挤压膨化对膨化米粉品质特性的影响研究.pdf

2023年8 月第38 卷第8 期中国粮油学报Journal of the Chinese Cereals and Oils AssociationVol.38,No.8Aug.2023挤压膨化对膨化米粉品质特性的影响研究李光磊，章银，魏楷东，魏丽雯，龚诗语，袁建，邢常瑞（南京财经大学食品科学与工程学院；江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心；江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室，南京2 10 0 2 3）摘要：以大米为原料，研究挤压膨化温度、螺杆转速、物料含水量和梗米添加量对米粉径向膨化率、糊化度、水溶性指数、吸水性指数、体积密度和白度的影响，通过Box-Behnken实验设计优化挤压膨化条件。结果表明最佳挤压膨化工艺参数为：膨化温度142.6 4，物料含水量18.0 3%，梗米质量分数32.40%，螺杆转速150r/min，验证实验获得膨化粉的糊化度为91.15%，与预测模型值92.0 2%接近。在优化的工艺参数条件下，体积密度从0.8 7 g/mL降低为0.35g/mL,水溶性指数、吸水性指数分别提高了的16.4、2.7 3倍。扫描电子显微镜（SEM)和X射线衍射（XRD)结果显示，膨化后淀粉颗粒发生崩解，糊化彻底，淀粉晶型由A型变成V型，挤压膨化显著提高了米粉的理化品质。关键词：大米；挤压膨化；膨化米粉；品质特性；工艺优化中图分类号：TS213.3网络首发时间：2 0 2 3-0 4-2 8 16:19:0 6网络首发地址：https:/ of Extrusion Conditions on Quality Characteristics of Extruded Rice FlourLi Guanglei,Zhang Yin,Wei Kaidong,Wei Liwen,Gong Shiyu,Yuan Jian,Xing Changrui(College of Food Science and Engineering;Collaborative Innovation Center for Modern GrainCirculation and Safety;Key laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing,Abstract:Rice was chosen as the raw material to study the effects of extrusion temperature,screw speed,feed-ing moisture content and japonica rice addition amount on the radial expansion ratio,gelatinization degree,water sol-ubility index,water absorption index,bulk density and whiteness of rice flour by extrusion method.Box-behnkenexperiment was designed to optimize the extrusion conditions.The results indicated that the optimal parameters of ex-trusion powder were as follows:extrusion temperature of 142.64 ,f e e d i n g mo i s t u r e c o n t e n t o f 18.0 3%,j a p o n i c arice fraction mass fraction of 32.40%and screw speed of 150 r/min.The gelatinization degree of extruded powderwas 91.15%,close to the predicted model value of 92.02%.Under the optimized process parameters,the volumedensity was reduced from 0.871 g/mL to 0.345 g/mL,and the water solubility index and water absorption index wereincreased