高水分挤压组织化植物蛋白纤维结构形成机制研究进展

高水分挤压组织化技术是目前生产具有类似动物肉的纤维结构和口感的组织化植物蛋白的主要加工技术。旨在为未来新型植物性肉类类似物的加工和产品设计提供理论参考,从原辅料(植物蛋白、添加剂)、挤压系统参数(水添加量、挤压温度、螺杆转速和喂料速度)、冷却模头三个方面阐述对植物蛋白高水分挤压过程中纤维结构形成的影响机制。蛋白质分子间相互作用力是组织化植物蛋白纤维结构形成的关键,而不同的植物蛋白原料其组织化结构所依赖的蛋白质分子间作用力不同。添加剂可以改变蛋白质等分子内或分子间的作用方式和程度,从而直接影响组织化植物蛋白成品纤维结构的形成。挤压参数主要通过影响蛋白质结构来影响产品质构特性。冷却模头有利于各向异性纤维结构的形成。     

挤压温度对高水分植物蛋白肉流变学和结构特性的影响

研究了不同挤压温度对植物性肉制品流变性能和结构变化的影响,并测定了流变性能、扫描电镜、粒度和二级结构的变化.结果 表明:植物蛋白肉流变学特性受挤压温度的影响,动态流变结果中样品的G '均高于G",所有样品表现出黏弹性固体的性质.扫描电镜(SEM)观察到挤压前后样品的微观形貌发生了显著的改变,挤压破坏了蛋白质微粒的完整性...     

植物蛋白高水分挤压组织化技术的现状及发展

结合国内外相关文献对高水分蛋白挤压技术的研究进行总结,并将挤压机作为生物反应器,以此为基础系统论述了大豆蛋白、小麦蛋白等植物蛋白原料的高水分挤压组织化技术.在总结过程中,对高水分挤压技术的发展历程、高水分挤压设备、挤压机理、相关的技术特点等方面进行论述,探讨了植物蛋白高水分挤压过程中蛋白质特性的变化以及相关的挤压系统参数对挤压蛋白产品组织结构的影响,并阐述了这项技术的研究动态及发展前景.     

紫苏油粕高水分组织化蛋白产品的工艺研究

以紫苏油粕和大豆蛋白为原料,采用双螺杆挤压组织化技术,通过单因素试验和正交试验确定紫苏油粕高水分植物蛋白产品的最优工艺。结果表明,水分添加量对植物蛋白产品的品质影响最大,其次是螺杆速度,挤压温度对产品的影响最小。紫苏油粕仿动物蛋白纤维质地植物蛋白产品的最优工艺参数为:物料水分添加量50%、紫苏油粕添加量10%、挤压温度130℃、螺杆速度40 Hz。     

挤压处理下组织化核桃蛋白品质变化

作为核桃制油副产物的核桃蛋白是一种优质植物蛋白,核桃蛋白高值化利用,对核桃产业可持续发展具有重要意义。该研究采用挤压法对核桃蛋白进行组织化,考察挤压工艺参数对组织化核桃蛋白色泽、质构特性和组织化度的影响。通过采用单因素法,研究了挤压温度、水分含量、螺杆转速、喂料速度和冷却温度5个挤压工艺参数对组织化核桃蛋白的影响。根据单因素试验结果,选择挤压温度、水分含量和喂料速度三个参数为响应面实验的试验因素,以组织化度为响应值,应用响应面分析法对挤压工艺参数进行优化,得到了最优挤压工艺参数为挤压温度141 ℃,水分含量52.7%,螺杆转速160 r/min,喂料速度26 g/min,冷却温度65 ℃,此时组织化度为1.209。该研究为核桃蛋白基素肉开发奠定了基础。     

