食品百科

2.3.3 谷物的水分调节

2023-02-14

谷物加工的基本工序都是物理过程,不同的谷物加工工艺对谷物的品质和水分要求 也不同。谷物(小麦、稻谷、玉米等)在品种、水分及品质等方面差别很大,这些差别对谷物 的加工工艺和产品质量影响也很大。为了使谷物更加适合加工,满足产品质量的要求,必 须用科学的方法对这些原料进行预处理,如水分调节、蒸汽调节等。

谷物的吸水性能是进行谷物水分调节的基础,由于各组成部分的结构和化学成分不 同,吸水性能也不同。胚部和皮层纤维含量高,结构疏松,吸水速度快且水分含量高;胚乳 主要由蛋白质和淀粉组成,结构紧密,吸水量小,吸水速度较慢。因此,水分在谷物各组成 部分的分布是不均匀的。胚部水分含量最高,皮层次之,胚乳的水分含量最低。

蛋白质吸水能力强(吸水量大)、吸水速度慢,淀粉粒吸水能力弱(吸水量小)、吸水速 度快,故蛋白质含量高的谷物具有较高的吸水量和较长的调质时间。调质处理时,应根据 谷物的内在品质和水分高低合理选择调质方法和调质时间。

谷物的加工方式对水分调节时结构的变化要求不一,小麦制粉时要求皮层和胚乳既 易于分离,又使胚乳便于破碎;稻谷加工和小麦剥皮则只要求皮层和胚乳易于分离。因 此,应根据谷物加工要求选择水分调节设备和时间,使谷物满足不同的加工要求。

2.3.3.1 稻谷的水分调节

稻谷经清理、脱壳和谷、糙分离就得到纯净的糙米。糙米营养丰富、维生素和矿物质 含量比白米高得多,但糙米口感很差,植酸、粗纤维含量高,消化率低,所以未经处理的糙 米很少直接供食用。

把糙米的皮层碾掉,就得到白米。由于糙米皮层与胚乳结合很紧密,要把糙米所有的 皮层都碾掉比较困难,特别是对一些水分含量很低、贮藏时间比较长的糙米,要达到比较 高的精度会产生很多碎米,严重影响加工企业的经济效益和资源的合理利用。所以,糙米 的水分调节日益受到重视。通过加水或蒸汽处理后,糙米会发生以下物理和生化变化。

①由于糙米皮层与胚乳中各种成分的不均匀分布,其吸水速度和能力、吸水后膨胀 的先后也就不同,在界面上产生一定程度的位移,使皮层与胚乳的结合力下降,皮层易 碾除。

②皮层吸水后,变得湿润和松软,在较低的碾白压力下即能被碾除,使碾白过程中的 电耗降低,整米率提高,碎米率降低。

③皮层湿润后,糙米表面的摩擦系数增大,在同样的压力下擦离作用增大,更易 碾白。

④通过水分调节,尤其是水蒸气处理,糙米所含蛋白酶、酯酶的活力增强,游离氨基 酸含量、还原糖含量会发生一定程度的变化,对改善大米食用品质有一定作用。

⑤通过水分调节,糙米有较为稳定的水分,使碾米工艺过程和操作得以稳定进行,从 而确保大米的质量、出米率和生产效率。

⑥保证大米的水分含量合乎国家标准,不会因糙米的水分过低而造成大米的水分过 低,从而使国家和企业免受经济损失。

⑦用水和蒸汽处理,对于陈稻谷及水分过低的稻谷,效果更为明显。

2.3.3.2 小麦的水分调节

小麦的水分调节,是利用加水和经过一定的润麦时间,使小麦的水分重新调整,改善 其物理、生化和制粉工艺性能,以获得更好的制粉工艺效果。

(1) 物理及生化变化 小麦加水后,将会发生下列相应的物理及生化变化:

①小麦的水分增加,各麦粒有相近的水分含量和相似的水分分布,且有一定的规律。

②皮层首先吸水膨胀,糊粉层和胚乳继后吸水膨胀,由于三者吸水膨胀的先后顺序 不同,即会在麦粒横断面的径向方向产生微量位移,使三者之间的结合力受到削弱。这对 皮层和胚乳的分离,粉从皮层上剥刮下来都是十分有利的。

③皮层吸水后,韧性增加,脆性降低,增强了其抗机械破坏的能力。因此,在研磨过 程中,便于保持麸片完整和刮净麸片上的胚乳,有利于保证面粉质量与提高出粉率。此 外,麸片的完整也有利于筛理和打麸工作的进行。

