何歡，齊森，呂美，劉春德，封義冬

（沈陽市糧油食品科學(xué)研究所，遼寧沈陽110025）

速食營養(yǎng)粉加工工藝的研究

何歡，齊森，呂美，劉春德，封義冬

（沈陽市糧油食品科學(xué)研究所，遼寧沈陽110025）

利用糙米、大豆、玉米、花生、紅薯為主要生產(chǎn)原料，以高粱米、小米、綠豆、黑豆、紅小豆、燕麥、大棗、黑芝麻、核桃仁為輔料，經(jīng)過烘炒、混合調(diào)配、擠壓膨化等工藝生產(chǎn)出口感細(xì)膩、營養(yǎng)全面、沖調(diào)方便的速食營養(yǎng)粉產(chǎn)品。對各種原輔材料的烘炒條件和擠壓膨化工藝進(jìn)行了研究分析，結(jié)果表明：糙米、大豆、綠豆、黑豆、黑芝麻、核桃仁的最佳烘炒條件為100℃/15min，玉米、花生、高粱米、紅豆、燕麥的最佳烘炒條件為100℃/20min，小米的最佳烘炒條件為100℃/10min；最佳的擠壓膨化工藝參數(shù)是：物料粒度60目、物料含水量17%、膨化溫度160℃、螺桿轉(zhuǎn)速400 r/min。

速食營養(yǎng)粉；烘炒；擠壓膨化

隨著人們健康意識(shí)的加強(qiáng)，谷物加工的過度精細(xì)化所帶來的健康隱患已經(jīng)被逐漸得到重視，因此，對“營養(yǎng)、健康、安全方便以及多樣化”的雜糧健康食品的需求日趨明顯[1]。各種雜糧所含的天然蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)和膳食纖維等多種營養(yǎng)成分，符合人體攝入的合理比例，具有極高的利用價(jià)值，同時(shí)雜糧所含的多種不飽和脂肪酸，如油酸、亞油酸、亞麻酸，磷脂、低聚糖、多肽和黃酮等生物活性物質(zhì)具有防病、抗病、增強(qiáng)免疫力，延緩衰老的作用。研究表明，常吃雜糧能有效預(yù)防心臟病、糖尿病、高血壓、肥胖癥、便秘及各種癌癥，同時(shí)還可以使人耳聰目明，養(yǎng)心安神，益腎補(bǔ)脾，健腦明目，防止血管硬化，強(qiáng)智力，壯筋骨，祛黑斑，促通便等[2]。雖然雜糧中含有較多對人體有益的纖維素、維生素和鈣、磷等營養(yǎng)成分，但單一的雜糧由于營養(yǎng)單一，口感粗糙，不易消化，無法達(dá)到人們的要求，不易被大眾所接受。因此，將糙米、大豆、玉米、花生、紅薯、高粱、小米、綠豆、黑豆、紅豆、燕麥、大棗、黑芝麻、核桃仁進(jìn)行科學(xué)調(diào)配加工，研制出營養(yǎng)豐富、口感細(xì)膩、食用方便、符合現(xiàn)代人消費(fèi)習(xí)慣的速食營養(yǎng)粉產(chǎn)品意義重大。本文著重對速食營養(yǎng)粉生產(chǎn)關(guān)鍵工藝—各種原輔材料的烘炒工藝條件和擠壓膨化工藝參數(shù)進(jìn)行了研究，以期找出速食營養(yǎng)粉最佳的加工工藝參數(shù)，旨在提高速食營養(yǎng)粉的風(fēng)味口感和溶解速率，為我國谷物產(chǎn)品的加工、利用提供了新的理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

糙米、大豆、玉米、花生、紅薯、高粱、小米、綠豆、黑豆、紅豆、燕麥、大棗、黑芝麻、核桃仁，均為市售。

1.2儀器與設(shè)備

101A-2型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱：吳江新億陽烘箱制造廠；ST2106型電磁爐：美的生活電器銷售有限公司；JYL-D055型料理機(jī)：九陽股份有限公司；DS56-X型雙螺桿膨化機(jī)：濟(jì)南高新開發(fā)區(qū)賽信機(jī)械有限公司，配有數(shù)顯儀表自控系統(tǒng)，生產(chǎn)率80 kg/h，螺桿轉(zhuǎn)速為0 r/min～1 600 r/min五級(jí)可調(diào)，套筒溫度0℃～300℃連續(xù)可調(diào)。

