速食营养粉加工工艺的研究

速食营养粉加工工艺的研究何欢，齐森，吕美，刘春德，封义冬（沈阳市粮油食品科学研究所，辽宁沈阳110025）摘要：利用糙米、大豆、玉米、花生、红薯为主要生产原料，以高粱米、小米、绿豆、黑豆、红小豆、燕麦、大枣、黑芝麻、核桃仁为辅料，经过烘炒、混合调配、挤压膨化等工艺生产出口感细腻、营养全面、冲调方便的速食营养粉产品。对各种原辅材料的烘炒条件和挤压膨化工艺进行了研究分析，结果表明：糙米、大豆、绿豆、黑豆、黑芝麻、核桃仁的最佳烘炒条件为100℃/15min，玉米、花生、高粱米、红豆、燕麦的最佳烘炒条件为100℃/20min，小米的最佳烘炒条件为100℃/10min；最佳的挤压膨化工艺参数是：物料粒度60目、物料含水量17%、膨化温度160℃、螺杆转速400r/min。关键词：速食营养粉；烘炒；挤压膨化ResearchonProductionTechniqueofInstantNutritionPowderHEHuan，QISen，L譈Mei，LIUChun-de，FENGYi-dong（ShenyangOilsandGrainsFoodScienceResearchInstitute，Shenyang110025，Liaoning，China）Ａｂｓｔｒａｃｔ：UsingBrownrice，soybean，corn，peanut，sweetpotatoasmainrawmaterial，usingsorghumrice，millet，mungbean，blackbean，redbean，oats，jujube，blacksesame，walnutasadjuvantmaterial，bybaking，mixingandextrusion，productinginstantnutritionpowderofexquisitetaste，comprehensivenutritionandconvenientbeverage.Allkindsofrawmaterialbakedconditionsandextrusionarestudiedandanalyzed.Resultsindicatethatthebestbakingconditionofbrownrice，soybean，mungbean，blacksoyabean，blacksesame，walnutis100℃/15min，thebestbakingconditionofcorn，peanuts，redbeans，oats，sorghumriceis100℃/20min，thebestbakingconditionofmilletis100℃/10min；andtheoptimumtechnologicalconditionsofextrusionareparticlesize60mesh，moisturecontent17%，extrusiontemperature160℃，andscrewspeed400r/min.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：instantnutritionpowder；baking；extrusion作者简介：何欢（1982—），女（汉），工程师，本科，主要从事粮食及其副产物深加工方面的研究工作。食品研究与开发ＦoodResearchAndDevelopment２０14年8月第35卷第16期DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2014.16.017随着人们健康意识的加强，谷物加工的过度精细化所带来的健康隐患已经被逐渐得到重视，因此，对“营养、健康、安全方便以及多样化”的杂粮健康食品的需求日趋明显[1]。各种杂粮所含的天然蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质和膳食纤维等多种营养成分，符合人体摄入的合理比例，具有极高的利用价值，同时杂粮所含的多种不饱和脂肪酸，如油酸、亚油酸、亚麻酸，磷脂、低聚糖、多肽和黄酮等生物活性物质具有防病、抗病、增强免疫力，延缓衰老的作用。研究表明，常吃杂粮能有效预防心脏病、糖尿病、高血压、肥胖症、便秘及各种癌症，同时还可以使人耳聪目明，养心安神，益肾补脾，健脑明目，防止血管硬化，强智力，壮筋骨，祛黑斑，促通便等[2]。虽然杂粮中含有较多对人体有益的纤维素、维生素和钙、磷等营养成分，但单一的杂粮由于营养单一，口感粗糙，不易消化，无法达到人们的要求，不易被大众所接受。