一种超细芝麻粉及其制备方法和应用

1.本发明属于食品加工领域，涉及一种超细芝麻粉及其制备方法和应用。


背景技术：

2.芝麻是我国重要的油料作物，中国的芝麻种植面积居世界第四、产量居世界第一。芝麻营养丰富，具有极高的营养和保健价值。芝麻是蛋白质的良好来源，其蛋白含量在18％～22％之间，其榨油后副产品麻渣或饼粕含蛋白质38％～50％，含量丰富。芝麻及芝麻油中含有一类称为木脂素的生物活性物质，为芝麻的特征性成分，在芝麻中的含量为0.5％～1.0％。芝麻木脂素在人体内具有众多生理活性，能清除体内自由基、降低血清中的胆固醇、增强机体免疫力、抗高血压，并有促进酒精代谢、抗肝中毒、抑制乳腺癌等活性。芝麻也是优良的钙资源食品，钙含量达600mg/100g以上，约为牛奶中钙含量的10倍，可利用价值高。
3.芝麻除了营养丰富外，经炒制后会呈现出特有的炒芝麻风味，炒制程度不同，呈现不同的风味特征。目前传统芝麻制品主要是芝麻油、芝麻酱、炒芝麻和脱皮芝麻等初级加工制品。这些产品主要是调味品，且受消费习惯的影响，呈现地域特征，主要在北方食用，市场需求有限，且附加值低。市面上的一些芝麻食品如黑芝麻蜜丸、芝麻糊、芝麻酥糖等，这些产品都是以整粒芝麻或粉碎后的芝麻为原料，含油量较高，属于高热量食品，不符合目前低脂、低热量的饮食理念，且不宜过多食用。这些传统芝麻食品制约了芝麻的市场消费空间，未能充分发挥其应用和保健价值。
4.芝麻是一种油料种子，其籽粒中脂肪含量一般在50％以上，且芝麻属于软质油料，制备出颗粒度小的粉体若不加额外的技术处理，直接粉碎几乎无法实现。粉碎程度轻得到的颗粒大，粉碎程度中会团聚且出油。随着现代人生活节奏的加快、健康意识的增强，以及对产品标新立异的需求，包装时尚、方便携带的压片糖果以其产品口味丰富、具清新口气或功能性等特点受到市场的青睐。以芝麻粉为主要原料制作的黑芝麻蜜丸，其细度在60-80目，且富含油脂，根本无法满足压片的工艺要求。目前市场上尚未公开细度在80目以上的芝麻粉产品。因此，制取低脂超细芝麻粉对拓展更广阔的芝麻产业至关重要。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种超细芝麻粉的制备方法，该方法制备得到的芝麻粉平均粒径≤25μm，使芝麻粉在人体内的被消化吸收能力及芝麻粉在食品加工中的性能都得到提高。
6.本发明的目的之二在于提供上述方法制备得到的超细芝麻粉。
7.本发明的目的之三在于提供上述超细芝麻粉在食品中的应用。
8.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
9.一种超细芝麻粉的制备方法，包括以下步骤：
10.(1)脱脂：调节芝麻水分至15％-20％后进行焙炒，将焙炒后的芝麻进行脱脂得到芝麻粕，芝麻粕中脂肪含量≤5％；
11.(2)粗粉碎：将步骤(1)得到的芝麻粕粉碎至40目及以上，过筛；
12.(3)膨化：对步骤(2)得到的芝麻粕进行水分调质，再进行膨化处理，其中膨化的高区温度为150-180℃，中区温度为130-150℃，低区温度不高于80℃；
13.(4)超细粉碎：将步骤(3)膨化处理后的芝麻粕预粉碎至60目及以上，再进行超微粉碎，最终得到的芝麻超细粉的平均粒径≤25μm。
14.进一步地，所述步骤(1)中脱脂过程具体为：首先将焙炒后的芝麻采用低温压榨法脱除30％-40％的脂肪，压榨温度不高于80℃；再采用亚临界萃取或超临界萃取法进一步脱脂，得到的芝麻粕中脂肪含量≤5％，萃取脱脂过程的温度不高于60℃。
15.进一步地，所述步骤(1)中芝麻焙炒至呈炒芝麻香味且无苦味状态。
16.进一步地，所述步骤(3)水分调质过程为将芝麻粕水分调节至15％-40％。
17.进一步地，所述芝麻为白芝麻、黑芝麻或脱皮芝麻。
18.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
19.一种超细芝麻粉，由上述方法制备得到。
20.本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