1.3測試方法

水分：GB 5009.3-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》第一法[3]；糊化度：按照酸水解法[4]。

1.4工藝流程

原輔材料→預(yù)處理→烘炒→磨粉→混合調(diào)配→調(diào)節(jié)水分→擠壓膨化→冷卻→包裝→成品

1.5技術(shù)要點(diǎn)

1.5.1原輔料篩選

選擇當(dāng)年產(chǎn)、籽粒飽滿、無霉變的原輔材料。

1.5.2預(yù)處理

將糙米、大豆、玉米、花生、高粱米、小米、綠豆、黑豆、紅豆、燕麥分別送入精選機(jī)中，以除去石塊、草梗、麥殼、灰塵等雜物；再用流動(dòng)水快速洗去泥土及雜質(zhì)；將清洗好的各種原輔材料放入50℃～60℃的烘箱中烘干1 h～2 h；紅薯粉的制作：將紅薯洗凈去皮后，進(jìn)行破碎磨漿處理，之后將紅薯漿過60目篩，靜置處理后取沉淀烘干粉碎即可。

1.5.3烘炒

把糙米、大豆、玉米、花生、高粱米、小米、綠豆、黑豆、紅豆、燕麥、黑芝麻、核桃仁放在鍋中分別烘炒，注意小火烘炒，直至具有各種原料特有的香味。

1.5.4磨粉

將各種物料分別按各自流量進(jìn)人不銹鋼磨粉機(jī)料斗進(jìn)行磨粉，磨粉后用60目篩篩分。

1.5.5混合調(diào)配

將處理好的糙米粉、大豆粉、玉米粉、花生粉、紅薯粉、高粱粉、小米粉、綠豆粉、黑豆粉、紅豆粉、燕麥粉、大棗粉、黑芝麻粉、核桃粉按照一定的比例在混合機(jī)內(nèi)充分混合均勻。

1.5.6擠壓膨化

采用高溫高壓雙螺桿擠出機(jī)在不同的物料含水率、膨化溫度、螺桿轉(zhuǎn)速等條件下對物料進(jìn)行擠壓膨化處理。

1.5.7包裝

因產(chǎn)品富含蛋白質(zhì)、脂肪，所以，采用阻氧、阻水、避光的鋁塑復(fù)合材質(zhì)包裝袋進(jìn)行包裝。為使消費(fèi)者食用方便，可先包裝成小袋，每小袋50 g，再將每10袋裝入1大袋中，在大袋中充人氮?dú)?，加入除氧劑?/p>

2　結(jié)果與分析

2.1烘炒溫度和時(shí)間的確定

確定最佳烘炒溫度時(shí)，把烘炒時(shí)間預(yù)設(shè)為20min。

由表1可以看出，烘炒溫度對各原料感官品質(zhì)有較大影響，綜合考慮，確定100℃為最佳烘炒溫度。

表1　烘炒溫度對原料感官品質(zhì)的影響Table1 Effect of baked temperature on sensory quality of main materials

表2　烘炒時(shí)間對配料品質(zhì)的影響Table2 Effect of time on quality of accessories

由表2看出，糙米、大豆、綠豆、黑豆、黑芝麻、核桃仁的最佳烘炒條件為100℃/15min，玉米、花生、高粱米、紅豆、燕麥的最佳烘炒條件為100℃/20min，小米的最佳烘炒條件為100℃/10min。

2.2擠壓膨化工藝參數(shù)的確定

淀粉作為谷物的主要成分，在擠壓過程中發(fā)生各種理化特性的變化[5-6]。糊化是淀粉蒸煮過程中最重要的變化，淀粉經(jīng)糊化后轉(zhuǎn)變成可發(fā)酵糖[7-8]。因此，糊化度是衡量速食營養(yǎng)粉擠壓膨化特性的重要指標(biāo)，本文以糊化度為考察指標(biāo)來確定最佳的擠壓膨化工藝參數(shù)。

