阅读说明：本技术 一种稳定米糠品质的方法 (Method for stabilizing rice bran quality ) 是由 周宝龙 周子恒 崔译丹 周竞涛 唐欣 王艳龙 周佳 周艳平 袁秦 于 2018-09-11 设计创作，主要内容包括：一种稳定米糠品质的方法,使用脉冲磁场杀菌装置,以米糠为样品,其灭酶及杀菌方法是将米糠物料从进料管道放入玻璃管中；设置电容器充电电压400-450V,设置延时接通功能模块充放电周期T<Sub>1</Sub>、T<Sub>2</Sub>、T<Sub>3</Sub>、T<Sub>4</Sub>合计时间为9.5-10.6s,设置脉冲磁场作用次数为25-30次,线圈产生的脉冲磁场对玻璃管中的米糠物料进行灭酶杀菌处理,任何米糠物料由传动螺旋搅拌轴从玻璃管输送到储料仓,完成米糠物料连续灭酶、杀菌处理和输出过程。该发明能够连续完成米糠物料的灭酶杀菌过程,脂肪酶活动度大幅度降低,脂肪酸值降低5.0mg/100g以上,提高了米糠的品质稳定性。(A method for stabilizing rice bran quality uses a pulsed magnetic field sterilization device, takes rice bran as a sample, and the enzyme deactivation and sterilization method comprises the steps of putting rice bran materials into a glass tube from a feeding pipeline; setting the charging voltage of the capacitor to 400-450V and setting the charging and discharging period T of the delay connection functional module 1 、T 2 、T 3 、T 4 The total time is 9.5-10.6s, the action times of the pulse magnetic field is set to be 25-30 times, the pulse magnetic field generated by the coil carries out enzyme deactivation and sterilization treatment on the rice bran materials in the glass tube, any rice bran materials are conveyed to the storage bin from the glass tube through the transmission spiral stirring shaft, and the processes of continuous enzyme deactivation, sterilization treatment and output of the rice bran materials are completed. The invention can continuously complete the enzyme deactivation and sterilization process of the rice bran material, greatly reduce the activity of lipase, reduce the fatty acid value by more than 5.0mg/100g, and improve the quality stability of the rice bran.)

一种稳定米糠品质的方法

技术领域

本发明属于粮食加工技术领域，具体地涉及一种稳定米糠品质的方法。

背景技术

稻谷是我国主要的粮食作物，其加工副产品米糠的重量虽仅占稻谷重量的5％～5.5％，却富含稻谷64％的营养功能成分，其中脂肪占15％～22％、蛋白质占12％～16％、粗纤维占7％～9％、可溶性氮浸出物占38％～43％、灰分占8％～12％、水分占9％～14％。用米糠加工精制而得的米糠油中含有38％左右的亚油酸和40％左右的油酸，亚油酸和油酸的比例为1∶1.1，从现代营养学的观点看，这一比例的油脂具有较高的营养价值。米糠油中不皂化的脂类总含量达到4.2％，尤其是γ-谷维醇的含量居各种食用油之首，它能够有效降低人体血清胆固醇、防治心脑血管疾病。因此，米糠油是一种功能性优质食用植物油，其营养价值远超过花生油、大豆油、菜籽油等其它植物油。

但米糠细胞内脂肪酶对米糠油品质会造成影响，导致米糠油提取率过低或失去提取价值，这是目前米糠加工行业所面临的技术困境。纵观国内外米糠储藏稳定技术的研究，有相当一部分集中在米糠储藏条件的控制上，包括水分、温度、真空、气调和熏蒸等。虽然获得一定效果，其中日本的低温储藏技术已十分成熟，低温储藏被认为是米糠储藏的最好方法。但是，整个储运体系的投入维护成本高，不适宜普及推广，而且不能从根本上抑制米糠的品质劣变，这归因于米糠中脂肪酶酶活。

