挤压膨化豆粕酿造酱油中挤压参数对氮溶解指数的影响

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1、挤压膨化豆粕酿造酱油中挤压参数对氮溶解指数的影响张东亮，何媛媛，李宏军（山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东淄博２５５０４９）摘要：挤压膨化技术用于酱油生产过程中可以起到变性蛋白质、糊化淀粉及杀菌的作用，与传统的蒸煮法相比可以提高蛋白质消化率和氨基酸生成率。以蛋白质氮溶解指数（ＮＳＩ）为主要考察指标，选择面粉比例、混合物料含水率、套筒温度、模孔孔径和螺杆转速５个试验因素，运用５因素５水平二次旋转正交进行试验设计，经分析得出豆粕和面粉混合物的最佳挤压工艺参数为：面粉比例为１３．６％～１３．８％；物料含水率为２５．３％～２５．５％；套筒温度为１３５．５～

2、１３６．１℃；模孔孔径为１２．１～１２．４ｍｍ；螺杆转速为１９１．４～１９２．０ｒ／ｍｉｎ，在此条件下ＮＳＩ值为４１．５％～４２．０％。..关键词：挤压膨化；豆粕；酱油；氮溶解指数中图分类号：ＴＳ２１４．２；ＴＳ２６４．２文献标识码：A：0439－８114（２０15）16－4012-04收稿日期：２０１４－１２－１６基金项目：山东省科技发展计划项目（２０１３ＧＳＦ１２１０８）简介：张东亮（１９８１－），男，山东临朐人，讲师，主要从事食品微生物研究及教学工作，（）１５８９８７０５５２９（电子信箱）ｚｈａｎｇｄｌ５５２９＠１６３．ｃｏｍ；通信，李宏军（１９６

3、８－），男，辽宁铁岭人，教授，博士，主要从事农产品加工方面的研究，（）１３１７６２２１３５１（电子信箱）ｌｈｊ６８１２＠１６３．ｃｏｍ。挤压膨化加工是指物料被输送进高温高压的套筒内，在一定条件下混合、升温、剪切并在通过模孔的瞬间骤降到常温常压条件下，形成多孔状物质的一种工艺。单螺杆挤压机操作简单，成本低，可以用于多种产品的加工，现在已广泛应用于食品加工行业中［１，２］。在挤压过程中，物料中的蛋白质、淀粉、脂肪和纤维素等成分的性质会发生变化。蛋白质的三级结构和四级结构遭到破坏，只保留相对链状的大分子状态，溶解出一些小分子变性蛋白质［３］。淀粉在高温和一定水

4、分条件下发生糊化，分解成糊精和还原糖［４］。挤压过程中，物料中的脂肪与蛋白质和淀粉形成复合体，改善食物口感［５］。采用挤压膨化技术对酱油生产原料进行预处理，可以达到适度变性蛋白质、糊化淀粉、钝化抗营养因子以及杀菌的目的，与传统的蒸煮法相比可以提高蛋白质消化率和氨基酸生成率［６］、简化工艺、减少劳动量、节约能源［７，８］，同时使酱油具有独特的香气。大豆和脱脂豆粕是中国生产蛋白质酱油原料的首要选择，大豆含蛋白质约４０％，碳水化合物约２５％，脂肪约２０％，几乎不含淀粉，这是与一般谷物最大的区别。组成大豆蛋白质的氨基酸种类很多，目前已知的构成生物体蛋白质的２０种

5、氨基酸中，大豆蛋白质中除蛋氨酸含量略低外，其余氨基酸含量均较丰富［９］。大豆中的水溶性蛋白质含量非常高，大约占总蛋白质含量的９０％左右，水溶性蛋白质可以被种曲中的蛋白酶分解，有利于酱油的酿造。本研究的主要目的以氮溶解指数为指标对豆粕和面粉等原料的挤压膨化工艺进行优化，为该技术进一步用于酱油生产提供参考。１材料与方法１．１材料与仪器豆粕（市购）；面粉（市购）。单螺杆挤压机（山东理工大学食品加工实验室提供）、快速消解仪（Ｋ－４３７型，瑞士步琪有限公司）、凯氏自动定氮仪（Ｋ－３７０型，瑞士步琪有限公司）、小型植物粉碎机（ＦＺ１０２型，天津市泰斯特仪器有限公司）

6、、液晶恒温水浴锅（ＨＨＤ－２型，上海启前电子科技有限公司）、台式离心机（ＴＧＬｌ－１６Ｃ型，上海安亭科学仪器厂）、数显鼓风干燥箱（ＤＨＧ－２６４０型，河南安盛仪器设备有限公司）、低速离心机（ＡｎｋｅＤＬ－５－Ｂ型，上海安亭科学仪器厂）。１．２试验方法以豆粕为主要原料，按一定比例混合面粉，调整水分含量，通过挤压机挤压膨化后用于酱油的制曲及发酵。试验过程通过优化面粉比例、物料含水率、套筒温度、模孔孔径、螺杆转速等参数，获得最优的蛋白质氮溶解指数（ＮＳＩ），进而确定最佳参数值。淀粉糊化度测定：酶解法［１０］；水溶性蛋白的测定：凯氏定氮法［１１］；蛋白质的测定：

7、凯氏定氮法［１２］。以蛋白质ＮＳＩ（Y）为主要考察指标，选择面粉比例、物料含水率、套筒温度、模孔孔径、螺杆转速等５个试验因素，同时根据预试验结果选定５个水平，运用５因素５水平二次正交旋转组合设计，进行试验安排［１３］，试验因素与水平见表１。２结果与分析２．１试验设计与结果对面粉比例、物料含水率、套筒温度、模孔孔径、螺杆转速对蛋白质消化率等指标的影响规律进行分析。依据试验安排测定的各项指标数据，利用ＳＡＳ９．１软件对试验结果（表２）进行分析，得出回归方程为：Ｙ＝４２．２４７８４７－２．７８３７５Ｘ１＋０．０８５４１７Ｘ２＋０．２１４５８３Ｘ３＋０．４２１２

8、５０Ｘ４－０．６７９５８３Ｘ５－０．４７５６２５Ｘ２Ｘ１－１．７６５６２５Ｘ３Ｘ