以稻米为原料的无谷蛋白面包加工生产线的设计开题报告

 2023-02-08 09:38:21

1. 研究目的与意义

随着居民生活品质的提高,烘焙行业迎来了快速发展期。面包松软可口,老少皆宜,可补充能量且有饱腹感,既可作为早、中、晚餐的代餐,也可作为临时补充能量的糕点。在这个追求快节奏的时代,既方便又快捷的面包越来越受青睐,近年来对面包的需求市场不断扩大[1],其市场的发展前景也不断壮大。目前市场上的面包主要以小麦粉为主要原料,而以稻米为主要原料生产的无谷蛋白面包较为少见。稻谷是我国三大谷物之一。据国家统计局数据显示,2017年全国粮食总产量为61 791104t,稻谷产量为20 856104t,稻谷产量的占比为33.75%[2];2018年全国粮食总产量为65789104t,稻谷产量为21213104t,稻谷产量的占比约为32.24%[2]。从2017和2018两年的数据可以看出,我国水稻产量在粮食总产量中基本达到1/3。米粉可以为人体提供碳水化合物和丰富的营养素。譬如,孕妇需要补充的维生素E、叶酸等,可以防止人体疾病的烟酸、硫胺素等,还可以用来补充人体所需的微量元素锰、铜、铁、磷、钙、钠、镁等[3]。大米含有的氨基酸中,赖氨酸含量最高,营养价值极高。在资源利用方面,世界各地很多地方都因为大米贮存年期过久而导致部分浪费。近两年我国稻谷的产量呈稳步增加态势,国内大米库存量充裕。若利用米粉制作面包,为大米的利用方向提供了新途径, 减少造成不必要的浪费。米粉面包的大量开发,可以让广大群众享受到营养价值高,价格低廉且美味的面包[4]。为了增加稻谷的加工利用途径,形成了生产以稻米为原料制作面包的想法。

据联合国粮食和农业组织FAO (1995) 报告报道,有 8 类食物经常引起过敏反应,占所有食物过敏原的90%以上,而小麦等含有谷蛋白的谷物就是这八大过敏原之一。它会使人患乳糜泻, 一种因摄入谷蛋白而引起多种营养物质吸收障碍的小肠慢性炎症性疾病。乳糜泻患者如果不进行严格的无谷蛋白食品治疗,将会导致严重并发症[5]。基于乳糜泻患者的这一状况,市场对无谷蛋白类食品有一定的需求。有研究报道,无谷蛋白( gluten-free diet,GF) 饮食可以降低 1 型糖尿病的发病率[6]。因此,无谷蛋白面包有较大的市场空间。综上,得出了生产以稻米为原料的无谷蛋白面包的思路。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:设计以稻米为原料的无谷蛋白面包加工生产线

拟解决的关键问题:掌握稻米加工和面包制作工艺,并计算相关产量数据

写作提纲:

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3. 国内外研究现状

1981年, 日本冈山木村屋公司试制成功的一种添加米粉的面包, 已经投放市场。日本福冈面包研究所应用海藻糖成功解决了米粉面包质量方面的问题, 使得这种新型的面包很快出现在市场上, 这种新面包富有弹性, 而且老化变硬的时间比普通面包迟[7]。在2003年日本三洋公司开展使用米粉的“米粉面包机”业务, 为米粉面包提供技术条件。2004年, Gujral等研究了葡萄糖氧化酶(GO)和环式胡精糖基转移酶(CGTase) 改善以稻米为原料的面包质量[8]。日本将稻米粉用酶处理后制作成米粉面包, 产品柔软、保湿性好且热量比小麦面包低, 目前已实现了商品化生产。2004年1月, 日本福盛幸一在制作米粉面包的过程中, 采用了传统工艺制备原料——米粉,并且加工出外观、内部组织、味道及保质期优良的米粉面包[9]。2008年8月, 日本井上进和竹内叶改进了发酵面包的方法, 使以米粉为原料和以小麦为原料的面团具备类似的加工特性, 进而使米粉面包品质 (外观、内部、味道、保存性等) 得到改善[10]。2010年09月, 韩国京畿道李明九、孙炳根、李钟敏提出了采用米粉和大麦粉制作面包的方法[11]。泰国和新加坡共同研究了微波辅助烘培对米粉面包品质的影响。研究结果表明,采用微波技术可以提高面包烘焙过程中的加热速率,影响无谷蛋白中的蛋白质和淀粉的结构变化[12]。加拿大研究了油菜籽蛋白对白米面包的加工特性参数的影响,并建立了相关的参数的数学模型[13]。目前,三洋电机已于2010年10月8日上市了直接放入米粒就能生产出面包的家用面包机“GOPAN” (型号:SPM-RB1000) , 促进了米粉面包行业的发展。

