劉太林，孫永健*，李書啟，曲星怡

天津天獅學院食品工程學院（天津 301700）

金蟲草為蛹蟲草（Cordyceps militaris）的美稱，可以作為冬蟲夏草的替代品用于醫(yī)藥和功能食品的開發(fā)[1]。其所含的蟲草素是重要的藥用成分之一，具有抗腫瘤、抗炎、抗菌、抗病毒、提高免疫力等生物功效[2-4]。金蟲草培養(yǎng)基的主要原料為大米，對其進行擠壓膨化加工成米粉，可以變廢棄培養(yǎng)基為寶，生產出具一定保健功能的米粉[5-6]。

擠壓膨化加工技術是集混合、攪拌、破碎、加熱、殺菌、膨化及成型等為一體的高新技術[7-9]。擠壓膨化技術可以做到提高谷物食用性，不影響蛋白質含量，增加還原糖含量和糊化度[10-13]。此技術可以有效地使產品的總膳食纖維和不溶性膳食纖維降低，增加可溶性膳食纖維的含量[14]。目前已成為開發(fā)谷物早餐食品的有效途徑[15-18]。擠壓膨化金蟲草大米培養(yǎng)基，以糊化度為指標評價擠壓工藝，旨在為工廠生產功能性金蟲草米粉提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蛹蟲草大米培養(yǎng)基，由食品工程實驗中心提供；碘、碘化鉀，天津市津北精細化工有限公司；鹽酸，天津市大茂化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

DSE-30型雙螺桿擠壓膨化機，山東濟南鼎潤機械設備有限公司；UV1000紫外可見分光光度計，上海天美科學儀器有限公司；YP1201N型分析天平，上海精密科學儀器有限公司；DH-101型電熱恒溫鼓風干燥箱，天津市中環(huán)實驗電爐有限公司；SB-3200型超聲波清洗機，寧波新芝生物科技有限公司；TD5K-Ⅲ高速離心機，長沙東旺實驗儀器有限公司；ZT-4500A型高速多功能粉碎機，永康市展帆工貿有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料粉制備

將培育蛹蟲草的大米培養(yǎng)基經(jīng)高速粉碎機粉碎后，過80目篩，置于托盤中，放入120℃恒溫干燥箱中，30 min后取出密封保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 單因素試驗

物料含水率對米粉碘藍值的影響：控制擠壓溫度140℃、螺桿轉速147.0 r/min，取500 g不同含水量（16%，17%，18%，19%和20%）物料的原料粉，每種含水量物料做3次平行，進行擠壓膨化試驗。試驗結果以碘藍值作為指標（下同）。碘藍值越高說明淀粉的糊化度越高，與米粉的糊化性品質呈正相關[19]。測定方法參考肖滿鳳等[20]使用的方法。

擠壓溫度對米粉碘藍值的影響：取500 g含水量18%的原料粉，螺桿轉速調整為147.0 r/min，調節(jié)擠壓溫度分別為140，150，160，170和180℃，每個溫度條件做3次平行，進行擠壓膨化試驗。

螺桿轉速對米粉碘藍值的影響：取500 g含水量為18%的原料粉，控制擠壓溫度為140℃，改變螺桿轉速（122.5，147.0，171.5和196.0 r/min），每一轉速條件做3次平行，進行擠壓膨化試驗。

1.3.3 正交試驗設計

完成單因素試驗基礎上，選擇優(yōu)水平進行L9(34)正交試驗設計，確定最佳工藝。

表1 因素水平設計

2 結果與分析

2.1 不同物料含水率對米粉碘藍值的影響

通過不同物料含水率的控制，擠壓膨化后米粉的碘藍值測定結果見圖1。隨著含水率的變化，碘藍值呈現(xiàn)拋物線變化。含水率在18%以下，隨著含水率增加，碘藍值也增加，即制得的米粉糊化度越來越好。含水率再增加，碘藍值隨之降低，可能是水分過多影響到擠壓膨化度，進而對碘藍值有較大影響。故研究擠壓膨化時物料含水率控制在18%左右為宜。

2.2 不同擠壓溫度對米粉碘藍值的影響

由圖2可知，當擠壓溫度為170℃時，碘藍值達到峰值0.65。當溫度達到180℃時，碘藍值下降明顯，說明高溫對米粉的糊化有破壞。所以進行擠壓膨化時，溫度不宜設置過高，適合的范圍在160～170℃之間。

圖1 不同物料含水率對米粉碘藍值的影響

圖2 不同擠壓溫度對米粉碘藍值的影響

2.3 不同螺桿轉速對米粉碘藍值的影響

調節(jié)不同的螺桿轉速測定的碘藍值結果如圖3所示。結果表明，隨著轉速的增加，碘藍值呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。當螺桿轉速為147 r/min（30 Hz）時，測得碘藍值最高，為0.428。轉速再升高，碘藍值呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢。說明高轉速對物料的利用有影響，進而影響到成品的糊化度。在試驗研究中選擇中轉速較利于淀粉的糊化。

圖3 不同螺桿轉速對米粉碘藍值的影響

2.4 正交試驗結果及分析

由表2可知，影響米粉碘藍值的因素主次依次為物料含水率、螺桿轉速和擠壓溫度。對正交試驗結果進行方差分析，以空列作為誤差列，在α=0.05的條件下進行F檢驗，結果見表3。物料含水率對米粉的碘藍值影響顯著，結果與直觀分析的結果相符。在試驗過程中應該首先考慮物料含水率的因素對米粉糊化性的影響。試驗選出的優(yōu)方案為A3C1B3，即當物料含水量為19%，螺桿轉速147.5 r/min，擠壓溫度為170℃時，淀粉碘藍值最高，米粉糊化度最好。此優(yōu)方案與正交試驗中的試驗8僅有擠壓溫度降低了，從試驗耗能方面已經(jīng)節(jié)約能源了。試驗驗證結果見表4，說明此方案是最佳工藝，可以作為擠壓膨化提高米粉糊化度的優(yōu)良工藝。

表2 正交試驗結果

表3 正交試驗方差分析表

表4 驗證試驗結果

3 結論

此次試驗發(fā)現(xiàn)利用擠壓膨化技術可以提高米粉的碘藍值，顯著提高產品的糊化性。經(jīng)過試驗驗證，當物料含水量為19%，螺桿轉速為147.0 r/min，擠壓溫度為160℃時，碘藍值可達到1.316，此工藝條件生產的功能性米粉糊化度最高。后續(xù)可以側重于研究擠壓膨化工藝對米粉的蛋白質、脂類等營養(yǎng)素的含量和功能性成分含量影響及米粉的感官品質的影響。