温度和水分对低温豆粕挤压特性的影响

1、研究与探讨食品工业科技V ol .29,N o .01,2008温度和水分对低温豆粕挤压特性的影响石彦国,刘海波,孙冰玉,苏光明(哈尔滨商业大学食品工程学院,黑龙江哈尔滨150076摘要:以低温豆粕为原料,进行单螺杆挤压实验。通过正交实验,从吸水率和堆积密度的角度分析了温度和水分对低温豆粕挤压特性的影响,优化了低温豆粕的挤压工艺参数,最终确定的低温豆粕挤压工艺参数为:一区温度为85,二区温度为175,三区温度为125,原料含水量为34%,此时吸水率为1150%,堆积密度为0140g/c m 3。关键词:低温豆粕,挤压特性,吸水率,堆积密度Effect of temperature and wa

2、ter content on the extrusi on p r operty of l ow temperature s oySH IYan -guo,L I U Ha i -bo,SUN B i n g -yu,SU Guang -m i n g(College of Food Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China Ab s trac t:The low tem p e ra tu re s oy m e a l w a s e xtrud e d b y the s i ng le -s c rew

3、e xtrud e r 1Effe c t of tem p e ra tu re a nd m o is tu re on the w a te r a b s o r p ti on c ap a c ity a nd b u lk d e ns ity w a s s tud ie d 1A s ind e x of w a te r a b s o r p tion c ap a c ity a nd b u lk d e ns ity,the op ti m um e xtrus i on c ond ition w a s ob ta ine d b y o rthog ona l

4、 e xp e ri m e n t 1It w a s s how e d tha t the op ti m um c ond ition fo r low tem p e ra tu re s oy m e a l w a s tha t the firs t re g i on tem p e ra tu re 85,s e c ond re g ion tem p e ra tu re 175,th ird re g ion tem p e ra tu re 125,a nd w a te r c on te n t w a s 34%1U nd e r the op ti m um

5、 c ond iti on the w a te r a b s o rp tion c ap a c ity a nd b u lk d e ns ity re a c he d 1150%a nd 0140g /cm3re sp e c tive ly 1Ke y wo rd s:l ow tem p e ra tu re s oy;e xtrus ion p rop e rty;w a te r a b s o r p ti on c ap a c ity;b u l k d e ns ity中图分类号:TS214文献标识码:A 文章编号:1002-0306(200801-0129-03

6、收稿日期:2007-09-24作者简介:石彦国,男,教授,博士生导师。基金项目:黑龙江省研究生创新科研项目(YJSCX2007-0231HLJ 。从经济性、营养价值和口感各方面看,大豆组织蛋白开发是充分利用大豆蛋白,改善我国人民蛋白营养水平的有效途径。大豆蛋白的成分中球蛋白约占蛋白总量的80%,直接使用这种球状大豆蛋白会因为产品缺乏应有的组织结构,而影响大豆蛋白在食品中的应用1。挤压技术克服了大豆蛋白的上述不足之处,大豆蛋白经挤压处理,其中的球蛋白在温度场、剪切场、压力场和水的联合作用下,由天然的球状聚集态重组为纤维状的蛋白质,重组后的大豆蛋白质将呈现如动物肌肉纤维状的组织化结构,复水后成为具

7、有一定强度、弹性和质构的新型大豆蛋白食品2。组织蛋白还具有吸水、吸油、吸味、耐煮及增香、改善口味的特性3。吸水率与大豆组织蛋白的特性有关,吸水率在一定程度上反映了大豆蛋白的挤压特性,二者呈现正比关系;堆积密度与大豆组织蛋白的膨化率有关,膨化率越大,大豆蛋白的堆积密度越小,即二者呈反比关系4。本实验通过调节温度和水分分别进行了挤压实验,研究了温度和水分对大豆蛋白挤压特性的影响,优化了挤压工艺参数。1材料与方法111材料与设备低温豆粕哈高科大豆食品有限责任公司提供,水分8150%,灰分6105%,脂肪2113%,蛋白质40110%,氮溶解指数82174%。DJ-68型单螺杆挤压机中国河南平顶山市大