因此，一种快速、经济稳定米糠脂肪酶酶活和改善食用品质的处理方法，显得尤为重要。近年来国内外也有不少研究者致力于米糠灭酶稳定技术的研究，先后有热处理、有机溶剂处理、乙醇稳定、辐照稳定、过热蒸汽稳定等方法，但是化学试剂的残留、辐照的安全性以及热处理营养成分的损失等，使得米糠稳定技术的研究停滞不前。

磁场杀菌是一种物理冷杀菌技术，是使用磁场对食品杀菌，具有杀菌物料的不加热、时间短，无漏磁问题，功率消耗低，杀菌效率高，杀菌效果好，易于控制，穿透能力强及杀菌彻底等特点，对食品进行杀菌的同时能很好地保持食品的营养成分和口味，且无有害物质残留等特点，因此脉冲磁场杀菌在冷杀菌工艺中有着广阔的市场潜力。大量的研究表明高强度脉冲磁场杀菌在食品、水处理等行业有很重要的应用价值。目前，我国对脉冲磁场杀菌装置的研究还处于实验室阶段，所采用的放电压太高，一般从几千伏到几万伏。如此高的电压给操作者带来了极大的不方便，安全性能也比较差，这些都阻碍了脉冲磁场在杀菌领域中的研究和发展，更限制了其在工业生产中的应用和推广。低压脉冲磁场杀菌技术依然是个技术问题。

如何研究出电压低、安全性能好的脉冲磁场杀菌装置，并应用到对米糠进行灭酶、灭菌处理，提高米糠的稳定性效果的技术方法依然是个技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是磁场杀菌装置，由脉冲电场发生系统、脉冲磁场作用系统和控制器组成，其特征在于：所述的脉冲电场发生系统由输入电线、调压器、升压器、整流器、限流器、充电开关、充电电路、充电回路和电容器组成；输入电线与调压器连接，调压器与升压器通过电路连接，升压器与整流器、限流器通过电路连接，在整流器与电容器之间通过充电电路、充电回路连接，在充电电路上安装有充电开关；

所述的脉冲电场发生系统，输入电线为220V交流电，经过调压器稳定电压后再经升压器升高电压和限流器限流，得到了电压和电流满足要求的交流电，该交流电经过整流器整流成为直流电源，当充电开关闭合时，直流电源对电容器进行充电，当充电开关断开时，充电结束。

优选地，所述的限流器为360μF的交流电容；

优选地，所述的整流器为高压整流硅堆；

优选地，所述的电容器为4个10000μF的电解电容器，采用低压充电技术，充电电压在400～450V范围内连续可调；

图2所示，所述的脉冲磁场作用系统由放电开关、放电电路、放电回路、冷却水夹层罐、玻璃管、线圈、螺旋搅拌轴、电机、储料仓、挡棒及基座组成；所述的线圈与电容器通过放电电路、放电回路连接，在放电电路上安装有放电开关；所述的冷却水夹层罐为圆柱形夹层结构，线圈安装在冷却水夹层罐的夹层套中，在冷却水夹层罐的内腔中安装有玻璃管，在玻璃管的内腔中固定套装有挡棒，玻璃管的内腔与挡棒之间的空间作为米糠物料的灭酶杀菌工作空间，玻璃管的内腔下端安装有螺旋搅拌轴，螺旋搅拌轴与电机连接；冷却水夹层罐、玻璃管以及电机固定在基座上；玻璃管的上面安装有进料管道，玻璃管的下端安装有出料管道，出料管道为米糠物料出口，出料管道的下方放置有储料仓；在冷却水夹层罐的夹层套上、下端分别安装有冷却水出口和冷却水进口，冷却水出口和冷却水进口对称安装在冷却水夹层罐的夹层套的左、右端或前、后端；

所述的线圈，优选的线圈层数为4，匝数为80；

所述的挡棒，其腰部为圆柱体结构，顶部为圆锥体，玻璃管的内腔直径与挡棒的外径差控制在1.0-1.5cm；

脉冲磁场作用系统的具体工作过程：米糠物料由进料管道均速放入玻璃管中，放电开关导通，放电回路导通，电容器开始对线圈进行放电，线圈产生的脉冲磁场对米糠物料进行灭酶杀菌处理，循环冷却水通过冷却水进口进入冷却水夹层罐的夹层套中，循环冷却水在冷却水夹层罐的夹层套中将线圈冷却，循环冷却水再通过冷却水出口排出，排出的循环冷却水经过冷却后再次循环利用；启动电机，电机传动螺旋搅拌轴旋转，将米糠物料从玻璃管中经过出料管道输送到储料仓中，完成米糠物料的输出过程；

