擠壓膨化對速溶小米粉的影響

汪 慧，韓 雍

(隴東學院農林科技學院，甘肅慶陽 745000)

擠壓膨化對速溶小米粉的影響

汪 慧，韓 雍

(隴東學院農林科技學院，甘肅慶陽 745000)

以什社小米為原料，探索擠壓膨化處理工藝對小米粉速溶特性的影響，明確了物料粒度、物料含水量、膨化溫度、螺桿轉速等影響因素對小米速溶粉速溶特性的影響。結果表明：物料粒度80目、物料含水量17%、膨化溫度165℃、螺桿轉速140r/min時，小米速溶粉在蛋白分散指數(PID)、分散性、流動性、潤濕性、沉降性、堆積密度和溶解度等幾個速溶指標間能夠達到比較均衡的表現，產品速溶特性表現良好。試驗為進一步研究以擠壓膨化方式進行速溶小米粉的加工工藝提供了一定基礎。

擠壓膨化；速溶粉；小米

小米是世界上最古老的栽培農作物之一[1-2]，是一年生禾本科草本植物。它起源于我國黃河流域，其栽培歷史非常悠久，是最早作為糧食作物之一的谷物，是我國北方地區重要的雜糧作物[3]。小米含有豐富的蛋白質、脂肪，而且營養素配比合理，人體吸收消化率高[5]，小米金屬元素鐵、鋅、鎂、銅、硒的含量高于其他3種谷物[6]。小米營養豐富，兼有食療養生保健作用，被營養學家稱為“保健米”[7]。

小米作為傳統滋補食品受到人們的青睞，各種小米新產品運用而生，其中速溶產品越來越被人們所接受和喜愛。在過去的十多年，科研工作者對小米速溶產品工藝已經進行了較為廣泛的研究，小米速溶粉加工具有能量及原料利用率高、營養損失少、產品種類多、原料適應性強等優點[8-10]，產品具有良好的市場反映。擠壓膨化技術是現代食品加工的方向之一[11-13]，為進一步明擠壓膨化技術對小米粉速溶特性的影響，本文就擠壓膨化工藝中各個參數對速溶小米粉的性能指標進行試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 材料 小米，產于甘肅省慶陽市西峰區什社鄉。

1.1.2 儀器與試劑 SYSLG30-IV雙螺桿實驗機，濟南賽百諾科技開發有限公司；T25高壓勻質機，德國克魯格斯公司；DHG-9070A電熱恒溫鼓風干燥箱，上海精宏公司；KQ3200DE數控超聲機，河南兄弟儀器公司；萬能高速粉碎機，廣州大祥公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 加工工藝

工藝要點：原料處理：除去雜物和缺損的顆粒，清除雜質，備用；粉碎、分級過篩：物料粉碎，按照不同目數進行篩分，留樣備用；拌料：根據試驗要求對篩分的物料分別進行不同比例的加水拌料；干燥：將擠出的米粉置于烘干機，在105℃下進行干燥；磨粉，過篩：對干燥后的塊狀米粉進行粉碎，統一用100目篩子過篩，備用。

1.2.2 因素水平設計 原料粒度經擠壓對米粉速溶特性的影響，將小米經粉碎機粉碎過篩分別得到粒度為18、36、60、80、100目等5個水平的小米粉，分別置于調粉機中攪拌，調節物料濕度為17%、在膨化溫度165℃、螺桿轉速120 r/min條件下擠壓膨化。

(1)物料含水量對小米粉速溶特性的影響，試驗設置物料含水量為物料質量的15%、17%、19%、21%和23%等5個水平。稱取5份小米渣粉(80目)，分別置于調粉機中攪拌，調節物料濕度。在膨化溫度165℃、螺桿轉速120 r/min條件下擠壓膨化。

(2)膨化溫度對小米粉速溶特性的影響：試驗設置膨化溫度為150、165、180、195、210℃等5個水平。稱取5份小米渣粉(80目)，在物料含水量17%、螺桿轉速120 r/min條件下擠壓膨化。

