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。     

脱胚玉米在加酶挤压过程中化学成分的变化

为了研究添加酶制剂的脱胚玉米在挤压机内部化学性质的变化情况,将正常工作的挤压机急停,迅速左右分开套筒,沿螺杆分段采集样品,分析挤压物的化学组成及降解特性。脱胚玉米在螺纹推送下由松散状态逐渐被压实,在螺杆前端发生塑性形变进而熔融。挤压脱胚玉米和挤压添加酶制剂脱胚玉米中的淀粉、直链淀粉和脂肪含量沿物料输送方向降低,而糊化度、还原糖和抗性淀粉含量逐渐增加。添加酶制剂的挤压脱胚玉米与挤压脱胚玉米相比较,在相同取料部位,淀粉、直链淀粉、抗性淀粉含量和糊化度降低,而还原糖含量增加。挤压改变了脱胚玉米成分的含量以及淀粉糊化和水解特性,酶制剂在挤压过程提升了淀粉的水解特性,但缺降低了糊化度。然而由于挤压剪切的破坏,酶活性沿物料输送方向降低。通过对脱胚玉米挤压机理的研究,可以更好地为脱胚玉米挤压蒸煮系统的设计和参数选择提供科学依据和理论基础。     

用DSC方法研究挤压参数对脱胚玉米热性能影响

为研究不同挤压参数对脱胚玉米热性能的影响,以挤压温度(40、50、60、70、80℃)、螺杆转速(70、90、110、130、150 r/min)、水分含量(22%、26%、30%、34%、38%)以及酶添加量(5、10、15、20、25 U/g)为变量,运用单螺杆挤压机对脱胚玉米进行挤压,对不同挤压参数的脱胚玉米运用差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)进行热性能分析。DSC测试结果为以挤压温度为变量的处理中,挤压温度为80℃时,脱胚玉米粉的焓变值为267.2 J/g,糊化度高于其他处理;以螺杆转速为变量的处理中,转速为70.0 r/min的脱胚玉米粉焓变值为253.1 J/g,糊化度最高;以水分为变量的处理中,水分含量为38.0%的脱胚玉米焓变值为234.4 J/g,糊化度最高;以酶添加量为变量的脱胚玉米中,添加量为15 U/g的脱胚玉米焓变值为284.8 J/g,糊化度高于其他酶添加量的脱胚玉米。说明不同挤压参数对脱胚玉米颗粒的破坏程度不同,能够不同程度地改变脱胚玉米的糊化度,改变脱胚玉米粉的热性能。     

不同直链淀粉含量玉米淀粉挤出物的酶解力与糊化度研究

通过改变挤压机的系统参数(挤压机螺杆转速、套筒温度、喂入料水分含量),研究了系统参数对不同直链淀粉含量玉米淀粉挤出物酶解力与糊化度的影响,实验结果表明挤压机螺杆转速对玉米淀粉挤出物酶解力及糊化度的影响较小;套筒温度对玉米淀粉挤出物酶解力及糊化度的影响较明显,套筒温度为60 ℃时挤出物酶解力最高,普通玉米淀粉、高直链玉米淀粉、蜡质玉米淀粉三种挤出物的酶解力分别为1.102、0.948、0.926;喂入料水分含量对不同直链淀粉含量玉米淀粉挤出物酶解力及糊化度的影响最明显,随着水分含量升高,酶解力先增大后减小,喂入料水分含量为25.0%时不同直链含量玉米淀粉挤出物酶解力最大,普通玉米淀粉、高直链玉米淀粉、蜡质玉米淀粉挤出物的最大酶解力分别为0.862、0.948、0.861,同时糊化度呈下降趋势。这为研究不同直链淀粉含量玉米淀粉的应用提供一定的理论基础。     

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。     

挤压加工条件对玉米淀粉酶转化程度的影响

为了探讨淀粉酶法挤压转化规律,以耐高温α-淀粉酶为催化剂,利用双螺杆挤压机对玉米淀粉进行了糊化和液化试验研究,获得了不同转化程度(DE值为17~36)的挤出物。采用响应面分析方法研究了螺杆转速、机筒温度、物料水分和酶质量分数对挤出物DE值的影响规律。结果表明:淀粉酶转化程度不受螺杆转速影响,但随物料水分、酶质量分数和机筒温度增加而增大;在机筒温度95℃时DE值达到最大,且随温度进一步升高而降低。     

低温加酶挤压玉米淀粉糊化度的研究

为了探讨淀粉加酶挤压转化规律,以中温α-淀粉酶为外加酶,利用双螺杆挤压机对玉米淀粉进行了糊化实验研究,获得了不同糊化程度的挤出物;在单因素研究基础上,采用响应面分析方法研究了机筒温度、螺杆转速、物料水分和酶浓度对挤出物糊化度的影响规律。结果表明：在机筒温度为71.35℃、物料水分31.81%、转速133.96r/min、酶浓度3.15u/g条件下,挤压玉米淀粉糊化度的最优值为55.31%。     

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.     

以麦胚和低值鱼为主要原料的复合营养粉生产工艺研究

以麦胚和低值鱼为主要原料,利用挤压膨化加工技术开发复合营养粉,采用二次回归旋转组合设计及响应面分析对生产工艺进行优化:挤压温度155～160℃,水分含量18%～20%,淀粉添加量30%～33%,螺杆转速150～160 r/min.     

