一、蒸炒概念及方法
(一)蒸炒的概念
蒸炒是將生胚經過加水(濕潤)、加熱(蒸胚)、干燥(炒胚)等處理,使之成為熟胚的工藝過程。
在油脂制取工藝過程中,蒸炒工序是一道十分重要的工序。在蒸炒過程中,料胚的結構在破碎工序和軋胚工序受到初步破壞的基礎上,繼續發生一系列變化。例如,細胞進一步受到破壞,蛋白質凝固變性,磷脂、棉酚的離析、結合等,這些變化不僅有利于油脂從料胚中被提取出來,而且有利于毛油質量的提高。
(二)蒸炒的方法
料胚蒸炒的方法可分為濕潤蒸炒法、高水分蒸炒法和加熱一蒸胚三種。
二、蒸炒的作用
(一)破壞細胞
生胚是油料經過清理,大顆粒油料經過破碎后,再經過軋胚得到的胚片。油料通過破碎和軋胚工序加工以后,其細胞結構已經受到一定程度的破壞。如前所述,主要是其細胞壁部分受到破壞。
生胚進入蒸炒工序時,其細胞結構會受到更進一步的破壞。為了闡明其被破壞的過程,有必要回顧一下油脂在油料細胞中的油體原生質內的存在狀態。
油脂主要存在于細胞的油體原生質之中,它以兩種狀態存在:一種是游離態油脂,它以極小的微粒分布于膠束網狀的通道之中,所占油脂的比例較多;另一種是結合態油脂,它與蛋白質的疏水基團相結合,被包藏在球蛋白內部,球蛋白的親水基團則被裸露在外表面。結合態油脂所占比例較少。
蒸炒時,由于細胞中蛋白質等成分的表面具有極強的親水基,當對生胚進行濕潤時,水分便滲透進入完整的細胞內部,被蛋白質等成分吸收,并產生膨脹,在加熱和機械攪拌的聯合作用下,使細胞壁破裂,油體原生質外流。與此同時,原生質內的超顯微通道也受到壓縮,從而迫使分散在通道內的部分油脂被擠壓出來,聚集在料胚的表面。在生產過程中,蒸炒后的熟胚往往可以看到油脂的閃光就是這個道理。
(二)使蛋白質凝固變性
蛋白質變性是在外界條件(溫度、水分、壓力等)的影響下,因其結構受到破壞而導致物理、化學,性質發生變化的情況。蛋白質變性后,凝結成固態,溶解度下降,故又稱凝固變性。蒸炒過程中,在溫度和水分的作用下,蛋白質的親水基吸水膨脹,穩定的結構受到破壞而變性,這時蛋白質的親水基互相吸引而凝聚,導致其結構重新排列。這樣,原來被包圍在球蛋白內部的油脂被翻到外圍。因此,油脂就比較容易被提取出來。實驗和生產都己證明,蛋白質變,性程度越高,出油率也越高。
影響蛋白質變性程度的因素有以下三個方面:
一是溫度。
蛋白質的變性程度,隨溫度升高而增大。當溫度升至了70—135℃范圍時,蛋白質的變性速度較快。當溫度超過135℃時,蛋白質變性速度緩謾,且會使料胚焦化,影響油和餅的質量。因此,蒸炒溫度一般不超過130℃。
二是水分。
當蒸炒的溫度和時間相同時,棉籽蛋白質的變性程度隨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質充分變性。
三是蒸炒時間。
當蒸炒溫度和濕潤水分一定時,蒸炒時間越長,蛋白質變性程度越高。一般在開始階段變性較快,因此,生產實踐中蒸炒時間也不宜太長,立式五層蒸炒鍋蒸炒用于壓榨的料胚時,其蒸炒時間一般控制在60分鐘左右。
(三)使磷脂吸水膨脹
1.磷脂在油料中的存在狀態
磷脂在油料中是以游離態和結合態兩種形式存在的。其中結合狀態的磷脂系指磷脂與蛋白質、糖類等物質相結合而成的復合物。至于結合磷脂和游離磷脂的含量,通常前者要比后者多一些。因此,毛油中的磷脂含量不僅取決于油料本身的磷脂含量,而且也取決于磷脂,尤其是結合磷脂在蒸炒過程中的變化情況。
2.磷脂在蒸炒過程中的變化
一般說來,磷脂與油脂一樣,當它和蛋白質的疏水基團結合在一起時,主要存在于其內部。當蒸炒時,由于蛋白質凝固變性,其結構受到破壞,從而使與蛋白質疏水基團結合花一起的磷脂被"釋放"出來。這一部分磷脂在制油時就可溶于油脂之中,為何熱榨大豆油較冷榨大豆油中的磷脂含量較高,其原因就在于此,但是,如果在蒸炒過程中使料胚盡量"吃足"水分,并讓其內的這一部分磷脂首先吸水膨脹而成凝聚狀態,此時經吸水膨脹而凝聚的磷脂就不再溶于油脂之中,因此,在制油時這些磷脂就留于餅粕之內而減少了其在毛油中的含量。
綜上所述,在蒸炒過程中若能盡量增大料胚的含水量并使磷脂吸水膨脹,這對于降低毛油中的磷脂含量,進一步地提高毛油質量具有很大的意義。尤其是在加工棉籽時,對毛棉油質量的提高具有更加明顯的作用。
(四)使棉酚與蛋白質相結合