8、豆加工机械研究所。112实验方法11211原料前处理将低温豆粕粉碎后100%过60目筛备用。11212吸水率(WAC 的测定5称取20g 干样,磨成约1c m 2的碎片,然后复水(置于100mL 水中1h,每间隔10m in 搅动一次,然后在20目筛上静置2m in,沥去多余的水分,称重记录,按照式(1计算。X =M -M 0M 0×100%式(1式中:X 吸水率(WAC ,%;M 吸水后的重量,g;M 0样品干重,g 。11213堆积密度的测定5称取30g 的干样,磨成约1c m 2的碎片,加入100mL 量筒中,在20、40、60、80、100mL 刻度处用玻璃棒各敲10下,记录

9、体积V ,按照式(2计算。X =MV式(2式中:X 堆积密度BD ,g /c m 3;V 体积,mL;M 原料质量,g 。 2结果与分析211单因素结果分析21111水分含量对组织化蛋白吸水率及堆积密度的影响在挤压机温度一定(1区温度为80、2区温度为170、3区温度为120的条件下,调整低温豆粕的含水量分别为30%、32%、34%、36%、38%、40%,进行挤压实验,测定成品的吸水率及堆积密度,结果如图1所示。 图1水分含量对组织化蛋白吸水率及堆积密度的影响从图1可知,随着大豆蛋白水分含量的升高,吸水率呈现先增加后下降的趋势,在水分含量为34%时,吸水率达到最大值,为1147%;随着大豆蛋

10、白水分含量的升高,堆积密度呈现先下降后增加的趋势,在水分含量为34%时,堆积密度达到最小值,为0142g /c m 3 。经分析确定水分含量34%为较好的工艺参数。表1L 9(34正交结果分析表实验号因素实验结果A 水分(%B 一区温度(C 二区温度(D 三区温度(吸水率(%堆积密度(g/c m 311(321(801(1701(12011350156212(852(1752(12511510140313(903(1803(1301122015242(34123114901415223111480142623121144014473(361321145014683213113901459332

11、111490141K 111360114301139311440K 211470114601149711467K 311443113831138311367极差R 01110010770111401100优水平A 2B 2C 2D 2K 101493014770148301463K 201423014230140701433K 301440014570146701460极差R 01070010540107601030优水平A 2B 2C 2D 2(下转第134页21112温度对产品吸水率和堆积密度的影响2111211一区温度对产品吸水率和堆积密度的影响在二区、三区温度分别为170、120,原料

12、含水量为34%时,调节一区温度。从实验结果(图2可知,当一区温度为85时,吸水率达最大,为1148%,而堆积密度最小,为0142g /c m 3。2111212二区温度对产品吸水率和堆积密度的影响在一区、三区温度分别为85、120,原料含水量为34%时,调节二区温度。从实验结果(图3可知,图2一区温度对产品吸水率和堆积密度的影响当二区温度为175时,吸水率最大,为1149%,堆积密度最低,为0140g /c m 3。图3二区温度对产品吸水率和堆积密度的影响2111213三区温度对产品吸水率和堆积密度的影响在一区、二区温度分别为85、175,原料含水量为34%时,调节三区温度。从实验结果(图4可

13、知,当三区温度为125时,吸水率最大,为1151%;当三区温度为120时,堆积密度最小,为0139g /c m 3。图4三区温度对产品吸水率和堆积密度的影响212正交实验结果分析在单因素实验的基础上,以低温豆粕的含水量、的提取发挥关键的作用。318由表2、表3可见,35m in、013W/c m2、20、70%乙醇溶液、固液比120、28/40Hz双频复合超声提取姜黄色素的浸取率可达9412%;15m in、011W/c m2、80、95%乙醇溶液、固液比160,50Hz单频超声提取总黄酮的浸取率达5617%。上述结论对色素、总黄酮等姜黄的有效成分的工业化超声浸取技术研究有价值,对提高我国姜黄

