挤压膨化系统参数对脱胚玉米蛋白质含量影响规律的研究

探讨以蛋白质含量为评价指标,以挤压机模孔孔径、挤压机套筒加热温度、挤压机螺杆转速和喂入挤压机原料含水量为考察因素,用脱胚玉米为原料生产淀粉糖浆、作辅料生产啤酒以提高糖化液的过滤速度。选定四因素五水平进行二次正交旋转组合试验设计,利用Reda软件建立回归方程及进行单因素图形分析,结果得出各影响因素对试验指标的影响规律,并考察了各试验因素对指标因子贡献率的大小。结论:在实际生产中,如果通过蛋白质含量的变化来反映与调节糖化醪及糖化液的过滤速度,则玉米粉含水量和挤压机螺杆转速应作为首要调节因素。     

玉米粗淀粉加酶制取糖浆挤压参数优化

结合正交试验法,对加酶挤压处理淀粉的挤压参数进行优化,使糖化液考察指标过滤速度和糖浆DE值较优.为了获得优化的挤压参数,设计了实验方案,并对考察指标进行了极差和方差分析处理,确定了各因素及其交互作用的主次因素,因素之间交互对考察指标的显著程度,得出了试验因素的最优组合,即挤压参数最优组合方案,为原料水分质量分数为50％、螺杆转速为150 r/min、套筒温度为90℃、挤压原料加酶量为999 nkat/g.     

以挤压膨化脱胚玉米作啤酒辅料的试验研究

通过实验室试验 ,研究了作啤酒辅料的脱胚玉米挤压膨化系统诸参数 (模孔孔径、套筒温度、物料含水率、螺杆转速 ) ,对各考察指标 (麦汁醪液的总还原糖、α 氨基氮、过滤速度 )的影响规律 ,指出挤压膨化脱胚玉米作啤酒辅料的可行性。     

脱胚玉米和淀粉挤出物中淀粉-脂热特性分析

对添加酶制剂的脱胚玉米与添加棕榈酸的玉米淀粉的热特性进行分析,使用热分析法(Differential Scanning Calorimetry,DSC)分析上述物质及其挤出物其升温过程中的热流速率.研究表明,含有一定脂类的脱胚玉米和玉米淀粉在挤压过程中产生淀粉-脂复合物,添加淀粉酶的脱胚玉米挤出物的焓变比未添加酶制剂挤出物的焓变高,表明添加酶制剂使脱胚玉米的挤出物的复合物含量增加.从挤出物制取糖浆的DE值和淀粉转化率表明,挤压过程中产生的复合物对糖浆DE值和转化率影响较小,为加酶挤出物在实验室制取糖浆的顺利开展提供了理论依据.     

添加淀粉酶脱胚玉米的挤压停留时间分布和淀粉转化率研究

应用四因素五水平正交旋转组合试验设计,研究单螺杆挤压机操作参数(脱胚玉米中耐高温淀粉酶添加量、螺杆转速、脱胚玉米含水量和挤压机末端套筒温度)对停留时间分布跨度和挤出物制取糖浆的淀粉转化率的影响。试验中以赤藓红为示踪剂,使用分光测色仪测试脱胚玉米加酶挤出物的a值,通过a值的变化得出物料的挤压停留时间分布,停留时间分布跨度在1.07~1.73。采用岭回归寻优分析,得到停留时间分布范围131.59~145.45 s的挤压系统参数:耐高温淀粉酶添加量0.71~0.75 L/t、原料含水量24.7%~25.5%、挤压机末端套筒温度97.8~101.2℃、挤压机螺杆转速102.3~107.2 r/min。对挤压停留时间分布跨度和淀粉转化率进行回归分析,回归模型均达到高度显著性水平,该二次模型能够拟合真实的试验结果;典型相关性分析表明,二者之间有低度正相关,相关系数为0.396 3。     

加酶挤压脱胚玉米制取高转化糖浆研究

以脱坯玉米为原料,将挤压膨化技术与玉米淀粉制糖浆的工艺相结合,找到最佳的挤压膨化参数以及在较短的糖化时间下DE达到60%的糖化参数,并对用保留时间结合峰高增加法和外标法对糖液中糖组分进行分析。以玉米含水量、挤压加酶量、挤压机套筒加热温度、挤压机螺杆转速四个因素进行五水平二次正交旋转组合试验,探讨各因素对DE值、淀粉转化率试验指标的影响,从而确立最佳挤压参数。其最佳挤压参数为:挤压加酶量为0.63mL/kg,物料含水量为38%,套筒温度为85℃,螺杆转速为109r/min。糖化参数为液化加酶量0.15μL,液化时间15min,糖化时间3h。使用高效液相色谱对糖液组分进行分析,其中葡萄糖和麦芽糖含量分别为24.28g/100mL,12.82g/100mL。     

