一、蒸炒概念及方法
(一)蒸炒的概念
蒸炒是将生胚经过加水(湿润)、加热(蒸胚)、干燥(炒胚)等处理,使之成为熟胚的工艺过程。
在油脂制取工艺过程中,蒸炒工序是一道十分重要的工序。在蒸炒过程中,料胚的结构在破碎工序和轧胚工序受到初步破坏的基础上,继续发生一系列变化。例如,细胞进一步受到破坏,蛋白质凝固变性,磷脂、棉酚的离析、结合等,这些变化不仅有利于油脂从料胚中被提取出来,而且有利于毛油质量的提高。
(二)蒸炒的方法
料胚蒸炒的方法可分为湿润蒸炒法、高水分蒸炒法和加热一蒸胚三种。
二、蒸炒的作用
(一)破坏细胞
生胚是油料经过清理,大颗粒油料经过破碎后,再经过轧胚得到的胚片。油料通过破碎和轧胚工序加工以后,其细胞结构已经受到一定程度的破坏。如前所述,主要是其细胞壁部分受到破坏。
生胚进入蒸炒工序时,其细胞结构会受到更进一步的破坏。为了阐明其被破坏的过程,有必要回顾一下油脂在油料细胞中的油体原生质内的存在状态。
油脂主要存在于细胞的油体原生质之中,它以两种状态存在:一种是游离态油脂,它以极小的微粒分布于胶束网状的通道之中,所占油脂的比例较多;另一种是结合态油脂,它与蛋白质的疏水基团相结合,被包藏在球蛋白内部,球蛋白的亲水基团则被裸露在外表面。结合态油脂所占比例较少。
蒸炒时,由于细胞中蛋白质等成分的表面具有极强的亲水基,当对生胚进行湿润时,水分便渗透进入完整的细胞内部,被蛋白质等成分吸收,并产生膨胀,在加热和机械搅拌的联合作用下,使细胞壁破裂,油体原生质外流。与此同时,原生质内的超显微通道也受到压缩,从而迫使分散在通道内的部分油脂被挤压出来,聚集在料胚的表面。在生产过程中,蒸炒后的熟胚往往可以看到油脂的闪光就是这个道理。
(二)使蛋白质凝固变性
蛋白质变性是在外界条件(温度、水分、压力等)的影响下,因其结构受到破坏而导致物理、化学,性质发生变化的情况。蛋白质变性后,凝结成固态,溶解度下降,故又称凝固变性。蒸炒过程中,在温度和水分的作用下,蛋白质的亲水基吸水膨胀,稳定的结构受到破坏而变性,这时蛋白质的亲水基互相吸引而凝聚,导致其结构重新排列。这样,原来被包围在球蛋白内部的油脂被翻到外围。因此,油脂就比较容易被提取出来。实验和生产都己证明,蛋白质变,性程度越高,出油率也越高。
影响蛋白质变性程度的因素有以下三个方面:
一是温度。
蛋白质的变性程度,随温度升高而增大。当温度升至了70—135℃范围时,蛋白质的变性速度较快。当温度超过135℃时,蛋白质变性速度缓谩,且会使料胚焦化,影响油和饼的质量。因此,蒸炒温度一般不超过130℃。
二是水分。
当蒸炒的温度和时间相同时,棉籽蛋白质的变性程度随蒸炒水分的增高而增大。由此可知,高水分蒸炒法有利于蛋白质充分变性。
三是蒸炒时间。
当蒸炒温度和湿润水分一定时,蒸炒时间越长,蛋白质变性程度越高。一般在开始阶段变性较快,因此,生产实践中蒸炒时间也不宜太长,立式五层蒸炒锅蒸炒用于压榨的料胚时,其蒸炒时间一般控制在60分钟左右。
(三)使磷脂吸水膨胀
1.磷脂在油料中的存在状态
磷脂在油料中是以游离态和结合态两种形式存在的。其中结合状态的磷脂系指磷脂与蛋白质、糖类等物质相结合而成的复合物。至于结合磷脂和游离磷脂的含量,通常前者要比后者多一些。因此,毛油中的磷脂含量不仅取决于油料本身的磷脂含量,而且也取决于磷脂,尤其是结合磷脂在蒸炒过程中的变化情况。
2.磷脂在蒸炒过程中的变化
一般说来,磷脂与油脂一样,当它和蛋白质的疏水基团结合在一起时,主要存在于其内部。当蒸炒时,由于蛋白质凝固变性,其结构受到破坏,从而使与蛋白质疏水基团结合花一起的磷脂被"释放"出来。这一部分磷脂在制油时就可溶于油脂之中,为何热榨大豆油较冷榨大豆油中的磷脂含量较高,其原因就在于此,但是,如果在蒸炒过程中使料胚尽量"吃足"水分,并让其内的这一部分磷脂首先吸水膨胀而成凝聚状态,此时经吸水膨胀而凝聚的磷脂就不再溶于油脂之中,因此,在制油时这些磷脂就留于饼粕之内而减少了其在毛油中的含量。
综上所述,在蒸炒过程中若能尽量增大料胚的含水量并使磷脂吸水膨胀,这对于降低毛油中的磷脂含量,进一步地提高毛油质量具有很大的意义。尤其是在加工棉籽时,对毛棉油质量的提高具有更加明显的作用。
(四)使棉酚与蛋白质相结合