21.所述超细芝麻粉在制作食品中的应用。
22.进一步地，所述食品包括压片糖果、咀嚼片、果冻、软糖、冰激凌、面包、饼干、馒头、挂面、芝麻乳、代餐粉。
23.进一步地，所述压片糖果由超细芝麻粉、麦芽糖、山梨糖醇、蔗糖、木糖醇、柠檬酸、硬脂酸镁、芝麻素提取物与蔗糖水调配，采用压片成型方法制备得到。
24.进一步地，所述压片糖果中芝麻超细粉含量≥30wt％，芝麻素含量为0.4-0.8wt％。
25.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
26.本发明提供了一种超细芝麻粉的制备方法，经过对芝麻脱脂、粗粉碎、膨化、超细粉碎等步骤，最终得到超细芝麻粉的细度≤25μm。本发明还提供了上述方法制备得到的超细芝麻粉，所得到的超细芝麻粉有效脱除了芝麻中的脂肪成分，保留并富集芝麻中的蛋白、木脂素及钙等营养及活性成分，且具有炒芝麻特有的风味，提高了低温芝麻粕的品质。本发明还提供了上述超细芝麻粉在食品中的应用，由本发明提供的超细芝麻粉制备得到各色食品既有炒芝麻的香味，又兼具细腻的口感，无芝麻生粉味，且最大限度的保留了芝麻中除脂肪外的其他营养及活性物质。具有热量低、口感好、消化吸收能力好、生物利用率高等特点，能够充分发挥芝麻营养及功能活性。本发明提高了芝麻加工的综合利用度，增加芝麻食品的消费量和生物利用率，开发具有高价值和广泛用途的新型芝麻食品，是扩大芝麻市场消费空间，提升产品附加值和经济效益的有效途径。
具体实施方式
27.下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
28.实施例1
29.一种超细芝麻粉的制备方法，包括以下步骤：
30.(1)脱脂：取10kg白芝麻并调节芝麻水分至15％，先用猛火炒至芝麻膨大，再转用
小火炒至成浓郁的炒芝麻香味且无苦味状态；采用低温压榨法脱除芝麻30.03wt％的脂肪：设置温度65℃、转速30r/min、出饼圈直径为8mm条件下进行脱脂得到芝麻粕；然后再采用亚临界萃取法进一步脱除芝麻粕中的脂肪，设置温度55℃，经亚临界循环萃取3次，每次2h，芝麻粕中脂肪含量为4.95wt％。(2)粗粉碎：将步骤(1)得到的芝麻粕放入粉碎机进行粗粉碎，采用万能粉碎机粉分批粉碎，每批粉碎30s，将芝麻粕粉碎至40目及以上；过40目筛，取筛下物。
31.(3)膨化：对步骤(2)得到的芝麻粕进行水分调质，称取芝麻粕5kg加入到槽型搅拌机中，取1.25kg水装入到具有雾化功能的容器中，向芝麻粕中喷水，同时搅拌。至水全部喷完后继续搅拌3-5min，调节水分至25％；采用双螺旋挤压膨化法进行芝麻粕膨化，设置膨化高区温度为165℃，中区温度为140℃，低区温度50℃，螺杆转速为180r/min，进料速度恒定为120r/min。
32.(4)超细粉碎：将步骤(3)膨化处理后的芝麻粕预粉碎至60目及以上，再进行超微粉碎，采用搅拌型超微粉碎机，冷却机设置温度为8℃，调节转速为30hz，通过风力分级器不断吸走粉碎后的小颗粒，设置风门大于15
°
角，最终得到的芝麻超细粉的平均粒径≤25μm。
33.实施例2
34.(1)脱脂：取20kg黑芝麻并调节芝麻水分至20％，先用猛火炒至芝麻膨大，再转用小火炒至成浓郁的炒芝麻香味且无苦味状态；采用低温压榨法脱除芝麻39.95wt％的脂肪：设置温度75℃、转速50r/min、出饼圈直径为8mm条件下进行脱脂得到芝麻粕；然后再采用亚临界萃取法进一步脱除芝麻粕中的脂肪，设置温度40℃，经亚临界循环萃取4次，每次2h，萃取后芝麻粕中脂肪含量为4.06wt％。
35.(2)粗粉碎：将步骤(1)得到的芝麻粕放入粉碎机进行粗粉碎，采用万能粉碎机粉分批粉碎，每批粉碎30s，将芝麻粕粉碎至40目及以上；过40目筛，取筛下物。
36.(3)膨化：对步骤(2)得到的芝麻粕进行水分调质，调节水分至40％(调质过程参照实施例1)；采用双螺旋挤压膨化法进行芝麻粕膨化，设置膨化高温区温度为180℃，中区温度为155℃，低区温度70℃，螺杆转速为180r/min，进料速度恒定为120r/min。