14、综合加工技术水平和经济效益有帮助。参考文献:1韩婷1姜黄的化学成分及药理活性研究进展J1解放军药学学报,2001,11(2:959712安鸿志,李杰,周丽莉1中药姜黄的抗肿瘤作用J1中国医院药学杂志,2004,24(8:49349513W ina wer S I,Zauber A G,Gerdes H,et al1R isk of col orectal cancer in the fa m ilies of patients with adenomat ous polyp sJ1 Nati onal Polyp StudyWorkgr oup,1996,334:828714Rao C V,R

15、 I vens on A1Che mop reventi on of col on carcinogenesis by dietary curcu m in,a naturally occurring p lant phenolic compoundJ1Cancer Res,1995,55:25926615李湘洲,张炎强,刘艳华,等1不同方法提取姜黄色素的研究J1林产化学与工业,2006,26(12:838616刘树兴,胡小军,张薇,等1超声强化提取姜黄色素的研究J1食品添加剂,2004(2:535517王文艳,彭增起,周光宏1超声波法提取油菜蜂花粉中黄酮工艺的研究J1食品科技,2006(8:

16、12112318曹雁平,李建宇,朱桂清,等1绿茶茶多酚的双频超声浸取研究J1食品科学,2004,25(10:13914419曹雁平,孙宇梅,李晓岩,等1低强度多频超声浸取碱蓬籽油J1精细化工,2005,22(7:555560110曹雁平,郝长春,任怡,等1花椒油树脂的低强度多频超声浸取特性研究J1食品与发酵工业,2006,32(3: 122125111沙世炎1中草药有效成分分析法(上册M1北京:人民卫生出版社,1982112唐启义,冯明光著1实用统计分析及其DPS数据处理系统M1北京:科学出版社,200211561(上接第130页挤压机的三个区温为因素,进行正交实验,实验结果如表1所示。表1表

17、明,最佳因素组合为A2B2C2D2,即水分含量34%,一区温度85,二区温度175,三区温度125。极差R的数值直观反映出各因素对结果影响大小的顺序,对吸水率为C>A>D>B,即二区温度(对吸水率的影响最大,水分含量(%次之,三区温度(和一区温度(则影响较小;对堆积密度为C>A>B>D,即二区温度(对吸水率的影响最大,水分含量(%次之,一区温度(和三区温度(则影响较小。由于最佳结果并没有在正交实验中出现,因此做验证实验。验证实验结果如下:当一区温度85,二区温度175,三区温度125,原料含水量为34%时,产品的吸水率和堆积密度分别为1150%、0140g/

18、c m3,与正交实验分析结果一致,故以此条件作为最佳工艺参数。3结论温度和水分含量影响大豆蛋白的挤压特性,对温度和水分含量进行优化能生产出较好的产品。优化了的低温豆粕挤压工艺参数为一区温度85,二区温度175,三区温度125,原料含水量为34%,此时的吸水率和堆积密度分别为1150%、0140g/c m3。参考文献:1刘永,周家华,曾颖,等1大豆蛋白的挤压组织化及其应用J1西部粮油科技,2002(6:495112王洪武,马榴强,周建国,等1大豆蛋白质原料体系对挤压组织化的影响J1中国食品学报,2002,2(2:33371 3赵多勇,魏益民,张波,等1高水分组织化大豆蛋白干燥与复水特性研究J1中国粮油学报,2006,21(3:1271321 4梁歧,候建设,张鸣镝,等1温度、水分对大豆组织化蛋白物理性能的影响J1食品科学,200,21(12:394015周相玲,胡立明,陈玉霞1大豆组织化蛋白加工工艺对其物理性能影响分析J1郑州工程学院学报,2004,25(1: 77781食品工业科技征订启事凡通过邮局直接汇款至本刊编辑部订阅2008年杂志的读者,将免费获得全年食品企业采购指南。本刊读者服务部随时办理食品工业科技的订阅工作,即使错过邮局征订期,本刊也可补寄当年散刊和过期刊