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小米挤压加工特性研究

赵学伟  
【摘要】: 挤压作为一项食品加工技术,具有能量及原料利用率高、营养损失少、产品种类多、原料适应性强等优点。小米具有多种生理功能,其营养价值等同或高于其他谷物,但对小米的加工利用十分有限。挤压加工是开发小米食品的一条有效途径,为此,有必要对小米的挤压加工特性进行系统研究。本文首先研究了小米淀粉和蛋白质的理化特性;随后研究了小米挤压操作参数对系统参数和产品特性的影响;分析了挤压引起的小米蛋白质和淀粉理化特性的变化,以及小米主要组分对挤压膨化产品特性的影响;研究了小米挤压膨化产品的干燥和吸湿动力学,以及吸湿对质构特性的影响;最后研究了小米-豆粕复合挤压中的停留时间分布,以及有效赖氨酸的损失动力学。主要结论如下: 小米淀粉糊的稳定性较低且易回生,显示出很强的剪切稀化特性,粘度随时间的变化遵循3级动力学方程;小米淀粉的溶胀力、溶解性在温度高于65℃时随温度升高呈线性增加;与其他主要谷物淀粉相比,小米淀粉的特性粘度较低。小米蛋白中清蛋白和球蛋白含量很少,总蛋白中45.6%为醇溶蛋白,21.1%为谷蛋白,剩余的蛋白用1%SDS和1%SDS+2%2-ME才能提取出来。还原性SDS-PAGE显示:清蛋白和球蛋白都有多条谱带,清蛋白的谱带主要集中在高分子量范围内,而球蛋白的谱带主要集中在低分子量范围内;醇溶蛋白在21.7kD处的谱带明显;谷蛋白在高分子量和低分子量范围内都有谱带;1%SDS、1%SDS+2%2-ME提取蛋白的谱带在高分子量范围内与谷蛋白的相似,在低分子量范围内与醇溶蛋白的相似。本研究发现小米淀粉内部存在60kD的淀粉粒蛋白。与其他谷物蛋白相比,小米蛋白中亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸和丙氨酸的含量较高,而赖氨酸、酪氨酸和精氨酸的含量较低。 对小米挤压过程的系统分析表明:降低物料水分和套筒温度使V区压力急剧增大;提高物料水分和螺杆转速使扭矩急剧减小;提高物料水分、喂料速度、套筒温度或降低螺杆转速使单位机械能耗(SME)减小。物料水分、螺杆转速、喂料速度、套筒温度的1次项、2次项及其交互作用都可能对挤压样品的糊化度(GD)、吸水性(WAI)、水溶性(WSI)以及受压破碎最大力(PF)、总功(TW)产生影响;在SME大于某临界值时,热效应成为样品间WAI、WSI、GD不同的主要原因。物料水分升高使挤压样品的PF、TW大幅度提高。物料水分或套筒温度降低使样品的直径急剧增大;在物料水分和套筒温度同时较高或较低时样品的比容较大。套筒温度升高使样品色差明显降低。根据外部形态可将小米挤压膨化样品分为4类;“肘形节”和“环形纹”是2个主要的形态不规则现象;挤


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