2.2.1物料粒度對速食營養(yǎng)粉糊化度的影響

準(zhǔn)確稱取6份不同粒度的營養(yǎng)粉，每份2 000 g，調(diào)節(jié)物料含水量為15%，在膨化溫度150℃、螺桿轉(zhuǎn)速400 r/min的條件下進(jìn)行膨化。物料粒度對速食營養(yǎng)粉糊化度的影響結(jié)果如圖1所示。

圖1　物料粒度對糊化度的影響Fig.1 Effect of material diameter on gelatinization degree

由圖1可以看出，在物料粒度30目～60目范圍內(nèi)，營養(yǎng)粉的糊化度隨著物料粒度的增加而升高，當(dāng)物料粒度為60目時(shí)，糊化度達(dá)到最大值（88.2%），但物料粒度超過60目時(shí)，糊化度又開始下降。這可能是由于粒度決定物料的比表面積，在一定的物料含水量、膨化溫度、螺桿轉(zhuǎn)速條件下，適宜的物料粒度其所受的擠壓力和剪切力最大，淀粉糊化充分。因此，最適宜的物料粒度為60目。

2.2.2物料含水量對速食營養(yǎng)粉糊化度的影響

準(zhǔn)確稱取8份60目的營養(yǎng)粉，每份2 000 g，調(diào)節(jié)物料含水量分別為12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%，在膨化溫度150℃、螺桿轉(zhuǎn)速400 r/min的條件下進(jìn)行擠壓膨化。物料含水量對糊化度的影響結(jié)果如圖2所示。

圖2　物料含水量對糊化度的影響Fig.2 Effect of moisture content on gelatinization degree

由圖2可以看出，在含水量為10%～17%范圍內(nèi)，營養(yǎng)粉的糊化度隨著物料含水量的增加而升高，但當(dāng)物料含水量超過17%時(shí)，糊化度又開始下降。這主要是由于物料含水量較小時(shí)（低于17%），物料吸水不均勻，導(dǎo)致較難形成熔融狀態(tài)，擠出物細(xì)而松脆；當(dāng)物料含水量為17%時(shí)，淀粉顆粒吸水充分，物料內(nèi)部有序的分子之間氫鍵斷裂分散成無序狀態(tài)，原來的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，從而使淀粉完全糊化；當(dāng)含水量較高時(shí)（高于17%），物料潤滑，機(jī)腔內(nèi)擠壓和剪切作用力就小，晶體結(jié)構(gòu)不易被破壞，糊化度下降。因此，最佳的物料含水量為17%。

2.2.3溫度對速食營養(yǎng)粉糊化度的影響

準(zhǔn)確稱取5份60目的營養(yǎng)粉，每份2 000 g，調(diào)節(jié)物料含水量為17%，固定螺桿轉(zhuǎn)速400 r/min，溫度對糊化度的影響結(jié)果如圖3所示。

圖3　膨化溫度對糊化度的影響Fig.3 Effect of extrusion temperature on gelatinization degree

由圖3可以看出，膨化溫度在130℃～160℃范圍內(nèi)，營養(yǎng)粉的糊化度隨著溫度的增加而升高，當(dāng)膨化溫度為160℃時(shí)，糊化度達(dá)到最大值（91.2%），當(dāng)膨化溫度超過160℃時(shí)，糊化度又開始下降。這可能是由于膨化溫度太低（低于160℃），水分子運(yùn)動(dòng)不劇烈，不易滲透到淀粉的空間結(jié)構(gòu)內(nèi)，淀粉糊化不完全；如膨化溫度過高（高于160℃），物料在機(jī)筒內(nèi)焦糊并結(jié)成硬塊，膨化不均勻，盡管結(jié)構(gòu)很疏松，但局部仍有少量未膨化開的淀粉顆粒存在，使糊化度降低。因此，最佳的膨化溫度是160℃。

2.2.4螺桿轉(zhuǎn)速對速食營養(yǎng)粉糊化度的影響

稱取5份60目的營養(yǎng)粉，每份2 000 g，調(diào)節(jié)物料含水量為17%，膨化溫度設(shè)定為160℃。螺桿轉(zhuǎn)速對糊化度的影響結(jié)果如圖4示。

