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技術(shù)文章
擠壓膨化工藝對玉米糊化度的影響
閱讀：1769 發(fā)布時間：2010-9-8 玉米是世界上zui重要的糧食之一，其營養(yǎng)成分優(yōu)于稻米、薯類等，缺點是顆粒大、食味差、粘性小。隨著玉米加工工業(yè)的發(fā)展，玉米的食用品質(zhì)不斷改善，形成了種類多樣的玉米食品。玉米膨化食品是20世紀70年代以來興起并迅速盛行的方便食品，具有疏松多孔、結(jié)構(gòu)均勻、質(zhì)地柔軟的特點，不僅色、香、味俱佳，而且提高了營養(yǎng)價值和食品消化率。
玉米淀粉經(jīng)高溫蒸煮，淀粉顆粒中淀粉大分子之間的氫鍵削弱，造成淀粉顆粒的部分解體，形成網(wǎng)狀組織，粘度上升發(fā)生糊化現(xiàn)象。糊化是淀粉蒸煮過程中zui重要的變化，淀粉經(jīng)糊化后糖化酶才能更好地對其作用，將其轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖。谷物原料經(jīng)擠壓膨化后其淀粉糊化度明顯升高，已有資料報道：淀粉經(jīng)擠壓膨化處理后其糊化度能達到90%以上，而傳統(tǒng)工藝糊化率僅為80%～85%。本試驗擬對玉米擠壓膨化后的淀粉糊化度變化規(guī)律進行研究，并得到較優(yōu)擠壓參數(shù)。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 膨化玉米的制備
首先，對玉米進行篩選、磁選，初清后進入待粉碎倉，然后入粉碎機粉碎，達到粒度要求的玉米粉料，由傳送帶送入膨化工段的喂料倉，調(diào)質(zhì)后，經(jīng)膨化機擠壓成形，再經(jīng)冷卻后得到膨化玉米產(chǎn)品。
1.1.2 取樣
本試驗所分析測定的膨化玉米樣品，來自于牧羊集團的試驗基地。
1.1.3 膨化設(shè)備
膨化機型號為牧羊TPH200型，主機功率為110kW，螺桿直徑為200mm，套筒分為喂料區(qū)、混合區(qū)、剪切區(qū)和瀉壓區(qū)4個區(qū)，分別命名為1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)和4區(qū)。
1.1.4 試劑
99％乙醇、2mol/l醋酸緩沖液（pH值4.8）、10mol/l氫氧化鈉、2mol/l醋酸、2.63μg/ml葡萄糖*液、0.025mol/l鹽酸。
1.1.5 儀器
攪拌器、玻璃均質(zhì)器、l～2ml移液管、臺式離心機、分析天平（感量0.1mg）。
1.2 操作方法
試樣的調(diào)制：試樣 20g（或20ml），加入200ml濃度為99％的乙醇，投入高速旋轉(zhuǎn)的家用混合器中連續(xù)旋轉(zhuǎn)1min，使之迅速脫水。生成的沉淀物用3號玻璃過濾器抽濾，加入約50ml濃度為99％的乙醇，然后用50ml乙醚脫水干燥后，放在氯化鈣干燥器中，以水力抽濾泵減壓干燥過夜，用研缽將其輕*碎，仍保存在同樣的干燥器中備用。
將100mg上述的干燥試料放入磨砂配合的玻璃均質(zhì)器中，加8ml蒸餾水，用振動式攪拌機攪拌至基本均勻為止。然后將均質(zhì)器上下擺動反復幾次，使之成為均勻的懸浮液。再用振動式攪拌機均勻，隨即各取懸浮液2ml注入2只容量為20ml的試管中，分別用作被檢液和*糊化檢液。向被檢液試管加2mol/l醋酸緩沖液（pH值4.8）1.6ml和水0.4ml，而向*糊化檢液試管添加10mol/l NaOH溶液0.2ml，在證實已于室溫下*溶解之后，加2mol/l醋酸1.6ml（酸的添加量需預(yù)先通過試驗決定，其量為使pH值調(diào)至4.8時所用的醋酸量）。zui后加水使容量為4ml。將這2只試管放在37℃的恒溫槽中預(yù)保溫數(shù)分鐘后，添加酶液lml，每隔5～10min振蕩1次，共反應(yīng)60min。然后，將反應(yīng)液0.5ml加入預(yù)先準備好0.025mol/l鹽酸10ml（起停止反應(yīng)的作用）的錐底離心管中，上下振蕩數(shù)次，在轉(zhuǎn)速為 3 000r/min的離心機中分離10min。取上層清液0.5ml，用蒸餾水稀釋1倍，用Somogyi-Nelson方法定量還原糖。
1.3 統(tǒng)計分析
采用Excel等軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析、計算各性狀的平均數(shù)及相對誤差等。
2 結(jié)果計算
糊化度=［被檢液的光密度（或糖量）／*a化檢液的光密度（或糖量）］×100%。
本試驗中對于同一樣品用相同方法重復測定3次,然后取其結(jié)果平均值,要求2次測定的相對誤差不超過10%。
3 注意事項
市售的玻璃均質(zhì)器的磨砂配合是硬性配合，需用150目或400目的金剛砂來調(diào)節(jié)配合。均質(zhì)器的配合，以在干燥狀態(tài)下磨砂配合棒能緩慢地自然落下者為好。
葡萄糖*可采用內(nèi)孢霉或黑曲霉的粗酶，酶活力以在pH值為4.8的醋酸緩沖液（0.2mol／l）中，在37℃能將0.2％的可溶性淀粉生成100g分子葡萄糖的酶量作為1個單位（U）。
4 結(jié)果與分析
4.1 膨化溫度對玉米糊化度的影響
玉米經(jīng)過3.0mm篩網(wǎng)的粉碎機粉碎，含水率13％左右，4區(qū)的壓力環(huán)直徑分別為180、180、185、190mm。通過向筒體夾套通入飽和蒸汽來改變擠壓溫度，研究其糊化度的變化,具體結(jié)果見表1。由表1中可以看出，未經(jīng)擠壓原料的糊化度很低,為14.7%；而通過擠壓加工糊化度可達到90%以上, 糊化度有了大幅度上升。同時，由表1可以看出，溫度對玉米糊化度有很大影響。具體表現(xiàn)為：在一定范圍內(nèi)，溫度越高，糊化度越高。
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4.2 膨化過程中蒸汽添加量對玉米糊化度的影響
玉米經(jīng)過3.0mm的篩網(wǎng)粉碎機粉碎，含水量為13%左右，4區(qū)的壓力環(huán)直徑分別為180、180、185、190mm，夾套的4個區(qū)溫度分別保持在95、100、125、130℃左右，通過改變通入調(diào)質(zhì)器的蒸汽添加量，改變調(diào)質(zhì)溫度來研究其糊化度的變化，結(jié)果見表2。由表2可見，在擠壓膨化過程中，蒸汽的添加量與糊化度存在著二次關(guān)系，其方程為Y=-1.307X2+10.75X+67.8。因蒸汽添加量與調(diào)質(zhì)溫度呈正相關(guān)關(guān)系，而調(diào)質(zhì)溫度易測且準確，故本試驗采用調(diào)質(zhì)溫度表示蒸汽添加量的變化。蒸汽添加量過低或過高（膨化機一定的轉(zhuǎn)速條件下）膨化機的擠壓力都不高，當蒸汽添加量低于或高于一定值時，腔內(nèi)的壓強都會降低，因此糊化度也會降低。