本發明屬于民用核技術應用領域，也屬于食品質量安全領域，具體涉及淀粉類油炸食品中丙烯酰胺的消減技術。
背景技術：
丙烯酰胺(Acrylamide，AA)是一種白色晶體，結構式為CH2CHCONH，小分子水溶性物質，化學性質相當活潑。丙烯酰胺具有神經毒性、遺傳毒性和可致癌性。常人每天允許最大劑量不超過0.05g/kg，鼠半數致死劑量為LD50150～180mg/kg。食品中丙烯酰胺對健康的潛在風險，已被許多政府機構和國家當局所重視。瑞典食品管理局和斯德哥爾摩大學的科學家對丙烯酰胺的生成機制進行了研究(衛生與防疫，2014,8(3):27)。通過對炸薯條、炸薯片及薄脆餅干等富含淀粉類食品中丙烯酰胺的含量進行研究發現，淀粉含量豐富的食品中丙烯酰胺的含量較高。同時在對油炸蛋白質和脂肪類的食品，例如豬肉、羊肉、雞肉等也采用與淀粉類食物相同方法進行檢測之后發現，這些肉類食品中含有很少量的丙烯酰胺。由此可以推出丙烯酰胺在富含蛋白質及脂肪的食物中含量很少，主要在富含淀粉的食物中形成。但是在富含淀粉的食物中需滿足一定的條件才能生成，而這個特定條件就是高溫油炸或烘烤。通過對食品油炸前后進行丙烯酰胺含量測定，結果食品油炸前檢測不到丙烯酰胺，在油炸過程中，低蛋白質、低脂肪、高淀粉的植物性食物加熱到120℃以上逐漸發生美拉德反應從而形成丙烯酰胺，其生成的最佳溫度為140～180℃，并在一定的范圍內，隨著溫度的增加丙烯酰胺生成量也在逐漸增加，即在一定范圍內丙烯酰胺的生成量與溫度成正比。
鑒于丙烯酰胺在淀粉類油炸食品中的生成機制，國內外學者研究開發了很多消減技術，如輻射法(γ射線、電子束、X射線、微波等)、生物降解(淀粉酶F、纖維素酶C、糖化酶、酶等生物酶和硫酸鹽還原菌等)、化學法(烹炸前添加乳酸、檸檬酸等食品添加劑)、減壓油炸(控制溫度100℃以內)、非油炸膨化等手段。不同消減處理技術各具特點，同時也因存在某些不足限制了其產業化應用，如減壓油炸一定程度上改變傳統油炸食品應有的風味，生物降解則引入外源微生物，輻照劑量過大會產生輻照異味。因此，單一的消減技術都不具有合乎理想的選擇性，具有較大的局限性，限制了在食品工業生產中的應用。
技術實現要素：
本發明的目的正是針對上述現有技術所存在的問題而提供的一種能夠減少淀粉類油炸食品中丙烯酰胺含量的方法，其特點是天然產物預處理抑制輻照異味、低溫真空油炸控制丙烯酰胺生成量，從而利用較低劑量的輻照即可顯著降低淀粉類油炸食品中丙烯酰胺含量，又能保持食品原有營養品質和感官品質，并且能夠殺菌，提高衛生水平，保障了食品質量安全。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：
一種降低淀粉類油炸食品中丙烯酰胺的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
a)將一種或幾種天然提取物配制成濃度為0.1～1.0％的水溶液，恒溫水浴加熱，控制溫度在40～100℃，將油炸食品原料在浸泡在天然提取物溶液中進行預處理，處理時間控制在1～50min；
b)將天然提取物預處理后的食品原料瀝干表面水分后進行油炸，油炸溫度控制在80～140℃、真空度控制在0.01～0.1MPa、油炸時間控制在30～300s；
c)油炸后的食品冷卻至室溫，采用聚乙烯復合包裝袋充入氮氣封裝，控制氮氣體積百分含量為70～99.9％，裝入瓦楞紙箱。采用能量為5～10MeV，束流為0.3～20mA，束功率為10～20kW的電子加速器產生的電子束/X射線進行輻照，輻照劑量控制在1～5kGy。
d)在步驟c)的操作過程中，電子加速器的工作溫度設定在5～35℃范圍內，環境濕度限制在不大于60％。
本發明所公開的上述技術方案中，改進了現有技術中僅簡單通過單一技術降低油炸食品中丙烯酰胺的方法，通過輻照消減技術、天然提取物預處理技術和低溫真空油炸技術協同作用提升對油炸食品中丙烯酰胺的消減效果，并對三種處理技術中各項工藝參數進行優化，即通過對天然提取物處理的溶液濃度、處理溫度、處理時間，低溫油炸的溫度、真空度、時間以及電子加速器的能量、束流、束功率、輻照劑量等多項工藝參數的優化，顯著提高了消減油炸食品中丙烯酰胺含量的效果。
