挤压膨化对速溶小米粉的影响

汪 慧，韩 雍

(陇东学院农林科技学院，甘肃庆阳 745000)

挤压膨化对速溶小米粉的影响

汪 慧，韩 雍

(陇东学院农林科技学院，甘肃庆阳 745000)

以什社小米为原料，探索挤压膨化处理工艺对小米粉速溶特性的影响，明确了物料粒度、物料含水量、膨化温度、螺杆转速等影响因素对小米速溶粉速溶特性的影响。结果表明：物料粒度80目、物料含水量17%、膨化温度165℃、螺杆转速140r/min时，小米速溶粉在蛋白分散指数(PID)、分散性、流动性、润湿性、沉降性、堆积密度和溶解度等几个速溶指标间能够达到比较均衡的表现，产品速溶特性表现良好。试验为进一步研究以挤压膨化方式进行速溶小米粉的加工工艺提供了一定基础。

挤压膨化；速溶粉；小米

小米是世界上最古老的栽培农作物之一[1-2]，是一年生禾本科草本植物。它起源于我国黄河流域，其栽培历史非常悠久，是最早作为粮食作物之一的谷物，是我国北方地区重要的杂粮作物[3]。小米含有丰富的蛋白质、脂肪，而且营养素配比合理，人体吸收消化率高[5]，小米金属元素铁、锌、镁、铜、硒的含量高于其他3种谷物[6]。小米营养丰富，兼有食疗养生保健作用，被营养学家称为“保健米”[7]。

小米作为传统滋补食品受到人们的青睐，各种小米新产品运用而生，其中速溶产品越来越被人们所接受和喜爱。在过去的十多年，科研工作者对小米速溶产品工艺已经进行了较为广泛的研究，小米速溶粉加工具有能量及原料利用率高、营养损失少、产品种类多、原料适应性强等优点[8-10]，产品具有良好的市场反映。挤压膨化技术是现代食品加工的方向之一[11-13]，为进一步明挤压膨化技术对小米粉速溶特性的影响，本文就挤压膨化工艺中各个参数对速溶小米粉的性能指标进行试验。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 材料 小米，产于甘肃省庆阳市西峰区什社乡。

1.1.2 仪器与试剂 SYSLG30-IV双螺杆实验机，济南赛百诺科技开发有限公司；T25高压匀质机，德国克鲁格斯公司；DHG-9070A电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏公司；KQ3200DE数控超声机，河南兄弟仪器公司；万能高速粉碎机，广州大祥公司。

1.2 试验方法

1.2.1 加工工艺

工艺要点：原料处理：除去杂物和缺损的颗粒，清除杂质，备用；粉碎、分级过筛：物料粉碎，按照不同目数进行筛分，留样备用；拌料：根据试验要求对筛分的物料分别进行不同比例的加水拌料；干燥：将挤出的米粉置于烘干机，在105℃下进行干燥；磨粉，过筛：对干燥后的块状米粉进行粉碎，统一用100目筛子过筛，备用。

1.2.2 因素水平设计 原料粒度经挤压对米粉速溶特性的影响，将小米经粉碎机粉碎过筛分别得到粒度为18、36、60、80、100目等5个水平的小米粉，分别置于调粉机中搅拌，调节物料湿度为17%、在膨化温度165℃、螺杆转速120 r/min条件下挤压膨化。

(1)物料含水量对小米粉速溶特性的影响，试验设置物料含水量为物料质量的15%、17%、19%、21%和23%等5个水平。称取5份小米渣粉(80目)，分别置于调粉机中搅拌，调节物料湿度。在膨化温度165℃、螺杆转速120 r/min条件下挤压膨化。

(2)膨化温度对小米粉速溶特性的影响：试验设置膨化温度为150、165、180、195、210℃等5个水平。称取5份小米渣粉(80目)，在物料含水量17%、螺杆转速120 r/min条件下挤压膨化。

