[01661004]稻米油加工增值高效关键技术研究与应用

1. 课题来源与背景 我国是世界上稻米的生产大国和消费大国,约有8亿人口以稻米为主食,每年食用稻米及其制品约1.4亿吨。2016年全国近万个规模以上的大米加工企业生产多达1400多万吨的米糠,其含油率为15%～20%,是一种不占耕地的、巨大的、珍贵的谷物功能性油脂的油料资源。稻米油不仅富含不饱和脂肪酸（其中亚油酸和油酸含量分别占38%和42%,符合WHO推荐的最佳比例）,还富含谷维素、角鲨烯、维生素E、甾醇等多种生理活性物质,经常食用具有促进新陈代谢、抗衰老及预防心血管疾病等多种作用。 2．应用领域和技术原理 本项目隶属于食品科学技术领域。在传统稻米加工过程中,米糠作为加工副产品没有得到充分的利用。针对米糠资源加工利用中存在的技术难题,本项目进行了系统而深入的研究与应用,获得了一整套米糠加工利用的关键技术。 为了实现立项目标,其技术原理为： （1）采用乙醚-乙醇-异丙醇混合溶剂萃取技术对高酸价的稻米油进行预处理,用分子蒸馏技术,获得优质一级稻米油; （2）采用高真空、短时受热、闪蒸脱酸∕脱臭的物理精炼工艺,使成品稻米油中谷维素含量达1.37mg/g,保留率达90%以上; （3）采用自主研制的“多级混合脂肪酸精馏分离装置”分离稻米油混合脂肪酸,使混合脂肪酸连续分离成较高纯度的油酸和硬脂酸; （4）使用低温米糠粕和高温米糠粕为原料,通过两步酶处理法得到的米糠蛋白,再经糖化酶处理,生产出的米糠蛋白含量达到85%。 3．主要创新点 针对在传统稻米加工过程中,米糠作为加工副产品没有得到充分的利用。针对米糠资 源加工利用中存在的技术难题,本项目进行了系统而深入的研究与应用,获得了一整套米糠加工利用的关键技术。 （1）研究了稻米油连续物理脱酸工艺和装备,利用物理精炼工艺得到了富含谷维素的稻米油,降低酸价的同时能保留90%以上的谷维素,成品油中的谷维素含量达到13.7 mg/g。 （2）在高酸值稻米油化学酯化脱酸工艺中,通过单因素和Central-Composite Design响应面试验确定了其优化工艺条件,在成功的降低稻米油酸值的同时无皂脚生成,从而避免了酸化处理皂脚过程中造成的大量废水而污染环境的问题。 （3）在无溶剂体系中,采用固定化脂肪酶Lipozyme 435酶催化稻米油酯化脱 酸,优化了其脱酸工艺参数,建立了低酸值、高品质稻米油的生产工艺,使稻米油的酸值从39.81 mg KOH/g 降到1.86 mg KOH/g,脱酸率达到95.32%,谷维素保留率为92.44%。该脱酸工艺反应条件温和,有利于营养物质有效保存并减少了废水的排放,同时,Lipozyme 435脂肪酶可以回收再利用,大大降低了成本。 （4）在无溶剂体系中,以固定化脂肪酶Lipozyme 435酶催化制备富含甘油二酯稻米油。首次采用Plackett-Burman试验对所选因素进行筛选得到关键因素（反应时间、反应温度 、酶添加量）,再结合响应面法分析获得优化工艺条件。在所得的优化工艺条件下,稻米油中甘油二酯的含量达到46.68%。并对富含甘油二酯稻米油的基本理化指标进行了检测,采用Rancimat 892油脂氧化稳定性测定仪对其进行了加速氧化实验,结果表明富含甘油二酯的稻米油比未酯化的稻米油的氧化稳定性大幅提高。 （5）使用低温脱脂米糠粕和热稳定米糠粕为原料制备米糠蛋白,采用酶辅助碱溶解酸沉淀法提高米糠蛋白的提取率;在此基础上利用糖化酶处理米糠蛋白,进一步提高了米糠蛋白的纯度,使产品中蛋白质含量达到85%。 （6）利用双酶法酶解米糠蛋白,制备了赖氨酸含量高、功能特性优良的米糠多肽。 4.、存在的问题、下一步推广应用前景及措施 近年来,食用油市场消费升级替代明显,食用油品类呈现多元化发展趋势。大豆油市场份额逐年萎缩,葵花籽油、玉米油、调和油等销量逐年扩大。另外,消费者越来越注重健康,对于食用油的功能需求更加多样化和精细化。显然,油脂厂商们已经察觉到到了这一市场走向,推出了一系列功能产品,如补充脑营养、平衡膳食的DHA调和油,减少对胆固醇吸收、改善心脑血管的植物甾醇玉米油和红花籽油,减少脂肪堆积的共轭亚油酸玉米油等,主打健康营养功能的中高端油种成为新的时尚。 本项目在多方面合作与协力情况下,预期的任务和效果已基本完成和达到。但是研究过程中还存在着一些不完善的地方和一些需要解决的问题。例如,现在一些发达国家已经认识到膳食纤维的生理作用及其在人体中不可替代的地位,因此开发出多种富含膳食纤维的食品及其保健品,并取得了良好的经济效益。