一种冷压榨耦合低温粉碎制备速溶高纤椰子粉的方法
技术领域
本发明涉及食品加工贮藏技术领域，具体涉及一种冷压榨耦合低温粉碎制备速溶高纤椰子粉的方法。
背景技术
椰子(Cocos nucifera L.)是棕榈科植物椰子树的果实，目前在全球90多个热带国家都有种植。椰子是海南的象征，具有重要的经济价值。椰子的营养价值很高，现代医学研究表明，椰汁及椰肉中含有蛋白质、糖类、油脂类、维生素类、钙、磷、铁等微量元素及矿物质，是药食两用的佳品。椰子是含油率高的油料，干燥椰蓉中能达到60％以上，如果直接经过低温粉碎，因含有较高的油脂而导致椰子粉在常温下为粘稠的糊状，不仅影响椰子粉存放，还会影响椰子粉的食用。而通过溶剂法萃取油脂，又会导致椰子粉含有油脂少而失去了原有的椰子香味。
液氮低温粉碎技术是在20世纪50年代末随着液氮大量生产而形成的一门高新技术。近年来，液氮低温粉碎在食品加工中开始应用，采用液氮低温粉碎食品可以得到微细粉末，并且挥发成分不会损失，也不会由于发热而使食品变味、营养成分下降。目前液氮粉碎已开始应用于中药材、抗生素、甲壳素等的加工中。
液氮超低温冷冻粉碎技术是利用物料在玻璃化相变点下的“低温脆性”，即物料随着温度的降低，其硬度和脆性增加，而塑性及韧性降低，利用冷媒使物料低温冷冻到玻璃化转变温度或脆化温度以下，用很小的力将其粉碎。在食品和农产品快速降温过程中，会造成内部各部位不均匀的收缩而产生内应力，在此应力的作用下，物料内部薄弱部位产生微裂纹并导致内部组织的结合力降低。在外部较小作用力就使内部裂纹迅速扩大而破碎。冷冻粉碎具有可最大程度保持物料的色、香、味及有效营养成分的结构等，提高人体对各种营养成分和微量元素的吸收；可以获得更细的粉末；在动力消耗等条件相同时，超低温粉碎的处理能力显著高于常温粉碎；可使物料的流动性得到很大改善。因此，液氮超低温冷冻粉碎技术符合目前人们追求“绿色食品”的要求，在食品加工行业将有很好的应用前景。
物理冷榨是一种“绿色环保”的制油工艺，其完全采用物理机械式的低温制油方式，可最大限度的保存油料中原有的营养成分，并且冷榨后的油料不需进一步的精炼，可减少化工原料的消耗和减少各种废料对环境的污染。另外，由于冷榨省去了高温蒸炒的前处理工序，原料中的油体还是以分散状分布于原料的未变形蛋白质细胞中，因此冷榨的出油率较热榨低。
基于上述理由，提出本申请。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种冷压榨耦合低温粉碎制备速溶高纤椰子粉的方法，采用低温干燥-冷压榨脱脂-液氮超低温冷冻粉碎工艺，可最大程度保持椰肉营养与活性成分，且本发明方法工艺简单，是一种非热制备高纤椰子粉的新型方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种冷压榨耦合低温粉碎制备速溶高纤椰子粉的方法，包括如下步骤：
(1)将新鲜椰肉原料进行预处理，粉碎至过40目筛；
(2)将经预处理椰肉进行多次冷榨脱脂，减少椰肉中油脂含量并得到冷榨椰蓉饼粕；
(3)将步骤(2)得到的冷榨椰蓉饼粕经液氮超低温冷冻，在冷冻状态下在低温粉碎机内进行粉碎，得到超微椰子粉；
(4)将步骤(3)得到的超微椰子粉与甜味剂、植物脂末、速溶剂、乳化剂、抗结剂充分混合均匀，得到速溶高纤椰子粉，其中：各组分质量份数比如下：超微椰子粉80～90份，甜味剂5～8份，植物脂末4～10份，速溶剂0.5～3份，乳化剂1～10份，抗结剂0.005～0.01份。
(5)将步骤(4)得到的速溶高纤椰子粉置于包装机内进行包装，即制得成品。
进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述预处理包括清选、切片和烘干，将椰子片切成3～4mm椰子片，所述烘干的温度为20～60℃(为了减少蛋白质的变性，本发明采用低温烘干工艺，要求在干燥过程中原料温度不得高于60℃，优选20～60℃，更优选40～58℃。)或真空冷冻干燥(装料高度为12mm、加热板温度45℃、干燥箱压力为40Pa)，所述烘干后的椰子油原料的水分含量低于6％，优选低于4％；在所述粉碎过程中，椰子油原料的水分含量为6％～12％。