by 16.4 and 2.73 times,respectively.The results of scanning electron microscopy(SEM)and X-rayDiffraction(XRD)indicated that the starch granules disintegrated and gelatinized completely after extrusion,and thestarch crystal shape changed from A-type to V-type.The physicochemical properties of rice flour were significantlyimproved by extrusion.Key worlds:rice;extrusion;extruded rice flour;quality characteristics;process optimization基金项目：江苏省“双创博士”项目（JSSCBS20210425），江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD）收稿日期：2 0 2 2-0 9-16第一作者：李光磊，男，198 6 年出生，讲师，粮食加工与检测，通信作者：邢常瑞，男，198 7 年出生，副教授，粮食加工与安全，文献标识码：ANanjing University of Finance and Economics,Nanjing 210023)文章编号：10 0 3-0 17 4(2 0 2 3)0 8-0 0 6 7-0 868大糕是我国传统即食型米制品，由于产地和制作工艺的差异大糕有多个地方品种，如玉带糕、云片糕、雪片糕和方片糕等。江苏是我国大糕重要产地，据江苏省知识产权局公布数据显示，仅阜宁县2 0 2 1年的大糕销售额就达到13.8 亿元1，然而大糕生产基本沿袭传统的制作工艺，生产企业规模较小，工业化程度不高2 。大米熟化制粉是大糕加工的重要环节，熟化大米粉的品质特性是决定大糕成品质量的关键因素。因此,研究大糕加工过程中重要的制粉工艺，对于传统食品发展和物质文化传承具有重要意义。相较于传统的焙炒制粉，挤压膨化制粉具有产品质量稳定、生产效率高、绿色节能等特点，适用于食品工业化生产3.4。食品经过挤压膨化的高温、高压、高剪切环境，纤维素、淀粉等大分子物质发生分解，有利于消化吸收，并有效改善制品的品质特性5。方浩标等6 通过对双螺杆挤压膨化工艺优化研究，发现紫糙米挤压粉的总淀粉、支链淀粉、脂肪含量均降低，水溶性指数（WSI）、吸水性指数（W A I）、水合能力均得到提高，其营养价值、水合性能得到改善。王庆等7 研究发现,螺杆转速、物料含水量以及膨化温度对膨化粉糊化度和大米蛋白体外消化率影响显著，在优化的挤压膨化条件下，糊化度超过90%，大米蛋白质体外消化率提高了10%以上。曹家宝等8 以大米和绿豆为原料，通过挤压膨化制备婴儿膨化营养米粉，研究发现挤压膨化后淀粉颗粒表面粗糙度增加，体积密度、WSI、糊化度均达到预测值，消化率达到91%，超过市售同类产品。Jabeen等9 对荠粉和玉米粉挤压膨化研究发现原料配方、物料含水量、螺杆转速和机筒温度对挤压膨化物的膨胀系数、容重、WSI、吸水率、硬度和色泽均有显著影响,最优条件下，挤压膨化物水分、蛋白质和脂肪含量显著低于玉米和荸荠，且最终制品具有更好的储藏和感官特性。挤压膨化技术的工艺变量和产品变量，如原料成分、膨化温度、螺杆转速等均会影响挤出物的品质特性10 。然而，制作大糕的原料米粉的挤压膨化工艺未被系统研究。因此，以大米为原料，研究不同挤压膨化条件对径向膨化率、WSI、W A I、白度等品质影响规律，通过响应面优化确定膨化粉产品最佳挤压膨化条件，技术对膨化前后的米粉结构进行表征，为实现高品质膨化粉工业化生产提供参考。中国粮油学报1材料与方法1.1材料实验用梗米和糯米分别为苏垦梗米和金皖糯。石油醚、乙醇、硼酸、CuSO4、Na O H、K O H、硫酸、盐酸、碘、碘化钾等分析检测用试剂均为分析纯。1.2仪器与设备DSE-29/40D双螺杆挤压膨化机、TM3000型台式扫描电镜、XTRAX射线衍射仪、K-436快速消解仪、K100自动凯氏定氮仪。1.3方法1.3.1膨化粉制备流程及操作要点大米原料清洗除去杂质；30 0 0 r/min离心脱水至无水滴落,30 干燥；粉碎机粉碎，润粉机中调控物料达到实验设定水分含量；挤压膨化（I区40，区6 0，区9 0,IV区12 0,V区温度即实验设定的膨化区温度）；粉碎，过8 0 目筛,收集筛下物备用。