何忠源+馬天文+王慶峰+肖志剛+朱旻鵬

摘要：采用雙螺桿擠壓法生產(chǎn)雜糧重組米，考察擠壓機機筒溫度、螺桿轉速及原料水分含量等參數(shù)對最終產(chǎn)品感官品質的影響。在單因素條件基礎上，利用旋轉正交試驗對雜糧重組米的生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化，結果表明，在擠壓機機筒溫度60 ℃、物料水分含量30%、螺桿轉速160 r/min條件下所得重組米的感官評分最佳。

關鍵詞：重組米；擠壓法；感官品質；旋轉正交試驗

中圖分類號：TS212.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2017）09-0063-06

擠壓重組米是以碎米為原料，粉碎調質后進入擠壓機重新制粒，干燥后最終得到擠壓重組米成品。雙螺桿擠壓機能充分、徹底混合揉捏物料，且具有廣泛的原料適應性。雜糧中蛋白質、脂肪、碳水化合物等營養(yǎng)成分配比更為均衡，并含有豐富的膳食纖維，符合現(xiàn)代人的飲食需要。目前，以大米或碎米為原料擠壓生產(chǎn)重組米已有廣泛研究，而以碎米為原料復配雜糧來制備雜糧重組米鮮有報道；同時，在擠壓參數(shù)對重組米感官食用品質的影響方面缺乏系統(tǒng)研究。因此，本研究以碎米和雜糧為原料，采用雙螺桿擠壓技術制備重組米，考察擠壓機機筒溫度、螺桿轉速及原料水分含量等參數(shù)對最終產(chǎn)品感官品質的影響，并在單因素條件基礎上，利用旋轉正交試驗對雜糧重組米的生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化，為雜糧重組米生產(chǎn)提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

大米（碎米）、燕麥、小米、玉米均為市售。

1.2 儀器設備

DS56-Ⅲ雙螺桿擠壓膨化機：濟南賽信機械有限公司。

1.3 擠壓法生產(chǎn)營養(yǎng)強化米

1.3.1 單因素試驗 將燕麥250 g、玉米850 g、小米400 g、大米（碎米）1 500 g粉碎，過60目篩，混合，調節(jié)水分含量為30%，考察各擠壓參數(shù)對生產(chǎn)出的雜糧重組米感官品質的影響。

1） 機筒溫度對擠壓重組米外觀品質的影響。機筒溫度單因素試驗設計見表1。

2） 進料水分對擠壓重組米外觀品質的影響。進料水分單因素試驗設計見表2。

3） 螺桿轉速對擠壓重組米外觀品質的影響。螺桿轉速單因素試驗設計見表3。

1.3.2 二次正交旋轉組合設計 以單因素試驗結果為基礎，利用design-expert 7.0軟件設計三因素五水平的響應面分析試驗。選用中心復合模型，共有20個試驗點，其中14個為析因點、6個為零點，以機筒溫度、物料水分含量、螺桿轉速為自變量，以硬度、粘度、彈性感官評分為響應值。因素水平編碼表見表4。

1.4 感官評定指標和評分標準

感官評定方法：選擇10名經(jīng)過培訓的科研人員，對產(chǎn)品的氣味、外觀、結構、適口性、滋味、冷飯質地等進行評定，采用百分制，得到的分數(shù)取平均值作為產(chǎn)品得分。具體評分標準見表5。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 機筒溫度對擠壓重組米感官品質的影響 不同機筒溫度下擠壓重組米感官評分情況如圖1所示。

由圖1可以看出：機筒溫度為60 ℃時擠壓出的產(chǎn)品效果最為理想；當機筒溫度為40 ℃時，擠壓機容易堵料，產(chǎn)品過干、呈現(xiàn)粉狀；當機筒溫度超過80 ℃后，產(chǎn)品感官評分隨著機筒溫度的升高而下降，這是由于溫度升高促進了淀粉的凝膠化，自然干燥后產(chǎn)品呈現(xiàn)出一種多孔透明的狀態(tài)，與大米狀態(tài)差距甚遠。因此，初步確定機筒溫度為60 ℃。

2.1.2 水分含量對擠壓重組米感官品質的影響 不同水分含量下擠壓重組米感官評分情況如圖2所示。

由圖2可以看出：進料水分含量為30%時，產(chǎn)品的感官性狀最為良好；水分過低，不易出料；水分過高，出料呈流稀狀，干燥后蒸煮性較差，不易吸水。因此，初步確定水分含量為30%。

2.1.3 螺桿轉速對擠壓重組米感官品質的影響 不同螺桿轉速下擠壓重組米感官評分情況如圖3所示。

由圖3可以看出：螺桿轉速為160 r/min時，產(chǎn)品的感官性狀最好；當螺桿轉速超過160 r/min后，產(chǎn)品的感官性狀隨著轉速增大而變差，這是由于轉速增加對物料的剪切力也增加，出料速度也加快，同樣的?？讋t膨化度增加。因此，初步確定螺桿轉速為160 r/min。

2.2 旋轉正交試驗結果

2.2.1 回歸方程擬合與統(tǒng)計分析 響應面分析試驗安排及結果見表6。

design-expert求得的回歸方程如下：

Y1=608.310+0.220 X1+0.370 X2-0.120 X3+0.110 X1X2+0.220 X1X3-0.360 X2X3-0.670 X12-0.240 X22-0.062 X32

Y2=-452.350+37.260 X1-2.000 X2+57.440 X3-18.230 X1X2+0.430 X1X3-157.080 X2X3+94.510 X12+98.920 X22+46.430 X32

Y3=0.890 000-0.007 375 X1+0.007 875 X2+0.000 125 X3-0.005 500 X1X2-0.005 500 X1X3-0.001 000 X2X3-0.013 000 X12-0.011 500 X22-0.006 409 X32