此外，在步骤(1)中，烘干后进行粉碎处理，得到椰蓉粉体。粉碎的目的是为了增大油料的表面积，利于软化时温度和水分的传递，软化效率提高，以便提高出油率。在本发明中，将椰肉粉碎至过40目筛(粒径小于420μm)，且不能通过20目筛的椰蓉不超过5％。从而可大大提高出油率。更优选的，本发明将椰肉粉碎至粒径(D50)为200～400μm。本发明经过研究发现如果粒径过小，小于200μm以下，在冷榨过程中虽然会在一定程度上提高椰子油的得率，但不仅会增加原料预处理成本，还会导致椰子油中可能会有物料的残存，进而又会影响到椰子油的感官和理化品质；而如果粒径过大，大于420μm，则不仅需要蒸制，还会导致椰子油的得率降低。
进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述冷榨脱脂采用德国KOMET冷榨机，所述冷榨机单头处理量为6～8kg/h，优选为6.9kg/h。
进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述冷榨脱脂工艺为：转速为30～40r/min，5～15MPa压力下提取5～15min，所述冷榨椰蓉饼粕中的含油量为6～10％，优选6～8％，更优选为6.5％；所述冷榨的次数为2～4次，优选2～3次。
进一步地，上述技术方案，步骤(3)中所述低温粉碎机的转速为16000～22000r/min，粉碎时间为20～60s。
进一步地，上述技术方案，步骤(3)中在冷冻状态下液氮泵输液量6～7L/min在低温粉碎机内进行粉碎。
进一步地，上述技术方案，步骤(4)中，粉碎后的椰蓉冷榨饼的冷冻贮藏温度为-60℃～-70℃。
进一步地，上述技术方案，步骤(4)所述植物脂末由葡萄糖8～15份，氢化植物油20～40份，酪蛋白10～25份，羧甲基淀粉15～30份组成。
进一步地，上述技术方案，步骤(4)所述速溶剂为麦芽糊精或环糊精。
进一步地，上述技术方案，步骤(4)所述乳化剂为油酸聚氧乙烯酯或松香酸聚氧乙烯酯。
进一步地，上述技术方案，步骤(4)所述抗结剂优选为硅铝酸钠。
进一步地，上述技术方案，步骤(4)所述速溶高纤椰子粉按下述方法制得，包括如下步骤：
按质量比精确称量各组分原料，然后将称量好的各原料投入搅拌机内，控制搅拌机的温度在5～10℃，搅拌机转速调制在35～45r/min，搅拌30min～60min，使各原料充分混合，制备得到速溶高纤椰子粉。
与现有技术相比，本发明涉及的一种冷压榨耦合低温粉碎制备速溶高纤椰子粉的方法具有如下有益效果：
(1)本发明将真空冷冻干燥椰蓉经低温粉碎成粒径为40目以上的粉状物；采用德国KOMET冷榨机经2～4次压榨，将冷榨饼的含油从9％左右降至6.5％。经冷榨后所得到椰蓉饼粕采用液氮粉碎设备进行超微粉碎。本发明采用冷压榨耦合低温粉碎对冷榨椰蓉饼粕进行降低油脂含量和超微粉碎，不仅能得到高品质的椰子油，而且无毒、无害，环保、无污染、非热加工、整个加工过程在低温状态下进行，油料中组分不氧化，粕中蛋白不变性，且最大程度地保留了饼粕中有效成分的生物活性，且安全性高，并显著提高提取效率、产率与产品品质。
(2)本发明通过选取麦芽糊精或环糊精作为速溶剂，选择油酸聚氧乙烯酯或松香酸聚氧乙烯酯作为乳化剂以及选择硅铝酸钠作为抗结剂，避免速溶高纤椰子粉在储存过程中出现粘结，同时增加了速溶椰子粉的速溶速度，便于用户的饮用。
(3)本发明通过冷冻干燥、冷榨技术和低温超微粉碎等全过程低温加工技术，避免椰子粉本身含有的维生素及氨基酸等热敏性营养成分发生损失，保障了速溶椰子粉的质量。
(4)本发明工艺简单，能有效的控制速溶高纤椰子粉中椰子粉的品质，防止在速溶高纤椰子粉加工过程中椰子粉本身含有的维生素、氨基酸等热敏性营养成分的破坏，同时避免椰子粉在储存过程中发生粘结，提高椰子粉的速溶速度。
附图说明
图1为本发明冷压榨耦合低温粉碎制备速溶高纤椰子粉的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施案例和附图对本发明作进一步详细说明。本实施案例在以本发明技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本发明具有创造性，但本发明的保护范围不限于以下的实施案例。