1.3.2膨化粉制备单因素实验采用单因素轮换法，依次考察膨化区温度（12 5、135、145、155、16 5）、螺杆转速（140、150、16 0、17 0、180r/min）、物料水质量分数（14%、16%、18%、20%）及米质量分数（10%、2 0%、30%、40%、50%）对膨化粉的径向膨化率、体积密度、WSI、W A I、糊化度、白度值W、L*、*、b*的影响。1.3.3膨化粉制备响应面优化实验在单因素实验结果的基础上，根据BoxBe-hnken响应面设计原理,选择膨化温度（A）、物料含水量（B）、梗米添加量（C)3个自变量,以膨化粉糊化度为响应值,对膨化粉制备工艺进行优化，实验因素及水平如表1所示。表1响应面设计因素水平表水平因素-1膨化温度A/135物料含水量B/%16梗米添加量C/%201.3.4品质特性参数测定1.3.4.1基本营养成分测定水分参照GB5009.32016食品安全国家标准食品中水分的测定中直接干燥法测定；蛋白质参照GB5009.52016食品安全国家标准食品中蛋白质的测定中凯氏定氮法测定；脂肪参照GB5009.6一2016食品安全国家标准食品中脂肪的测定中索氏提取法测定；直链淀粉参照GB/T156832008大米2023年第8 期0114515518203040第38 卷第8 期直链淀粉含量的测定测定；总淀粉参照GB5009.92016食品安全国家标准食品中淀粉的测定中酶水解法测定;灰分参照CB5009.42016食品安全国家标准食品中灰分的测定中的总灰分测定法测定。灰分、脂肪含量和蛋白质含量以干重百分比为单位进行报告，用差值法计算支链淀粉含量。1.3.4.2径向膨化率的测定用游标卡尺分别测定模口直径dz（m m）及挤出物的直径d（m m），随机取样测定10 次,取平均值，径向膨化率(A)计算公式为：A=d/d21.3.4.3体积密度的测定称取10 g样品于量筒，轻轻振动至样品高度不再减少，读取样品体积V，按公式计算体积密度(bulkdensity,BD)值。BD/(g/mL)=m/V1.3.4.4WSI和WAI 的测定参考Anderson等I的方法并稍加修改。称取样品（ml)2.5g,放人装有30.0 mL蒸馏水的离心管中,充分混均，在室温下水平放置12 h后离心（40 0 0 r/m i n,2 0 m i n），将上清液倒人预先恒重的铝盒（m）中，放入烘箱内，在10 5条件下干燥至恒重（ms），同时称量沉淀残留物的质量（m4），用公式计算。m3-m2WSI=miWAI=m4ml1.3.4.5糊化度测定将膨化粉（50.0 mg）均匀分散在2 4.5mL去离子水中,加入0.5mL浓度为10 mol/L的K0H溶液，磁力搅拌5min，450 0 g 离心10 min，取上清液1.0mL,加人0.2 mL浓度为1 mol/L的HCl溶液,去离子水定容至10 mL,然后加人0.1mL碘溶液（0.5g碘和2 g碘化钾定容至50 mL），混匀，测定6 0 0 nm处吸光度Ai；重复步骤，将去离子水体积改为22.5mL,KOH溶液体积改为2.5mL,HCl体积改为1 mL,其他条件不变,测得吸光度为A,12。糊化度X计算公式为：A1X=100%A21.3.4.6白度测定使用色差仪测定，记录样品的L*、*和6*值，L*表示亮度,*表示红（+）/绿（-）,b*黄（+）李光磊等挤压膨化对膨化米粉品质特性的影响研究到挤出物的径向膨化率14O体积密度是衡量膨化粉内部空隙大小的一个重要指标，与膨化粉的粒径、形状、颗粒间静电相互作用、范德华力等因素密切相关，膨胀率与体积密度呈现相反趋势。随着膨化温度的上升，体积密度先减后增，在145时膨化粉体积密度最小0.36，显著小于其他膨化温度下产品的体积密度值。糊化度随膨化温度增大呈先增后减的趋势，在145糊化度达到最大的9 0.2 5%。膨化制品糊化度增大，有利于消化吸收。69蓝（-）。白度值（W)的计算公式为：W=100-(100-L*)+(a*)+(b*)21.3.4.7扫描电子显微镜（SEM)观察用导电胶固定少量样品，使其均匀分散，真空喷金处理后置于电镜载物台，设置电压为10 kV,分别用10 0、6 0 0、10 0 0 倍3个不同放大倍数对样品进行观察分析。1.3.4.8X 射线衍射(XRD)测定使用X射线衍射仪测量，扫描角度为3 6 0，扫描速度3（）/min，步长0.0 2。样品在40 kV和40 mA Cu-Ka辐射下运行。X射线衍射结果通过Jade 6软件分析。1.4数据处理采用DesignExpertV.8.0.6统计软件设计分析响应面实验，利用SPSS软件（version26.0，SPSSInc.）