio 115°C。
6.如權(quán)利要求I或5所述的玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)的控制方法，其特征在于在毛油生產(chǎn)過程中，將浸出毛油脫溶溫度控制優(yōu)選為110°c。
7.如權(quán)利要求I或5所述的玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)的控制方法，其特征在于在毛油生產(chǎn)過程中，浸出毛油的最佳脫溶工藝條件為脫溶溫度110°c，脫溶時間10分鐘，真空度為40KPa。
8.如權(quán)利要求I所述的玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)的控制方法，其特征在于具體操作和工藝條件如下 (1)玉米胚芽的提取 玉米經(jīng)SO2溶液浸泡后與水混合后進行破碎，經(jīng)旋流器分離出玉米胚芽； (2)玉米胚芽的干燥擠去水分的胚芽送入管束干燥機干燥，干燥供熱介質(zhì)為飽和蒸氣，壓力為O. 3 0.6 MPa,溫度控制為110°C，時間控制為35分鐘，經(jīng)過管束干燥機干燥的玉米胚芽含水6% 8% ； (3)原料的清理 根據(jù)要求對原料進行篩選、磁選，去除原料中的雜質(zhì)，消除物理危害； (4)破碎 清理后的胚芽進入破碎(粉碎)機進行破碎(粉碎)； (5)軟化 破碎好的胚芽進入軟化鍋進行軟化使原料軟化達到O. 3 mm工藝要求，軟化溫度50±2°C ； (6)軋胚 使胚芽的部分細胞壁被破壞，蛋白質(zhì)變性； (7)蒸炒 蒸炒破壞細胞壁，使蛋白質(zhì)充分變性和凝固，同時使油的粘度降低，以及油滴進一步凝聚，利于油脂從細胞中流出，適宜的蒸炒溫度為98 ±2°C ； (8)預(yù)榨 炒好的料胚進入預(yù)榨機進行高溫壓榨，使一部分油被榨出，預(yù)榨溫度為95 ±2°C ； (9)過濾 預(yù)榨毛油經(jīng)過板框壓濾機進行過慮，除去柏末等雜質(zhì)； (10)壓榨餅進行浸出 預(yù)榨餅浸于食品級的己烷溶劑中，將油脂溶解出來，形成混合油，然后與固體殘渣分離，浸出器溫度為50 ±2°C，新鮮溶劑溫度為55 ±2°C ; (11)混合油脫溶 浸出器輸出的混合油進入混合油貯罐，使溶劑氣化蒸發(fā)與油脂分離，制得毛油；脫溶溫度為110°C，脫溶時間10分鐘，真空度為40KPa ；(12)精煉 脫溶后的毛油送入精煉工序進行脫I父一喊煉一脫色一脫臘一脫臭一最后制得成品玉米胚芽油。
全文摘要
本發(fā)明為一種玉米胚芽油加工過程中美拉德反應(yīng)的控制方法，是建立在玉米深加工循環(huán)經(jīng)濟的基礎(chǔ)之上展開的玉米胚芽油生產(chǎn)全過程，包含玉米胚芽的干燥和毛油生產(chǎn)的過程的逐一研究、分析和檢測，查找確認產(chǎn)生美拉德反應(yīng)的原因，篩選和確定能夠控制美拉德反應(yīng)的工藝條件和方法，控制玉米胚芽油生產(chǎn)過程中美拉德反應(yīng)帶來的負面效應(yīng)，解決毛油色澤過深的質(zhì)量問題。采用本發(fā)明優(yōu)選工藝條件生產(chǎn)的玉米胚芽油色澤明顯降低，紅為8、黃為60，其中，甾醇、VE等營養(yǎng)成分明顯提高。
文檔編號C11B3/00GK102942986SQ201210331480
公開日2013年2月27日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者王棣, 王紅雨, 崔寶貴, 王少振, 劉紀強, 陳國 , 王茂亮, 劉延民 申請人:山東西王食品有限公司