④胚乳的强度降低。胚乳中所含的淀粉和蛋白质是交叉混杂在一起的。蛋白质吸 水能力强(吸水量大),吸水速度慢;淀粉粒吸水能力弱(吸水量小),吸水速度快。由于两 者吸水速度和能力的不同,膨胀的先后和程度的不同,从而引起淀粉和蛋白质颗粒位移, 使胚乳结构松散,强度降低,易于磨细成粉,有利于降低动力消耗。

⑤湿面筋的产出率随小麦水分的增加而增加,但湿面筋的品质弱化。

⑥蛋白分解酶的活力、游离氨基酸的含量、糖化活性、蔗糖和各种还原糖的含量都有 变化,但对制粉工艺的影响不大。

从以上变化结果可以看出,小麦经水分调节后,制粉工艺性能改善,能相应提高出粉 率,提高成品面粉质量,并降低动力消耗。

(2)相应的工艺效果 小麦经水分调节后,将达到下列相应的工艺效果:

①使入磨小麦有适宜的水分,以适应制粉工艺的要求,保证制粉过程的相对稳定,便 于操作管理,这对提高生产效率、出粉率和产品质量都十分重要。要求水分均匀控制在 0.2%以内。

②保证面粉水分符合国家标准。小麦过干会造成面粉水分过低,使制粉厂遭受损失; 反之,小麦过湿会造成面粉水分过高,不仅会影响消费者利益,还将影响面粉贮藏管理。

③使入磨小麦有适宜的制粉性能。小麦经水分调节后,皮层韧性增大,胚乳内部结 构松散,皮层及糊粉层和胚乳之间的结合力下降,有利于制粉性能的改善。但小麦水分过 高,会使制粉过程中在制品的流动性下降,造成筛理和流动的堵塞,影响制粉的正常进行。 所以,从改善制粉性能考虑,也应有一适宜的入磨小麦水分。

小麦水分调节分为室温水分调节和加温水分调节。室温水分调节是在室温条件下, 加室温水或温水(<40℃)。加温水分调节分为温水调质、热水调质。加温水分调节可以 缩短润麦时间,对高水分小麦也可以进行水分调节,在一定程度上还可以改善面粉的食用 品质,但所需设备多、费用高。广泛使用的小麦水分调节方法是室温水分调节。

小麦水分调节(着水和润麦)可以一次完成,也可二次、三次完成,一般在经过毛麦清 理以后进行。也可采用预着水、喷雾着水的方法。

预着水: 为使收购的小麦达到通常小麦的水分含量而在某种工序前需进行的着水 (如碾削清理前)。

喷雾着水: 在入磨前进行喷雾着水,以补充小麦皮层水分,增强皮层韧性,提高面粉 的色泽。喷雾着水的着水量为0.2%~0.5%,润麦时间为30min左右。

在我国的小麦品种中,软麦多于硬麦,在加工硬麦时,需增加着水量和润麦时间。

2.3.3.3 其他谷物的水分调节

玉米的水、汽调节是玉米加工过程中的重要工序。玉米加工时,用水或水蒸气湿润玉 米籽粒,以增加玉米皮和胚的水分,造成与胚乳的水分差异,使皮层韧性增强,与胚乳的结 合力减小,容易与胚乳分离,胚乳容易被粉碎。而玉米胚吸水后,体积膨胀,质地变韧,在 机械力的作用下,易于脱除,并保持完整。润汽能够提高其温度,加快水分向皮层和胚乳 渗透的速度。

玉米水、汽调节可以采用冷水、热水或蒸汽。用撞击脱胚机、破糁脱胚机或辊式磨粉 机脱胚前,玉米水分应为15%~18%;采用贝尔脱胚机,玉米水分要达到20%~22%,玉 米加水后,需经1~2h静置后,才能进行脱皮和脱胚。也有静置16~24h的。如果采用蒸 汽加湿,可缩短静置时间或直接进入脱胚机。如果玉米脱胚前进行第二次加水,加水量一 般为0.5%~1.5%,静置10~20min,以增加胚、皮层的韧性,然后进入脱胚机。

燕麦: 脱壳的燕麦籽粒脂肪含量约8%。燕麦加工过程损伤了细胞壁,产生脂肪酶, 如果不经过钝化,燕麦籽粒或燕麦片将很快酸败。水热处理的目的在于钝化脂肪酶,使产 品具有较长的货架期。使用的设备主要有立式蒸汽调节机和窑式烘干机。