进行单因素方差分析（ANOVA）和Ducans多重检验,在0.0 5的显著性水平下评估样本均值之间的差异。除特殊说明外,各指标进行3次重复,每次重复3次平行。2结果与分析2.1挤压膨化工艺单因素实验结果2.1.1 膨化温度对膨化品质特性的影响不同膨化温度对膨化粉物理特性的影响如表2所示,不同膨化温度对膨化粉物理特性的影响较大。径向膨化率可直观表征大米粉挤压膨化后的体积膨胀程度。在12 5 145，径向膨化率随膨化温度升高而增大，这是因为高挤压温度会加速物料中水的蒸发扩散程度，从而促进气泡的形成，导致挤出物呈网状多孔结构，体积变大，从而提高了径向膨化率13。当温度超过145后,径向膨化率反而下降，有可能是当温度过高，膨化机膛体内部压强过大，物料水分散失过快，导致淀粉未能完全糊化，从而影响70挤压膨化温度对WSI和WAI均有显著影响,呈现先升高后降低的趋势，在145时，分别达到最大值50.8 4和5.8 8。这表明在适当温度下，双螺杆挤压膨化导致淀粉分子间和分子内的氢键断裂,分子内部大量亲水基团如羟基暴露，导致吸水性增加15。然而,过高的温度会导致WAI降低,这是由于可溶性蛋白与可溶性糖之间通过美拉德反应形成复合物16 。在12 5 145范围内随着膨化温度的上升，亮度指数L*和白度W值都显著增大，产品色泽变得亮白,红绿值*、黄-蓝值6*显著减小,说明随着加工温度升高，膨化粉颜色向蓝红转变。这可能是物料在膨化温度过低时，米粉没有得到充分的糊化，米粉挤压在一起导致颜色加深，色泽暗淡。当膨化温度超过145后，膨化米粉L*值减小，*值、6*值呈增加趋势，即膨化粉亮度下降、色泽变暗、黄色增强，W减小，这些颜色的改变可能与高温下非酶褐变的发生有关17 。综合考虑,适宜膨化温度为135 155。2.1.2螺杆转速对膨化粉品质特性的影响如表3所示,在实验设定的螺杆转速范围内,随着螺杆转速的增加，米粉的径向膨化率和体积密度变化显著。随着螺杆转速的增加，径向膨化率先增后减，体积密度呈现先减后增的趋势。当螺杆转速小于150 r/min时,随着螺杆转速增加,剪切和摩擦作用增加，物料组分糊化裂解更加充分，水分大量气化，径向膨化率提高，体积密度下降。当螺杆转速超过150 r/min，物料在挤压膨化膛体停留时间减少，糊化裂解不充分，导致径向膨化率下降，体积密度增加18 膨化膨化率温度/1252.43 0.03b1352.77 0.03d1453.30 0.061552.59 0.30c1652.22 0.03a注：同行上标小写字母表示差异显著（P0.05）。螺杆转速膨化率BD/g/mL/r/min1302.49 0.02b 0.63 0.01d1402.74 0.03d 0.42 0.01b1503.18 0.04e0.38 0.00a1602.57 0.02 0.59 0.00c1702.13 0.02a 0.74 0.005中国粮油学报膨化粉的WSI和WAI均呈现先增后减的趋势，在螺杆转速为150 r/min时，WSI和WAI均达到最大值，分别为50.7 4%和5.7 9,是挤压膨化前原料粉的16.4倍和2.6 9倍。这说明在适当转速下，机械剪切造成淀粉、蛋白等大分子的局部降解，导致亲水性基团暴露19,导致WSI和WAI增大。当螺杆转速过快时，物料在膛体滞留时间过短，物料未被充分挤压膨化,导致其WSI 和WAI减小。这与裴斐等2 0 1和张守文等2 1 的研究结果一致。随着螺杆转速的增大，膨化粉亮度指数L*值呈先增后减的趋势，而*值、6*值呈先减后增的趋势。在螺杆转速为150 r/min时，膨化粉L*值达到最大91.58,而a*值、b*值达到最小值为-0.2 1、5.2 1,此时白度值W为最大值9 0.10，即色泽最亮，白度最大。根据螺杆转速对膨化粉理化特性影响结果，选择螺杆转速为150 r/min。2.1.3物料含水量对膨化粉品质特性的影响物料含水量对膨化粉物理性质的影响见表4。随着物料含水量的增加，径向膨化率呈先增大后减小的趋势，径向膨化率变化显著。膨化粉的体积密度随物料含水量呈现先减后增的趋势，当含水量为16%20%，体积密度变化差异不显著。含水量为18%时糊化度、WSI和WAI均达到最大值，这说明适量的水份是淀粉糊化的必要条件。当水分继续增加时WSI和WAI降低,可能是因为物料较高的含水量会导致膛体内挤压温度降低，使得热和机械能降低，糊化程度降低2 。膨化粉的白度W随物料含水量的增加变化差异不显著。因此，选择物料水质量分数为16%2 0%。