優選地，步驟c)中，油炸食品裝入紙箱后，首先置于電子加速器的傳送裝置上，所述傳送裝置的輸送速度為0.02～0.3m/s；置于傳送裝置上的食品接受電子加速器產生的電子束/X射線輻照，所述電子加速器的能量為5～10MeV，束流為0.3～20mA，束功率為10～20kW，最大掃描寬度為100cm，掃描頻率為5～15Hz，輻照劑量為1～5kGy，所述輻照采取二次輻照的方式，油炸食品兩次經傳送裝置傳送通過電子加速器掃描窗接受輻照，一次接受一半的輻照劑量，第一次輻照后上下翻轉包裝箱，第二次射線穿過食品箱的另一面進行輻照，輻照時食品箱中心距離電子加速器的掃描窗40～60cm，控制食品箱的厚度在20～40cm。
通過綜合控制油炸食品在紙箱中的堆積厚度、堆積密度、紙箱和電子加速器掃描窗之間的距離、傳送裝置的輸送速度、以及電子加速器的能量、束流、束功率、最大掃描寬度、掃描頻率、輻照劑量等多項工藝參數的優化，顯著提高了使用電子加速器輻照來降低油炸食品中丙烯酰胺含量的效果。
優選地，所述天然提取物為黃酮類天然提取物、有機酸提取物、抗氧化性天然提取物中的一種或幾種。
優選地，所述黃酮類天然提取物可以是黃酮、蜂膠、花青素、茶多酚、兒茶素、銀杏提取物的任意一種或幾種。
優選地，所述有機酸類提取物可以是檸檬酸、乳酸、酒石酸、蘋果酸、抗壞血酸、草酸、咖啡酸、綠原酸、植酸、山梨醇脂酸的任意一種或幾種。
優選地，所述其他抗氧化性天然提取物可以是番茄紅素、生育酚、D-異抗壞血酸鈉、迷迭香提取物、叔丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、叔丁基對苯二酚、沒食子酸丙酯、抗壞血酸棕櫚酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、4-己基間苯二酚、生姜提取物的任意一種或幾種。
同現有技術相比，本發明的降低淀粉類油炸食品中丙烯酰胺的方法，其顯著的技術優點是：
(1)本發明的降低淀粉類油炸食品中丙烯酰胺的方法，采用天然提取物預處理可抑制輻照異味，低溫真空油炸技術可控制丙烯酰胺的生成反應，控制其產生量，從而利用較低劑量的電子加速器產生的電子束/X射線輻照即可顯著降低淀粉類油炸食品中丙烯酰胺的含量，達到工業化生產要求，具有實用性；
(2)本發明的降低淀粉類油炸食品中丙烯酰胺的方法，采用輻照降解技術協同天然提取物預處理技術及低溫真空油炸技術，從丙烯酰胺合成—降解兩方面著手，形成丙烯酰胺綜合消減技術，具有創新性；
(3)本發明的降低淀粉類油炸食品中丙烯酰胺的方法，采用電子加速器輻照技術屬于新興的輻照加工技術，輻照效率高，輻照均勻度好，操作安全性強，設備管理簡單，適應性強，科技含量高；
(4)本發明的降低淀粉類油炸食品中丙烯酰胺的方法，采用電子加速器，易于與現有的油炸食品加工工藝相結合，可以根據目前我國油炸食品的加工工藝，設計制造出應用于油炸食品輻照專用的電子加速器，把電子加速器直接安裝在油炸食品加工的流水線中，作為食品加工工藝流程中的一道工藝環節，易于實現工業化；
(5)本發明的降低淀粉類油炸食品中丙烯酰胺的方法，安全衛生，無殘留，不污染環境，耗能低，可以節約成本。
具體實施方式
為了更好的理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解。需要說明的是，以下所述僅為本發明的較佳實施例，但本發明的內容不局限于下面的實施例。實際上，在未背離本發明的范圍或精神的情況下，可以在本發明中進行各種修改和變化，這對本領域技術人員來說將是顯而易見的。例如，作為一個實施例的一部分示出或描述的特征可以與另一個實施例一起使用來產生又一個實施例。因此，意圖是本發明將這樣的修改和變化包括在所附的權利要求書和它們的等同物的范圍內。
實施例1
a)將一種或幾種天然提取物配制成濃度為0.1％的水溶液，恒溫水浴加熱，控制溫度在100℃，將油炸食品原料在浸泡在天然提取物溶液中進行預處理，處理時間控制在1min；
b)將天然提取物預處理后的食品原料瀝干表面水分后進行油炸，油炸溫度控制在140℃、真空度控制在0.01MPa、油炸時間控制在30s；
c)油炸后的食品冷卻至室溫，采用聚乙烯復合包裝袋充入氮氣封裝，控制氮氣體積百分含量為99.9％，裝入瓦楞紙箱。將裝入紙箱的食品置于電子加速器的傳送裝置上，所述傳送裝置的輸送速度為0.02～0.3m/s；
置于傳送裝置上的食品接受電子加速器產生的電子束/X射線輻照，所述電子加速器的能量為5～10MeV，束流為0.3～20mA，束功率為10～20kW，最大掃描寬度為100cm，掃描頻率為5～15Hz，輻照劑量為1kGy，所述輻照采取二次輻照的方式，油炸食品兩次經傳送裝置傳送通過電子加速器掃描窗接受輻照，一次接受一半的輻照劑量，第一次輻照后上下翻轉包裝箱，第二次射線穿過食品箱的另一面進行輻照，輻照時食品箱中心距離電子加速器的掃描窗40～60cm，控制食品箱的厚度在20～40cm；
