双螺旋挤压膨化技术(翻译).doc

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1、操作工艺条件对挤压膨化燕麦玉米粉的影响Y.Liu1,F.HsiehH*2,Heymnn2,ANDH.E.Huff21.Sunpower营养食品有限责任公司，加利福尼亚州，美国2.密里哥伦比亚大学食品科学与生物工程学院，MO65211，密里州，美国摘要：本实验研究了膨化工艺参数的变化对挤压膨化产物物理性质（包括膨胀度，体积密度，结构剖面），以及感官品质的影响。工艺参数主要包括：螺杆转速（200，300和400rpm），水分含量（18%，19.5%和21%），以及四种燕麦粉含量（55，70，85和100%）。随着燕麦粉含量的增高，膨化产物的规定长度降低，体积密度增加，亮度降低，红度增加，黄

2、度降低，硬度增加，弹性、粘性和咀嚼性降低。除了100%的燕麦膨化粉，提高水分含量可以降低膨化度。螺杆转速对体积密度、规定长度和膨胀比没有显著影响。主成分分析显示，降低水分含量，提高螺杆转速会引起产品温度的升高，继而使得产品的亮度、酥脆性、反光度升高，产品的胞状结构更为开放。随着螺杆转速提高，产品温度的提高，玉米中的风味物质变得更易挥发。研究发现，膨化产品的物理性质和感官性状之间有着很高的关联性。关键词：燕麦；玉米；膨化挤压；感官品质1.引言虽然燕麦作为世界第六大禾谷类种植作物排在小麦、玉米、水稻、大麦、高粱之后（Matz1991），对于牲畜和家禽饲料来说是一种极其重要的谷物，但只有7%

3、的燕麦被人类所消费（Oomah1983）。但因为最近发表的一系列关于燕麦可以促进健康的报道（VanHornandothers1991;Welch1994）这种现状马上就会发生改变。此外，美国食品药品监督局已经发表声明，称燕麦中的可溶性纤维（β-葡聚糖）可以降低血液中胆固醇的含量，防止冠心病的发生（Anonymous1999）。挤压膨化机械具有很多设计上的优势，可以在生产过程中节约时间、能量消耗以及费用。在生产零食和即食性淀粉谷物早餐等方面，高温短时挤压膨化技术日益发挥着越来越大的作用。直接由挤压膨化生产出的产品零食叫做第二代零食。(HuberandRokey1990)这些零食的体积密度

4、很低，且具有高纤维、低卡路里、高蛋白质、营养丰富的特点。产品的物理性质和感官性状通常受到挤压膨化过程中各个操作流程和原料的配比参数的影响。为了优化膨化工艺流程，提升产品特性，针对改变工艺参数的研究正在紧锣密鼓的进行。(Chenandothers1991;Hsiehandothers1989,1990;Jinandothers1994;Berglundandothers1994)。应用膨化技术生产全谷物的、基于燕麦的、即食性的方便早餐是很困难的，这可能因为燕麦中含有过多的脂肪和可溶性的胶(ChangandSosulki1985)。但将玉米面粉与燕麦粉相混合，通过挤压膨化技术，就可以生产出

5、理化性质与感官性状俱佳的零食或早餐粉。这将使得燕麦在人类饮食中所占的比重大大上升。本研究的目的是研究膨化过程中的三个工艺参数对于膨化玉米-燕麦粉物理性质和感官性状的影响，并综合数据进行分析，得出最佳工艺参数。2.材料与方法2.1生原料：从ConAgra(Omaha,Neb.,U.S.A.)购买的燕麦粉，以及从LauhoffGrainCo.(Danville,Ill.,U.S.A.)购买的黄色玉米粉，这些原料使用霍巴特混合仪(ModelA200F,HobartCorp.,Troy,Ohio,U.S.A.)以期望比率混合10分钟，以保证膨化前物料的均一性。玉米粉和燕麦粉中的近似营养物质测量

6、结果见表一。表1玉米粉和燕麦粉中的相似营养元素测量表2.2挤压膨化机械本实验使用的挤压机室共轴相连APVBaker(APVBaker,GrandRapids,Mich.,U.S.A.)，MPF50/25,28.0-kW双螺旋可交换螺杆挤压机，机器外径比为15:1,。总电动机为29.8kW的直流电动机。通过在室温（23℃）条件下使用泵将水注入挤压机可以控制物料中的水分含量。钢模对面带有以330rpm的速度转动的叶片可调整切割机，以切割膨化产物。仪表盘上显示产品温度、钢模压力、扭矩百分比、扭动和切割速度等工艺参数，这些参数已被保存在电脑里。若至少五分钟在产品温度和扭矩百分比中没有出现可见的

7、错误，则可认为膨化机处于稳定运转状态。收集样品然后通过65℃流化床干燥至水分含量为6%~7%。2.3实验设计：本实验为4×3×3因素一重复设计。本研究选取了螺杆转速（200,300和400rpm）、水分含量（18%，19.5%和21%）、四种燕麦粉含量（55,70,85和100%）四个因素对挤压膨化产物物理性质（颜色、质构、尺寸规格和体积密度）和感官性状的影响。其他一些独立影响因素，如加料速度（45kg/h）、螺旋剖面、芯片尺寸（3.8mm）都