表2 挤压膨化温度对膨化米粉品质特性的影响糊化度WSIBD/g/mL/%0.67 0.01d75.83 6.56b37.01 0.47a40.41 0.00b86.71 5.3840.62 1.43b0.36 0.00a90.25 3.62d50.84 1.92c0.55 0.01c276.58 4.22b 39.54 1.47b0.73 0.0168.75 5.12a35.94 0.48a2表3物螺杆转速对膨化米粉品质特性的影响糊化度/%WSI/%62.74 6.32a41.890.83b3.90 0.04b90.270.03b-1.350.08d9.58 0.20d79.21 3.99c 46.71 0.77d90.980.08c-0.84 0.04c7.340.29c88.45 2.35d50.74 0.19e5.79 0.22e71.39 3.83b 44.4 0.04c4.19 0.03c59.66 5.42a37.8 0.38a2.72 0.03a82023年第8 期WAIL*/%4.06 0.0984.84 0.11d5.88 0.18e3.78 0.10b2.97 0.07a8WAI4.93 0.09d9a*89.42 0.07*0.94 0.03h 9.42 0.09 85.80 0.23ab89.67 0.08b 0.89 0.02a 9.06 0.10b 86.23 0.08ab90.00 0.12cC0.89 0.03a8.64 0.18a 86.75 0.16a89.900.04c-1.13 0.01c8.85 0.08ab86.52 0.12a89.35 0.12-1.34 0.02d9.54 0.1685.54 0.34bL*86.27 2388.34 0.13b91.580.03d-0.21 0.02a5.210.14a90.10 0.07a90.12 0.12b 0.53 0.05b 6.87 0.11b87.95 0.21b89.320.23a-0.910.04c7.530.20c86.90 0.056*a*6*WW第38 卷第8 期物料水质膨化率量分数/%142.57 0.67a162.82 0.38b183.14 0.08d202.99 0.13c222.49 0.04 a梗米质膨化率量分数/%102.45 0.06 a202.68 0.04b303.37 0.04c403.44 0.07d503.59 0.032.1.4梗米添加量对膨化粉品质特性的影响如表5所示，随着梗米添加量增加，径向膨化率显著增加，膨化粉体积密度显著降低。膨化粉的糊化度随着梗米添加比例增加变化显著，糊化度呈先增后减的趋势，在梗米质量分数为30%时，糊化度达到最大8 9.97%。这可能是随着梗米添加量的增加，米粉中直链淀粉含量增加，直链淀粉含量不同对挤压特性和产品质量有重要影响2 3,但并不与直链淀粉含量存在线性关系，这可能还与淀粉结构以及与蛋白质的相互作用有关2 4。同时直链淀粉增加，导致膨化粉水溶性变小,吸水性增大2 。随着梗米添加量的增大,膨化粉白度W变化不显著。因此,米添加比例适宜范围为2 0%40%。2.2挤压膨化工艺响应面优化分析2.2.1口响应面设计与结果在单因素实验结果基础上,选取膨化温度（A）、物料含水量(B)和梗米添加量(C)为自变量,以糊化度作为响应值（Y），采用BoxBe h n k e n 中心组合试验设计成三因素三水平实验，实验设计见表6。表6 Box-Behnken设计方案及结果实验编号A膨化温度/水质量分数/%质量分数/%102-13040506070819-1李光磊等挤压膨化对膨化米粉品质特性的影响研究表4物料含水量对膨化粉品质特性的影响BD/g/mL糊化度/%0.62 0.01 a70.66 2.28a42.06 0.10a0.40 0.03b83.20 1.95b 46.21 0.07b0.39 0.01 b89.67 2.6350.29 0.19c0.39 0.03b86.68 2.11 bc 47.77 0.13b0.63 0.01a69.81 1.44 41.04 0.37a表5梗米添加量对膨化粉品质特性的影响BD/g/mL糊化度/%0.66 0.01 70.39 5.87a0.49 0.01d82.78 3.35bc0.35 0.01c89.97 4.12d0.33 0.01b85.47 2.410.31 0.00a78.14 3.38 ab 42.8 0.67aB物料C鞭米000-10000-1-10000100171WSI/%WAI3.76 0.01 a5.54 0.12b5.91 0.15c5.68 0.18bc 93.85 0.06aWSI/%WAI51.0 0.13c5.13 0.09b50.2 0.10bc5.69 0.0950.6 0.26bc5.95 0.17d48.5 0.39b6.18 0.05实验编号温度/质量分数/%质量分数/%10011112-113-11401511601712.2.2响应曲面回归模型的建立与分析使用DesignExpertV.8.0.6统计软件对表6 数据进行拟合，得到二次多项式回归模型为：Y(糊化度）=91.10-5.2 2 A-0.76B+2.57C-2.42AB+1.42AC+1.73BC-10.43A?