[发明专利]用于制作全麦和全无谷蛋白谷物面粉的节水和节能方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及一种用于连续生产全谷物面粉和全无谷蛋白面粉的节水和节能方法。更具体而言，本发明在制造全谷物和全无谷蛋白面粉以用于制备全谷物产品和烘焙食品期间用水预调节浸泡的全谷粒，并且使用利用饱和蒸汽的能量高效烫漂处理。

相关领域的描述

普通人每天需要消耗足够的食物以提供大约2,150饮食卡路里或Kcal(9MJ)的能量。所述量将视年龄、体型和体力活动的水平而变化。平均食物可利用性在低发展中国家低于每天每头2,030卡路里，并且在营养过渡国家为约2,700卡路里。相比较，在发达国家中，平均食物可利用性为大约3,750卡路里，并且一些这种过量已导致高水平肥胖和非传染性慢性病。随着人口变得更城市化并且收入提高，高脂肪、糖和动物蛋白的饮食替代高复合碳水化合物和纤维的更传统饮食。种族烹饪法(例如，地中海)和独特的传统谷类(苋菜、高粱、水稻、玉米、小麦和豆类(菜豆、小扁豆、鹰嘴豆))食物正在被提高其能量密度的快餐替代。面包制作是最古老的谷类加工方法之一。今天，扁面包仍是占优势面包并且是未发酵的(玉米圆饼和小麦薄煎饼)或由微生物(小麦面包)或化学剂(小麦圆饼)发酵的。面粉可制备自草籽(谷类)、豆类和块茎。

对于食品而言，作为生产成本的一份的总能量相关成本变化广泛。例如，在美国，能量相关成本占总作物生产的比例为约10％(对于油籽大豆)至约31％(对于谷类玉米)。目前，可再生能源满足超过13％的全球首要能量需要。几乎一半的这种能量来自用于烹调加工的生物质的传统来源。过程导向的策略可利用可持续食品的设计和生产来降低环境影响。

食品工业中设计最低限度的加工技术以限制对营养和感官品质的影响，同时不利用添加剂来保存食品。水热处理，即高温和短时(HTST)，是意图使淀粉部分胶质化并改良其物理性质而不破坏颗粒结构同时改进其在剪切和热加工下的稳定性的更温和的方法。HTST处理可在低水分(<35％)下甚至在高于胶质化温度的温度下完成，在湿热处理之后产生更硬颗粒(弹性性质)(Jacobs等人1998；Sair 1967)。由于分解和聚集过程具有粉碎机制(产生更大尺寸颗粒组)和表面腐蚀机制(产生更小尺寸颗粒组)，已在食品系统中报道了明确限定的双峰粒度分布的存在。任一机制的优势由颗粒性质和尺寸减小装置(即，冲击式磨机或磨盘式磨机)的物理特征来确定；研磨越粗糙，则尺寸模式越大并且双峰分布中的级分越难(Popplewell等人，1989；Aguilar等人，1991)。

烫漂是一种热过程，其中出于使酶失活、改良质地(淀粉和蛋白质)并且保存颜色、香味和营养价值的目的而加热谷粒或种子。热水和蒸汽是通常使用的加热介质，但还已使用热气体(干热)。蒸汽注入加热是一种直接接触方法，其中冷凝在大气压下发生在可流动食品的表面上。这种方法需要常压蒸汽、可泵送食品和机械装置来促进蒸汽加热和冷凝。

水利用和其环境处理的成本可影响膨化谷类加工厂的可持续性，特别是在供水稀缺的区域中。此外，具有减少的能量相关排放的低或零碳能源技术将有助于温室气体浓度水平的稳定。

使用热水和蒸汽喷射的市售回转式蒸煮器/冷却器和螺旋输送器系统已被设计以改进已烫漂食品品质(例如，MULTI-烫漂器，PPM TechnologiesInc.，Oregon，USA)，节约能量和减少废物(Lyco VAPOR和Lyco PRESSUREThomas Conveyor公司，Texas，USA)，和US 3778521、US 3910175、US 5289759、US 5327817、US 6263785和US 7348036中以及EP 1061818和WO 127922A1中所公开的那些。

虽然上述方法可在生产全面粉中有用，但在本发明做出时在本领域内仍得不到使用利用水的预调节和利用饱和蒸汽的高效烫漂来连续生产全谷物面粉和全无谷蛋白面粉的节能方法。

发明内容

因此，本发明提供在生产全谷物面粉和全无谷蛋白面粉中与加工全谷物的现有技术方法偏离的方法。所述方法涉及具有减少的水输入、降低的能量需要和减少的二氧化碳排放的水预调节和蒸汽烫漂，而且提供所期望的最终产物的高产量。

本发明的另一个目的是使用工业方法和饱和蒸汽烫漂器系统来连续生产粗和细的材料部分，从而产生全谷物面粉、例如全麦面粉。本发明的另一个目的是使用工业方法和饱和蒸汽烫漂器系统来连续生产粗和细的材料部分，从而产生全无谷蛋白面粉。