小麥麩皮擠壓膨化工藝分析

張昂

摘 要：小麥麩皮擠壓膨化工藝分析是為了提高小麥麩皮自身營養(yǎng)以及使用效果，滿足現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展，同時(shí)給我國農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來積極影響。

關(guān)鍵詞：小麥麩皮;擠壓膨化;工藝

中圖分類號(hào)：S22 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201030022

1 小麥麩皮擠壓膨化工藝中成分測(cè)定的方式

1.1 麥麩基本成分測(cè)定

淀粉含量的測(cè)定，參照GB/T 5009.9—2008中酶水解法。

粗脂肪含量測(cè)定，選擇索式抽提法按照GB/T 5009.6—2003測(cè)定。

水分測(cè)定，選擇直接干燥法，參照的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 5009.3—2010。

灰分利用高溫灰化法測(cè)定，參照標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 5009.4—2010。

總膳食纖維即TDF，選擇重量法測(cè)定，參照的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 5009.88—2014，其中麥麩基本成分中的可溶性膳食纖維即SDF和不溶性膳食纖維即IDF的含量測(cè)定與總膳食纖維相同。

粗蛋白質(zhì)含量的測(cè)定，選擇凱氏定氮法，參照標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 5009.5—2010。

1.2 植酸含量測(cè)定

植酸含量測(cè)定按照一定的標(biāo)準(zhǔn)和方程分析，計(jì)算方式：

y=-0.0013x+0.5287（R2=0.9816）

式中，x為樣品中的植酸含量，含量為μg·3mL-1;y為吸光度值。

1.3 糊化度測(cè)定

測(cè)試小麥麩皮中的糊化度，計(jì)算方式：

糊化度/%=（測(cè)定樣品吸光度-空白樣吸光度/全糊化樣品吸光度-空白樣吸光度）×100

1.4 持水力以及膨脹力的測(cè)定

測(cè)試小麥麩皮中的持水力以及膨脹力時(shí)，應(yīng)該按照以下幾個(gè)步驟開展：取含量為1g的樣品放置在燒杯中，然后在燒杯中加入含量為50mL的蒸餾水，利用磁力逐步攪拌、離心;將上層液體傾倒后，需要對(duì)燒杯內(nèi)含有的殘留物質(zhì)進(jìn)行稱量。利用公式持水力=殘留物的質(zhì)量-樣品干質(zhì)量/樣品干質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算;將含量為1g的粉末樣品直接放入到帶有刻度的試管中，在振蕩之后需要均勻的對(duì)其搖勻并且直接記錄該體積，記錄之后需要在試管中加入含量為10mL的蒸餾水，經(jīng)過均勻的振蕩，將試管放在室溫下靜置，要求整體靜置的時(shí)間為24h，其中需要對(duì)其體積進(jìn)行記錄。公式為：膨脹力=膨脹后樣品體積-干樣品體積/樣品干質(zhì)量。

1.5 還原糖含量的測(cè)定

測(cè)試小麥麩皮中的還原糖含量時(shí)，選擇的測(cè)試方式為利用3， 5-二硝基水楊酸法，選擇的標(biāo)準(zhǔn)曲線為葡萄糖溶液，通過對(duì)曲線的分析，計(jì)算方式：

y=0.9323x-0.038（R2=0.9843）

1.6 游離氨基氮含量的測(cè)定

測(cè)試小麥麩皮中的游離氨基氮含量主要的目的是為了記錄在實(shí)驗(yàn)的過程中，NaOH標(biāo)準(zhǔn)液的消耗量。在開始測(cè)試之前需要準(zhǔn)備空白實(shí)驗(yàn)，在空白實(shí)驗(yàn)的過程中，需要準(zhǔn)備80mL的蒸餾水，計(jì)算方式：

x=（V1-V2）×c×14×1.25/2

式中，x為小麥麩皮中的游離氨基氮含量，單位為mg·g-1;V1為在該實(shí)驗(yàn)中加入了甲醛后需要消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)液體積（樣品），其單位為mL;V2則是指加入甲醛后消耗的所需要消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)液體積（空白樣），單位為mL;c則為NaOH標(biāo)準(zhǔn)液的濃度，mol·L-1。

在此基礎(chǔ)之上，研究對(duì)麥麩擠壓品質(zhì)影響較大的4個(gè)因素，分別為物料水分、螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)筒末端溫度以及喂料速度。

2 正交試驗(yàn)對(duì)麥麩擠壓效果的影響

為了更好地對(duì)小麥麩皮擠壓膨化工藝進(jìn)行分析，需要考慮到不同的因素對(duì)其的影響，其中在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析其工藝的效果主要以植酸含量、糊化度、持水力以及膨脹力作為考察的主要指標(biāo)。選擇5種不同的水平分析A物料水分含量、B螺桿轉(zhuǎn)速、C機(jī)筒末端溫度、D喂料速度，得出數(shù)據(jù)為：試驗(yàn)號(hào)1中，A物料水分含量1%、B螺桿轉(zhuǎn)速1Hz、C機(jī)筒末端溫度1℃、D喂料速度1kg·h-1，其中小麥麩皮中的成分植酸含量3.4458g·100g-1，糊化度85.76%，持水力4.2g·g-1，膨脹力5.32mL·g-1。試驗(yàn)號(hào)2中，A物料水分含量1%、B螺桿轉(zhuǎn)速2Hz、C機(jī)筒末端溫度2℃、D喂料速度2kg·h-1，其中小麥麩皮中的成分植酸含量3.4458g·100g-1，糊化度89.96%，持水力3.9g·g-1，膨脹力5.25mL·g-1。試驗(yàn)號(hào)3中，A物料水分含量1%、B螺桿轉(zhuǎn)速3Hz、C機(jī)筒末端溫度3℃、D喂料速度3kg·h-1，其中小麥麩皮中的成分植酸含量3.5658g·100g-1，糊化度90.75%，持水力4.1g·g-1，膨脹力5.32mL·g-1。試驗(yàn)號(hào)5中，A物料水分含量2%、B螺桿轉(zhuǎn)速1Hz、C機(jī)筒末端溫度2℃、D喂料速度3kg·h-1，其中小麥麩皮中的成分植酸含量3.7658g·100g-1，糊化度90.23%，持水力3.8g·g-1，膨脹力4.98mL·g-1。試驗(yàn)號(hào)5中，A物料水分含量2%、B螺桿轉(zhuǎn)速2Hz、C機(jī)筒末端溫度3℃、D喂料速度1kg·h-1，其中小麥麩皮中的成分植酸含量3.5398g·100g-1，糊化度90.23%，持水力3.7g·g-1，膨脹力5.41mL·g-1。