-8.54B2 4.60C2从表7 可以看出模型极显著（P0.05）,表明所得回归方程较可靠，该模型能较好预测挤压膨化粉的糊化度。由自变量F值可知,3个因素对硬度的影响程度依次为:A（膨化温度）C（梗米添加量）B（物料含水量）。由回归模型的决定系数R=0.9528，调整决Y糊化度定系数 Ras=0.892 1,说明该模型拟合程度良好。/%该模型适用于实验范围内参数值的预测，确定最佳87.9979.5994.0888.2077.0790.7294.5062.3783.37a*90.27 0.03a0.89 0.03b890.98 0.08b1.32 0.01a9.28 0.19d86.99 0.08b91.550.13c-0.470.03c7.620.28b88.610.08a91.61 0.34-0.28 0.01d6.97 0.16a89.090.14a91.89 0.38-0.14 0.01d 6.83 0.26*89.40 0.22aL*90.74 0.07c-0.89 0.01b8.62 0.25b89.91 0.30ab-1.60 0.07d 9.91 0.06d91.55 0.13d 0.47 0.03*7.62 0.28a6.03 0.11de 90.15 0.13b 0.85 0.028.78 0.19bc 86.78 0.12*89.72 0.08a1.04 0.0386.28 0.21a续表6A膨化B物料水-1-1-111010膨化粉挤压制备工艺。另外，由表7 分析可知,交互因素中A、B和 C均达到显著。通过实验数据优化，得出膨化粉的理论最佳挤压膨化工艺为：膨化温度142.6 4，物料水质量分数为18.0 3%，梗米质量分数32.4%，螺杆转速150r/min，挤出膨化处理后获得膨化粉的糊化度为92.02%。为了实际操作方便，将最佳膨化工艺修改6*8.06 0.20 87.33 0.10ab6*a*9.03 0.14C鞭米Y糊化度/%177.28071.82077.07077.28182.32175.39-175.18-165.94WW87.31 0.11 a85.77 0.06a88.61 0.09a72为：压膨化温度143，物料水质量分数为18%，梗米质量分数32%,螺杆转速150 r/min。经过实验验证，在此条件下膨化粉糊化度为91.15%，与理论值偏差为0.9%，不超过2%，说明该模型可以较好预测膨化工艺对膨化度的影响。表7 回归方程显著性检验与方差分析方差来源平方和自由度均方F值P值显著性降低为0.35g/mL,同时WSI、W A I 显著升高，分别提模型1 260.82A218.30B4.64C52.94AB23.33AC8.04BC12.01A2457.73B2306.83C289.06残差62.45失拟项23.78纯误差38.67总变异1 323.26注：*表示差异极显著（P0.01）；*表示差异显著（P0.05)。2.3米粉挤压膨化前后理化参数大米粉在最佳膨化工艺条件下膨化前后的各项指标如表8 所示，挤压膨化后水分、灰分、总淀粉、支链淀粉、蛋白质和粗脂肪的含量均显著下降,而直链淀粉的质量分数显著增加，从膨化前的5.8 3%增大到膨化后的7.58%。这可能是由于在挤压过程中原料粉的淀粉发生糊化，部分变成糊精，发生降解，导致总淀粉含量降低。同时，支链淀粉的侧链断裂从而导致含量降低，而断裂下来的支链变成了短的直链淀粉，导致支链淀粉减少，直链淀粉含量增大。在表8 挤压膨化对大米粉理化参数影响理化参数膨化前水分/%18.02 0.07aw（灰分）/%0.55 0.12aw(总淀粉)/%79.34 0.23aw(直链淀粉）/%5.83 0.06aw（支链淀粉）/%73.51 0.15aw（蛋白质）/%7.59 0.05aw(粗脂肪)/%1.67 0.03 a径向膨化率一体积密度/g/mL0.87 0.01a糊化度/%一WSI/%3.12 0.35aWAI2.15 0.04aL*94.94 0.19aa*-0.32 0.01a6*4.87 0.08aW92.97 0.11a中国粮油学报高温、高压、高剪切力作用下，原料粉中部分蛋白质发生变性,氨基酸降解,蛋白质含量降低。