谷物产品和工艺过程 【技术领域】
本发明与一种谷物制品的生产过程有关，这种谷物制品具有更高的蛋白质含量和更好的烘焙特性。
本发明的目标是得到一种工艺方法，能够使谷物制品的生产具有可以控制的，更高的蛋白质含量和更好的烘焙特性，这不仅需要具有更高的蛋白质含量，而且需要使用同样的面粉。
背景技术
小麦被广泛应用于烘焙工业，用于生产不同烘焙产品，这些产品的面筋含量可能相差很大。面筋，在谷物制品中的含量可以达到18％(小麦7-18％)，是一种能够为像面包等的焙烤食品提供粘接作用地成分。面筋为面团和面包提供结构和弹性。但是，面筋含量的变化，会引发很多问题，尤其对于工业化程度较高的烘焙工业来说，因为烘焙工业中使用的配方是固定的，同时，面筋含量的不同也给那些需要稳定质量烘焙产品的大用户们带来很多问题。每一种产品都应该是稳定的。燕麦、大麦和黑麦的面筋含量相对来说更为稳定。
因此，有一个需求就是要有一种谷物制品，也就是一种小麦面粉，要求其具备稳定的面筋含量。
目前为了改善面包的软化和保鲜特性，特别加入麦芽糊精。但是，单独成份的加入使得生产成本较高，而且很多时候，因为使用单独成份导致成本的提高，就限制了它们的使用。
一个需要解决的问题是将这些特性加入到面粉中，通过使这些特性发挥到最佳效果的方法，保证所用面粉的品质。
为了使面包口味好，面包的持水性就很重要，同样，从保鲜角度来看，持水性也很重要。
为了改善这一特性和保持面粉的均一稳定品质，需要持水物质的加入。
谷物磨粉要达到高的出粉量，比如说，磨粉要在成品中尽可能将淀粉成份去掉。这样做的成本将因此变得很高，因为增加的面粉份量会急剧增加能量消耗。
所以有减少磨粉成本的需要。
在小麦磨粉中，经济成本计算是建立在出粉量为进料谷粒的70-80％，剩下的麸糠可作为饲料并产生一定经济效益的基础上。为了得到所需要的一定数量的面筋，磨粉机可以将粉分成不同的成份，用以确保随后能够将这些成份再混合，并得到所需要的特定产品。烘焙工业需要高筋粉(面筋含量高)，而不是用于家用烘焙的面粉。因此通常低筋粉用于家用，高筋粉用于烘焙工业。如果谷物达不到需要的面筋含量，可以从淀粉行业买到干的面筋，并添加到面粉中。然而，在面筋干燥过程中，会损失面筋20％到25％的重要特性，这就意味着需要多加入一定量的面筋来达到所需要的性能和数量。特别是在世界的某些地方，很难种植小麦，黑麦，燕麦和大麦这些蛋白含量较高的谷物，因此需要进口较高蛋白含量的面粉，并混合到当地生产的小麦面粉中。这样的面粉比单纯添加干面筋的面粉要好。在磨粉中高产率的糊粉层(四层麸糠层的最里层)将成为面粉的一部分。这样就增加了面粉的蛋白含量，但是并没有增加烘焙所需要的特性。同时，蛋白的分离降低了麸糠部分的价值。糊粉层的蛋白质含较多溶解酶，也是具有很高营养价值的蛋白质。在某些年份收获时有大量的降雨，这样，收获的谷物的水份含量就会较高。这样就出现了一个所谓低秋值(Low Fall Number)。这意味着面粉中酶的活性较高，面粉不太适合做烘焙使用。这个酶的活性也来源于谷粒的外层和糊粉层。因此可以通过在磨粉过程中不磨到糊粉层，从而得到两个需要的优势。这意味着磨粉程度降低到谷粒的50％到70％，并且可以使用更简单的需要较少投资的磨粉设备，从而明显减少能源成本。
用酶水解的方法可以水解谷物，水解全谷物或者碾碎的谷物，水解纯淀粉成份来生产糖浆，比如葡萄糖浆。这种糖浆中碳水化合物的成份，有增添甜味的特性，并且适合用于烘焙和包含水解的谷物，例如水解小麦、大麦、黑麦、燕麦、黑小麦、高粱、玉米和大米。水解可以这样完成，从碾碎的全谷物或面粉，先使用阿尔法-淀粉酶，然后用葡萄糖淀粉酶以增加用阿尔法-淀粉酶水解产物中的葡萄糖含量。成品在第一步中就存在，得到富含寡糖的含有40％干物质的粘稠麦芽糖，第二步，得到富含40％干物质的葡萄糖。通过改变水份含量，可以得到较高干物质含量，从而得到较高干物质含量的葡萄糖。可以通过喷雾干燥得到干制品，适用于输送带喷雾干燥机。这种水解产物对烘焙有很好的功能特性，并且有更好的稳定性和延长的保鲜作用。
所以这里存在大量烘焙工业需要解决的问题，即降低磨粉成本，改良蛋白质含量以保证质量，提高软化和保鲜性能等。
【发明内容】
现在已经可能解决以上的这些问题，这就是用本发明的方法，这就是相对于谷粒进料总量来说可以磨粉得到65％的产量，从所说的面粉中的粗料部分可分离出原有的面筋和水溶性成份，比如说戊聚糖，或者将原有的面筋和分离出来的成份加入到剩下的面粉粗料中，面粉中的粗料成分绝大部分从原有蛋白和可溶性组分中分离出来使用，或者经过进一步加工，例如通过酶的水解过程加工成葡萄糖浆。
更多的特性参见所附权利要求书内容。