圖4　螺桿轉(zhuǎn)速對糊化度的影響Fig.4 Effect of screw speed on gelatinization degree

由圖4可以看出，速食營養(yǎng)粉糊化度隨著螺桿轉(zhuǎn)速的提高而增大，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速為400 r/min時(shí)，糊化度達(dá)到最大值（90.5%），而后糊化度又開始下降。這主要是隨著螺桿轉(zhuǎn)速的提高使淀粉所受的剪切力也增大，淀粉分子在剪切力作用下，部分大的直鏈淀粉變成短鏈的糊精和還原糖，從而使淀粉分子之間的氫鍵被削弱，分子結(jié)構(gòu)空間增大，使得水分易于滲入，同時(shí)由于螺桿的攪拌作用，使水分在物料中分散均勻，從而使擠出物的結(jié)構(gòu)和氣孔的大小變的比較均勻。如螺桿轉(zhuǎn)速太大（高于400 r/min），物料在擠壓腔中停留的時(shí)間過短，從而使淀粉的糊化不完全，糊化度就低。因此，最佳的螺桿轉(zhuǎn)速為400 r/min。

3　結(jié)論

1）糙米、大豆、綠豆、黑豆、黑芝麻、核桃仁的最佳烘炒條件為100℃/15min，玉米、花生、高粱米、紅豆、燕麥的最佳烘炒條件為100℃/20min，小米的最佳烘炒條件為100℃/10min。

2）速食營養(yǎng)粉雙螺桿擠壓膨化工藝參數(shù)是：物料粒度60目、物料含水量17%、膨化溫度160℃、螺桿轉(zhuǎn)速400 r/min。

3）將糙米、大豆、玉米、花生、紅薯、高粱、小米、綠豆、黑豆、紅豆、燕麥、大棗、黑芝麻、核桃仁進(jìn)行科學(xué)調(diào)配，研制出的速食營養(yǎng)粉產(chǎn)品營養(yǎng)豐富、口感細(xì)膩、食用方便、符合現(xiàn)代人消費(fèi)的習(xí)慣，是現(xiàn)代人快速補(bǔ)充均衡營養(yǎng)的理想健康食品。

[1]何國卿,李慶龍,李江其,等.全谷物雜糧米及其發(fā)展前景初探[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械,2012(2)：26-29

[2]孫奧,李江其,李江平,等.雜糧復(fù)合米加工技術(shù)[J].糧油食品科技, 2012,20(2)：40-41

[3]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB5009.3—2010中國標(biāo)準(zhǔn)書號(hào)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010

[4]黃傳坤.食品檢驗(yàn)與分析[M].北京：中國輕工業(yè)出版社,1993

[5]黃誠,周長春,尹紅,等.玉米產(chǎn)品擠壓膨化特性的影響因素[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2007,33(4)：91-93

[6]朱永義,趙仁勇,林利忠.擠壓膨化對糙米理化特性的影響[J].中國糧油學(xué)報(bào),2003,18(2)：45-47

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[8]Harper JM.Extrusion of Food[M].Boca Raton FL：CRC Press,1984

Research on Production Technique of Instant Nutrition Powder

HE Huan，QI Sen，Lü Mei，LIU Chun-de，F(xiàn)ENG Yi-dong
（Shenyang Oils and Grains Food Science Research Institute，Shenyang110025，Liaoning，China）

Using Brown rice，soybean，corn，peanut，sweet potato as main raw material，using sorghum rice，millet，mung bean，black bean，red bean，oats，jujube，black sesame，walnut as adjuvant material，by baking，mixing and extrusion，producting instant nutrition powder of exquisite taste，comprehensive nutrition and convenient beverage.All kinds of raw material baked conditions and extrusion are studied and analyzed.Results indicate that the best baking condition of brown rice，soybean，mung bean，black soya bean，black sesame，walnut is 100℃/15 min，the best baking condition of corn，peanuts，red beans，oats，sorghum rice is 100℃/20 min，the best baking condition of millet is 100℃/10 min；and the optimum technological conditions of extrusion are particle size 60mesh，moisture content 17%，extrusion temperature 160℃，and screw speed 400 r/min.

instant nutrition powder；baking；extrusion

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.16.017

2013-07-09

何歡（1982—），女（漢），工程師，本科，主要從事糧食及其副產(chǎn)物深加工方面的研究工作。