通過對(duì)麥麩擠壓膨化正交實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，同指標(biāo)中由于水平不同所得出來的值與值之間的差別也有著非常明顯的區(qū)別，通過上述數(shù)據(jù)能得出，在植酸含量中：A>D>C>B，而在糊化度上則是D>A>B>C，在持水力的表現(xiàn)上則是A>B=C>D，針對(duì)膨化力進(jìn)行分析，則是A>C>D>B。具體數(shù)據(jù)如下。

針對(duì)小麥麩皮中的植酸含量，在k1的狀態(tài)下，A為3.4676，B為3.6768，C為3.6891，D為3.6245。在k2的狀態(tài)下，A為3.5627，B為3.7124，C為3.7124，D為3.6356。在k3的狀態(tài)下，A為4.0497，B為3.6926，C為3.6803，D為3.7721。其中K1、K2、K3的R值分別為：0.5712、0.0256、0.0318、0.1425。

糊化度，在k1的狀態(tài)下，A為88.58，B為88.23，C為88.25，D為87.40。在k2的狀態(tài)下，A為90.11，B為89.38，C為88.43，D為89.58。在k3的狀態(tài)下，A為87.13，B為89.29，C為89.26，D為90.22。其中K1、K2、K3的R值分別為：2.21、1.56、1.35、2.11。

根據(jù)上述的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能發(fā)現(xiàn)每一個(gè)不同的指標(biāo)在不同的水平下單獨(dú)分析發(fā)現(xiàn)平均值是不同的。為了提高對(duì)工藝的分析效果，應(yīng)選取出最優(yōu)的組合才能提高小麥麩皮擠壓膨化工藝的整體質(zhì)量。其中A1、B1等指的是A物料水分含量、B螺桿轉(zhuǎn)速、C機(jī)筒末端溫度、D喂料速度在不同水平下的數(shù)值。對(duì)植酸含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)植酸含量最優(yōu)解分別是A1、C3、B1、D2;糊化度最優(yōu)解分別是A2、B2、C3、D3，持水力最優(yōu)解分別是A1、B1、D1、C1，其中D3與D1相同，在選擇的過程中，無論是D3與D1都可以算作最優(yōu)解;膨脹力的最優(yōu)解為A1、C2、B1、D1。為此，需要對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行深入分析，找到最佳的組合解，提高小麥麩皮工藝的整體發(fā)展質(zhì)量。因素A中的植酸含量、持水力、糊化度的影響應(yīng)排在第1位。為此，需要選取的為取A1，其中有關(guān)糊化度的影響處在第2位，需要選取的參數(shù)為A2，屬于次要因素，由此確定在因素A中應(yīng)該選擇的內(nèi)容為A1。在因素B中，其含有的影響力中植酸含量以及膨脹力的影響處在末位，應(yīng)該選擇的因素為B1，由于其中對(duì)糊化度的影響排位在第3位，需要選取的參數(shù)為B2，其中持水力對(duì)小麥麩皮工藝的影響排第2位，選取的參數(shù)為B1，得出在因素B中想要確定最佳參數(shù)，應(yīng)該選擇的為B1。在因素C中，其包括了對(duì)膨脹力的影響排位在第2位，選取的參數(shù)為取C2，在其中的因素中，有關(guān)持水力的影響同樣排在第2位，選取C1;因素C中對(duì)植酸含量的影響排較低，糊化度甚至處在最后一位，在選擇參數(shù)的過程中，應(yīng)該選擇C3;但是對(duì)因素C中的一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)選擇參數(shù)為C1或C2時(shí)，不影響整體的數(shù)據(jù)分析，特別是在取C1時(shí)，其中的植酸含量、糊化度與C2的相差不大，為此在因素C中C1、C2皆可以。在因素D中，由于其中對(duì)小麥麩皮中的對(duì)植酸含量影響排在了第2位，選擇參數(shù)為D3;對(duì)糊化度影響排第1位，同樣選擇D3;對(duì)持水力影響排在最后1位，可以選擇D1或者是D3;對(duì)膨脹力的影響排第3位，選擇因數(shù)為D1，應(yīng)該確定其中的最佳值為D3。根據(jù)對(duì)上述內(nèi)容的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)在選擇參數(shù)的過程中，找到最優(yōu)的組合為A1B1C1D3。其中參數(shù)為水分含量26.5%、螺桿轉(zhuǎn)速9Hz、機(jī)筒末端溫度144℃、喂料速度9kg·h-1。

通過上述的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，隨著工藝所在的環(huán)境溫度和壓力的變化，小麥麩皮中水分、淀粉、蛋白質(zhì)等都會(huì)出現(xiàn)一系列的變化。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯 李媛媛）