更多的特点、特性和问题及解决问题的方法参见以下详细说明。
通过本发明的方法，所制得的面粉，特别是小麦面粉，具有稳定的高质量，这是生产出质量稳定的高档烘焙面包的前提条件。
面包这个术语意为所有形式的用面粉为原料的烘焙产品，不论它是普通面包、早餐面包、汉堡面包、普通脆面包、比萨面饼、软蛋糕、或者饼干等等。
本发明将在以下不同流程图表中具体描述细节问题，但并不仅限于此。在所附流程图中，
图1是根据本发明进行谷物处理的基本程序；
图2是部分根据图1的谷物处理流程，部分构成了进一步的工艺步骤；
图3是部分根据图1的谷物处理流程，部分根据下一步的另一种工艺步骤；
图4是主要根据图1进行小麦加工的流程图。
参照图1所示，小麦1进入，被磨粉成为占60％的面粉2，和占40％的麸糠粉3，随后成份7可用来或者作为营养成份、饲料成份、或作为酶水解过程的底料。面粉成份4的三分之一用揉面加水方法洗出原有的面筋5，这样面筋就被分离了。接着，得到可溶性成份如戊聚糖6，和水的混合物。这个溶液可以被浓缩。剩下的从蛋白质中分离出来的淀粉9，进入水化过程，转化成葡萄糖10。面粉剩余的三分之二，分离出的面筋，和可溶性成份如戊聚糖，这些成份组合成为蛋白强化面粉8。
图2显示了一个基本对应于根据图1的基本工艺过程，但在磨粉过程中得到的麸面粉，受酶水解作用的影响，这就是为什么终产品中包含葡萄糖浆，蛋白质和麸糠。通常葡萄糖浆和蛋白成份混合在一起成为淀粉糖浆。通过向预热水(50-70摄氏度)加入麸面粉3，水解过程开始并达到干物质含量达到20-50％，同时加入酶，阿尔法-淀粉酶(Ban240升，(NOVO公司))，和葡萄糖淀粉酶(AMG200升，(NOVO公司))，pH酸碱值调整到4.5到5.2，底物悬浮液的加热和保温在50-75摄氏度，是在糊化过程中，通过完成一个完整的水解反应，反应时间在三到四小时之间，然后加热到90-95摄氏度使现有酶失活。反应产品14的分离，包含干基50-75％葡萄糖，可以通过可选的蒸发和分离纤维15得到。
在首选的工艺步骤中，完成葡萄糖浆的超滤，葡萄糖浆在50摄氏度通过20到100kDa大小的分子孔，通过超滤，蛋白质12和脂肪被分离出来，过滤物得到很纯的葡萄糖浆。通过在真空条件下蒸发葡萄糖浆到75％干物质，在这样高纯度条件下葡萄糖13形成很细的结晶。葡萄糖浆在55摄氏度以上可溶。
在面粉、淀粉、剩余面包和其他含有淀粉的物质水解过程中，使用淀粉酶和葡萄糖淀粉酶并利用超滤，酶被留在浓缩液中，同时更小的糖分子如葡萄糖，麦芽糖，麦芽三糖可以通过超滤膜。这使得所加入的酶可以使用更长的时间。
从酶水解得到的葡萄糖浆可以加入未经分离的蛋白强化面粉8，可以为烘焙材料加入甜味，在图2中表示为11。
在特殊情况下，有阿尔法-淀粉酶的原材料的部分被取出，并直接进入酶钝化步骤(停留时间/反应时间大约2分钟)，这个部分和其他完全水解的原材料混合。通过这种方法，产生部份分解的淀粉，分解的产品组成其他成份，如糊精可以提供更好的烘焙特性。这种方法进一步显示水解淀粉糖浆的干物质含量可以达到40-50％。
本发明的一种情况与图3相符，从面筋分离出的淀粉9水解成为葡萄糖10，然后葡萄糖10加入面筋强化面粉8中，这就是为什么面粉16有甜味。
参照图4，显示有水解过程，这就是为什么将得到的葡萄糖浆加入到含有可溶性成份的面粉中的原因。
根据图5的工艺流程，可看出根据图1所展开的详细情况。加入小麦，用水湿润后可以得到最好的磨粉条件，通常水份含量在16％到17％。磨过的小麦经过筛后，得到工业用粉、二等粉和麸皮，这些粗产品还包括细纤维和小麦麸皮内层。工业用粉进入混料机，加入水，进行均质。均质后输送到离心机分离出淀粉，得到以下几个成份：所说的A淀粉，纤维，戊聚糖，面筋和B淀粉。A淀粉和纤维经过筛后，得到单独的纤维和淀粉，同样面筋和B淀粉湿法过筛得到单独的面筋和B淀粉。A淀粉和工艺水将进入离心机，分离出水和A淀粉，其中的水作为工艺水可循环使用。
以上所述加入的湿面筋，功能类似于原有的未经分离的面筋。以上所述湿法分离的另一条途径是通过过筛之类的干法，分离部分淀粉。通过磨粉和分离，部分淀粉可经过筛法分离出来，这样同样可以得到较高的面筋含量。麸皮和面粉成份可以用于不同用途，例如经干法分离后，可作为饲料用或食品用；经水解后以湿的形式或干燥后用于饲料或食品；糖浆的分离和纤维/蛋白的分离过程，可以经干燥或作为饲料成份和食品成份；经分离得到的三个成份--糖浆、纤维和蛋白质，可以干燥，或者可以将湿料直接用于饲料和食品。
经分离得到的淀粉可以干燥或者直接用于食品加工。淀粉同样可以加入面粉中，成为淀粉强化面粉。