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。     

双螺杆挤出复合酶解液化玉米淀粉工艺研究

利用响应面对双螺杆挤出酶解复合液化玉米淀粉工艺进行优化,对影响工艺的主要因素(耐高温α-淀粉酶添加量、挤出温度、玉米淀粉浓度和螺杆转速)进行研究。结果表明:当耐高温α-淀粉酶添加量42 U/g、挤出温度142℃、玉米淀粉浓度71%、螺杆转速32 Hz时,玉米淀粉液化挤出物DE值为16.76%,可满足淀粉糖化工艺的要求。     

挤压膨化技术在玉米胚浸出提油中的应用研究

探讨了玉米胚经挤压膨化后对浸出提油的影响,通过响应面分析方法对玉米胚挤压膨化的参数(喂料含水率、模孔直径、套筒温度、螺杆转速)进行优化,建立回归模型,优化得到最佳工艺条件为:喂料含水率11.27%、模孔直径6 mm,套筒温度102.6℃、螺杆转速170 r/min,此条件下残油率最小为0.342%。     

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。     

响应面法优化玉米淀粉啤酒辅料挤压工艺

为了提高挤压玉米淀粉辅料啤酒麦汁的收得率,采用响应面法优化玉米淀粉挤压工艺参数,以物料含水率、模孔直径、套筒温度、螺杆转速为影响因素,以麦汁收得率为响应值,采用四因素五水平二次正交旋转组合设计实验。优化得到玉米淀粉的最佳挤压工艺参数为:物料含水率为18%、模孔直径为10 mm、套筒温度为64℃、螺杆转速为180 r/min。此条件下得到的麦汁收得率为78.82%,并通过验证试验证明了回归模型的可靠性。     

小米-豆粕混合物在双螺杆挤压机内的停留时间分布及其模拟

以碳粉为示踪剂采用脉冲响应法研究小米-豆粕混合物在挤压过程中操作参数以及物料配比对停留时间分布的影响。结果表明,平均停留时间在(46.88~95.44)s之间,泊特数Pe在19.01~45.01之间。提高套筒温度和物料水分,或降低喂料速度使平均停留时间延长、时间分布变宽,套筒温度对平均停留时间及其分布的影响最大。与Wolf-White模型相比Yeh-Jaw模型更能准确地描述物料在挤压机内的流动状态,由Yeh-Jaw模型求得的p值在0.58~0.73之间。提高套筒温度、物料水分和螺杆转速,或降低喂料速度可以增加物料在挤压机内的混合程度。     

挤压参数对单螺杆挤压机单位功耗影响研究

为评价单螺杆挤压机系统特性的高低,更好地将单螺杆挤压机应用于实际生产中。以单位功耗为评价指标,研究不同挤压参数在挤压玉米胚过程中对单螺杆挤压机功耗的影响,以半湿法玉米胚为原料,探讨挤压膨化工艺条件:阻流环直径、轴头间隙、螺纹升角和螺杆转速对以半湿法玉米胚为原料的挤压过程中单螺杆挤压机功耗的影响。设计四因素五水平正交试验,研究单螺杆挤压机单位功耗,运用SAS 9.1对试验结果作响应面分析,得到最佳挤压工艺参数:阻流环直径为92 mm,轴头间隙为16 mm,螺纹升角为7°6′,螺杆转速为180 r/min。该工艺参数条件下挤压机单位功耗最低,为0.146 kW·h/kg。     

挤压膨化提高含豆渣产品可溶性膳食纤维的工艺研究

主要以玉米粉,大米粉和豆渣粉为原料,用双螺杆挤压机进行挤压膨化,通过单因素试验和正交试验研究了螺杆转速、机筒温度、物料水分对提高产品可溶性膳食纤维含量及感官品质的影响。实验结果表明:在基础配方大米∶玉米=1∶3,豆渣的添加量8%的情况下,最佳挤压工艺条件为螺杆转速850 r/min,机筒温度150℃,物料水分14%。     

挤压-酶解联用抗性淀粉制备工艺的优化研究

为制备高含量抗性淀粉,以玉米淀粉为原料,采用双螺杆挤压机挤压预处理与普鲁兰酶酶解技术联用的方法,研究了挤压参数物料含水量、螺杆转速、机筒温度和喂料速度对抗性淀粉含量的影响。通过线性回归分析确定最优工艺条件为:物料含水率20%、螺杆转速300 r/min、机筒温度145℃、喂料速度37.5 kg/h,在此条件下抗性淀粉质量分数达(24.72±0.87)%。通过样品中直链淀粉含量、抗性淀粉含量、扫描电镜图和X-射线衍射图对比,说明挤压-酶解联用技术制备的淀粉直链淀粉含量和抗性淀粉含量增加,淀粉颗粒形成大小不匀的多孔疏松结构,淀粉晶体类型由A型转变为B+V型。     

挤压参数对淀粉糖浆过滤性能影响的研究

本研究以挤压机模孔孔径、套筒加热温度、原料含水量、螺杆转速为考察因素，利用不同挤压条件下的膨化脱胚玉米制取淀粉糖浆，同时以糖液过滤速度为评价指标，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，探讨出各影响因素对试验指标的影响规律，考察各试验因素对指标因子贡献率的大小，并采用频数选优的方法，给出了生产实践中可供选择的组合参数，以达到解决用挤压脱胚玉米生产淀粉糖浆糖化液过滤性能差的难题，从而为能将挤压技术应用于实际生产中提供了科学依据。     

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。