响应面优化含紫苏油粕高水分挤压蛋白工艺研究

以紫苏油粕和大豆蛋白为原料,并加入谷朊粉,采用双螺杆挤压技术,通过单因素试验和中心旋转组合试验确定高水分挤压组织化的植物蛋白产品最优工艺。结果表明,紫苏油粕加入量对高水分挤压蛋白质构与感官品质影响较大,含紫苏油粕高水分挤压组织蛋白产品最佳工艺条件:紫苏油粕10%、物料水分含量50%、挤压温度130℃。     

水热参数组合对大豆蛋白-鱼糜共混高水分挤压过程及产品品质的影响

高水分挤压技术是制备具有类似动物肉纤维结构和质地的新型植物基肉制品的前沿热点技术。本实验以大豆分离蛋白（soy protein isolate,SPI）和金线鱼鱼糜为原料（80∶20,m/m）,探究水热参数组合（物料水分质量分数65%、70%、75%,挤压温度125、135、145 ℃）对高水分挤压过程中单位机械能耗（specific mechanical energy,SME）和模口压力的影响,以及对挤出物品质的调控作用。结果表明：在实验所用水热参数组合条件下,高水分挤压过程中,鱼糜凝胶以颗粒形式填充在混合凝胶中,并会影响带有取向性的凝胶结构形成。物料水分质量分数增加的同时提高挤压温度会导致高水分挤压过程中的SME从783.40 kJ/kg显著降低到410.96 kJ/kg（P＜0.05）,模口压力从7.79 MPa显著降低到1.60 MPa（P＜0.05）。水热参数组合作用显著影响SPI-鱼糜混合挤出物的品质,与挤压温度相比,物料水分质量分数影响效果更为显著,当物料水分质量分数为70%、挤压温度为145 ℃时,挤出物组织化程度达到最大（2.36）。多项式拟合结果表明,水热参数组合条件下,高水分挤压过程中的SME和模口压力与SPI-鱼糜混合挤出物硬度、咀嚼度、凝胶强度、持水性和剪切力具有非线性相关关系。本研究可为实现植物蛋白和动物蛋白优势互补、开发动植物蛋白结合的替代蛋白类新产品提供参考和借鉴。     

谷氨酰胺转氨酶对高水分豌豆蛋白挤出物结构及消化特性的影响

本实验以豌豆蛋白为原料,利用双螺杆挤出机制备挤出物,探究高水分挤出过程中添加不同比例的谷氨酰胺转氨酶（transglutaminase,TG）对挤出物结构及消化特性的影响。通过质构分析、组织化度分析和扫描电子显微镜观察等方法表征挤出物的宏观结构和微观结构。通过测定流变特性、蛋白质溶解度以及消化特性评价挤出物的结构性能及营养价值。结果表明,添加适量TG(0.25%～1.00%)促进了豌豆蛋白分子间交联,形成致密的网络结构,提高了挤出物的消化率,促进游离氨基酸释放。然而添加过量TG(2.00%)则对挤出物纤维的形成以及消化特性起到抑制作用。TG添加量为1.00%时,制备的豌豆蛋白高水分挤出物组织化程度与营养价值较好。综上,高水分挤压-TG法联用加工工艺能够有效改善植物蛋白肉的结构及消化特性。     

豌豆分离蛋白高水分挤压工艺参数优化及质构特性研究

与低水分挤压蛋白组织化程度低,质地与口感差相比,高水分组织化植物蛋白具有类似动物肌肉的纤维状结构和口感,被誉为新一代素肉制品,是动物蛋白理想的替代品。以豌豆分离蛋白(pea protein isolate, PPI)为研究对象,采用双螺杆挤压技术制备高水分组织化蛋白,探究工艺参数(水分含量、蒸煮温度、喂料速度、螺杆转速)对挤出物的宏观与微观结构、质构特性、感官特性的调控作用,同时通过正交试验结合主成分分析优化得到挤出物最接近动物肉的操作参数。研究结果表明:物料水分含量是改善PPI挤出物组织化度和质地的关键因素。水分含量增加提升了PPI挤出物的组织化度、色泽,显著降低产品的硬度、咀嚼性,水分过高(水分质量分数为65%)或者过低(水分质量分数为45%)的样品其纤维化结构较差;蒸煮温度在140~160℃时挤压的产品体现出较高的组织化度和较优的口感、表观和色泽;提高螺杆转速,组织化度先显著降低而后升高;喂料速度增加,挤出物硬度和咀嚼度先显著增加后降低,组织化度先降低后增加。通过正交试验结合主成分分析法,以牛小黄瓜条部位牛肉的质构参数为目标参数得到了优化的操作参数:水分质量分数为55%,蒸煮温度为160℃,螺杆转速为175r/min,喂料速度为7g/min。研究结果旨在为高水分组织化植物蛋白品质调控提供技术支撑。     