d)在步驟c)的操作過程中，電子加速器的工作溫度設定在5～35℃范圍內，環境濕度限制在不大于60％。
實施例2
a)將一種或幾種天然提取物配制成濃度為1.0％的水溶液，恒溫水浴加熱，控制溫度在40℃，將油炸食品原料在浸泡在天然提取物溶液中進行預處理，處理時間控制在50min；
b)將天然提取物預處理后的食品原料瀝干表面水分后進行油炸，油炸溫度控制在80℃、真空度控制在0.1MPa、油炸時間控制在300s；
c)油炸后的食品冷卻至室溫，采用聚乙烯復合包裝袋充入氮氣封裝，控制氮氣體積百分含量為70％，裝入瓦楞紙箱。將裝入紙箱的食品置于電子加速器的傳送裝置上，所述傳送裝置的輸送速度為0.02～0.3m/s；
置于傳送裝置上的食品接受電子加速器產生的電子束/X射線輻照，所述電子加速器的能量為5～10MeV，束流為0.3～20mA，束功率為10～20kW，最大掃描寬度為100cm，掃描頻率為5～15Hz，輻照劑量為3kGy，所述輻照采取二次輻照的方式，油炸食品兩次經傳送裝置傳送通過電子加速器掃描窗接受輻照，一次接受一半的輻照劑量，第一次輻照后上下翻轉包裝箱，第二次射線穿過食品箱的另一面進行輻照，輻照時食品箱中心距離電子加速器的掃描窗40～60cm，控制食品箱的厚度在20～40cm；
d)在步驟c)的操作過程中，電子加速器的工作溫度設定在5～35℃范圍內，環境濕度限制在不大于60％。
實施例3
a)將一種或幾種天然提取物配制成濃度為0.5％的水溶液，恒溫水浴加熱，控制溫度在70℃，將油炸食品原料在浸泡在天然提取物溶液中進行預處理，處理時間控制在30min；
b)將天然提取物預處理后的食品原料瀝干表面水分后進行油炸，油炸溫度控制在110℃、真空度控制在0.05MPa、油炸時間控制在200s；
c)油炸后的食品冷卻至室溫，采用聚乙烯復合包裝袋充入氮氣封裝，控制氮氣體積百分含量為85％，裝入瓦楞紙箱。將裝入紙箱的食品置于電子加速器的傳送裝置上，所述傳送裝置的輸送速度為0.02～0.3m/s；
置于傳送裝置上的食品接受電子加速器產生的電子束/X射線輻照，所述電子加速器的能量為5～10MeV，束流為0.3～20mA，束功率為10～20kW，最大掃描寬度為100cm，掃描頻率為5～15Hz，輻照劑量為5kGy，所述輻照采取二次輻照的方式，油炸食品兩次經傳送裝置傳送通過電子加速器掃描窗接受輻照，一次接受一半的輻照劑量，第一次輻照后上下翻轉包裝箱，第二次射線穿過食品箱的另一面進行輻照，輻照時食品箱中心距離電子加速器的掃描窗40～60cm，控制食品箱的厚度在20～40cm；
d)在步驟c)的操作過程中，電子加速器的工作溫度設定在5～35℃范圍內，環境濕度限制在不大于60％。
上述實施例中所述天然提取物為黃酮類天然提取物、有機酸提取物、抗氧化性天然提取物中的一種或幾種。
上述實施例中所述黃酮類天然提取物可以是黃酮、蜂膠、花青素、茶多酚、兒茶素、銀杏提取物的任意一種或幾種。
上述實施例中所述有機酸類提取物可以是檸檬酸、乳酸、酒石酸、蘋果酸、抗壞血酸、草酸、咖啡酸、綠原酸、植酸、山梨醇脂酸的任意一種或幾種。
上述實施例中所述其他抗氧化性天然提取物可以是番茄紅素、生育酚、D-異抗壞血酸鈉、迷迭香提取物、叔丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、叔丁基對苯二酚、沒食子酸丙酯、抗壞血酸棕櫚酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、4-己基間苯二酚、生姜提取物的任意一種或幾種。
比較例
淀粉類油炸食品原料直接在常溫常壓下進行油炸，油炸溫度控制在200℃、油炸時間控制在300s。油炸后的食品冷卻至室溫，采用聚乙烯復合包裝袋充入氮氣封裝，控制氮氣體積百分含量為85％。
對上述實施例及比較例中油炸食品中丙烯酰胺含量進行測定，測定結果見表1。
表1淀粉類油炸食品中丙烯酰胺含量及其變化
由表1可知，本發明的降低淀粉類油炸食品中丙烯酰胺的方法，輻照降解技術協同天然提取物預處理技術及低溫真空油炸技術處理后，淀粉類油炸食品中丙烯酰胺的降低效果明顯，但不影響其品質和風味。
以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明。所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。