添加淀粉酶脱胚玉米在挤压机内停留时间分布和淀粉转化率研究

应用四因素五水平正交旋转组合实验设计,研究单螺杆挤压机操作参数(脱胚玉米中耐高温淀粉添加量、螺杆转速、脱胚玉米水分质量分数和挤压机末端套筒温度)对停留时间分布跨度和挤出物制取糖浆的淀粉转化率的影响。试验中以赤藓红为示踪剂,使用分光测色仪测试脱胚玉米加酶挤出物的a值,通过a值的变化得出物料的挤压停留时间分布,停留时间分布跨度在1.07-1.73之间。采用岭回归寻优分析,得到停留时间分布范围131.59～145.45s的挤压系统参数：耐高温淀粉酶添加量0.71L/t～0.75L/t、原料水分质量分数24.7%～25.5%、挤压机末端套筒温度97.8℃～101.2℃、挤压机螺杆转速102.3r/min～107.2r/min。对挤压停留时间分布跨度和淀粉转化率进行回归分析,回归模型均达到高度显著性水平,该二次模型能够拟合真实的试验结果;典型相关性分析表明,二者之间有低度正相关,相关系数为0.3963。     

在酶法挤压过程中脱胚玉米的淀粉变化研究

本实验使用单螺旋挤压机,对未加酶和添加耐高温α-淀粉酶的脱胚玉米进行低温挤压,采用"急停法"在挤压机内部分段取料,分析脱胚玉米在挤压过程中淀粉的变化,测量各段物料的淀粉含量、还原糖含量、酶活性及碘兰值。利用高效液相色谱分析脱胚玉米及挤出物糖化后的糖组分。结果表明,经过挤压后,原脱胚玉米的还原糖含量由原来的0.81%升高至3.22%,向脱胚玉米添加酶量为0.5 mL/kg和1.0 mL/kg的挤出物还原糖分别从原来的2.77%、2.81%升高至6.56%、7.02%;挤压原脱胚玉米制备糖液还原糖含量(DE)为94.98%,而挤压加酶量为0.5 mL/kg和1.0 mL/kg的脱胚玉米制备糖液DE值分别为96.84%、99.78%;采用高效液相色谱法分析物料的糖组分,发现使用挤压原脱胚玉米、加酶量为0.5 mL/kg和1.0 mL/kg的脱胚玉米制备糖液的葡萄糖含量分别为29.082、34.236、37.672 g/100 mL。     

脱胚玉米与加酶和不加酶挤压脱胚玉米淀粉颗粒结构和热特性研究

为研究不加酶和加酶挤压对脱胚玉米颗粒结构和热性能影响,采用扫描电镜的方法观察玉米淀粉颗粒形态,采用X-射线测定脱胚玉米淀粉颗粒晶体类型,运用差示扫描量热法分析玉米淀粉的热特性,并测定其糊化度。通过扫描电镜观察未经过挤压的脱胚玉米颗粒表面光滑完整,未加酶挤压和加酶挤压的脱胚玉米颗粒形态遭到破坏,整体结构不完整,表面出现孔洞;X-射线实验测得未挤压脱胚玉米结晶度为15.84,未加酶挤压脱胚玉米结晶度为5.63,加酶挤压脱胚玉米结晶度为7.94;DSC测试结果为未挤压脱胚玉米、未加酶挤压脱胚玉米和加酶挤压脱胚玉米的起始温度分别为46.97、43.11、48.18℃,峰值温度分别为98.63、93.61、98.25℃,结束温度分别为196.79、185.20、188.54℃,焓变分别为325.40、271.30、284.80 J/g;测得糊化度值分别为0.16、0.87、0.61。表明挤压能够破坏脱胚玉米淀粉颗粒完整度,部分微晶结构遭到破坏,结晶度降低,焓变值降低,糊化度增加;加酶挤压脱胚玉米焓变值高于未加酶挤压脱胚玉米,糊化度低于未加酶挤压脱胚玉米。     

挤压剪切活化对添加耐高温α-淀粉酶脱胚玉米淀粉结构和理化特性的影响

本研究通过偏光显微镜、扫描电子显微镜、热台显微镜、X射线衍射、差示扫描量热分析、傅里叶变换红 外光谱分析等手段,研究原脱胚玉米、挤压脱胚玉米和添加耐高温α-淀粉酶挤压脱胚玉米的淀粉结构及性质变化, 并探究其相互关系,揭示挤压剪切活化对脱胚玉米的淀粉颗粒机械力化学效应。研究表明：与原脱胚玉米和挤压脱 胚玉米相比较,挤压处理对添加耐高温α-淀粉酶脱胚玉米的淀粉结构及性质产生显著影响,酶解力和糊化度增大,碘 蓝值、直链淀粉含量减小。添加耐高温α-淀粉酶挤压脱胚玉米淀粉颗粒形貌破坏,偏光十字破坏,结晶度变小;升温糊 化过程中,焓变降低;挤压使淀粉颗粒的结晶结构破坏,淀粉颗粒发生聚集,破损淀粉颗粒易糊化和裂解。     

