一种基于物理场联合改善籼米预制炒饭食味品质的方法

本发明属于食品加工，具体地说是一种基于物理场联合改善籼米预制炒饭食味品质的方法。

背景技术：

1、大米是一种重要的粮食作物，也是大多数人日常食用的主食，尤其是在亚洲。我国南方籼米直链淀粉含量（17.2%~28.5%）较高，吸水性较低，蒸煮后米饭口感较硬，粘性较低，保存期内容易回生，导致工业化开发程度较低。冷冻预制炒饭是将我国传统中式菜肴运用到食品生产中的典型预制产品，其以大米为主要原料，经蒸煮后添加油盐等调味料以及蛋、肉、水产、果蔬等辅料高温爆炒，再经冷冻调理技术作为贮藏和运输手段而制成的方便主食，也是目前发展极快的预制菜类型。然而，由于预制炒饭在产业化连续加工和贮藏期间易出现质构劣变现象，如冷冻复热后口感变硬、回生，风味变差等，因此，以南方籼米为原料，在冷冻预制炒饭加工过程中对南方籼米关键品质进行改善，有利于充分利用南方籼米资源，有利于我国预制炒饭特色化开发和主粮的工业化发展。因此，如何提升南方籼米制备的预制炒饭的质构及品质并开发主粮加工关键技术，成为构建提质增效预制菜肴行业技术引领和行业规范的关键。

2、近年来，红外辐射、超声波等物理场联合技术的研究和应用使热加工效率和产品品质得到大幅提升。红外辐射应用于热加工过程中具有热效率高、热响应快、提高加工后品质及风味等优势。蔡绪荣等人公开了一种红外加热的烹饪电锅（专利号：cn 217488335 u），通过使用红外加热体进行加热，不仅不需要红外加热体与内胆底部完全接触就可以正常工作并充分利用其热能，可以提高电锅的受热速度，使电锅受热更加均匀。四川超能炬科技有限公司的黄勇公开了一种红外加热炒料装置（专利号：cn 113951487 a），通过点火器将加热底座内部的燃气与空气的混合气体点燃，使燃气充分燃烧将多孔的陶瓷结构加热，加热陶瓷结构至1000℃左右，陶瓷结构将向外大量辐射带高能的红外线光，红外线光再照射到炒锅的底部，从而将热传递给炒锅进行炒料，炒锅受热均匀，不易变形和发生黑锅现象，热能利用率高，节约成本，提高加热效率。因此，红外辐射在提质增效预制炒饭加工中有巨大的潜力。然而，红外辐射加热的普遍问题是由于穿透深度不高而导致的加热不均匀性，容易导致米饭糊化不充分，水分分布不均匀，从而影响米饭口感。利用低频超声波以“振动效应”“空穴效应”等辅助是稻米类蒸煮过程中质构提升的热点前沿。江南大学金征宇等人公开了一种通过超声波和超高压组合协同抗老化剂渗透制作方便米饭的方法（专利公开号：cn102488141 a）和一种超声波辅助蒸煮延缓米饭回生的方法（专利公开号：cn 103416677a）。前者通过超声波和超高压组合协同抗老化剂渗透制作方便米饭，对浸泡后的米饭进行超声波预处理，将温水浸泡后的米饭在20~40 khz超声波条件下超声处理30~50 min，接着在超高压300~500 mp下处理10~20 min，利用超声波空化效果、超高压浸泡渗透组合技术将水分和抗老化剂均匀渗透到大米颗粒的内部体系中，从而延缓方便米饭老化，但其本身并未使淀粉晶体结构发生改变。后者通过超声波辅助蒸煮延缓米饭回生，在蒸汽炊饭时，通入饱和蒸汽对米水混合物进行蒸煮，当米水温度达到米粒糊化起始温度时对该米水混合物施加超声波处理，直至所述米水混合物中浸泡水水位与米层上表面相平，所述超声波处理功率400~900 w，频率22~25 khz，每次超声时间5~9 s，超声间隔0~4 s，超声结束，继续蒸煮12~15 min，利用超声波促进水分向糊化米粒内部渗透，提高均匀性，增强淀粉链的无序化程度，从而延缓米粒淀粉回生速度。然而该方法对于温度和蒸煮时间的控制很难把握，且超声间断进行，较为麻烦，同时可能会使米粒发粘，容易在炒制过程中发生粘锅结团。江南大学陈正行等人公开了一种超声波酶法联用快速提升糙米品质的方法（专利号：cn 103859282b），用超声波进行处理25~30 min，处理强度2.3~2.5 w/(g.cm2)，处理温度38~40℃，无需发芽过程，即可快速提升糙米的蒸煮食用品质（如含水率、硬度、弹性、内聚性、交联性和恢复性等），同时又保留了糙米中原有的生物活性成分，操作简单易行，适宜工业化生产。所以应用超声波联合红外辐射蒸煮米饭，超声波能够促进米饭内部水分的渗透和吸收，使得水分均匀分布，米饭完全糊化，红外热效率高，能使米饭更快煮熟，同时有利于提高米饭风味。超声和红外协同，这种物理场联合作用有利于米饭呈现更好的口感和风味，有望进一步扩展其在食品加工领域的应用，成为构建提质增效预制菜肴行业技术引领和行业规范的关键。