所述的螺旋搅拌轴，其旋转输送米糠物料的速度与米糠物料在玻璃管中的灭酶杀菌处理时间相匹配，并与进料管道输入米糠物料的速度相匹配；

所述的控制器由延时接通功能模块、输入端I、输入端II、输出端I、输出端II组成，延时接通功能模块用于调整充电和放电周期；延时接通功能模块两端连接有输入端I、输入端II、输出端I、输出端II，输入端I与充电电路连接，输入端II与放电电路连接，输出端I与充电开关连接，输出端II与放电开关连接；

所述的延时接通功能模块用于调整充电和放电周期，具体工作过程：延时接通功能模块设置有4个定时周期：T₁、T₂、T₃、T₄，充放电周期为T₁、T₂、T₃、T₄的合计时间，T₁、T₂、T₃、T₄在0.1-10s范围内调整；当输入端I、输入端II接通后，延时接通功能模块的定时工作开始运行，整流器经过T₁时间工作，当输入端I变为高电平后，延时接通功能模块接通充电开关开始充电，充电时间为T₂，充电结束，延时接通功能模块切断充电开关，充电开关由接通为断开；接着，延时接通功能模块经过T₃时间间隔，间隔时间结束，延时接通功能模块接通放电开关开始放电，放电时间为T₄，放电结束，延时接通功能模块切断放电开关，放电开关由接通为断开，由此一个充电、放电周期结束，循环往复即可完成充电放电工作过程；T₂与T₄之间有一个T₃时间间隔，避免了充电与放电同时进行，保护了线路安全。

本发明的另一个目的是一种稳定米糠品质的方法，使用脉冲磁场杀菌装置，以米糠为样品，其灭酶及杀菌方法在于以下步骤：

(1)准备：将米糠物料13从进料管道放入玻璃管中；开冷却水，冷却水从冷却水出口进入到冷却水夹层罐的夹层套中；

(2)调整设置脉冲磁场杀菌装置参数：设置电容器充电电压400-450V，设置延时接通功能模块充放电周期T₁、T₂、T₃、T₄合计时间为9.5-10.6s，具体T₁为0.1-0.5s、T₂为4-5s、T₃为0.5-1s、T₄为4-5s，设置脉冲磁场作用次数为25-30次，米糠物料在玻璃管中的有效停留杀菌时间为237.5s-318s；根据米糠物料在玻璃管中的有效停留杀菌时间调整电机转速，进而控制螺旋搅拌轴速度和米糠物料从玻璃管中出料速度，即螺旋搅拌轴旋转输送米糠物料的速度，与米糠物料在玻璃管中的灭酶杀菌处理时间相匹配，进料管道的进料速度与出料速度向匹配；

(3)灭酶及杀菌：开启脉冲磁场杀菌装置电源开关接通电源，对玻璃管米糠物料进行脉冲磁场杀菌处理；然后启动电机，电机传动螺旋搅拌轴旋转，将米糠物料从玻璃管中经过出料管道输送到储料仓中，连续完成米糠物料的灭酶、灭菌过程；

