挤压参数对绿豆粉糊化的影响

张雁凌，任保国

（吉林工程技术师范学院食品工程学院，吉林长春 130052）

挤压参数对绿豆粉糊化的影响

张雁凌，任保国

（吉林工程技术师范学院食品工程学院，吉林长春 130052）

以绿豆为原料，采用双螺杆挤压膨化技术，对挤压膨化绿豆糊化进行了研究。结果表明，制备挤压膨化绿豆粉的最佳工艺条件为：喂料速度110r/min，加水量18%，膨化温度170℃，螺杆转速260r/min。影响挤压膨化绿豆粉糊化度主次顺序依次为：加水量、膨化温度、螺杆转速、喂料速度。在最佳工艺条件下，挤压膨化绿豆粉糊化度可达98.46%。关键词：绿豆粉，双螺杆挤压，糊化度

绿豆是我国人民的传统豆类食物，含有丰富的蛋白质，碳水化合物，B族维生素，钙、磷、铁等矿物质。绿豆中蛋白质含量高，主要为球蛋白，且氨基酸种类丰富，必需氨基酸含量超过FAO/WHO的推荐值[1-2]。绿豆性味甘凉，有清热解毒之功效，同时又具有降血脂、抗肿瘤的作用[3]。我国对绿豆加工以传统加工为主，目前市场常见的绿豆产品有绿豆糕，绿豆沙，绿豆粉皮等。挤压膨化技术是一种新型食品加工高新技术[4]，由于挤压膨化是在高温瞬时进行的操作，故营养物质损失较少，且具有杀菌、钝化不良因子、促使淀粉糊化、提高蛋白质的利用率的作用[5-6]。糊化度是衡量绿豆挤压膨化特性的重要指标[7]。目前，对绿豆挤压膨化特性影响因素的研究鲜见报道，本文对绿豆挤压膨化特性的影响因素进行研究，旨在探讨最佳挤压膨化工艺参数，为绿豆的进一步开发利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

绿豆 吉林省长春粮油销售有限公司；葡萄糖淀粉酶 上海沪峰生物科技有限公司。

GB1302型电子精密天平 梅特勒·托利多仪器有限公司；spectrum lab 53紫外可见分光光度计 上海棱光技术有限公司；HH-S水浴箱 巩义市予华仪器有限公司；SH 10A快速水分测定仪 上海恒平科学仪器有限公司；PHS-3BW电脑数显酸度计 上海理达仪器厂；SHZ-D循环水式真空泵 巩义市英峪予华仪器厂；TDL-5-A离心机 上海安亭科学仪器厂；WF-30万能粉碎机 中国上海蓝深制药机械有限公司；DS-30B双螺杆实验机 山东赛信膨化机械有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 挤压膨化绿豆粉制备方法 选优质绿豆，用流动水冲洗去泥沙及不可食用的杂质，自然风干至水分含量低于10%，然后粉碎成粒度为40目的绿豆粉备用；利用高温高压双螺杆挤出机对绿豆粉进行挤压膨化处理，然后干燥粉碎成粒度为60目的膨化绿豆粉备用。

1.2.2 工艺条件对挤压膨化绿豆糊化度影响的单因素实验

1.2.2.1 喂料速度对挤压膨化绿豆糊化度影响 分别称取1000g绿豆粉5份（绿豆粉含水量8%，以下均同），在物料加水量为18%（占干绿豆粉质量，以下均同）、螺杆转速为260r/m in、膨化温度170℃条件下，研究喂料速度分别为90、100、110、120、130r/m in时对绿豆糊化度的影响。

1.2.2.2 加水量对挤压膨化绿豆糊化度的影响 在喂料速度为110r/m in、螺杆转速为260r/m in、膨化温度170℃条件下，研究物料加水量分别为12%、14%、16%、18%、20%时对绿豆糊化度的影响。

1.2.2.3 膨化温度对挤压膨化绿豆糊化度的影响 在喂料速度为110r/m in、加水量18%、螺杆转速为260r/m in条件下，研究膨化温度分别为140、150、160、170、180℃时对绿豆糊化度的影响。

1.2.2.4 螺杆转速对挤压膨化绿豆糊化度的影响 在喂料速度为110r/m in、加水量18%、膨化温度为170℃条件下，研究螺杆转速分别为200、220、240、260、280r/m in时对绿豆糊化度的影响。

