玉米熟化工艺是啥

2023-01-08

本文主要是 玉米熟化工艺是什么 相关的知识问答，如果你也了解，请帮忙补充。

玉米的能量含量在谷物中居首位，有饲料之王的“称号”，是配合饲料中的主要能量饲料来源。玉米中淀粉含量在70％以上，但其直链淀粉占27％以上；玉米的直链淀粉分子在一起形成了一个致密淀粉颗粒，其是一种具有一定抗酸抗酶能力的晶体结构，从而影响了营养成分的充分吸收和利用。尤其是对于发育未成熟的幼畜，其体内各种酶分泌的较少，更难消化吸收玉米中的营养成分，特别是供给出生10天至断奶后7天的仔猪，这个时期的仔猪处于断奶后的初进食期，消化系统极为薄弱，为提高消化吸收力，要求饲料满足淀粉糊化度高、适口性和诱食性好，并有利于仔猪消化吸收的特殊要求。
为解决上述技术问题，在玉米的加工生产过程中引入了熟化技术对玉米淀粉分子中的晶体结构进行破坏，使淀粉在水分和温度作用下发生水合反应，得到氢键断开、多孔状、无明显结晶现象的淀粉颗粒，即预糊化淀粉(又称α-淀粉)。预糊化淀粉有利于各种酶的充分水解，以提高玉米的消化率，可有效减少幼畜因消化不良而引起的腹泻。
为提高仔猪对玉米的消化率，现有的技术通常是采用对玉米原料进行调质糊化或者挤压膨化以制备仔猪玉米饲料原料，但这种熟化技术存在以下问题：(1)糊化度不高：现有技术无论是调质糊化或者挤压膨化，产品的糊化度均不高，糊化度低直接影响仔猪的适口性和消化吸收。(2)难以除霉：玉米在运输、储存过程中极易发霉；霉变后的玉米中含有一定量的有损动物健康的霉菌毒素，霉菌毒素在现有加工过程中极难被消除。(3)诱食性不佳：产品芳香气味小，对于仔猪的诱食性不佳。(4)膨化加工虽糊化度较高，但其是瞬间膨化，淀粉易回生，产品不易储存，最终影响饲料产品质量。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述技术问题，为养殖业提供一种可工业化量产的、生产成本低、淀粉糊化度高、适口性和诱食性好，并有利于仔猪消化吸收的烘焙玉米制备方法。
技术方案包括以下步骤：
除杂粉碎：将玉米原料除杂后进行粉碎得粉碎料；
调质预糊化：通入饱和蒸汽对粉碎料进行连续调质预糊化得预糊化料，控制调质后粉碎料水份含量为25wt％～29wt％；
一次熟化：将预糊化料送入挤压机进行挤压熟化得到一次熟化料，控制熟化温度为60～120℃，熟化时间为20～60s；
干燥冷却压片：将一次熟化料干燥冷却后压片得到薄片；
二次熟化：对薄片进行高温烘焙熟化，控制烘培时间为45s～60s，物料表面温度为170℃～190℃，烘培后冷却、粉碎即得。
所述调质预糊化步骤中，所述调质预糊化温度控制在70～90℃，调质时间为30～180s。
所述一次熟化步骤中，所述预糊化料在挤压机中进行三段式升温，从进料口到出料口依次为：60～80℃，100～120℃和80～90℃，时间分别为10～20s，5～20s，5～20s。
所述干燥冷却压片步骤中：控制一次熟化料干燥冷却后水份含量为水分降至19wt％～21wt％，所述薄片厚度为1.0～1.5mm。
所述二次熟化步骤中：所述烘焙机温度为500℃～600℃。
针对背景技术中存在的问题，发明人进行如下改进：(1)在调质预糊化的基础上进行出两次熟化，第一次利用挤压膨化对物料进行一次熟化，使原淀粉结构被破坏并部分糊化，淀粉的糊化度可达到65.0％，在此基础上采用烘培进行高温、短时二次熟化，使淀粉颗粒的晶体结构在高温下被部分破坏，从而大幅提高物料的熟化度，烘培工段的加入有效减少了糊化淀粉的回生；另一方面，采用高温烘焙还可有效降低玉米原料中的霉菌毒素，解决霉菌毒素在普通的饲料加工过程中极难被消除的问题。(2)针对整粒颗粒状的玉米原料直接烘培时存在的受热不均匀，导致熟化不完全(表面过渡熟化、中心不熟)的问题，而糊状或粉状物料则容易焦化，工艺条件不易控制的问题，发明人对一次熟化后的一次熟化料先进行了适度的干燥，调节水含量利于成形，然后进行压片制取薄片后再烘考，实验证明，采用制片后烘烤，增加了物料的受热面积，既能使物料均匀受热，可在短时间内充分熟化，并发生轻度的美拉德反应使其具有诱人的香味，大大提高糊化度和诱食性，也能很好的避免糊状或粉状物料烘培焦化的问题，减少营养物质的损失，便于工艺条件的控制和操作，进一步提高糊化度，最大程度保存物料中的营养成分，有利于后期存储。