根据本申请包含的信息，对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本发明的精确描述进行各种改变，而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解，本发明的范围不局限于所限定的过程、性质或组分，因为这些实施方案以及其他的描述仅仅是为了示意性说明本发明的特定方面。实际上，本领域或相关领域的技术人员明显能够对本发明实施方式作出的各种改变都涵盖在所附权利要求的范围内。
为了更好地理解本发明而不是限制本发明的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。
实施例1
本实施例的一种冷压榨耦合低温粉碎制备速溶高纤椰子粉的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)清选、切片：清选的目的是除去原料椰肉中的各种杂质，如：铁块、石块、土块等，原料杂质含量不得超过0.2％；清洗完毕后切片，将椰肉片切成3～4mm椰子片；
(2)烘干：将步骤(1)所得椰子片烘干，采用低温烘干工艺使水分降低到4％以下，干燥过程中原料温度不得高于60℃；低温烘干工艺是为了减少蛋白质的变性；
(3)破碎、调质：向步骤(2)烘干所得椰子片中加水，控制椰子油原料的水分含量为10％，室温下，对椰子肉进行破碎，控制椰蓉的粒径(D50)为200～400μm；
(4)冷榨：利用2次压榨将冷榨饼的含油从9％左右降至6.5％；冷榨制油采用新型榨油设备(德国KOMET冷榨机)，单头处理量约为6.9kg/h；
(5)低温粉碎：经冷榨后所得椰子饼粕经过液氮低温粉碎，得到超微椰子粉；
(6)调配：按照速溶高纤椰子粉包括的成分及其质量比分别为：超微椰子粉80份，甜味剂5份，植物脂末(由葡萄糖8份，氢化植物油20份，酪蛋白10份，羧甲基淀粉15份组成)4份，速溶剂(麦芽糊精)0.5份，乳化剂(油酸聚氧乙烯酯)1份，抗结剂(硅铝酸钠)0.005份。按照各组成成分以及质量比进行精确的称重；将称量的超微粉碎椰子粉以及各组分投入搅拌机内，控制搅拌机的温度在8℃，搅拌机转速调制在40r/min，搅拌40min，实现各组分的充分混合，制备得到速溶高纤椰子粉；
(7)包装：将调配后得到的速溶高纤椰子粉放置在包装机内，调节包装机每次出料在260g，对速溶椰子粉进行包装。
(8)成品。
实施例2
本实施例的一种冷压榨耦合低温粉碎制备速溶高纤椰子粉的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)清选、切片：清选的目的是除去原料椰肉中的各种杂质，如：铁块、石块、土块等，原料杂质含量不得超过0.2％；清洗完毕后切片，将椰肉片切成3～4mm椰子片；
(2)烘干：将步骤(1)所得椰子片烘干，采用真空冷冻干燥工艺(装料高度为12mm、加热板温度45℃、干燥箱压力为40Pa)使水分降低到4％以下，干燥过程中原料温度不得高于60℃；低温烘干工艺是为了减少蛋白质的变性；
(3)破碎、调质：向步骤(2)烘干所得椰子片中加水，控制椰子油原料的水分含量为12％，室温下，对椰子肉进行破碎，控制椰蓉的粒径(D50)为200～400μm；
(4)冷榨：利用3次压榨将冷榨饼的含油降至8％；冷榨制油采用新型榨油设备(德国KOMET冷榨机)，单头处理量为6kg/h；
(5)低温粉碎：经冷榨后所得椰子饼粕经过液氮低温粉碎，得到超微椰子粉；
(6)调配：按照速溶高纤椰子粉包括的成分及其质量比分别为：超微椰子粉90份，甜味剂8份，植物脂末(葡萄糖15份，氢化植物油40份，酪蛋白25份，羧甲基淀粉30份)10份，速溶剂(环糊精)3份，乳化剂(松香酸聚氧乙烯酯)10份，抗结剂(硅铝酸钠)0.01份。按照各组成成分以及质量比进行精确的称重；将称量的超微粉碎椰子粉以及各组分投入搅拌机内，控制搅拌机的温度在10℃，搅拌机转速调制在40r/min，搅拌30min，实现各组分的充分混合，制备得到速溶高纤椰子粉；
(7)包装：将调配后得到的速溶高纤椰子粉放置在包装机内，调节包装机每次出料在320g，对速溶椰子粉进行包装。
实施例3
本实施例的一种冷压榨耦合低温粉碎制备速溶高纤椰子粉的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)清选、切片：清选的目的是除去原料椰肉中的各种杂质，如：铁块、石块、土块等，原料杂质含量不得超过0.2％；清洗完毕后切片，将椰肉片切成3～4mm椰子片；