(3)螺桿轉速對小米粉速溶特性的影響：試驗設置螺桿轉速為100、120、140、160、180 r/min等5個水平。準確稱取5份小米渣粉(80目)，調節物料濕度17%，在膨化溫度165℃條件下擠壓膨化。

1.3 速溶指標[10-24]

1.3.1 蛋白分散指數(PID)[9]精確稱取 1g 左右的小米粉，加入20mL 水，充分攪拌0.5h后將溶解液全部轉移至離心管中，以3 000r/min離心10min后取上清液，沉淀后再加入10mL水攪拌，隨后采用相同的方法離心并棄去沉淀，將上清液合并，并利用凱氏定氮法測定其粗蛋白含量。

1.3.2 分散性[15，17，20]稱取5 g樣品放于100 mL燒杯中，加入25℃的去離子50 mL，以800 r/min的轉速在恒溫磁力攪拌器上攪拌，記錄從攪拌開始到粉塊全部分散所需要的時間(s)，時間越短干粉分散性越好。

1.3.3 堆積密度[23]將小米粉從漏斗中散落至10mL量筒中，測定10mL小米粉的重量，換算出其堆積密度(g/mL)。

1.3.4 溶解度[16-23]精確稱量樣品5.00 g樣品，置于50 mL小燒杯中，加入去離子水30 mL，室溫條件下以磁力攪拌器攪拌30 min，使小米粉充分溶解。將溶液完全轉移至50 mL容量瓶中，用去離子水定容，充分搖勻。取10 mL，放入離心管中，3 000 r/min離心10 min，取上清液，轉入稱量皿中，在水浴中加熱20 min，然后放入105℃干燥箱中烘干至質量恒定。計算溶解度(g/100 g)，溶解度越大干粉速溶性越好。

(1)

式(1)中：M1—溶有小米粉的干燥稱量皿，g；M0—潔凈稱量皿，g；m—小米粉稱樣量，g；W—小米速溶粉含水率，%

1.3.5 潤濕性[14，17]在250 mL燒杯中加入25℃的去離子水200 mL，稱取0.5 g樣品均勻平鋪于水面上，測定從樣品加入至樣品完全沉降所需要的時間(s)，時間越短干粉潤濕性越好。

1.3.6 沉降性[23]將40g小米粉溶于水中，定容至100mL，攪拌均勻后取一定容積均勻混合液，令其靜置沉降30min，然后測定沉淀出來的固體體積。

1.4 數據分析

試驗數據由SPSS19.0軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 物料粒度對小米粉速溶特性的影響

由表1看出，隨著物料粒度的增大，分散性、蛋白分散指數(PID)、流動性、潤濕性和沉降性都呈現下降的趨勢，與有關報道一致[20]。堆積密度和溶解隨物料顆粒細化呈增大的趨勢，當物料粒度為100目時，檢測值達到最大。可能原因為物料粒度越大，小米粉膨化的越充分，蛋白質變性程度越大，淀粉糊化度越高，其顆粒與水作用效果和物料之間的相互影響不是非常顯著，大顆粒物料影響宏觀物性的表現；相反，對微觀物性的影響直接表現在物料的細顆粒狀態，物料溶解于水的程度和本身的相互影響越來越明顯。由于存在速溶指標的2個極端表現，綜合考慮，當物料粒度為80目時，小米粉的速溶性比較均衡。

表1 物料粒度對小米粉速溶特性的影響

注：**均值差的顯著性水平為 0.01；*均值差的顯著性水平為 0.05。

2.2 物料含水量對小米粉速溶特性的影響

由表2看出，隨物料含水量的增加，蛋白分散指數(PID)呈先增加后減小再增大的趨勢。PID反映了蛋白質的變性程度，PID越低，說明蛋白質變性程度大。隨物料含水量的增加，分散性、流動性、潤濕性和沉降性呈先減小后增大的趨勢，在物料含水量為17%時值最小；堆積密度和溶解度呈先增大后減小的趨勢，在物料含水量為17%時最大。這說明在物料含水量為17%時，小米粉擠壓膨化最充分，使得小米粉的主要成分淀粉得以最大程度的膨化。綜合考慮，物料含水量在17%時，小米粉的速溶性最好[17]。