3、目前，研究报道的提升米饭质构的方法主要集中于加工工艺的优化，如增加蒸煮水分添加、提高大米研磨程度、低温储藏等；这种方法操作简单，无需额外添加食品添加剂，但是水分含量的增加易导致后续炒制过程黏连结团、炒制时间增加、冷冻复热后口感降低。而采用研磨程度较深的大米则降低了大米的营养成分，增加碎米率，提高生产成本。而低温储藏对温度要求极高，若处理不当易使食品中冰晶生成过大，破坏米粒形态和品质。酶制剂主要通过改变淀粉分子的结构等，来增加淀粉的水合能力、降低直链淀粉浓度和淀粉结晶度。α-淀粉酶是一种常用的淀粉水解酶。它不需从非还原性末端开始切断，而是以随机的方式切断淀粉链上的α-1,4葡萄糖苷键，将淀粉水解为葡萄糖、麦芽糖、低聚糖等，从而破坏部分淀粉的结构，达到降低米饭硬度的作用。纤维素酶使植物细胞壁中的纤维素发生水解反应，形成葡萄糖等水解产物。同时，也会使植物细胞壁发生不同程度的软化、膨胀等变化，有助于改善口感，使之更易于被人体消化。以超声波联合两种酶，超声波能够通过其机械振动和化学效应改变酶分子的结构，使其更加整齐有序，并暴露了更多的活性位点，提高酶的活性，同时超声波有利于增加籼米与酶的接触，从而促进籼米与酶的反应速率。目前尚未有将两种酶结合超声波应用于预制炒饭的报道。针对冷冻贮藏过程中淀粉分子链重结晶而导致的硬度提高、口感变差的问题，超声波联合α-淀粉酶和纤维素酶可以有效抑制淀粉分子重结晶，α-淀粉酶能够分解淀粉分子链，减少其重结晶的可能性；纤维素酶则有助于降解淀粉周围的细胞壁结构，使得淀粉更易受到酶的作用。明胶可以通过结合水分来改变淀粉凝胶的水分分布，从而阻碍淀粉分子链的重结晶，同时可以减小冷冻过程中冰晶的大小，延缓米饭老化，达到降低米饭硬度的目的。没食子酸是一种多酚类有机化合物，与明胶结合，可以帮助形成更稳定的凝胶网络，从而减少冷冻过程中淀粉的结构破坏，有利于提高冷冻炒饭的稳定性，使冷冻炒饭保持更好的口感。同时，高温炒制过程中油脂氧化是预制炒饭商业化的又一个重要问题，目前通常采用稳定性高的油脂，如棕榈油、动物油脂等，但存在成本较高且容易缺少一些健康的不饱和脂肪酸等问题。在高温炒制过程中采用氮气流阻碍油脂与氧气的接触，进而延缓油脂氧化，并能减少多酚氧化，增强明胶与多酚的作用。

4、因此，本发明中，在浸泡阶段利用α-淀粉酶和纤维素酶复合酶液进行超声波辅助浸泡处理，在蒸煮阶段，在超声波辅助红外辐射的条件下进行蒸煮，在炒制阶段，利用氮气流进行高温炒制，同时添加明胶和没食子酸复合溶液，另外，结合无菌、减氧包装和玻璃化贮藏，从而达到提升冷冻预制炒饭质构并改善油脂氧化的目的，开发绿色、高效的预制炒饭质构改善及油脂氧化抑制方法。

技术实现思路

1、针对南方籼米直链淀粉含量较高而导致的产业化应用中口感较硬、香味不足、冷冻后易回生等缺点。本发明的目的旨在通过在预处理阶段将籼米在α-淀粉酶和纤维素酶复合酶液中进行超声波处理，蒸煮过程中应用超声波辅助红外辐射蒸煮，高温炒制阶段在氮气流下进行，同时添加明胶和没食子酸复合溶液，改善冷冻预制炒饭产业化加工过程中的油脂高温氧化、冷冻复热后口感变硬、回生等问题，基于超声波、红外辐射等物理场联合达到提升冷冻预制炒饭品质的目的。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

3、一种基于物理场联合改善籼米预制炒饭食味品质的方法，具体工艺步骤如下：

4、（1）预处理：

5、称取原料南方籼米，用清水将原料籼米淘洗2遍，洗后立即将水倒掉；将上述清洗后的籼米加入α-淀粉酶和纤维素酶复合酶液中进行超声波浸泡处理；

6、（2）熟米饭的制作：

7、将预处理后的南方籼米用水冲洗后进行超声波辅助红外辐射蒸煮；

8、（3）炒制：

9、熟米饭不经过冷却步骤，直接在氮气流下进行高温炒制，并添加明胶和没食子酸复合溶液及调味料和配料；

10、（4）冷却及包装贮藏：

11、将炒饭取出，冷却至40~50℃；将冷却后的炒饭在-30℃冷库中速冻30~60 min，直至产品中心温度-18℃以下；将上述速冻后的炒饭进行盒装无菌包装，同时进行塑封包装；将上述包装后的炒饭放入-20℃冷库中冷冻贮藏及运输。