(4)检测：杀菌后的物料经酶活力度、脂肪酸值检测。

本发明的积极效果：

1、该发明的脉冲磁场杀菌装置，电压低，安全性能好，能够连续完成米糠物料的灭酶杀菌过程，操作简单；

2、应用脉冲磁场杀菌装置对米糠进行灭酶、灭菌处理，灭酶、灭菌效果好，不仅提高米糠的稳定性效果，而且具有处理迅速、均匀、对营养成分影响小等优点。

附图说明

图1为本发明的脉冲电场发生系统电路原理示意图；

图2为本发明的脉冲磁场作用系统示意图；

图3为本发明的控制器示意图；

附图说明，1-输入电线、2-调压器、3-升压器、4-整流器、5-限流器、6-充电开关、7-电容器、8-放电开关、9-冷却水夹层罐、10-进料管道、11-玻璃管、12-线圈、13-米糠物料、14-冷却水进口、15-冷却水出口、16-螺旋搅拌轴、17-电机、18-出料管道、19-储料仓、20-基座，21-延时接通功能模块，22-充电电路，23-充电回路，24-放电电路，25-放电回路，26-输入端I，27-输入端II，28-输出端I，29-输出端II，30-挡棒；

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1

脉冲磁场杀菌装置，由脉冲电场发生系统、脉冲磁场作用系统和控制器组成，其特征在于：所述的脉冲电场发生系统由输入电线1、调压器2、升压器3、整流器4、限流器5、充电开关6、充电电路22、充电回路23和电容器7组成；如图1所示，输入电线1与调压器2连接，调压器2与升压器3通过电路连接，升压器3与整流器4、限流器5通过电路连接，在整流器4与电容器7之间通过充电电路22、充电回路23连接，在充电电路22上安装有充电开关6；

所述的脉冲电场发生系统，其工作过程为：输入电线1为220V交流电，经过调压器2稳定电压后再经升压器3升高电压和限流器5限流，得到了电压和电流满足要求的交流电，该交流电经过整流器4整流成为直流电源，当充电开关6闭合时，直流电源对电容器7进行充电，当充电开关6断开时，充电结束。

优选地，所述的限流器5为360μF的交流电容；

优选地，所述的整流器4为高压整流硅堆；

优选地，所述的电容器7为4个10000μF的电解电容器，采用低压充电技术，充电电压在400～450V范围内连续可调，单次脉冲的能量为3.80-4.00kJ；

图2所示，所述的脉冲磁场作用系统由放电开关8、放电电路24、放电回路25、冷却水夹层罐9、玻璃管11、线圈12、螺旋搅拌轴16、电机17、储料仓19、挡棒30及基座20组成；所述的线圈12与电容器7通过放电电路24、放电回路25连接，在放电电路24上安装有放电开关8；所述的冷却水夹层罐9为圆柱形夹层结构，线圈12安装在冷却水夹层罐9的夹层套中，在冷却水夹层罐9的内腔中安装有玻璃管11，在玻璃管11的内腔中固定套装有挡棒30，玻璃管11的内腔与挡棒30之间的空间作为米糠物料13的灭酶杀菌工作空间；玻璃管11的内腔下端套装有螺旋搅拌轴16，螺旋搅拌轴16与电机17连接；冷却水夹层罐9、玻璃管11以及电机17固定在基座20上；玻璃管11的上面安装有进料管道10，玻璃管11的下端安装有出料管道18，出料管道18为米糠物料13出口，出料管道18的下方放置有储料仓19；在冷却水夹层罐9的夹层套上、下端分别安装有冷却水出口15和冷却水进口14，冷却水出口15和冷却水进口14对称安装在冷却水夹层罐9夹层套的左、右端或前、后端；

所述的线圈12，优选的线圈层数为4，匝数为80；

所述的挡棒30，其腰部为圆柱体结构，顶部为圆锥体，玻璃管11的内腔直径与挡棒30的外径差控制在1.0-1.5cm，米糠物料13从进料管道10放入玻璃管11中，通过挡棒30的阻碍将米糠物料13薄层均匀地充填在玻璃管11的内腔与挡棒30之间的空间；

脉冲磁场作用系统的具体工作过程：米糠物料13由进料管道10均速放入玻璃管11中，放电开关8导通，放电回路25导通，电容器7开始对线圈12进行放电，线圈12产生的脉冲磁场对米糠物料13进行灭酶杀菌处理，循环冷却水通过冷却水进口14进入冷却水夹层罐9夹层套中，循环冷却水在冷却水夹层罐9夹层套中将线圈12冷却，循环冷却水再通过冷却水出口15排出，排出的循环冷却水经过冷却后再次循环利用；启动电机17，电机17传动螺旋搅拌轴16旋转，将米糠物料13从玻璃管11中经过出料管道18输送到储料仓19中，完成米糠物料13的输出过程；

