全麥擠壓膨化營養食品的加工工藝研究

王 威

（商丘學院 風景園林學院，河南商丘 476006）

隨著食品工業快速發展，“全麥”標識產品在我國市場上逐年增加。全麥指完整的小麥籽粒，由胚乳、胚芽和麩皮構成[1]。胚乳成分主要為淀粉，為小麥提供能量，重量占整個麥粒的80%以上[2]。胚芽富含不飽和脂肪酸等脂類，只占總重量的3%左右，同時含有豐富的礦物質，如鎂、磷、鉀、鋅和鐵等[3]。小麥胚未脫脂，其蛋白質占有率為30%～33%，必需氨基酸含量豐富且氨基酸種類均衡，含量較高的為賴氨酸，因此具有很高的營養價值。麥麩富含多酚等抗氧化物質，同時含有大量的膳食纖維，還含有少量的脂肪、蛋白質等[4]。膳食纖維有利于改善人體微生物腸道菌群，增加糞便容量，降低結腸癌風險[5]。此次試驗以精面粉、麥麩為主要原料，研究全麥食品的擠壓膨化加工工藝[6-8]。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

精面粉、麥麩，五得利集團商丘面粉有限公司。

1.1.2 儀器與設備

DG85-IV型雙螺桿擠壓膨化機、SD-HM02立式拌粉機，濟南德固機械設備有限公司；CWP型粉碎機，江陰市新安粉體設備有限公司；DHG-9053A電熱鼓風干燥箱，無錫瑪瑞特科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 生產工藝流程

全麥食品生產工藝流程：精面粉、麥麩→攪拌均勻→適宜水分含量→喂料→塑型→干燥→常溫→包裝→成品。

1.2.2 加工工藝研究

（1）物料比例設定。設定擠壓溫度175 ℃、螺桿轉速170 r/min、水分含量17%，精面粉與麥麩的不同比例依次為10∶1、10∶2、10∶3、10∶4和10∶5（質量比），探究產品膨化度的變化情況，以確定最優原料占比。

（2）物料水分設定。設定物料比例10∶2、擠壓溫度175 ℃、螺桿轉速170 r/min，對水分含量15%、16%、17%、18%和19% 5個水平梯度進行研究，探究產品膨化度的變化情況，以確定最優物料水分。

（3）擠壓溫度設定。設定物料比例10∶2、螺桿轉速170 r/min、物料水分17%，對擠壓溫度165 ℃、170 ℃、175 ℃、180 ℃和185 ℃ 5個水平梯度進行研究，探究產品膨化度的變化情況，以確定最優擠壓溫度。

（4）螺桿轉速設定。設定物料比例10∶2、擠壓溫度175 ℃、物料水分17%，對螺桿轉速160 r/min、170 r/min、180 r/min、190 r/min和200 r/min 5個水平梯度進行研究，探究產品膨化度的變化情況，以確定最優螺桿轉速。

1.3 正交試驗

以單因素試驗結果為基礎，進行正交試驗對全麥擠壓膨化營養食品加工工藝進行進一步優化，選用L9(34)正交表進行試驗，以感官評分為指標確定各因素的最佳條件，試驗因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表

1.4 膨化度測定方法

樣品隨機抽取，每組10個，按式（1）計算，其中模口直徑為 3 mm，最終結果取平均值：

1.5 產品品質指標檢測方法

1.5.1 感官評價

參考《全谷物膨化食品》（T/CABCI 003—2018），結合全麥擠壓膨化營養食品的試驗數據分析，制定感官評分表，由具有相關專業知識的品評人員依據感官評分表進行品評，感官評分標準見 表2。

表2 全麥膨化食品感官評分標準

1.5.2 微生物指標、理化指標檢測方法

物料水分含量參照《食品安全國家標準 食品中水分的測定》（GB 5009.3—2016）進行檢測，產品酸價參照《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》 （GB 5009.229—2016）進行檢測，菌落總數參照《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》（GB 4789.2—2016）進行檢測。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 物料比例對全麥產品膨化度的影響

精面粉顆粒直徑過小，在擠壓膨化過程中，易形成熔融態而粘螺桿，按比例添加麥麩，能夠有效解決因顆粒直徑過小導致的加工困難問題，同時增加膳食纖維和多酚等抗氧化物質的含量[9]。由圖1可知，當精面粉、麥麩的配比為10∶2時，產品獲得最高膨化度。

圖1 物料比例對膨化度的影響

2.1.2 物料水分對膨化度的影響

由圖2可知，水分含量較低時，膨化度較低，是因為含水量較低時，物料在腔體前進的過程中與擠壓腔摩擦力較大，容易導致機器堵塞；當物料含水量高于17%，膨化度也較低，是因為物料水分含量過高時，黏稠度較低，物料與擠壓腔摩擦力較低，流暢通過模頭，無法產生高壓，產品未充分膨化，感官性狀差[10]。當水分含量為17%時，產品色澤誘人，口感酥脆不黏牙，擠壓膨化效果最佳。

圖2 物料水分對膨化度的影響

2.1.3 擠壓溫度對膨化度的影響

由圖3可知，隨著溫度的上升，產品膨化度數值呈現先上升后下降的變化趨勢，在擠壓溫度為 175 ℃時，獲得最佳膨化產品。當溫度＞175 ℃時，膨化度較低，產品具有糊焦味，影響感官品質；當溫度＜175 ℃時，膨化度不夠，口感不酥脆，降低感官評分。

圖3 擠壓溫度對膨化度的影響

2.1.4 螺桿轉速對全麥產品膨化度的影響

由圖4可知，當螺桿轉速＜170 r/min時，空隙較大，物料分布不均勻，易堵塞機器；當螺桿轉速＞170 r/min時，產品膨化力度小且分布不均勻。由試驗數據分析得出，在170 r/min時，產品獲得最佳膨化度，與感官評價一致。

圖4 機器螺桿轉速對膨化度的影響

2.2 正交試驗

正交試驗感官評分結果見表3。由表3可得，影響全麥膨化食品的主要因素順序為膨化溫度＞水分含量＞原料配比＞螺桿轉速，最佳加工工藝條件為A1B2C1D2，即原料配比10∶2、水分含量17%、膨化溫度175 ℃、螺桿轉速170 r/min。為檢驗正交試驗結果，重復3次實驗，平均感官評分為92分。

表3 正交試驗設計與結果分析

3 結論

試驗以精面粉、麥麩為加工原料，通過單因素試驗及正交試驗得出最佳加工工藝為精面粉與麥麩配比為10∶2、水分含量17%、膨化溫度175 ℃、螺桿轉速170 r/min。該工藝下制作的全麥膨化產品的膨化度與糊化度均較高，色澤、口感、風味適中，結構均一，且保留了小麥的營養價值，市場應用前景廣闊。