(3)螺杆转速对小米粉速溶特性的影响：试验设置螺杆转速为100、120、140、160、180 r/min等5个水平。准确称取5份小米渣粉(80目)，调节物料湿度17%，在膨化温度165℃条件下挤压膨化。

1.3 速溶指标[10-24]

1.3.1 蛋白分散指数(PID)[9]精确称取 1g 左右的小米粉，加入20mL 水，充分搅拌0.5h后将溶解液全部转移至离心管中，以3 000r/min离心10min后取上清液，沉淀后再加入10mL水搅拌，随后采用相同的方法离心并弃去沉淀，将上清液合并，并利用凯氏定氮法测定其粗蛋白含量。

1.3.2 分散性[15，17，20]称取5 g样品放于100 mL烧杯中，加入25℃的去离子50 mL，以800 r/min的转速在恒温磁力搅拌器上搅拌，记录从搅拌开始到粉块全部分散所需要的时间(s)，时间越短干粉分散性越好。

1.3.3 堆积密度[23]将小米粉从漏斗中散落至10mL量筒中，测定10mL小米粉的重量，换算出其堆积密度(g/mL)。

1.3.4 溶解度[16-23]精确称量样品5.00 g样品，置于50 mL小烧杯中，加入去离子水30 mL，室温条件下以磁力搅拌器搅拌30 min，使小米粉充分溶解。将溶液完全转移至50 mL容量瓶中，用去离子水定容，充分摇匀。取10 mL，放入离心管中，3 000 r/min离心10 min，取上清液，转入称量皿中，在水浴中加热20 min，然后放入105℃干燥箱中烘干至质量恒定。计算溶解度(g/100 g)，溶解度越大干粉速溶性越好。

(1)

式(1)中：M1—溶有小米粉的干燥称量皿，g；M0—洁净称量皿，g；m—小米粉称样量，g；W—小米速溶粉含水率，%

1.3.5 润湿性[14，17]在250 mL烧杯中加入25℃的去离子水200 mL，称取0.5 g样品均匀平铺于水面上，测定从样品加入至样品完全沉降所需要的时间(s)，时间越短干粉润湿性越好。

1.3.6 沉降性[23]将40g小米粉溶于水中，定容至100mL，搅拌均匀后取一定容积均匀混合液，令其静置沉降30min，然后测定沉淀出来的固体体积。

1.4 数据分析

试验数据由SPSS19.0软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 物料粒度对小米粉速溶特性的影响

由表1看出，随着物料粒度的增大，分散性、蛋白分散指数(PID)、流动性、润湿性和沉降性都呈现下降的趋势，与有关报道一致[20]。堆积密度和溶解随物料颗粒细化呈增大的趋势，当物料粒度为100目时，检测值达到最大。可能原因为物料粒度越大，小米粉膨化的越充分，蛋白质变性程度越大，淀粉糊化度越高，其颗粒与水作用效果和物料之间的相互影响不是非常显著，大颗粒物料影响宏观物性的表现；相反，对微观物性的影响直接表现在物料的细颗粒状态，物料溶解于水的程度和本身的相互影响越来越明显。由于存在速溶指标的2个极端表现，综合考虑，当物料粒度为80目时，小米粉的速溶性比较均衡。

表1 物料粒度对小米粉速溶特性的影响

注：**均值差的显著性水平为 0.01；*均值差的显著性水平为 0.05。

2.2 物料含水量对小米粉速溶特性的影响

由表2看出，随物料含水量的增加，蛋白分散指数(PID)呈先增加后减小再增大的趋势。PID反映了蛋白质的变性程度，PID越低，说明蛋白质变性程度大。随物料含水量的增加，分散性、流动性、润湿性和沉降性呈先减小后增大的趋势，在物料含水量为17%时值最小；堆积密度和溶解度呈先增大后减小的趋势，在物料含水量为17%时最大。这说明在物料含水量为17%时，小米粉挤压膨化最充分，使得小米粉的主要成分淀粉得以最大程度的膨化。综合考虑，物料含水量在17%时，小米粉的速溶性最好[17]。

