隨著我國經濟和糧食行業的發展,國內出現了一些稻谷加工規模較大的企業和集團,在這些企業和集團內每年都集中生產數量相當可觀的米糠,為米糠資源開發利用提供了有利條件。本文就米糠制油技術、脫脂米糠的綜合深加工技術及其在食品工業、醫藥保健和化工原料中的廣泛應用進行綜合性評述。
米糠中的油脂含量為13%~22%,是一種重要的油料資源。由于受國內稻谷加工企業比較分散,生產規模普遍不大,米糠產量相對較小,再加上新鮮米糠穩定性差、不容易儲存等諸多原因,米糠難以集中加工。因此,我國米糠制油方法參差不齊,有液壓冷榨、液壓熱榨、螺旋榨油機壓榨、造粒浸出和膨化浸出等制油方法。目前主要方法是螺旋榨油機壓榨取油、造粒浸出制油和膨化浸出制油。
1.1液壓制油
液壓制油是早期米糠制油所采用的方法,分為液壓冷榨制油和液壓熱榨制油兩種方法,其工藝流程見圖1、圖2。
上述兩種液壓制油方法的共同特點是工藝操作簡單,設備投資少,能源消耗低。液壓冷榨制油工藝中,米糠基本上沒有進行穩定化處理,脂肪酶和磷脂酶等酶的活性較強,制得的米糠原油酸值高、品質差,出油率低,米糠餅殘油一般在7%以上,米糠餅不易儲存。液壓熱榨制油工藝中,米糠經過蒸炒,在不同程度上抑制了酶活性,相對于液壓冷榨制油其制得的米糠原油酸值較低,但米糠餅殘油仍然較高。液壓制油是一種較為原始的制油方法,綜合經濟效益差,一般不予采用,僅在特殊情況下使用。
1.2螺旋榨油機壓榨制油
螺旋榨油機壓榨制油是現代油脂工業經常采用的方法之一,其工藝流程見圖3。
螺旋榨油機壓榨制油工藝技術成熟,米糠經過了潤濕蒸炒,在一定程度上抑制了酶活性,制得米糠原油的酸值相對較低,米糠餅殘油可降至5%左右,較液壓制油低,比浸出制油高。螺旋榨油機壓榨制油與浸出制油一般用于高油分油料的加工,但對低油分油料的米糠制油不予推薦。
1.3浸出制油
米糠浸出制油分為造粒浸出和膨化浸出兩種方法,其工藝流程見圖4、圖5。
米糠造粒浸出制油是我國在20世紀80年代末、90年代經常采用的方法。造粒是先將米糠增濕至12%~13%,壓制成Φ4mm左右的顆粒后,對米糠顆粒進行流化態烘干,保證入浸水分為7%~9%,溫度為50~55℃。
造粒工藝大大降低了米糠入浸的粉末度,提高了米糠的容重(由360kg/m3提高到620kg/m3),改善了噴淋浸泡滲透性,浸出效果較好;同時,由于流化態烘干的作用,在一定程度上抑制了酶的活性,但對米糠的穩定化不夠徹底,生產的米糠原油酸值上升較快。
米糠膨化浸出制油是近年來發展起來的,米糠膨化是該工藝的關鍵,米糠膨化分為干式膨化和濕式膨化兩種。
干式膨化是在米糠入機前先加水將其水分調整到11%~13%,入機后經高壓(2115MPa)、高溫(105~140℃)作用后噴爆成3~5mm的膨化顆粒,然后冷卻,同時水分汽化,米糠水分達7%~9%,溫度為50~55℃后進行浸出。干式膨化操作簡單、處理量較小,電耗偏高,可達70kW·h/t料,機件磨損較快,相對于濕式膨化來講,米糠的穩定化不夠徹底,生產的米糠原油酸值上升較快。干式膨化一般只適合小規模生產或分散安裝在缺乏蒸汽的米廠對新出機米糠進行的保鮮處理。
濕式膨化是米糠膨化過程需要引入直接水蒸汽,膨化后的料粒水分在13%左右,需要烘干降低水分,使水分降至8%~10%,再去浸出。
濕式膨化過程中直接水蒸汽的引入提高了米糠的水分和溫度,使其軟化,膨化機產量提高,機件磨損減緩,耗電量一般在15kW·h/t料以下。相對干式膨化,濕式膨化使米糠中脂肪酶和磷脂酶等酶類鈍化更徹底,生產的米糠原油酸值降低,且存放過程中酸值回升慢。濕式膨化適合于大型米廠或油廠集中米糠原料后對米糠進行集中預處理的場合。
1.4其他制油方法
米糠除了上述制油方法外,還有超臨界CO2浸出制油技術和酶催化浸出制油技術等,這些雖然都是新型的制油技術,但由于設備投資昂貴或技術有待于進一步完善等,目前還未能實現工業化生產。
綜上所述,米糠膨化尤其是濕式膨化起到了良好的調質效果,使米糠成為具有無數微孔的疏松組織結構,大大改善了浸出時溶劑的滲透條件,降低了濕粕的溶劑含量,節省能源,米糠粕殘油低,可降至1%以下,同時由于瞬時的高溫擠壓,鈍化了脂肪酶和磷脂酶等酶類物質的活性,對米糠穩定化起到了良好的效果;濕式膨化使膨化料粒更結實,粉末度小,容重由360kg/m3提高到500kg/m3左右,有利于提高浸出產量。就米糠制油的幾種工藝方法來看,米糠濕式膨化浸出制油是目前最為先進的一種工藝技術。