蛹虫草复合谷物杂粮膨化产品的工艺优化及糊化特性

目的：采用双螺杆挤压工艺制备蛹虫草复合谷物杂粮膨化产品,并研究蛹虫草对谷物杂粮膨化产品淀粉糊化特性的影响。方法：以大米粉、糯米粉、薏米粉、红豆粉、黄豆粉、蛹虫草粉为原料,按照一定比例混合制成蛹虫草复合谷物杂粮粉进行挤压膨化实验,并在单因素试验的基础上,选择物料水分含量、螺杆转速、进料速率、挤压温度为影响因素,产品径向膨化率、糊化度、水分含量、吸水性和水溶性指数为指标,设计正交试验,用极差分析法优化出蛹虫草复合谷物杂粮膨化产品的最佳工艺,并利用快速黏度仪测定谷物杂粮膨化产品和蛹虫草复合谷物杂粮膨化产品的淀粉糊化特性。结果：蛹虫草复合谷物杂粮膨化产品的最优工艺参数为物料水分含量16%、螺杆转速180 r/min、机筒的5 段挤压温度80-90-120-140-165 ℃、进料速率15 r/min,此时蛹虫草复合谷物杂粮膨化产品的径向膨化率、糊化度、水分含量、水溶性和吸水性指数分别为3.015、84.32%、6.11%、29.65%、416.39%;与谷物杂粮膨化产品相比,蛹虫草复合谷物杂粮膨化产品峰值黏度、保持黏度、最终黏度、回生值显著下降。结论：蛹虫草复合谷物杂粮膨化产品挤压工艺可行,添加蛹虫草能够显著降低谷物杂粮膨化产品的糊化特征值,并抑制其淀粉分子的回生或重排。     

挤压参数对酿造酱油原料糊化度的影响

利用挤压技术对酿造酱油的芝麻粕和面粉等原料进行预处理,可以起到淀粉糊化的作用。在单因素试验的基础上,以挤出物 糊化度为考察指标,以挤压温度、螺杆转速、面粉含量、含水量为挤压参数,运用Box-Behnken试验设计对挤压芝麻粕酿造酱油中挤压 参数进行优化。 结果表明,最佳挤压参数为挤压温度90 ℃,螺杆转速200 r/min,面粉含量26%,含水量21%。 在此最优条件下,挤出物 的糊化度为91.23%。     

加酸挤压膨化脱胚玉米制备乙醇研究

以脱胚玉米为原料,采用加酸挤压膨化处理,在单因素基础上,对试验数据采用中心组合试验设计;结果表明:物料体系含水量23.4%,螺杆转速234r/min,挤出物料温度143℃,盐酸与原料淀粉质量之比0.0257时,最终物料淀粉出酒率为58.35%,较传统方法提高6.71%,残糖量下降35.9%,发酵周期可缩短9h。     

玉米淀粉制备中挤压联用亚硫酸浸泡预处理工艺优化

为解决传统玉米湿磨工艺浸泡时间长、淀粉提取率低的问题,展开了挤压技术对玉米淀粉提取预处理的可行性研究。以淀粉提取率和淀粉纯度为考察指标,分别研究挤压温度、挤压水分、螺杆转速、H₂SO₃浸泡时间对玉米淀粉提取率和淀粉纯度的影响。在单因素实验的基础上,采用四因素三水平的响应面分析法确定玉米淀粉提取工艺。结果表明,玉米淀粉提取的最佳工艺为:挤压温度40 ℃、挤压水分53%、螺杆转速194 r/min、H₂SO₃浸泡时间14 h。在此条件下玉米淀粉提取率达到了93.25%,相比传统湿磨工艺提高了1.79%,生产时间缩短34 h。通过红外光谱（FT-IR）分析发现,采用挤压预处理并未导致淀粉化学结构的改变;扫描电镜（SEM）图像表明挤压制备的淀粉颗粒表面出现轻微褶皱和凹陷,但颗粒形状依旧保持完整。故挤压技术应用于玉米淀粉的分离提取是有效可行的。     