12、（5）复热：将冷冻预制炒饭解除包装，并置于微波炉中进行微波复热，即可食用。

13、进一步，步骤（1）所述大米品种为南方籼米，其直链淀粉含量为17.2%~28.5%；

14、进一步，所述步骤（1）中，使用的α-淀粉酶酶活力为100 u/mg，纤维素酶酶活力为50 u/mg，按照两者酶活力1:1比例配制酶液，总酶活力为100 u/ml，溶于0.1 mol/l醋酸钠缓冲液，ph为6.0，按照1:1~1:1.2w/w的米和α-淀粉酶和纤维素酶复合酶液质量比添加浸泡，在40℃水浴保温下进行超声波辅助浸泡处理30 min，超声波功率为300 w，频率为40khz。

15、进一步，所述步骤（2）中，蒸煮条件为：米水质量比为1:0.6~1:1w/w，超声波功率为400 w~1000 w，频率为28或40 khz，中短波红外辐射波长为2.5~3 μm，辐照距离15 cm，红外辐射加热功率为2000 w~3000 w，蒸煮温度设定为100~110℃，蒸煮时间25~35 min；蒸煮后保温焖制55~65 min。

16、进一步，所述步骤（3）高温炒制过程中添加明胶和没食子酸复合溶液，将明胶提前在60~70℃中融化，随后添加没食子酸，没食子酸与明胶的质量百分比为1%~5%，搅拌均匀，备用，在氮气流条件下进行炒制，炒制条件为：待锅温上升至目标温度170~200℃后，按照1:0.04~1:0.1w/w的米油质量比在锅中加入大豆油，等锅温上升至目标温度200~230℃后，加入上述步骤（2）中的熟米饭，随后加入融化的明胶，融化的明胶与米饭的质量百分比为5%~10%并添加没食子酸复合溶液进行翻炒，同时按照炒饭口味要求，添加盐、蔬菜等调味料及配料，炒制时间为3~4 min。

17、进一步，步骤（3）中在炒制装置中，用与炒锅直径相当的风嘴以0.3~0.6 m/s流速将氮气吹入锅内，以降低锅内氧气含量。

18、进一步，步骤（4）中冷却环境为无菌工作台，室温，冷却至40~50℃，冷冻预制炒饭的包装规格为260 g/盒，包装盒为聚丙烯材质。

19、本发明具有如下有益效果：

20、本发明首先将籼米在α-淀粉酶和纤维素酶复合酶液中超声波辅助浸泡，超声波能够通过其机械振动和空化效应改变酶分子的结构，使其更加整齐有序，并暴露了更多的活性位点，提高酶的活性，同时超声波有利于增加籼米与酶的接触，从而促进籼米与酶的反应速率。α-淀粉酶能够分解淀粉分子链，减少其重结晶的可能性；纤维素酶则有助于降解淀粉周围的细胞壁结构，使得淀粉更易受到酶的作用，从而改善冷冻贮藏过程中淀粉分子链重结晶而导致的硬度提高、口感变差的问题。随后，对浸泡后的籼米进行超声波辅助红外辐射蒸煮，超声波能够促进米饭内部水分的渗透和吸收，使得水分均匀分布，米饭完全糊化，红外热效率高，能使米饭更快煮熟，同时有利于提高米饭风味，从而改善南方籼米产业化应用中口感较硬、香味不足的问题，同时节约成本，提高加热效率。接着，在氮气流下进行高温炒制，同时添加明胶和没食子酸复合溶液进行炒制。氮气流有利于降低氧气含量，达到阻碍油脂氧化的作用，并能减少多酚氧化，增强明胶与多酚的作用。明胶可以通过结合水分来改变淀粉凝胶的水分分布，从而阻碍淀粉分子链的重结晶，同时可以降低冷冻过程中冰晶的大小，延缓米饭老化，达到降低米饭硬度的目的。没食子酸是一种多酚类有机化合物，与明胶结合，可以帮助形成更稳定的凝胶网络，从而减少冷冻过程中淀粉的结构破坏，有利于提高冷冻炒饭的稳定性，使冷冻炒饭保持更好的口感，从而改善冷冻过程中的油脂氧化和老化回生问题。最后，利用无菌、减氧包装和玻璃化贮藏，减少冷冻贮藏过程中的预制炒饭中的油脂氧化和淀粉结构变化，达到改善冷冻预制炒饭油脂氧化的目的。

21、上述协同起效，经检测，本发明所述基于超声波辅助红外辐射制备预制炒饭，改善冷冻预制炒饭产业化加工过程中口感变硬、油脂氧化的问题，在90天保藏期内延缓淀粉老化回生。经常规微波复热后，相较于未采用本方法的冷冻调理炒饭，硬度降低15%~30%，挥发性含硫化合物、芳香化合物响应值上升30%~50%，食用品质得以大幅改善。