1.2.3 工艺优化实验 在单因素实验的基础上，确定正交实验各因素的水平。影响挤压膨化绿豆糊化度的主要因素为物料加水量、膨化温度、螺杆转速、喂料速度，以糊化度为考核指标，采用L（934）正交实验筛选出最佳生产工艺条件。

1.2.4 糊化度的测定 精密称取挤压膨化绿豆粉10g，加入100m L浓度为99%的乙醇，在转速为5000r/m in下离心分离5m in。生成的沉淀用3号玻璃过滤器抽滤后，依次用约25m L的乙醇、乙醚脱水干燥后，放在氯化钙干燥器中12h后备用。取干燥处理的膨化绿豆粉100mg放入磨砂配合的玻璃均质器中，加8m L蒸馏水，搅拌至均匀，随即各取悬浮液2m L注入2只容量为20m L的刻度试管中，分别用作被检液和完全糊化检液。向被检液试管加pH为4.8的醋酸缓冲液1.6m L和蒸馏水0.4m L。向完全糊化检液试管加10mol/L NaOH溶液0.2m L，待完全溶解后，滴加2mol/L醋酸至pH 4.8，加蒸馏水使体积为4m L。将这2只试管放入37℃的恒温水浴箱中保温10m in后，各添加葡萄糖淀粉酶液lm L，再放入37℃的恒温水浴箱中，每隔10min振荡1次，反应50m in。精密移取反应液1m L，随即加入10m L 0.05mol/L盐酸终止反应，在转速为5000r/min下离心分离5m in。取上层清液1m L，用蒸馏水稀释5倍，用紫外分光光度计测其光密度并从下式求出糊化度。

2 结果与分析

2.1 喂料速度对挤压膨化绿豆糊化度的影响

由图1可以看出。当喂料速度小于110r/m in时，糊化度随喂料速度的升高而增加，当喂速度大于110r/m in时，膨化绿豆糊化度下降。这可能是由于喂料速度决定物料与螺杆的接触面积及物料在挤压腔中的滞留时间，适宜的喂料速度使物料所受的挤压力和剪切力最大，淀粉糊化充分，喂料速度过大，绿豆粉在挤压腔内会滞留堆积，使绿豆粉被挤压、糊化不均匀，从而造成挤压膨化绿豆糊化度下降。因此喂料速度以110r/min为宜。

图1 喂料速度对挤压膨化绿豆糊化度的影响Fig.1 Effectof the feeding rate on gelatinization degree of extruded puffingmung bean

2.2 加水量对挤压膨化绿豆糊化度的影响

图2 加水量对挤压膨化绿豆糊化度的影响Fig.2 Effectof amountof adding water on gelatinization degree of extruded puffingmung bean

由图2可知，在物料加水量12%~18%范围内，糊化度随物料加水量的增加而升高，当超过18%时开始下降。这主要是因为物料加水量的增加，淀粉颗粒吸水增加，导致物料的粘稠度增加，物料在机腔内所受的挤压力和剪切力增大，糊化度增加。当水分含量较高时，物料润滑，物料在机腔内所受的挤压力和剪切力减弱，淀粉颗粒的晶体结构不易被破坏，糊化度降低。绿豆粉糊化需要水，加水量较小，挤压膨化绿豆糊化度低。当加水量较大时，水起润滑作用，使绿豆粉在机腔内所受的挤压力和剪切力减弱，导致挤压膨化绿豆糊化度降低。因此，本实验条件下，物料适量加水量为18%时糊化度最高。

2.3 膨化温度对挤压膨化绿豆糊化度的影响

图3 膨化温度对挤压膨化绿豆糊化度的影响Fig.3 Effect of puffing temperature on gelatinization degree of extruded puffingmung bean

物料中淀粉的糊化是在适当的温度并吸收足够的热量的条件下进行的。在挤压糊化过程中淀粉吸收挤压腔热量并受到强烈的剪切，分子链间氢键断裂，分子链发生移动，造成淀粉颗粒部分解体，产生糊化现象[8]。由图3可以看出，膨化温度在140~170℃范围内，挤压膨化绿豆糊化度随温度的升高而增加，当膨化温度为170℃时，糊化度最高；当糊化度超过170℃时，挤压膨化绿豆糊化度下降。这说明，膨化温度太低，物料中绿豆糊化不充分，导致挤压膨化绿豆糊化度较低；膨化温度过高，物料在挤压腔内焦糊结块，且膨化不均匀，糊化度降低。因此，膨化温度170℃为宜。