(2)烘干：将步骤(1)所得椰子片烘干，采用低温烘干工艺使水分降低到4％以下，干燥过程中原料温度不得高于60℃；低温烘干工艺是为了减少蛋白质的变性；
(3)破碎、调质：向步骤(2)烘干所得椰子片中加水，控制椰子油原料的水分含量为10％，室温下，对椰子肉进行破碎，控制椰蓉的粒径(D50)为200～400μm；
(4)冷榨：利用二次压榨将冷榨饼的含油降至6％；冷榨制油采用新型榨油设备(德国KOMET冷榨机)，单头处理量为6.9kg/h；
(5)低温粉碎：经冷榨后所得椰子饼粕经过液氮低温粉碎，得到超微椰子粉；
(6)调配：按照速溶高纤椰子粉包括的成分及其质量比分别为：超微椰子粉85份，甜味剂6份，植物脂末(葡萄糖10份，氢化植物油30份，酪蛋白20份，羧甲基淀粉20份)5份，速溶剂(麦芽糊精)2份，乳化剂(松香酸聚氧乙烯酯)5份，抗结剂(硅铝酸钠)0.006份。按照各组成成分以及质量比进行精确的称重；将称量的超微粉碎椰子粉以及各组分投入搅拌机内，控制搅拌机的温度在5℃，搅拌机转速调制在45r/min，搅拌60min，实现各组分的充分混合，制备得到速溶高纤椰子粉；；
(7)包装：将调配后得到的速溶高纤椰子粉放置在包装机内，调节包装机每次出料在260g，对速溶椰子粉进行包装。
将本发明方法制得的速溶椰子粉的椰子油得率与溶剂提取法提取得到的椰子油得率与理化性质分别进行了测试，测试结果如表1所示，其中：所述溶剂法提取椰子油方法如下：将5克椰子粉用200mL正己烷按照1：40料液比在80℃下提取10小时。使用旋转真空蒸发器在60℃收集得到椰子油。
由表1可知，两种方法所得椰子油的理化性质均符合国标法的要求，其中溶剂提取法所得椰子油中的酸价、游离脂肪酸、过氧化值、p-茴香胺值、总氧化值和碘值主要理化指标均高于冷榨法所得椰子油中的理化指标，而皂化价和得率则略低于冷榨法所得椰子油。表明冷榨椰子油方法所得椰子油品质略好于溶剂法。
表1不同提取方法对椰子油得率与理化性质的影响
两种椰子油脂肪酸组成测定结果见表2，由表2可知，两种椰子油中均以月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和油酸为主，其中月桂酸含量最高，这和椰子油的标准基本一致，此外，冷榨椰子油中的月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸含量略高于溶剂法所得椰子油，而油酸含量则比溶解法所得椰子油略低。
表2椰子油中脂肪酸成分分析表
两种椰子油醛类物质含量及组成测定结果见表3，由表3可知，冷榨椰子油中的辛醛、壬醛、癸醛和醛类物质总量均低于溶剂法所得椰子油，而反-2-十一碳烯醛含量则略高于溶剂法所得椰子油。表明冷榨法有利于控制椰子油中危害物质醛类物质的形成，品质更好。
表3不同提取方法对椰子油醛类物质含量与组成的测定结果(μg/L)
本发明还对提取完椰子油的椰子粕中的氨基酸组成进行了测定，测试结果如表4所示，表4结果表明，冷榨法所得椰子油中的主要必须氨基酸的总量均高于溶剂提取法，表明冷榨法对椰子粕中蛋白质和氨基酸组成影响较小，能更好的保留椰子粕中的营养成分。
表4不同提取方法对椰子粕中氨基酸组成的影响
采用DPPH方法对两种提取方法所得椰蓉对DPPH自由基清除作用进行了对比分析和测定表明，冷榨法和溶解法所得椰蓉对DPPH自由基清除作用的IC50分别是1.773mg/mL和2.447mg/mL，表明冷榨法所得椰蓉比溶解法所得椰蓉对DPPH自由基清除作用要强，进一步说明，冷榨法对椰蓉中活性物质保留效果要好于溶剂法。
表5两种提取方法所得椰蓉对DPPH自由基清除作用结果对比表
综上可以看出，通过对比分析冷榨法和溶剂法所得椰子油理化性质、脂肪酸组成、醛类物质组成以及椰子粕中氨基酸组成与对DPPH清除作用，冷榨法相比于溶剂法，不仅不仅更能够保持椰子油品质，也更能够保留椰子粕中的主要营养成分与活性成分，而且能够降低椰子油和椰子粕中溶剂残留的风险，海南更好地保留椰子的原始风味。因此，不仅说明冷榨法更适合于椰子中椰子油提取，也进一步说明印证了本专利选择冷榨椰子油后所得椰子粕开发速溶性椰子粉的可行性和合理性。