预酶解-挤压膨化对全谷物糙米粉品质特性的影响

以3 种糙米（普通糙米、红色糙米、黑色糙米）为原料,预酶解-挤压膨化制备实验组糙米粉,未经预酶解处理直接挤压膨化制备对照组糙米粉,分别测定其水溶性指数、吸水性指数、结块率、分散时间、米糊黏度、色度、糊化度、感官评分以及淀粉、还原糖、蛋白质含量等指标,并对淀粉和蛋白质进行体外模拟消化,比较并分析预酶解-挤压膨化对糙米粉品质特性的影响。结果表明：与直接挤压膨化相比,预酶解-挤压膨化处理使普通糙米、红色糙米、黑色糙米3 种糙米粉的水溶性指数分别提高了2.04、1.35 倍和1.71 倍;吸水性指数分别降低了67.87%、60.96%和62.17%;结块率分别提高了5.44、6.27 倍和3.07 倍;分散时间分别缩短了66.61%、61.79%和64.30%;米糊黏度降低,黏度曲线趋于平直,剪切稀释效应减弱;淀粉含量分别降低了29.22%、28.71%和26.70%,糊化度分别降低了19.53%、8.94%和13.13%;可溶性蛋白含量分别提高了1.50、2.87 倍和2.27 倍;差异均达显著水平（P＜0.05）。同时,亮度值略有升高,色差值分别为3.01、4.66、3.28;快消化淀粉比例降低,慢消化淀粉和抗性淀粉比例升高;蛋白质体外消化速率加快,消化率升高;综合感官评分显著升高（P＜0.05）。实验结果表明预酶解-挤压膨化处理提高了糙米粉的冲调分散性、降低了米糊黏度,提高了感官评分和蛋白质体外消化性能,对糙米粉品质具有提升作用。为拓宽糙米的加工利用途径、促进预酶解-挤压膨化技术在谷物加工领域中的应用提供了理论指导。     

Extrusion processing of raw food materials and by-products: A review

ABSTRACT

Extrusion technology has rapidly transformed the food industry with its numerous advantages over other processing methods. It offers a platform for processing different products from various food groups by modifying minor or major ingredients and processing conditions. Although cereals occupy a large portion of the extruded foods market, several other types of raw materials have been used. Extrusion processing of various food groups, including cereals and pseudo cereals, roots and tubers, pulses and oilseeds, fruits and vegetables, and animal products, as well as structural and nutritional changes in these food matrices are reviewed. Value addition by extrusion to food processing wastes and by-products from fruits and vegetables, dairy, meat and seafood, cereals and residues from starch, syrup and alcohol production, and oilseed processing are also discussed. Extrusion presents an economical technology for incorporating food processing residues and by-products back into the food stream. In contemporary scenarios, rising demand for extruded products with functional ingredients, attributed to evolving lifestyles and preferences, have led to innovations in the form, texture, color and content of extruded products. Information presented in this review would be of importance to processors and researchers as they seek to enhance nutritional quality and delivery of extruded products.     

Endosperm Properties and Extrusion Cooking Behavior of Maize Cultivars

Understanding the association between industrial quality and biochemical and biophysical properties of commercial maize cultivars may help breeders develop cultivars best adapted to diversified processing requirements, and processors choose cultivars best for specific requirements. The suitability of cultivars for extrusion cooking is important in this regard. To supply information useful to maize breeders and processors, biophysical (endosperm texture and hardness) and biochemical (protein and starch composition) properties of kernels, grits and extruded curls of several commercial maize cultivars were determined and related to extrusion performance. Results show that extrusion alters protein hydrophobicity and degree of aggregation, though differently between cultivars. Under conditions of this study, grits from harder maize expand more, consume less energy upon extrusion, and cook more rapidly than do grits from softer maize. These behaviors appear related to differing protein compositions and endosperm textures of cultivars. Results also suggest that reversed-phase high-performance liquid chromatography of zeins (the storage prolamin proteins of maize) may be valuable for predicting end-use properties of extruded maize products, and as a quality estimator during maize breeding.     

挤压膨化对大麦全粉理化特性的影响

本文研究了双螺杆挤压膨化技术对大麦全粉理化特性的影响。结果表明,在优化工艺条件下(螺杆转速45 Hz、喂料速度35 Hz、套筒温度140 ℃、原料水分含量20%),挤压膨化所得的大麦膨化粉与膨化前相比,其水分含量、总淀粉含量、粗脂肪含量、蛋白质的含量分别下降了12.16%、6.89%、1.46%、1.38%;吸水指数和水溶指数分别上升了341%和7.98%,颜色加深;峰值粘度、最低粘度、最终粘度和回生值分别降低了3932.99、3036.93、5244.09和2206.81 cp,糊化温度由69.59 ℃下降至50.21 ℃,且无明显糊化过程。扫描电镜显微照片可见,挤压膨化后的大麦全粉的淀粉颗粒发生明显改变,各种物质都被均匀的聚合到一起,呈现出相互粘连呈片状的结构。