所述的螺旋搅拌轴16，其旋转输送米糠物料13的速度与米糠物料13在玻璃管11中的灭酶杀菌处理时间相匹配，并与进料管道10输入米糠物料13的速度相匹配，使米糠物料13灭酶杀菌处理结果符合技术标准指标；

所述的控制器由延时接通功能模块21、输入端I26、输入端II27、输出端I28、输出端II29组成，延时接通功能模块21用于调整充电和放电周期；如图3所示，延时接通功能模块21两端连接有输入端I26、输入端II27、输出端I28、输出端II29，其中输入端I26与充电电路22连接，输入端II27与放电电路24连接，输出端I28与充电开关6连接，输出端II29与放电开关8连接；

所述的延时接通功能模块21用于调整充电和放电周期，具体工作过程：延时接通功能模块21设置有4个定时周期：T₁、T₂、T₃、T₄，充放电周期为T₁、T₂、T₃、T₄的合计时间，T₁、T₂、T₃、T₄在0.1-10s范围内调整；当输入端I26、输入端II27接通后，延时接通功能模块21的定时工作开始运行，整流器4经过T₁时间工作，当输入端I26变为高电平后，延时接通功能模块21接通充电开关6开始充电，充电时间为T₂，充电结束，延时接通功能模块21切断充电开关6，充电开关6由接通为断开；接着，延时接通功能模块21经过T₃时间间隔，间隔时间结束，延时接通功能模块21接通放电开关8开始放电，放电时间为T₄，放电结束，延时接通功能模块21切断放电开关8，放电开关8由接通为断开，由此一个充电、放电周期结束，循环往复即可完成充电放电工作过程；T₂与T₄之间有一个T₃时间间隔，避免了充电与放电同时进行，保护了线路安全。

实施例2

一种稳定米糠品质的方法，使用脉冲磁场杀菌装置，以米糠为样品，其灭酶及杀菌方法在于以下步骤：

(1)准备：将米糠物料13从进料管道10放入玻璃管11中；开冷却水，冷却水从冷却水出口15进入到冷却水夹层罐9夹层套中；

(2)调整设置脉冲磁场杀菌装置参数：充电电压400V，设置延时接通功能模块21充放电周期T₁、T₂、T₃、T₄合计时间为10.6s：T₁为0.1s、T₂为5s、T₃为0.5s、T₄为5s：设置脉冲磁场作用次数为30次，米糠物料13在玻璃管11中的有效停留杀菌时间为318s(充放电周期为10.6s×脉冲磁场作用次数30次)；根据米糠物料13在玻璃管11中的有效停留杀菌时间调整电机17转速，进而控制螺旋搅拌轴16速度和米糠物料13从玻璃管11中出料速度，即螺旋搅拌轴16旋转输送米糠物料13的速度，与米糠物料13在玻璃管11中的灭酶杀菌处理时间相匹配，进料管道10的进料速度与出料速度向匹配；

(3)灭酶及杀菌：开启脉冲磁场杀菌装置电源开关接通电源，对玻璃管11米糠物料13进行脉冲磁场杀菌处理；然后启动电机17，电机17传动螺旋搅拌轴16旋转，将米糠物料13从玻璃管11中经过出料管道18输送到储料仓19中，连续完成米糠物料13杀菌过程；注意收集第一次放入玻璃管11底部的未进行杀菌的米糠物料13，需要重复回收进行灭酶杀菌处理。