3個指標回歸方程全模型方差分析結果分別見表7、表8和表9。

由表7可知：回歸模型高度顯著（P<0.000 1），失擬項不顯著（P>0.050 0），此模型的相關系數(shù)R2=0.948 6，說明該方程擬合程度較好。從3個因素（X1，X2，X3）對擠壓重組米硬度影響來看，X1和X2有顯著影響，二次項X12，X22以及交互項中的X2X3也有顯著影響。對回歸方程進行中心標準化處理，通過回歸系數(shù)絕對值大小可得到因子貢獻率，3個因素對重組米硬度的影響順序為：水分含量>機筒溫度>螺桿轉速。endprint

由表8可知：回歸模型顯著（P<0.050 0）。從3個因素（X1，X2，X3）對擠壓重組米蒸煮后的粘度影響來看，二次項X12，X22以及交互項中的X2X3有顯著影響。對回歸方程進行中心標準化處理，通過回歸系數(shù)絕對值大小可得到因子貢獻率，3個因素對重組米粘度的影響順序為：螺桿轉速>機筒溫度>水分含量。

由表9可知：回歸模型高度顯著（P<0.050 0）。從3個因素（X1，X2，X3）對擠壓重組米彈性影響來看，X1和X2有顯著影響，二次項X12，X22，X32也有顯著影響。對回歸方程進行中心標準化處理，通過回歸系數(shù)絕對值大小可得到因子貢獻率，3個因素對重組米彈性的影響順序為：水分含量>機筒溫度>螺桿轉速。

2.2.2 響應面圖形分析 為直觀描述硬度、粘度及彈性3個因素對質構特性的影響，將一個因素固定在零水平，構建另外兩個因素交互作用的響應曲面圖，結果如圖4、圖5、圖6所示。

由圖4可以看出：擠壓重組米的硬度隨著兩個因素的增加，總體呈現(xiàn)出先增后減的趨勢。圖4（a）中，當水分含量一定時，隨著螺桿轉速增加，硬度在機筒溫度低于60 ℃時呈緩慢增大趨勢，在機筒溫度高于60 ℃時呈緩慢減小趨勢；圖4（b）中，當螺桿轉速一定時，隨著水分含量升高，機筒溫度對硬度的影響趨勢比較明顯，以60 ℃為界限呈先增后減的趨勢；圖4（c）中，當機筒溫度一定時，隨著螺桿轉速增加，硬度基本上隨著水分含量升高而增大。

由圖5可以看出：圖5（a）中，當螺桿轉速一定時，擠壓重組米的粘度在螺桿轉速和機筒溫度處于中間水平時為最低；圖5（b）中，當水分含量一定時，粘度在螺桿轉速達到最大、機筒溫度處于中間水平時有最小值；圖5（c）中，當機筒溫度一定時，在螺桿轉速處于低水平而水分含量較高時，或螺桿轉速處于高水平而水分含量較低時，或兩者都處于中間水平時，粘度基本保持一致、達到最低。

由圖6可以看出：擠壓重組米的彈性在3個因素處于中間水平時達到最大值。

4 結論

通過上述研究可知：重組擠壓米的配方為燕麥250 g、玉米850 g、小米400 g、碎米1 500 g，工藝條件為水分含量30%、擠壓機機筒溫度60 ℃、物料水分含量30%、螺桿轉速160 r/min，此條件下所得產(chǎn)品感官品質最佳。

參考文獻

[1] 王鵬躍.稻米蛋白質及組成對其蒸煮食味品質影響的研究[D].杭州：浙江工商大學，2015.

[2] 鄭廣釗，肖志剛，孫樹坤，等.擠壓加工參數(shù)對重組米崩解值的影響[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2012（2）：121-127，169.

[3] 趙婷婷.富鈣發(fā)芽糙米的研制及其方便米飯的應用研究[D].長春：吉林大學，2016.

[4] 王會然.擠壓重組米品質特性研究[J].食品工業(yè)，2015（4）：92-95.

[5] 李曉東，何述棟，姚春艷，等.牦牛乳干酪素制備模擬干酪的質構模型研究[J].中國食品學報，2010（5）：123-130.

[6] 陳琳，孟祥晨.響應面法優(yōu)化植物乳桿菌代謝產(chǎn)細菌素的發(fā)酵條件[J].食品科學，2011（3）：176-180.

[7] 胡杰，李德遠，喬燕，等.配方均勻設計優(yōu)化擠壓重組大米原料配比研究[J].食品研究與開發(fā)，2016，37（10）：78-81.

Abstract： Extruded composite grains rice was produced by twin-screw extrusion technology. The sensory quality of extruded rice was investigated with respect to the parameters such as barrel temperature distribution， screw rotation speed and moisture content. On the basis of single factor condition， the production process of extruded composite grain rice was optimized by rotational orthogonal experiment， the results showed that： The sensory quality scored the best at 60 ℃ of the barrel temperature， 30% of material moisture content， 160r/min for screw rotation speed.

Key words： extruded composite grain rice； extrusion method； sensory quality； rotational orthogonal experimentendprint