上海理工大学科技成果——燕麦提质增效加工
关键技术
成果简介：
燕麦是我国西部、华北等区域主要种植的粮草兼用作物之一，具有重要的食用及饲草价值。但我国燕麦产业发展明显落后，燕麦资源未能高值化利用、行业经济效益差。本项目在国家科技支撑计划等重大项目支持下，聚焦于燕麦资源高值化利用关键技术，实现了从燕麦大宗产品到高附加值产品的系列产业化开发，以及加工装备的创制。
主要创新点：
1、燕麦大宗产品加工技术研发及装备创制：
（1）提出了“裸燕麦双涡流研碾分层破壁”生产燕麦胚芽米策略，创制了横型双涡流裸燕麦研碾装备，实现了裸燕麦分层破壁、精准剥皮、保留胚芽等功能，实现了燕麦胚芽米好米率90%，脱皮率90%的目标
（2）以燕麦麸为原料，提出了“超声辅助亚临界流体萃取燕麦油技术”，并创制了智能化热泵型超声辅助亚临界流体萃取装备，实现了大规模、高效、节能、经济的燕麦原油生产过程，且燕麦原油品质好，燕麦粕利于进一步开发高附加值产品。
2、燕麦高附加值产品开发及应用：
（1）发明了燕麦β-葡聚糖与燕麦蛋白高效联产制备技术，实现了β-葡聚糖与蛋白的一步式生产，且产品得率与纯度大幅提高；
（2）开发了酶膜耦合制备燕麦蛋白强活性ACE抑制肽高效系统，
以及精制燕麦蛋白酶解物技术；
（3）开发了燕麦膳食纤维冲调粉，解决了传统产品分散性差、不耐储藏、口感差等瓶颈问题；开发了高品质的燕麦乳益生饮料，攻克了谷物饮料蛋白含量不达标、体系不稳定等关键问题；开发了新型燕麦蛋白水产饲料，饲喂效果好，成本低，经济效益显著。
主要技术指标和成果：
1、燕麦大宗产品加工技术及装备创制
（1）燕麦胚芽米双涡流研碾加工技术及装备创制
创新提出裸燕麦双涡流研碾分层破壁技术，裸燕麦在砂辊组件及筒型砂板的带动下做双向涡流运动，分步剥除裸燕麦外皮达到成米目的（图1上）。通过机械模拟仿真与试验，燕麦剥皮效率及效果与砂辊表面粒度、砂辊直径与长度、砂辊与筒型砂板相对转速差等因素密切相关，通过工艺参数优化，设计出横型双涡流裸燕麦研碾装备（图1下），实现燕麦脱皮、去芒、去糙、保留燕麦胚芽等效果，达到生产的燕麦胚芽米好米得率90%，脱皮率90%，单机产能达3吨/h的目标。
图1 燕麦胚芽米（上）及双涡流研碾设备构造图（下） （2）超声辅助亚临界流体萃取燕麦油技术及装备创制 创新提出超声辅助亚临界流体萃取燕麦油技术，对燕麦油的萃取率达89%，且实现低压萃取过程，易于放大生产；实现常温萃取与脱溶过程，提高燕麦油中的热敏性和易氧化营养成分保留率，且燕麦粕的品质大大提高；提高了燕麦油的萃取效率，缩短生产周期一倍以上。不同方式萃取燕麦油存在差异。根据上述技术要求，设计开发了智能化热泵型超声辅助亚临界流体萃取装备。
该装备创新在于：
①运用热泵原理，实现萃取系统内部热能转换和充分利用，相对传统工艺节约能量70%以上；
②通过自主研发的组态软件系统（MCGS）、PLC顺利实现对系统的全面实时监控与自动化操作。
2、燕麦高附加值产品的开发与应用
以燕麦粕为原料，发明了燕麦β-葡聚糖与蛋白高效联产制备技术，
提出了燕麦蛋白ACE抑制肽酶膜耦合制备技术，创建了燕麦蛋白酶解物活性组分高效精制技术，开发了燕麦乳益生饮品、水产饲料等新型产品。
（1）燕麦β-葡聚糖与燕麦蛋白高效联产制备技术
通过策略优化，针对性设计复合多糖酶预处理结合微波辅助热弱碱液萃取技术，实现对燕麦β-葡聚糖与燕麦蛋白的高效联产制备，使燕麦β-葡聚糖和蛋白提取率大幅提高。该技术有效解决了粕中多糖与蛋白组分溶出困难、提取效率低的问题，同时避免了高度碱法处理对产品安全性造成的问题，以及热水提取造成的能耗高等问题。同时通过该技术可一步式制备β-葡聚糖与蛋白两种产品，方案简单易行，适合工业化规模生产。
（2）燕麦蛋白强活性ACE抑制肽酶膜耦合制备技术
采用酶膜耦合技术对燕麦蛋白实施可控酶解以制备ACE抑制活性肽。该技术可实现酶解与产物分离过程同步进行，易于实现连续化操作，同时具有酶可重复利用、酶解速率与蛋白转化率提高、产品质量稳定等优点。水解产物IC50值约0.4mg/mL。进一步对酶解液进行富集处理后，燕麦蛋白酶解物精制产品的蛋白含量超过88%，盐分含量降至1.3%以下，ACE抑制活性提高了1.4-1.5倍，所得精制产品可作为降血压类功能性食品配料。
（3）新型燕麦乳益生饮料与燕麦蛋白型水产饲料的开发 本项目采用酶解工艺生产燕麦乳益生饮料，加工工艺流程为：原料→热处理→湿法粉碎→酶解→灭酶→调配→均质→杀菌→灌装→
成品。以产品固形物含量、膳食纤维含量、蛋白含量结合感官评定分析为评价标准，通过工艺参数优化，获得的燕麦乳饮料具有香味浓郁，口感滑润柔和等特点，产品形态呈均匀稳定混浊状液态，无分层现象，微生物达标；蛋白含量1.1%，可溶性固形物含量8.7%，膳食纤维含量0.4%，完全符合植物蛋白饮料及谷物类饮料标准。同时，瞄准燕麦蛋白市场应用需求，将燕麦蛋白替代部分高价鱼粉蛋白开发新型水产饲料以降低饲料成本，提高饲喂效率。结果表明：燕麦蛋白替代组鲤鱼在特定生长率、蛋白质沉积率、肝体比、脏体比、鱼肉品质等与对照组差异不显著，但饲料效率和蛋白质效率显著高于对照组。因此开发的燕麦蛋白型水产饲料不仅成本经济，饲喂效果均达到甚至超过传统水产饲料。
上海理工大学科技成果——燕麦提质增效加工关键技术