植物蛋白高湿挤压组织化综述

随着社会发展进步,营养、健康的生活理念以及可持续发展的人文环境越来越受到认同。组织化植物蛋白因其营养丰富、绿色环保而广受关注,其工业生产近年来发展迅猛。高湿挤压工艺可以使组织化植物蛋白具有更类似肉的纤维状组织结构,是目前人造肉加工技术及产业关注的焦点。高湿挤压过程涉及分子的复杂构象改变与理化变化,且影响产品最终品质的因素众多、复杂。如何理清机理,控制条件,优化工艺仍是一大挑战。本综述旨在梳理高湿挤压技术的发展,归纳设备、工艺及机理研究的主要进展,重点分析在此技术中原料、温度、水分含量、进料速度和螺杆转速对产品品质的影响,描述挤压后产品的性质特性,为高湿挤压技术生产组织化植物蛋白的发展提出建议与展望。     

Dynamic mechanical properties and fractal analysis of texturized soybean protein/wheat gluten composite produced by high moisture extrusion

Texturized soybean protein (TSP) and wheat gluten were prepared at high moisture using a twin-screw extruder. Effects of feed moisture content, extrusion temperature and wheat gluten content on the dynamic mechanical properties, microstructures and fractal analysis of texturized soybean protein/wheat gluten composite were investigated. All extruded samples were well fitted with Burger's model in creep-recovery tests (R² ≥ 0.978). The creep-recovery rate decreased with an increasing extrusion temperature. The addition of wheat gluten increased the resistance to creep and the unrecoverable deformation of TSP samples. The extrusion parameters affected the microstructure and morphology of extruded products. The fractal dimension of TSP products decreased with an increase in moisture content and wheat gluten content. Texturized soybean protein (TSP) and wheat gluten composite could form well-structure products.     

Rheological Properties of Extruded Milk Powders

Whey protein concentrate, whey protein isolate, and nonfat dry milk may be processed through a twin-screw extruder to produce ingredients for protein-fortified food. The products ranged from rigid to flexible to soft, and small amplitude oscillatory shear measurements showed that these properties varied with extrusion temperature and moisture content. The whey proteins showed different effects than nonfat dry milk due to the type and amount of protein present. The characteristics of extruded milk powders can be manipulated through processing parameters to obtain texturized products with the desired rheological properties.     

SINGLE-SCREW EXTRUSION OF PORK AND SOY FLOUR BLEND

This study examined the rheological properties of defatted soy flour and lean pork blend of various moisture contents extruded in a single-screw extruder and the sensory texture property of extruded meat analogs as the first step to develop commercial low-cost meat analogs that not only resemble real meats but have excellent sensory textures. Additional work was also conducted to examine the effect of moisture content of soy flour under the extrusion condition (high temperature and pressure) on the fiber structure and overall texturization of the extrudate as a result of changes in chemical bonds between soy proteins. The mixture of soy meal with ground lean pork showed significant decrease in viscosity as compared with either soy meal or ground meat alone. The best sensory texture was obtained for the pork-soy flour blend with 41. 3% moisture content at screw speed of 180 rpm under the feeding-metering-die temperature setting of 140–170–80C.     