37.(4)超细粉碎：将步骤(3)膨化处理后的芝麻粕预粉碎至60目以上，再进行超微粉碎，采用搅拌型超微粉碎机，冷却机设置温度为8℃，调节转速为30hz，通过风力分级器不断吸走粉碎后的小颗粒，设置风门大于15
°
角，终得到的芝麻超细粉的平均粒径≤25μm。
38.实施例3
39.(1)脱脂：取10kg脱皮芝麻并调节芝麻水分至18％，先用猛火炒至芝麻膨大，再转用小火炒至成浓郁的炒芝麻香味且无苦味状态；采用低温压榨法脱除芝麻35.67wt％的脂肪：设置温度70℃、转速40r/min、出饼圈直径为8mm条件下进行脱脂得到芝麻粕；然后再采用亚临界萃取法进一步脱除芝麻粕中的脂肪，设置温度45℃，经亚临界萃取8h后芝麻粕中脂肪含量为4.42wt％。
40.(2)粗粉碎：将步骤(1)得到的芝麻粕放入粉碎机进行粗粉碎，采用万能粉碎机粉分批粉碎，每批粉碎30s，将芝麻粕粉碎至40目及以上；过40目筛，取筛下物。
41.(3)膨化：对步骤(2)得到的芝麻粕进行水分调质，调节水分至15％(调质过程参照实施例1)；采用双螺旋挤压膨化法进行芝麻粕膨化，设置膨化高区温度为155℃，中区温度为140℃，低区温度50℃，螺杆转速为180r/min，进料速度恒定为120r/min。
42.(4)超细粉碎：将步骤(3)膨化处理后的芝麻粕预粉碎至60目以上，再进行超微粉碎。采用搅拌型超微粉碎机，冷却机设置温度为8℃，调节转速为30hz，通过风力分级器不断吸走粉碎后的小颗粒，设置风门大于15
°
角，最终得到的芝麻超细粉的平均粒径≤25μm。
43.实验例1
44.1.1对超细芝麻粉的物化性质测定
45.1.1.1膨化率(er)测试
46.用游标卡尺测定膨化后物料的直径，重复10次，取其平均值。计算公式如下：
[0047][0048]
式中d为待测样品平均直径/mm，d为挤压机模头直径——4mm。
[0049]
1.1.2粒径测试
[0050]
本发明所得超细芝麻的平均粒径采用rise 2008激光测定仪测定，量程0.02-1200μm。测定前样品先用乙醇浸润，再用水稀释成溶液。
[0051]
1.1.3淀粉糊化度
[0052]
采用分光光度法，准确称取样品0.200g，悬浮于盛有98ml蒸馏水的250ml烧杯中，加入2ml浓度10mol/l的koh溶液，置于磁力搅拌器搅拌5min。在4500rpm条件下离心10min后，取上清液10μl，加100μl浓度为0.2mol/l的hcl溶液、5ml蒸馏水、100μl碘溶液(取4g碘化钾，加少量水溶解，再加1g碘定容至100ml容量瓶中)，在600nm下测定吸光度，吸光值记为a1。另准确称取样品0.200g，悬浮于盛有95ml蒸馏水的250ml烧杯中，加入5ml浓度10mol/l的koh溶液，置于磁力搅拌器搅拌5min。在4500rpm条件下离心10min，取上清液100μl，加100μl浓度为0.5mol/l的hcl溶液，5ml蒸馏水，100μl碘溶液(取4g碘化钾，加少量水溶解，再加1g碘定容到100ml容量瓶中)，在600nm下测定吸光度，吸光值记为a2。糊化度的计算公式如下所示：
[0053][0054]
1.1.4吸油率测定
[0055]
称取5.00g样品，放入容量为50ml的离心管中，称取离心管和样品的质量，然后加入过量的色拉油放在振荡器上进行振荡10min，使待测样品充分吸油，然后设置离心机转速为3000r/min，离心10min后轻轻取出离心管，随后除去上面多余的液态油，称取剩下的离心管和沉淀物的质量，按照下述公式计算吸油率(x)：
[0056][0057]
式中：m1为加油前试样和离心管质量，单位/g；
[0058]
m2为离心后离心管和沉淀物质量，单位/g。
[0059]
1.1.5芝麻素酚三糖苷(stg)的测定方法
[0060]
采用hplc测定方法，色谱条件：agilent 5 tc－c18(2)色谱柱(250mm
×