棉仁中通常含有1.4%-2.1%(以干物料計)的棉酚,棉殼中也含有少量的棉酚(一般小于0.01%)。由于棉酚在濕潤蒸炒過程中受到水、熱和空氣的作用,會產生很復雜的化學變化。這些變化將直接影響到毛油的色澤、精煉過程中脫除棉酚的難易程度,同時對精煉率也有影響。因而有必要對棉酚在濕潤蒸炒以及高水分蒸炒過程中的變化情況進行討論。
1.棉酚的結構
棉酚的分子式為C30H30O8,,分子量518。
2.棉酚的性質
(1)物理性質。棉酚為黃色晶體物質,是一種有毒的酚型色素。它通常是以游離態和結合態兩種形式存在的。以游離態存在的棉酚稱為游離棉酚,或簡稱棉酚。以結合態存在的棉酚稱為結合棉酚。
游離棉酚易溶于油脂、乙醚、氯仿、丙酮等溶劑,不溶于水,具有毒性;結合棉酚不溶于油脂,但與磷脂生成的結合物(結合棉酚)能溶于油脂,它不具毒性。
(2)化學性質。
①與堿中和生成鹽。棉酚分子中具有兩個荼核、兩個醛基和6個羥基。六個羥基中,有兩個與醛基鄰位的羥基具有酸性。它能與堿作用生成一種能溶于水而不能溶于油脂和有機溶劑的鹽類。油脂在堿煉過程中,這種鹽即可與皂腳一起被除去。
②與苯胺作用生成二苯胺棉酚。游離棉酚的兩個活性醛基,可與兩個苯胺分子縮合而放出兩分子水,生成二苯胺棉酚。這個反應常用作棉酚定量分析的基礎。因為二苯胺棉酚難溶于有機溶劑,更難溶解于石油醚。
③棉酚的變性。棉酚在水、熱、空氣和日光等的作用下,會失去活性醛基而使其化學性質發生改變。這種現象稱為棉酚的變性。這種改變了原來化學性質的棉酚則叫變性棉酚。
變性棉酚呈中性,不能再與堿起中和反應,也不能與苯胺作用。其色澤比游離棉酚深,呈棕紅色或棕黑色。可見含于棉油中的變性棉酚會使油色變深,且在堿煉過程中也難去除。因此,在制油過程中應盡量避免變性棉酚的產生。
④與磷脂結合生成結合棉酚。游離棉酚能與磷脂作用生成結合棉酚。這種結合棉酚對棉油色澤的影響程度,比單獨的變性棉酚的影響要嚴重得多。因此,在制油過程中同樣要盡量避免游離棉酚與磷脂相結合。
⑤與蛋白質結合生成結合棉酚。游離棉酚能與蛋白質結合生成結合棉酚。它的著色能力也扌民強。因蛋白質不溶于或極難溶于油脂,所以這種結合棉酚只能留于固體物料中,因已失去毒性,故可用作飼料。因此,蒸炒過程中棉酚與蛋白質形成結合棉酚是我們所希望的。不過,被結合的那部分蛋白質已失去營養價值。
3.棉酚在蒸炒過程中的人為控制
通過以上對棉酚理化性質的分析,我們看到,棉酚的性質有些對生產過程有利,如:與堿竹用生成鹽,與蛋白質相結合生成結合棉酚。也有些對生產不利,如游離棉酚變性,與磷脂相繩合,這兩點都會便油色變深。然而棉酚和磷脂是棉籽中的固有物質,在制油過程中不可避免地會有一部分轉入油中。那么,在制油過程中能否采取有效措施,使棉酚和磷脂的含量減少到最低的限度呢?
解決這個問題的方法就是高水分蒸炒法。在蒸炒之初的濕潤階段,先加足水分,讓其達到18%—22%(而濕潤蒸炒法為12%—18%)。這樣,一方面使磷脂首先吸水膨脹而留于料胚中,減少了其在毛油中的含量,從而減少與棉酚結合的機會;另一方面使棉酚也比較容易與蛋白質相結合而生成結合棉酚,進而留于料胚之中。可見高水分蒸炒法特別適用于棉籽的制油生產。
(五)其他作用
1.降低油脂粘度
在蒸炒時,由于加熱作用可使料胚保持較高的溫度,使其內油脂的粘度降低,從而增大了油脂的流動性。因此,制油時油脂就容易被提取出來。
2.調整料胚的可塑性
在蒸炒過程中,通過水分和溫度的調節作用,可使料胚具有適宜的可塑性和抗壓力,以適應于不同榨膛壓力的榨油機壓榨制油。
一般地說,不同型號的榨油機,其榨膛壓力大小是不同的,這就要求我們在蒸炒過程中,對料胚進行適當的水分和溫度調節,在操作中,一般溫度低、水分低時,可塑性小,抗壓力就大;而溫度高、水分高時可塑性就大,這時的抗壓力就小。鑒此,我們通常選用高溫低水分工藝,把溫度和水分兩個因素結合起來考慮。在控制一定溫度的情況下,再來調節料胚的水分,以此達到其適宜的可塑性,進而達到理想的壓榨效果。
3.對酵素的破壞作用
蒸炒過程中,由于提高了溫度,使料胚內存在的酵素(酶)受到破壞,并可殺死微生物。一般酶類在溫度達到80℃時即可完全被破壞,因為酶本身也是二種蛋白質,酶作用的破壞也是由于蛋白質的變性所引起的。因此,經過高溫蒸炒的榨餅便于貯藏就是這個道理。比如,鮮米糠蒸炒后所含解脂酶受到破壞,貯藏一段時間后再制油,所得油的質量也不會受到大的影響。