针对薄片烘培的物点，本发明中所述烘培时物料表面温度优选为170℃～190℃；温度过高会使玉米中的蛋白质变性，降低蛋白的酸溶解度，从而降低动物对蛋白的消化率，不被消化的食物排出体外浪费粮食资源，并有可能引起仔猪腹泻；温度过低淀粉得不到充分糊化，仔猪采食后不能充分消化，也会引起腹泻。所述烘培时间优选为45s～60s，时间过长会引起物料焦化，过短不能引起美拉德反应，从而不能产生芳香的气味，影响饲料的诱食性；所述薄片厚度优选为1.0～1.5mm，过厚物料的受热面积小，需要的烘焙时间长，物料受热不均匀，产生夹生现象；过薄会成倍的增加压片的动力消耗，增加加工成本，并容易产生粉末，不利于后续的烘焙加工。(3)糊化料在挤压机中进行三段式升温，并进一步限定了各段的温度和时间，这主要是保证物料在第一阶段进一步提升物料温度达到部分物料糊化目的，为第二阶段的高温熟化做好准备；第二阶段为高温段使物料得到充分糊化，并具有高温灭酶和灭菌作用；第三阶段通过冷却水使物料温度由第二阶段的100～120℃降低70～90℃，主要是保证物料在挤压机的出口仅熟化而不膨化，如果物料发生膨化，则不能制片，最终导致后面的工序无法正常进行。
有益效果：
本发明首次将挤压熟化与烘焙熟化有机的结合，二次复合熟化效果明显优于单一熟化工艺，通过对烘培前物料的预处理和烘培条件的控制，其使玉米淀粉的糊化度在95％以上，提高了淀粉利用率，有效的减少了淀粉的回生；烘焙使产品具有芳香味，具有极佳的诱食性，特别是对刚刚断奶的仔猪，可有效降低其断奶综合症的发生，减少因断奶拒食造成的胃肠膜的损伤，保证其有较高的采食量和日增重。在猪养殖业流传着断奶重一斤，出栏重十斤的谚语；仔猪良好的断奶体重，大约可使育肥猪提前十天出栏；所以优质的仔猪教槽料可为猪场带来很好的经济效益。本发明工艺简单，可实现连续化生产、水耗和能耗低、糊化度高、诱食性好，易于存储和运输、有效的储藏时间可达2个月，且无废水排放，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1
步骤一，除杂粉碎：对玉米原料进行清理除杂清理，清理后的原料中含杂量不超过0.5％；清理后的玉米原料经喂料器均匀喂入粉碎机，将物料进行粉碎，粉碎后的物料100％过40目筛，得到粉碎料；
步骤二，调质预糊化：通入饱和蒸汽对粉碎料进行连续调质预糊化得预糊化料，控制调质后粉碎料水份含量为25wt％～29wt％；
步骤三，一次熟化：将预糊化料送入挤压机进行挤化熟化得到颗粒状的一次熟化料，所述物料在挤压机内进行三段式升温；
步骤四，干燥冷却压片：使一次熟化料通过干燥冷却至室温，水分含量降至19％～21wt％，然后经过压片装置制备成厚度为1.0～1.5mm薄片。
步骤五，二次熟化，将薄片送入烘培机进行烘培，控制远红外加热发生器的温度500℃～600℃，出料后冷却、粉碎得到淀粉糊化度≥95％的优质烘焙玉米饲料原料。
实施例2～实施例5与实施例1的区别在于步骤二调质预糊化、步骤三一次熟化和步骤五二次熟化中的工艺条件，其余与与实施例1相同，详见表1。
实施实例2～5
表1
对比实施例1～3
对比1：调质预糊化后不进行两次熟化，直接干燥粉碎，其余同实施例1；
对比2：一次挤压熟化后不进行二次烘焙熟化，直接干燥粉碎，其余同实施例1。
对比3：将玉米原料浸泡4～6h后，对整粒玉米进行压片，压片后直接烘培，烘培时间为45s，物料表面温度为180℃，出料后冷却粉碎，由实验中可以看到，烘培后的玉米呈现表面焦化(过度熟化)、中心不熟的状态，可闻到明显焦味。
实施例1～实施例5和对比实施例1～对比实施例3所得不同加工条件下玉米的检测指标见表2。
表2检测指标
注：1.制备的烘焙玉米还原糖生成量和平均消化速率采用dns法测定。
2.直链淀粉含量测定参照国家标准gb/t15683－1995《稻米—直链淀粉含量的测定》。
3.玉米熟化后其淀粉糊化度的测定方法按酶水解法进行。
4.诱食性以“+”为评价等级，加号越多表示诱食性越强。
由表1和表2可明显看出，不同的加工方法对产品的化学特性和物理特性都有较大的影响，本二次熟化玉米加工工艺可有效提高玉米淀粉的糊化度、降低玉米中直连淀粉的含量、提高还原糖的生成量和淀粉的平均消耗速率，并具有浓郁的芳香气味。产品完全优于对比实施例1～对比实施例3的产品性能，可为断奶仔猪及保育仔猪的优质的饲料原料之一。 参考知识1 玉米熟化过程，玉米清洗，软化，去发，提胚，粉碎，调配，造粒，干燥，冷却，包装，杀菌，检验，熟化玉米。

玉米熟化主要是为后期的存储，刚收获的玉米还有个后熟的过程，会吸收水份，熟化后玉米水份减少，淀粉蛋白质脂肪增加，利于储存，提高品质。