2.3 膨化溫度對小米粉速溶特性的影響

由表3看出，隨著膨化溫度的升高，PID呈下降趨勢。這是因為隨著溫度的升高，蛋白質變性程度提高，導致蛋白分子內部疏水基團暴露，這樣蛋白質分子通過疏水作用形成較大的聚集體，分子量增加導致變性蛋白質的溶解性降低。隨著膨化溫度的升高，分散性、流動性、潤濕性和沉降性都呈現先減小后增大的趨勢，在膨化溫度在165℃時值最小；堆積密度和溶解度呈先增大后減小的趨勢，在膨化溫度為165℃時值最大，推測小米粉在165℃擠壓膨化時，所受熱效應和剪切效應的綜合效應較好，獲得膨化產品有較好的均一性。綜合考慮，膨化溫度為165℃時，經擠壓的小米粉的速溶性最好[18]。

表2 物料含水量對小米粉速溶特性的影響

注：**均值差的顯著性水平為 0.01；*均值差的顯著性水平為 0.05。

表3 膨化溫度對小米粉速溶特性的影響

注：**均值差的顯著性水平為 0.01；*均值差的顯著性水平為 0.05。

2.4 螺桿轉速對小米粉速溶特性的影響

由表4看出，隨著螺桿轉速的增大，PID呈遞增趨勢。但是隨著螺桿轉速的增大，分散性、流動性、潤濕性和沉降性都呈先減小后增大的趨勢，在螺桿轉速為140r/min時值最小；隨著螺桿轉速的增大，堆積密度和溶解度都呈先增大后減小的趨勢。這可能與物料擠壓過程中，由于螺桿轉速影響物料的混合、水分擴散、物料滯留擠壓腔等方面，造成不同螺桿轉速形成的擠出物料的物性不同。綜合考慮，當螺桿轉速為140r/min時，小米粉的速溶性較好。

表4 螺桿轉速對小米粉速溶特性的影響

注：**均值差的顯著性水平為 0.01;*均值差的顯著性水平為 0.05。

3 結論

本試驗以擠壓膨化工藝進行小米粉處理，以物料粒度、物料含水量、膨化溫度和螺桿轉速[27]為主要觀察因素，獲得小米速溶粉速溶特性參數。結果表明，所選擇的小米速溶粉擠壓膨化影響因素對產品均有一定的影響效果：物料粒度為80目、物料含水量為17%、膨化溫度為165℃、螺桿轉速為140r/min時，小米速溶粉在PID、分散性、流動性、潤濕性、沉降性、堆積密度和溶解度等幾個速溶指標間能夠達到比較均衡的表現，產品特性表現良好。但是局限于試驗階段性，并沒有完全考慮產品配料及后期處理等因素影響情況，后期試驗應在此基礎上進行綜合試驗，最終明確小米速溶粉的最佳擠壓膨化生產工藝。◇

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(責任編輯 李婷婷)

Effects of Extrusion Processing on Instant Millet Powder

WANG Hui，HAN Yong

(College of Agriculture and Forestry，Longdong University，Qingyang 745000，China)

Shishe millet was taken as raw material， the extrusion processing was employed to discribe the influences on instant characteristics of millet powder.The different factors，including material particle size，moisture of materials，extrusion temperature，screw speed，were analyzed to reveal the effects on instant millet powder.The results showed that when the material particle size were 80 mesh，materials moisture were 17%，extrusion temperature were 165 ℃， and screw speed were 140 r/min，the instant characteristics of millet powder about PID，dispersion，mobility，wettability，settling with accumulation density and solubility achieved a better balanced with good product performance.The experiment provided foundation for further study on instant millet powder processing by extrusion processing.

extrusion;instant powder;millet

甘肅省慶陽市科技支撐項目(項目編號：KZ2012-70)。

汪慧(1985— )，女，碩士，講師，從事食品安全教學和研究。