4.6mm，5μm)；检测波长290nm；柱温30℃；进样量10μl。以流动相甲醇(a)和水(b)进行梯度洗脱：0min(1ml/min，40％a)
→
10min(1ml/min，40％a)
→
15min(0.8ml/min，40％a)
→
35min(0.8ml/min，40％a)
→
40min(1ml/min，80％a)
→
50min(1ml/min，80％a)
→
55min(1ml/min，40％a)。
[0061]
标准曲线绘制：芝麻素酚三糖苷标准品(实验室自制，液相测定纯度98.13％)。精确称取9.20mg(精确至0.01mg)stg标准品，使用甲醇溶解并定容至50ml，配成质量浓度为184μg/ml的stg溶液，稀释成质量浓度为7.36、18.40、55.20、82.00、128.80、165.60μg/ml的标准溶液。将标准溶液进行hplc分析，以芝麻素酚三糖苷标准溶液的质量浓度(x)作为横坐标、峰面积(y)作为纵坐标绘制标准曲线。
[0062]
样品制备：称取0.200g待测样品，置于25ml具塞锥形瓶中，加入8ml 80％乙醇溶液，超声提取20min，功率为1200w，磁力搅拌转速430r/min，超声波作用为连续方式，提取结束后，离心、收集上清液。沉淀采用同样的方法提取，直至提取液中无芝麻素酚三糖苷检出为止。合并上清液并用甲醇定容至50ml，作为待测液。吸取待测液，经0.45μm微孔过滤至液相进样瓶中，待测。
[0063]
样品制备：称取0.200g待测样品，置于25ml具塞锥形瓶中，加入8ml 80％乙醇溶液，超声提取20min，功率为1200w，磁力搅拌转速430r/min，超声波作用方式为连续。提取结束后，离心，收集上清液。采用同样的方式提取沉淀，直至提取液中无芝麻素酚三糖苷检出为止。合并上清液并用甲醇定容至50ml作为待测液。吸取待测液，经0.45μm微孔过滤至液相进样瓶中，待测。
[0064]
芝麻素酚三糖苷的含量采用如下公式进行计算：
[0065][0066]
式中：v为提取液体积——50ml；
[0067]
c为提取液汇总芝麻素酚三糖苷的质量浓度，mg/ml；
[0068]
m为亚临界芝麻粕质量——0.2g。
[0069]
1.1.6其他测试
[0070]
水分含量测定参照gb/t 5009.3；
[0071]
脂肪含量测定参照gb/t 5009.6；
[0072]
粗蛋白质含量测定参照gb/t5009.5，换算系数为6.25；
[0073]
钙含量的测定参照gb 5009.92；
[0074]
蛋白质模拟体外消化率测定方法参照gb/t17811；
[0075]
吸水率测量参照sn/t 0800.01。
[0076]
上述测试得到的测试结果如表1、表2所示。
[0077]
表1
[0078][0079]
表2
[0080][0081]
由表1、表2可知，本发明实施例1至实施例3得到的超细芝麻粉平均粒径为16.7-21.5μm，远小于现有技术产品所示。超细芝麻粉相较于膨化前的芝麻粕水分均有一定程度的降低，表明芝麻中大量的水分随着工艺的进行被脱去，使最终得到的超细芝麻粉的水分含量降到一个较低的数值，提高了芝麻粉的吸水性，使粉体更加细腻，增加其过筛率。
[0082]
由于芝麻是含油量较高的农产品，而制粉对于油脂含量的要求较高，故整个工艺过程着重对芝麻粕进行脱脂。从表1-2可知，本发明实施例1至3得到的超细芝麻粉中的脂肪含量在4.67％及以下，脂肪的降低更符合人群的健康饮食要求。在同种状态下，经过膨化的芝麻粉更持久耐放，因为经过挤压作用，芝麻中剩余的脂肪、淀粉和蛋白质三者会进行结合，蛋白质和淀粉对脂肪有保护作用，可降低脂肪的氧化，从而延长食品保质期。
[0083]
从低温压榨到膨化工艺过程中，各类芝麻粕蛋白质含量均有所增加。但是在膨化
过程中，蛋白质除了结构发生改变，含量也有所减少，这是因为一部分蛋白质在高温高压的作用下发生了降解，故膨化前的粗蛋白含量较超微粉碎前、后的含量更高。实施例1至3得到的超细芝麻粉的淀粉糊化度高达89％，淀粉糊化度越高，越易被酶水解，表明本发明得到的超细芝麻粉越有利于消化吸收。