粗脂肪含量的降低可能有2 个原因，首先在高温条件下，游离脂肪酸易被氧化,另一个原因可能是高温物料在挤出头处高压瞬间释放，油脂从物料中分离2 6 。原料粉经过挤压膨化，体积密度从0.8 7 g/mL9140.091218.3014.64152.94123.3318.04112.011457.731306.83189.0678.9237.9349.6716R2=0.952 8RAd;=0.892 12023年第8 期15.700.000 724.470.001 70.520.494 35.930.045 02.620.149 90.900.374 11.350.284 051.310.000 234.390.000 6*9.980.015 90.820.546 7膨化后11.80 0.15b0.32 0.06b72.49 0.41b7.58 0.03b64.91 0.38b7.46 0.02b1.43 0.02b3.37 0.040.35 0.00b91.15 2.1650.84 1.92 b5.88 0.17b93.13 0.03 b0.19 0.02b5.11 0.14b91.44 0.07b*高了16.4倍和2.7 倍。膨化后米粉L*值减小，*值、6*值增加、W减小，即膨化粉亮度下降、色泽变暗、黄绿增强。2.4米粉挤压膨化前后微观结构挤压膨化前后大米粉的扫描电子显微镜（SEM)结果如图1所示，挤压膨化前的米粉中淀粉颗粒破损程度小，颗粒完整。经挤压膨化后的膨化粉，淀粉颗粒表面出现裂纹和沟槽，原有规则结构变为无序的松散状，同时还形成了较多的气泡微孔结构。淀粉在高温、高压、高剪切环境发生热溶胀和糊化，在物料喷出模口压力瞬间释放，使得淀粉原本的微观结构进一步破坏，导致膨化粉体积密度减小，同时这种蜂窝状结构也增大了淀粉与水的接触面积,从而提高了其WSI和WAI。图2 为原料粉膨化前后的X射线衍射图样。未经挤压膨化的大米淀粉呈典型A型结晶结构，在2 0为15.2、17.1、18.0 及2 2.8 上显示吸收峰。膨化100 x600 x1 000 xala2a3图1挤压膨化前(a)后(b)米粉的SEM图b1b2b3第38 卷第8 期后的淀粉在2 0 为12.9和19.8 处的特征峰，呈现典型V型结构图谱，这是由紧密排列的单直连淀粉螺旋与不同极性和非极性化合物络合形成的2 7 2 8 。经过挤压膨化，淀粉失去了大部分结晶峰，表明原有淀粉有序结构几乎完全被破坏，淀粉彻底糊化，这与SEM结果分析相一致。17.1%-1815.2+22.819.85.812.901020304050 6020/(）图2 挤压膨化前后大米粉的XRD图3结论基于挤压膨化技术研究了不同挤压膨化条件对大米粉品质特性的影响，通过单因素和响应面实验优化出最佳挤压膨化工艺参数为：压膨化温度143，物料水质量分数为18%，梗米质量分数32%，螺杆转速150 r/min。经过实验验证，膨化粉糊化度为91.15%，与所建模型的预测值接近。通过对膨化前后大米粉的理化参数检测及SEM和XRD的微观分析表明，在优化的工艺参数条件下，膨化后淀粉颗粒发生崩解，糊化彻底，显著提高了米粉的理化品质，为即食米制品如大糕的加工提供理论数据参考。然而，食品体系中各成分互作用对膨化挤出物的性质影响复杂，相应的机制和规律有待进一步探讨。参考文献1地标风采：2 0 2 2 年度江苏省商标品牌培育和保护项目（地理标志）之五：阜宁大糕EB/OL.202210-10 .h t-tp:/ 82300 _10624865.html2谭丽平，陈明海，张惠，等我国传统食品涵义界定及其发展现状的研究J.食品工业科技，2 0 0 9,30（3）：345-347TAN L P,CHEN M H,ZHANG H,et al.Study on the defi-nition and development of traditional food J.Science andTechnology of Food Industry,2009,30(3):345-3473SELANI M M,BRAZACA S G C,DOS SANTOS DIAS C T,et al.,Characterisation and potential application of pineapplepomace in an extruded product for fibre enhancement J.Food Chemistry,2014,163:23-30李光磊等挤压膨化对膨化米粉品质特性的影响研究一膨化前.膨化后734JLUCAS B F,DE 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