我国米制品精深加工行业起步较晚。与发达国家相比, 我国米制品加工行业总体水平还比较低, 各产品加工工艺发展不平衡。特别是对稻米淀粉的晶体特性、热特性、分子特性和物理特性的研究较落后, 对酶制剂与大米制品物化性质的相关性还不很清楚, 因此,对食品加工的原料选择和工艺确定存在较大的盲目性[14]。2006年,江南大学陈正行、范周和张钊在米粉中加入羟丙基甲基纤维素溶液混合成面团,以改善面团的加工特性,优化其产品品质[15]。2010年,宋德贵添加羧甲基纤维素到米粉面团中,优化其加工性能。同时,使生产的米粉面包可以为患有消化道过敏症的特殊病人提供蛋白来源[16]。2011年,汪琳在米粉面团中加入L-半胱氨酸,有效地改善了米粉面团中蛋白质的结构性能,增加米粉面团的机械强度,使得米粉面团在发酵和烘烤过程中保持稳定的结构,最终获得优质的米面包产品[17]。

目前, 以米粉为原料制作的面包因加工技术不够成熟,在国内以及国际市场上占有率较低。但是研究表明, 生产米粉面包既能够满足对小麦粉过敏的人群的需求, 又能为大米的生产分配提供新的供给方向。因此,米粉面包的生产具有广阔的市场前景。优化米粉面包的生产工艺,改善其产品品质具有重要的研究意义。

4. 计划与进度安排

计划概要:

研究计划安排:2022年11月初---2022年5月

(一)十一月初至一月中旬 :确定论文选题,阅读课题相关文献,并撰写开题报告。

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5. 参考文献

[1]. 罗中原等, 糙米烘焙食品的研究现状与问题探讨. 食品工业, 2019. 40(01): 第282-285页.[2]. 罗春兴等, 稻谷微波干燥技术现状及连续式微波干燥机上的干燥试验研究. 农产品加工, 2020(03): 第74-77 80页.[3]. 阮雁春, 陈礼福与赵佳佳, 碎米粉面包生产工艺的研究. 粮食与油脂, 2020. 33(08): 第27-30页.[4]. 陈晓华等, 米粉面包的研究现状及发展前景. 食品工业, 2013. 34(01): 第168-171页.[5]. 柯燕娜, 葛宇与巢强国, 谷物过敏原研究进展. 农业机械, 2011(02): 第91-94页.[6]. 张理伟, 无谷蛋白饮食可降低子代糖尿病的发病率. 生理科学进展, 2014. 45(05): 第352页.[7]. 游祖持, 应用海藻糖开发米粉面包. 中外食品工业, 2003(06): 第45页.[8]. 吴翠英, 日本米加工食品的现状和今后的发展方向. 粮食工业, 1982(04): 第39-44页.[9].福盛幸一. 面包#8226;糕点用米粉组合物、米粉面包#8226;糕点及其制造方法[P]. 日本:CN1466890,2004-01-14.[10].井上进,竹内叶. 以米粉为原料的发酵面包的制造方法[P]. 日本:CN1638644,2005-07-13.[11]. 李明九,孙炳根,李钟敏. 添加米粉和大麦粉的面包的制作方法[P]. 韩国:CN101822280A,2010-09-08.[12]. Therdthai, N., et al., Effect of Microwave Assisted Baking on Quality of Rice Flour Bread. Journal of Food Quality, 2016. 39(4).[13]. Salah, K., E.A. Olkhovatov and M. A#239;der, Effect of canola proteins on rice flour bread and mathematical modelling of the baking process. Journal of Food Science and Technology, 2019. 56(8).[14]. 袁美兰等, 国外米制品的发展及我国的差距. 粮油加工, 2010(11): 第49-52页.[15]. 李培英, 米粉面包. 食品科学, 1983(07): 第19页.[16].宋德贵. 一种米粉面包的制作方法[P]. 重庆:CN101878795A,2010-11-10. .[17]. 汪琳. 一种纯米粉面包的制作方法及其制得的纯米粉面包[P]. 浙江:CN102283269A,2011-12-21.

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