[0084]
本发明实施例1至3得到的超细芝麻粉的过程中，芝麻粉的吸油率随着粉碎力度增大，吸油率随之增加。主要是由于粉体粒径减小，其颗粒的致密结构疏松，颗粒的比表面增大，在高速粉碎机对粉体颗粒的剪切力作用下，芝麻细胞破碎，其中的亲油基团增多，分散性也增强，所以吸油率随着粉碎粒径的减小而提高。吸水率则与之相反，芝麻粉的粒径越小，颗粒之间的空隙率就越低，其堆积密度就越小，吸水率也随之减少。故超微粉碎后的芝麻粉吸水率比超微粉碎前的吸水率降低。
[0085]
本发明实施例1至3得到的超细芝麻粉的蛋白消化率随着粉碎粒径的减小而增加，超微粉碎后的模拟蛋白消化率高达98.65％，这是由于粉体颗粒的比表面积会随着粉碎粒径的减小而增加，在模拟消化过程中，胃蛋白酶与之接触的机会增多，提高了物料中蛋白质水解程度，消化率随之提高。实施例3的脱皮芝麻与实施例1未脱皮芝麻相比钙含量大幅下降，可知芝麻皮中钙含量较高。且钙含量与芝麻素酚糖苷随着粉碎程度的加深含量随之稍有降低。
[0086]
由上可知，本发明提供的超细芝麻粉的制备方法，通过脱脂、粗粉碎、膨化、超细粉碎制备得到超细芝麻粉，其平均粒径≤25μm。本发明聚焦于低温压榨芝麻粕的绿色提质加工，以加工环节低温深度脱脂、膨化修饰改性和超细粉碎为关键技术，在低温条件下改善芝麻粕的品质，使之从质构、组织和外观都发生了较大的变化，制备出超细芝麻粉。该芝麻粉中的营养成分除脂肪外，其余的营养及功效成分均得以保留。而且经脱除脂肪后，芝麻粉的摄入量可以大幅增加，而不会引起因高脂肪含量带来的油腻感和肥胖的困扰，实现全效利用，保健价值高。
[0087]
本发明的超细芝麻粉还打破了芝麻食品扩展开发增值转化的制约瓶颈，市场前景广阔。开发的膨化超细芝麻粉与芝麻粕相比，其在人体内的消化吸收能力和分散等加工性能都得到大幅提高，是优质的食品加工原料，可以广泛应用与各种食品中，如饮料、糕点、调理制品、焙烤食品、糖果、肉制品、休闲食品、健康食品等，为丰富芝麻食品提供了坚实的技术支持和物质保障。
[0088]
本发明的超细芝麻粉制备过程涉及的主要工艺加工路径短，且均为物理加工工艺，设备投资小，相对于蛋白的提取、分离等化工技术手段，操作简单，易实现产业化转化。
[0089]
本发明采用绿色加工技术，践行绿色加工理念。采用的脱脂技术得到的芝麻粕中各活性成分完全保留，无溶剂残留，做到全回收、无排放。无副产物产生，无溶剂、助剂消耗，无废液、废渣排放。
[0090]
1.2压片糖果及其制备
[0091]
压片糖果的配方如表3所示，制作过程如下：
[0092]
(1)原辅料粉碎、过筛：将辅料蔗糖等用粉碎机粉碎，过100目筛；
[0093]
(2)混合：按照配方比例加入除润湿剂、润滑剂硬脂酸镁之外的其他原辅料；
[0094]
(3)混合制软材：逐次用雾化器加入润湿剂，搅拌至用手握成团、按压散开为宜；
[0095]
(4)制粒：将制好的软材加入造粒机中挤压造粒，筛网孔径为16目；
[0096]
(5)整粒：将软材颗粒先后过20目筛和40目筛，收集40目筛上部分；
[0097]
(6)干燥：40目筛上颗粒进行干燥，温度65℃，干燥时间30min；
[0098]
(7)压片：干燥后的颗粒称重，加入1％的硬脂酸镁作为润滑剂，混合均匀后放入压片机中压片。
[0099]
表3
[0100]
配方#1#2超细芝麻粉/份4040麦芽糖/份025山梨糖醇/份330蔗糖/份2018木糖醇/份08柠檬酸/份11硬脂酸镁/份11芝麻素提取物/份4(芝麻素含量20％)1(芝麻素含量60％)33％蔗糖水/份8.58.3
[0101]
根据表3的配方制备得到的含本发明超细芝麻粉的压片糖果，其包含浓郁的炒芝麻香味，口感细腻、无粗糙感、无生粉味。是一款热量低、口感好、消化吸收性能好、携带及食用方便、且能充分发挥芝麻营养及功能活性的新型食品。
[0102]
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。