综述:过热蒸汽调控谷物基质:对营养素、风味及储存驱动加工适应性的影响

【字体: 时间:2025年08月26日 来源:Grain & Oil Science and Technology CS7.3

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  本综述系统评价了过热蒸汽(SHS)技术在全谷物加工中的突破性应用,通过150-250°C低氧(<2% O2)环境实现三重突破:保留73.7%抗性淀粉(RS)、抑制96%丙烯酰胺形成、灭活92%芽孢杆菌。其核心机制在于同步实现淀粉-蛋白-脂质基质(Starch-Protein-Lipid Matrix)重组、多酚氧化酶(PPO)快速失活,以及通过水分梯度调控实现"外干内润"的独特热质传递。

  

过热蒸汽(SHS)技术机制

SHS通过将饱和蒸汽加热至沸点以上(150-250°C)形成高焓值热载体,其热传导效率比热风干燥高3倍。关键设备中的超加热器可将残余氧浓度控制在2%以下,形成独特的低氧高热环境。当SHS作用于谷物时,表层瞬间形成干燥硬壳,既作为热屏障延缓内层受热,又通过蒸汽压差驱动内部水分向外迁移,实现"自内而外"的均匀脱水。

营养组分调控效应

蛋白质方面,165-190°C处理1-3分钟使小麦谷蛋白大聚物(GMP)增加90%,面团弹性提升26.7%。淀粉结构呈现显著变化:120-160°C处理使藜麦淀粉相对结晶度从52%骤降至5%,糊化透明度从47.6%提升至94.5%。脂质氧化被显著抑制,210°C处理使大米过氧化值(PV)降低66.6%。

风味与质构革命

155°C处理10秒可使全麦面条中的己醛(青草味标志物)减少10%,2-戊基呋喃(豆腥味)降低30%。在质构方面,170°C处理7分钟的小麦面团硬度提升13.5%,β-葡聚糖溶出使持水性增加58%,赋予产品更佳咀嚼感。

储存稳定性突破

190°C处理5秒即可使全麦面条中的脂肪氧合酶(LOX)活性降低71.3%,配合低于3%的残氧环境,使脂肪酸值(FAV)在储存期间始终低于对照组30mg/100g。微生物控制方面,150°C处理5分钟能完全灭活谷物内外的霉菌、酵母菌和大肠杆菌。

工业转化前景

现有商业化应用证实,SHS处理可使日本晴米的回生粘度降低44%,高原大麦的货架期延长8周。未来结合实时水分传感器和AI温控系统,有望解决当前存在的热渗透不均问题,推动该技术在功能性谷物食品开发中的更广泛应用。

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