(4)检测：杀菌后的物料经酶活力度、脂肪酸值检测。

实施例3

一种稳定米糠品质的方法，使用脉冲磁场杀菌装置，以米糠为样品，其灭酶及杀菌方法在于以下步骤：

(1)准备：将米糠物料13从进料管道10放入玻璃管11中；开冷却水，冷却水从冷却水出口15进入到冷却水夹层罐9夹层套中；

(2)调整设置脉冲磁场杀菌装置参数：充电电压425V，设置延时接通功能模块21充放电周期T₁、T₂、T₃、T₄合计时间为10s，其中T₁为0.3s、T₂为4.5s、T₃为0.7s、T₄为4.5s；设置脉冲磁场作用次数为27次，米糠物料13在玻璃管11中的有效停留杀菌时间为270s(充放电周期为10s×脉冲磁场作用次数27次)；根据米糠物料13在玻璃管11中的有效停留杀菌时间调整电机17转速，进而控制螺旋搅拌轴16速度和米糠物料13从玻璃管11中出料速度，即螺旋搅拌轴16旋转输送米糠物料13的速度，与米糠物料13在玻璃管11中的灭酶杀菌处理时间相匹配，进料管道10的进料速度与出料速度向匹配；

(3)灭酶及杀菌：开启脉冲磁场杀菌装置电源开关接通电源，对玻璃管11米糠物料13进行脉冲磁场杀菌处理；然后启动电机17，电机17传动螺旋搅拌轴16旋转，将米糠物料13从玻璃管11中经过出料管道18输送到储料仓19中，连续完成米糠物料13杀菌过程；注意收集第一次放入玻璃管11底部的未进行杀菌的米糠物料13，需要重复回收进行灭酶杀菌处理。

(4)检测：杀菌后的物料经酶活力度、脂肪酸值检测。

实施例4

一种稳定米糠品质的方法，使用脉冲磁场杀菌装置，以米糠为样品，其灭酶及杀菌方法在于以下步骤：

(1)准备：将米糠物料13从进料管道10放入玻璃管11中；开冷却水，冷却水从冷却水出口15进入到冷却水夹层罐9夹层套中；

(2)调整设置脉冲磁场杀菌装置参数：充电电压450V，设置延时接通功能模块21充放电周期T₁、T₂、T₃、T₄合计时间为9.5s，其中T₁为0.5s、T₂为4s、T₃为1s、T₄为4s：设置脉冲磁场作用次数为25次，米糠物料13在玻璃管11中的有效停留杀菌时间为237.5s(充放电周期为9.5s×脉冲磁场作用次数25次)；根据米糠物料13在玻璃管11中的有效停留杀菌时间调整电机17转速，进而控制螺旋搅拌轴16速度和米糠物料13从玻璃管11中出料速度，即螺旋搅拌轴16旋转输送米糠物料13的速度，与米糠物料13在玻璃管11中的灭酶杀菌处理时间相匹配，进料管道10的进料速度与出料速度向匹配；

(3)灭酶及杀菌：开启脉冲磁场杀菌装置电源开关接通电源，对玻璃管11米糠物料13进行脉冲磁场杀菌处理；然后启动电机17，电机17传动螺旋搅拌轴16旋转，将米糠物料13从玻璃管11中经过出料管道18输送到储料仓19中，连续完成米糠物料13杀菌过程；注意收集第一次放入玻璃管11底部的未进行杀菌的米糠物料13，需要重复回收进行灭酶杀菌处理。

(4)检测：杀菌后的物料经酶活力度、脂肪酸值检测。

对比例1：未作处理

称取米糠100g，进行脂肪酶活动度、脂肪酸值的测定。

检测结果

检测结果见表1：脂肪酶活动度采用GB/T5523粮食、油料的脂肪酶活动度的测定方法，脂肪酸值采用GB/T20569稻谷脂肪酸值测定方法。

表1

项目	脂肪酶活动度(以干基、KOH计，mg/g)	脂肪酸值(以干基、KOH计，mg/100g)
			实施例2	5.9	32.0
实施例3	6.8	30.2
			实施例4	6.0	31.2
对比例1	168	36.2

实施例2、3、4与对比例1未处理相比，脂肪酶活动度大幅度降低，脂肪酸值降低5.0mg/100g以上，提高了米糠的品质稳定性；

该发明的脉冲磁场杀菌装置，应用到米糠进行灭酶、灭菌处理，安全性能好，操作简单，不仅提高米糠的稳定性效果，而且具有处理迅速、均匀、对营养成分影响小等优点。