2.4 螺杆转速对挤压膨化绿豆糊化度的影响

图4 螺杆转速对挤压膨化绿豆糊化度的影响Fig.4 Effect of screw speed on gelatinization degree of extruded puffingmung bean

在物料的挤压过程中，螺杆转速与物料在挤压腔中的滞留时间有关。由图4可看出，挤压膨化绿豆的糊化度随螺杆转速升高而增加，当螺杆转速为260r/m in时，挤压膨化绿豆糊化度最高，随后出现下降趋势。这主要是因为随着螺杆转速加快，绿豆物料所受的剪切力增大，淀粉分子间的氢键消弱，绿豆粉颗粒破损程度增大，从而加速了淀粉颗粒的分解，糊化度升高。当螺杆转速较大时，继续增加物料在挤压腔内滞留时间缩短，不能在机腔内吸收足够的热量，导致糊化不完全，糊化度下降。因此本实验条件下，较适宜的螺杆转速为260r/min。

2.5 正交实验

挤压膨化绿豆正交实验设计与结果如表1、表2所示。

表1 正交实验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test

由表2中极差可知，物料加水量是影响绿豆挤压膨化后糊化度的主要因素，各因素对糊化度影响强弱次序为物料加水量＞膨化温度＞螺杆转速＞喂料速度。表3中方差分析表明，物料加水量的F＞F0.05（2，2）=19.00，说明物料加水量对糊化度的影响达到显著水平。各因素水平的优化组合为A1B3C3D3，即喂料速度110r/m in，加水量18%，膨化温度170℃，螺杆转速260r/m in。

表2 正交实验设计及结果Table 2 The design and results of orthogonal test

表3 正交实验方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal test results

3 结论

采用双螺杆挤压技术膨化绿豆的最佳工艺条件为：喂料速度110r/m in，物料加水量18%，膨化温度170℃，螺杆转速260r/m in，此条件下，挤压膨化绿豆的糊化度为98.46%。

[1]许鑫，韩春然，袁美娟，等.绿豆淀粉和芸豆淀粉理化性质比较研究[J].食品科学，2010，31（17）：173-176.

[2]李文浩，舒畅，闫淑琴，等.蒸煮工艺参数对绿豆糊化特性的影响[J].食品科技2010，35（3）：164-167.

[3]孙键，张海生，王丽丽.小米绿豆清凉饮料加工工艺研究[J].食品工业科技，2010（8）：286-289.

[4]刘传富，王兆升，董海洲，等.挤压膨化对豆渣加工特性影响的研究[J].食品与发酵工业，2008，34（12）：102-105.

[5]朱蓓薇.食用食品加工技术[M].北京：化学工业出版社，2005：689-690.

[6]张裕中，王景.食品挤压加工技术与应用[M].北京：中国轻工业出版社，1998：56-79.

[7]杨绮云，李德溥，徐克非.操作参数对双螺杆挤压机挤压效果影响的研究[J].食品科学，2001，22（2）：14-17.

[8]黄峻榕，张佩，李宏梁.淀粉的不同糊化方法[J].食品科技，2008（9）：20-23.

Effect of extrusion parameters on gelatinization ofmung bean powder

ZHANG Yan-ling，REN Bao-guo
（College of Food Engineering，Jilin Teachers’Institute of Engineering and Technology，Changchun 130052，China）

Themung bean was used as the raw material for extruded puffing by tw in screw extrusion fermentation. The effects of gelatinization degree on extruded puffing mung bean were studied.The results showed that the op timum cond itions for the extruded puffing mung bean powder：the feed ing rate was 110r/m in，the water add ition ofmaterial was 18%，the extrusion tem perature was 170℃，and the screw speed was 260r/m in.The order significance of factors on the gelatinization deg ree was as followes：amount of add ing water，puffing temperature，screw speed，the feed ing rate.In this condition，the gelatinization deg ree of extruded puffing mung bean powderwas 98.46%.

mung bean powder；tw in screw extrusion；gelatinization deg ree

TS210.1

B

1002-0306（2012）14-0266-03

2011－11－28

张雁凌（1974－），女，硕士，讲师，研究方向：农产品贮藏与加工。

吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目（2011301）。