棉仁中通常含有1.4%-2.1%(以干物料计)的棉酚,棉壳中也含有少量的棉酚(一般小于0.01%)。由于棉酚在湿润蒸炒过程中受到水、热和空气的作用,会产生很复杂的化学变化。这些变化将直接影响到毛油的色泽、精炼过程中脱除棉酚的难易程度,同时对精炼率也有影响。因而有必要对棉酚在湿润蒸炒以及高水分蒸炒过程中的变化情况进行讨论。
1.棉酚的结构
棉酚的分子式为C30H30O8,,分子量518。
2.棉酚的性质
(1)物理性质。棉酚为黄色晶体物质,是一种有毒的酚型色素。它通常是以游离态和结合态两种形式存在的。以游离态存在的棉酚称为游离棉酚,或简称棉酚。以结合态存在的棉酚称为结合棉酚。
游离棉酚易溶于油脂、乙醚、氯仿、丙酮等溶剂,不溶于水,具有毒性;结合棉酚不溶于油脂,但与磷脂生成的结合物(结合棉酚)能溶于油脂,它不具毒性。
(2)化学性质。
①与碱中和生成盐。棉酚分子中具有两个荼核、两个醛基和6个羟基。六个羟基中,有两个与醛基邻位的羟基具有酸性。它能与碱作用生成一种能溶于水而不能溶于油脂和有机溶剂的盐类。油脂在碱炼过程中,这种盐即可与皂脚一起被除去。
②与苯胺作用生成二苯胺棉酚。游离棉酚的两个活性醛基,可与两个苯胺分子缩合而放出两分子水,生成二苯胺棉酚。这个反应常用作棉酚定量分析的基础。因为二苯胺棉酚难溶于有机溶剂,更难溶解于石油醚。
③棉酚的变性。棉酚在水、热、空气和日光等的作用下,会失去活性醛基而使其化学性质发生改变。这种现象称为棉酚的变性。这种改变了原来化学性质的棉酚则叫变性棉酚。
变性棉酚呈中性,不能再与碱起中和反应,也不能与苯胺作用。其色泽比游离棉酚深,呈棕红色或棕黑色。可见含于棉油中的变性棉酚会使油色变深,且在碱炼过程中也难去除。因此,在制油过程中应尽量避免变性棉酚的产生。
④与磷脂结合生成结合棉酚。游离棉酚能与磷脂作用生成结合棉酚。这种结合棉酚对棉油色泽的影响程度,比单独的变性棉酚的影响要严重得多。因此,在制油过程中同样要尽量避免游离棉酚与磷脂相结合。
⑤与蛋白质结合生成结合棉酚。游离棉酚能与蛋白质结合生成结合棉酚。它的着色能力也扌民强。因蛋白质不溶于或极难溶于油脂,所以这种结合棉酚只能留于固体物料中,因已失去毒性,故可用作饲料。因此,蒸炒过程中棉酚与蛋白质形成结合棉酚是我们所希望的。不过,被结合的那部分蛋白质已失去营养价值。
3.棉酚在蒸炒过程中的人为控制
通过以上对棉酚理化性质的分析,我们看到,棉酚的性质有些对生产过程有利,如:与碱竹用生成盐,与蛋白质相结合生成结合棉酚。也有些对生产不利,如游离棉酚变性,与磷脂相绳合,这两点都会便油色变深。然而棉酚和磷脂是棉籽中的固有物质,在制油过程中不可避免地会有一部分转入油中。那么,在制油过程中能否采取有效措施,使棉酚和磷脂的含量减少到最低的限度呢?
解决这个问题的方法就是高水分蒸炒法。在蒸炒之初的湿润阶段,先加足水分,让其达到18%—22%(而湿润蒸炒法为12%—18%)。这样,一方面使磷脂首先吸水膨胀而留于料胚中,减少了其在毛油中的含量,从而减少与棉酚结合的机会;另一方面使棉酚也比较容易与蛋白质相结合而生成结合棉酚,进而留于料胚之中。可见高水分蒸炒法特别适用于棉籽的制油生产。
(五)其他作用
1.降低油脂粘度
在蒸炒时,由于加热作用可使料胚保持较高的温度,使其内油脂的粘度降低,从而增大了油脂的流动性。因此,制油时油脂就容易被提取出来。
2.调整料胚的可塑性
在蒸炒过程中,通过水分和温度的调节作用,可使料胚具有适宜的可塑性和抗压力,以适应于不同榨膛压力的榨油机压榨制油。
一般地说,不同型号的榨油机,其榨膛压力大小是不同的,这就要求我们在蒸炒过程中,对料胚进行适当的水分和温度调节,在操作中,一般温度低、水分低时,可塑性小,抗压力就大;而温度高、水分高时可塑性就大,这时的抗压力就小。鉴此,我们通常选用高温低水分工艺,把温度和水分两个因素结合起来考虑。在控制一定温度的情况下,再来调节料胚的水分,以此达到其适宜的可塑性,进而达到理想的压榨效果。
3.对酵素的破坏作用
蒸炒过程中,由于提高了温度,使料胚内存在的酵素(酶)受到破坏,并可杀死微生物。一般酶类在温度达到80℃时即可完全被破坏,因为酶本身也是二种蛋白质,酶作用的破坏也是由于蛋白质的变性所引起的。因此,经过高温蒸炒的榨饼便于贮藏就是这个道理。比如,鲜米糠蒸炒后所含解脂酶受到破坏,贮藏一段时间后再制油,所得油的质量也不会受到大的影响。