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双螺杆挤压制备谷物早餐的研究

作　者: 杜江美
导　师: 张晖
学　校: 江南大学
专　业: 粮食、油脂及植物蛋白工程
关键词: 谷物早餐双螺杆挤压配方理化性质功能性质
分类号: TS213
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本论文主要研究双螺杆挤压法制备谷物早餐。以九种谷物(玉米、小麦、大米、燕麦、大麦、小米、黑米、红豆和绿豆)为原料,研究了原料成分与挤压膨化后产品的理化性质之间的相关性,然后,通过单因素试验和正交试验得到了最佳配方,同时研究了工艺条件对系统参数和产品品质的影响,最后比较了谷物原料与产品的营养成分和功能性质的差异。首先,探究了谷物原料成分与挤压膨化后产品的理化性质之间的相关性。相关性分析结果表明:糊化度与蛋白质含量(6.86-21.49%)呈极显著负相关,与淀粉含量(42.91-81.36%)呈显著正相关;吸水指数与蛋白质含量呈极显著负相关,与淀粉含量呈极显著正相关;水溶性指数与蛋白质含量呈显著正相关,与淀粉和直链淀粉含量(6.37-48.27%)呈极显著负相关;保脆性与直链淀粉含量呈显著正相关。同时,水溶性指数与糊化度之间呈显著负相关,与吸水指数之间呈极显著负相关;横向膨胀度与纵向膨胀度之间为显著负相关,与硬度呈显著正相关;脆性与保脆性呈极显著正相关。其次,选择大米、小米、燕麦和红豆作为谷物早餐的原料。以必需氨基酸指数、膨胀度和质构参数为指标,经过单因素试验和正交试验,优化得到谷物早餐的最佳基础配方为:小米粉45%、燕麦粉20%、红豆粉20%、大米粉15%,此配方的必需氨基酸指数为81.57。再次,探究了工艺条件(水分含量、螺杆温度和螺杆转速)对系统参数(模头压强和扭矩)和谷物早餐产品主要品质指标(膨胀度、吸水指数、水溶性指数、质构和色差)的影响。结果表明随着原料水分含量(22-30%)的增加,模头压强和扭矩明显降低;随着螺杆温度(120-160℃)的升高,扭矩逐渐降低,模头压强无规律变化;随着螺杆转速(80-120 r/min)的增加,模头压强逐渐升高,扭矩逐渐降低。根据工艺条件对谷物早餐产品品质指标的影响研究的试验结果,结合谷物早餐的产品特性,确定工艺条件为:水分含量24%、螺杆温度140℃、螺杆转速110 r/min。最后,将谷物早餐产品与谷物原料的主要成分和功能性质进行了比较,发现谷物早餐产品的淀粉和脂肪含量下降,还原糖在产品中未检测出;必需氨基酸中异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸和胱氨酸含量没有减少,赖氨酸减少10%,苏氨酸减少17.7%,色氨酸减少16%,苯丙氨酸和酪氨酸减少46.6%;糊化度达到92.17%,吸水指数提高到原料的2.58倍,水溶性指数提高到两倍。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 谷物早餐的研究概述  8-9
    1.1.1 国外谷物早餐的研究进展  8-9
    1.1.2 国内谷物早餐的研究进展  9
  1.2 挤压膨化技术概述  9-10
    1.2.1 挤压膨化技术的原理  9
    1.2.2 挤压膨化设备  9-10
    1.2.3 挤压膨化技术在食品行业中的应用  10
  1.3 谷物早餐的主要品质指标  10-11
  1.4 影响谷物早餐品质的主要因素  11-13
    1.4.1 原料性质  11-12
    1.4.2 加工设备  12
    1.4.3 工艺参数  12-13
  1.5 立题依据及意义  13
  1.6 论文主要研究内容  13-14
2 材料与方法  14-18
  2.1 主要材料与试剂  14
  2.2 主要仪器与设备  14
  2.3 实验方法  14-18
    2.3.1 主要成分分析  14
    2.3.2 原料预处理  14
    2.3.3 挤压处理  14
    2.3.4 挤压产品理化性质的测定  14-16
    2.3.5 系统参数的测定  16
    2.3.6 挤压谷物原料成分与理化性质之间的相关性分析  16
    2.3.7 谷物早餐的配方设计  16-17
    2.3.8 挤压操作参数对系统参数和产品品质的影响  17
    2.3.9 试验数据处理与分析  17-18
3 结果及讨论  18-42
  3.1 原料成分分析  18
  3.2 挤压谷物原料成分与理化性质之间的相关性分析  18-23
    3.2.1 挤压谷物的理化性质  18-21
    3.2.2 原料成分与理化性质之间的相关性分析  21-22
    3.2.3 理化性质之间的相关性分析  22-23
  3.3 谷物早餐配方设计  23-28
    3.3.1 谷物原料的成分  23-24
    3.3.2 配方设计的要求和原料选择的依据  24
    3.3.3 单因素试验  24-26
    3.3.4 正交试验  26-28
  3.4 挤压操作参数对系统参数和产品品质的影响  28-39
    3.4.1 水分含量对系统参数和产品品质的影响  28-32
    3.4.2 螺杆温度对系统参数和产品品质的影响  32-35
    3.4.3 螺杆转速对系统参数和产品品质的影响  35-39
    3.4.4 操作参数与产品品质指标之间的相关性分析  39
  3.5 挤压对谷物早餐主要营养成分和功能性质的影响  39-42
    3.5.1 挤压膨化对淀粉和还原糖的影响  40
    3.5.2 挤压膨化对蛋白质和氨基酸的影响  40
    3.5.3 挤压膨化对脂肪的影响  40-41
    3.5.4 挤压膨化对产品功能性质的影响  41-42
论文主要结论  42-43
问题与展望  43-44
致谢  44-45
参考文献  45-49
附录：实验用双螺杆挤压机和螺杆  49-50
作者在攻读硕士学位期间发表论文  50

双螺杆挤压制备谷物早餐的研究

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