Extrusion Process Parameters, Sensory Characteristics, and Structural Properties of a High Moisture Soy Protein Meat Analog

ABSTRACT: Soy protein isolate and wheat starch at 9:1 ratio were extruded at 60%, 65%, and 70% moisture contents and 138, 149 and 160 °C cooking temperatures. The results indicated that moisture content was a more important factor than cooking temperature for both extrusion process parameters and product sensory characteristics. Extrusion at a lower moisture content resulted in a higher product temperature and higher die pressure. The resultant products were tougher, chewier, and more cohesive and had a more layered and fibrous structure. Water absorption capacity increased with both higher extrusion moisture and higher cooking temperature.     

High moisture food extrusion

Summary Extrusion at higher moisture contents (> 40%), also known as wet extrusion, is relatively less investigated compared to low and intermediate moisture extrusion. Literature on high moisture food extrusion has been reviewed. Wet extrusion applications utilise twin screw extruders due to their efficient conveying capabilities. Extruders can be used as bioreactors for starch hydrolysis using thermally stable enzymes. This process is usually followed by saccharification inside or outside an extruder to produce a high DE (dextrose equivalent) syrup. Starch-based high moisture extrusion research also reports a few modelling studies. The rheological properties, torque and energy requirements of high moisture extrusion systems are different from those of low and intermediate systems. Other research reviewed includes the extrusion of low-cost plant and animal proteins to manufacture nutritious food products that imitate the texture, flavour, and mouthfeel of meat.     

高水分挤压组织化植物蛋白品质调控及评价研究进展

高水分挤压组织化技术具有高效、低耗、低成本的特点,是目前最有前景的食品加工技术之一。利用高水分挤压技术获得的高水分组织化植物蛋白具有类似动物肌肉的纤维结构,无需复水、可直接食用,可被应用于肉制品、速冻食品以及休闲食品等。本文综述了挤压参数对高水分挤压组织化植物蛋白品质调控的研究进展,重点论述了高水分组织化植物蛋白的品质评价方法,并对高水分挤压组织蛋白的应用前景进行了展望。     

物料含水率对大豆蛋白挤压组织化产品特性的影响

物料含水率是植物蛋白挤压组织化过程中重要的操作参数之一,是区分高、低水分挤压工艺的标志.以低温脱脂豆粕为原料,应用德国Brabender DSE-25型双螺杆挤压实验室工作站,研究了物料含水率(28%～53%)对大豆蛋白挤压组织化产品特性的影响.结果表明:物料含水率对大豆蛋白挤压组织化产品特性有重要影响.随着物料含水率的增加,挤压产品的组织化度、吸水率和弹性增大,色泽趋向亮白,硬度和咀嚼度变小.     

Moisture transfer due to temperature changes or fluctuations

During processes involving temperature and humidity changes or fluctuations, products tend to gain or lose moisture. Elementary psychrometry enables the direction and maximal possible moisture change (in terms of percentage weight change) to be calculated from a minimum of data. Equations and graphical methods are presented and illustrated with examples: cooling and freezing of meat, product temperature fluctuations due to air infiltration or heat conduction during storage, transport by unrefrigerated containers.     

Functional,biochemical and pasting properties of extruded bean (Phaseolus vulgaris) cotyledons

Response surface methodology was used to investigate the effects of extrusion conditions – namely moisture content (12.3–23.7 g 100 g^?1) and temperature (150–178 °C) – on physicochemical, antinutritional compounds, functional and pasting properties of extruded bean cotyledons. Results indicated that extrusion cooking did not change the chemical composition of bean flours, but completely eliminated the activity of the trypsin and α‐amylase inhibitors and haemagglutinins. The extrusion significantly improved starch and protein digestibility, water solubility and absorption of bean cotyledon. In addition, extrusion conditions significantly affected pasting properties, resulting in extrudate flours with different peaks and final viscosity values. From the results obtained in this work, it is possible to design a product with specific physicochemical, functional and nutritional properties using the appropriate moisture and temperature during extrusion.