2.3 膨化温度对小米粉速溶特性的影响

由表3看出，随着膨化温度的升高，PID呈下降趋势。这是因为随着温度的升高，蛋白质变性程度提高，导致蛋白分子内部疏水基团暴露，这样蛋白质分子通过疏水作用形成较大的聚集体，分子量增加导致变性蛋白质的溶解性降低。随着膨化温度的升高，分散性、流动性、润湿性和沉降性都呈现先减小后增大的趋势，在膨化温度在165℃时值最小；堆积密度和溶解度呈先增大后减小的趋势，在膨化温度为165℃时值最大，推测小米粉在165℃挤压膨化时，所受热效应和剪切效应的综合效应较好，获得膨化产品有较好的均一性。综合考虑，膨化温度为165℃时，经挤压的小米粉的速溶性最好[18]。

表2 物料含水量对小米粉速溶特性的影响

注：**均值差的显著性水平为 0.01；*均值差的显著性水平为 0.05。

表3 膨化温度对小米粉速溶特性的影响

注：**均值差的显著性水平为 0.01；*均值差的显著性水平为 0.05。

2.4 螺杆转速对小米粉速溶特性的影响

由表4看出，随着螺杆转速的增大，PID呈递增趋势。但是随着螺杆转速的增大，分散性、流动性、润湿性和沉降性都呈先减小后增大的趋势，在螺杆转速为140r/min时值最小；随着螺杆转速的增大，堆积密度和溶解度都呈先增大后减小的趋势。这可能与物料挤压过程中，由于螺杆转速影响物料的混合、水分扩散、物料滞留挤压腔等方面，造成不同螺杆转速形成的挤出物料的物性不同。综合考虑，当螺杆转速为140r/min时，小米粉的速溶性较好。

表4 螺杆转速对小米粉速溶特性的影响

注：**均值差的显著性水平为 0.01;*均值差的显著性水平为 0.05。

3 结论

本试验以挤压膨化工艺进行小米粉处理，以物料粒度、物料含水量、膨化温度和螺杆转速[27]为主要观察因素，获得小米速溶粉速溶特性参数。结果表明，所选择的小米速溶粉挤压膨化影响因素对产品均有一定的影响效果：物料粒度为80目、物料含水量为17%、膨化温度为165℃、螺杆转速为140r/min时，小米速溶粉在PID、分散性、流动性、润湿性、沉降性、堆积密度和溶解度等几个速溶指标间能够达到比较均衡的表现，产品特性表现良好。但是局限于试验阶段性，并没有完全考虑产品配料及后期处理等因素影响情况，后期试验应在此基础上进行综合试验，最终明确小米速溶粉的最佳挤压膨化生产工艺。◇

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(责任编辑 李婷婷)

Effects of Extrusion Processing on Instant Millet Powder

WANG Hui，HAN Yong

(College of Agriculture and Forestry，Longdong University，Qingyang 745000，China)

Shishe millet was taken as raw material， the extrusion processing was employed to discribe the influences on instant characteristics of millet powder.The different factors，including material particle size，moisture of materials，extrusion temperature，screw speed，were analyzed to reveal the effects on instant millet powder.The results showed that when the material particle size were 80 mesh，materials moisture were 17%，extrusion temperature were 165 ℃， and screw speed were 140 r/min，the instant characteristics of millet powder about PID，dispersion，mobility，wettability，settling with accumulation density and solubility achieved a better balanced with good product performance.The experiment provided foundation for further study on instant millet powder processing by extrusion processing.

extrusion;instant powder;millet

甘肃省庆阳市科技支撑项目(项目编号：KZ2012-70)。

汪慧(1985— )，女，硕士，讲师，从事食品安全教学和研究。