因此，将糙米、大豆、玉米、花生、红薯、高粱、小米、绿豆、黑豆、红豆、燕麦、大枣、黑芝麻、核桃仁进行科学调配加工，研制出营养丰富、口感细腻、食用方便、符合现代人消费习惯的速食营养粉产品意义重大。本文着重对速食营养粉生产关键工艺—各种原辅材料的烘炒工艺条件和挤压膨化工艺参数进行了研究，以期找出速食营养粉最佳的加工工艺参数，旨在提高速食营养粉的风味口感和溶解速率，为我国谷物产品的加工、利用提供了新的理论依据。1材料与方法1.1材料与试剂糙米、大豆、玉米、花生、红薯、高粱、小米、绿豆、食品研发65表1烘炒温度对原料感官品质的影响Table1Effectofbakedtemperatureonsensoryqualityofmainmaterials黑豆、红豆、燕麦、大枣、黑芝麻、核桃仁，均为市售。1.2仪器与设备101A-2型数显鼓风干燥箱：吴江新亿阳烘箱制造厂；ST2106型电磁炉：美的生活电器销售有限公司；JYL-D055型料理机：九阳股份有限公司；DS56-X型双螺杆膨化机：济南高新开发区赛信机械有限公司，配有数显仪表自控系统，生产率80kg/h，螺杆转速为0r/min~1600r/min五级可调，套筒温度0℃~300℃连续可调。1.3测试方法水分：GB5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》第一法[3]；糊化度：按照酸水解法[4]。1.4工艺流程原辅材料→预处理→烘炒→磨粉→混合调配→调节水分→挤压膨化→冷却→包装→成品1.5技术要点1.5.1原辅料筛选选择当年产、籽粒饱满、无霉变的原辅材料。1.5.2预处理将糙米、大豆、玉米、花生、高粱米、小米、绿豆、黑豆、红豆、燕麦分别送入精选机中，以除去石块、草梗、麦壳、灰尘等杂物；再用流动水快速洗去泥土及杂质；将清洗好的各种原辅材料放入50℃~60℃的烘箱中烘干1h~2h；红薯粉的制作：将红薯洗净去皮后，进行破碎磨浆处理，之后将红薯浆过60目筛，静置处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、绿豆、黑豆、红豆、燕麦、黑芝麻、核桃仁放在锅中分别烘炒，注意小火烘炒，直至具有各种原料特有的香味。1.5.4磨粉将各种物料分别按各自流量进人不锈钢磨粉机料斗进行磨粉，磨粉后用60目筛筛分。1.5.5混合调配将处理好的糙米粉、大豆粉、玉米粉、花生粉、红薯粉、高粱粉、小米粉、绿豆粉、黑豆粉、红豆粉、燕麦粉、大枣粉、黑芝麻粉、核桃粉按照一定的比例在混合机内充分混合均匀。1.5.6挤压膨化采用高温高压双螺杆挤出机在不同的物料含水率、膨化温度、螺杆转速等条件下对物料进行挤压膨化处理。1.5.7包装因产品富含蛋白质、脂肪，所以，采用阻氧、阻水、避光的铝塑复合材质包装袋进行包装。为使消费者食用方便，可先包装成小袋，每小袋50g，再将每10袋装入1大袋中，在大袋中充人氮气，加入除氧剂。2结果与分析2.1烘炒温度和时间的确定确定最佳烘炒温度时，把烘炒时间预设为20min。由表1可以看出，烘炒温度对各原料感官品质有烘炒温度/℃70100130150180糙米灰白色，有生味淡黄色，香味好焦黄色，香味好焦黄色，略有焦味黄褐色，有焦糊味大豆淡黄色，略有生味淡黄色，香味好黄色，略有焦味黄褐色，焦味浓褐色,有苦味玉米淡黄色，生味重淡黄色，有生味黄褐色，略有生味深褐色，有焦糊味深褐色,有焦糊味花生淡黄色，生味重淡黄色，有生味黄褐色，香味好黄褐色，有焦糊味深褐色，有焦糊味高粱米灰白色，生味重灰白色，香味好黄褐色，香味好黄褐色，有糊味深褐色，有焦糊味小米淡黄色，有生味淡黄色，有香味黄褐色，有香味黄褐色，有焦糊味黄褐色，有焦糊味绿豆绿色，有生味绿色，香味好绿色，香味好黄褐色，有糊味深褐色，有焦糊味黑豆黑色，有生味黑色，香味好黑色，香味好黑色，有糊味黑色，有焦糊味红豆粉红色，有生味粉红色，略有生味粉红色，香味好红褐色，有糊味红褐色，有糊味燕麦暗黄色，生味重淡黄色，略有生味深黄色,香味好棕褐色，有焦味黑褐色，焦糊味重黑芝麻黑色，有生味黑色，香味好黑色，香味好黑色，有焦糊味黑色，有焦糊味核桃仁淡黄色，有生味淡黄色，有香味黄色，有香味黄色，有糊味黄褐色，有焦糊味食品研发何欢，等：速食营养粉加工工艺的研究66较大影响，综合考虑，确定100℃为最佳烘炒温度。由表2看出，糙米、大豆、绿豆、黑豆、黑芝麻、核桃仁的最佳烘炒条件为100℃/15min，玉米、花生、高粱米、红豆、燕麦的最佳烘炒条件为100℃/20min，小米的最佳烘炒条件为100℃/10min。2.2挤压膨化工艺参数的确定淀粉作为谷物的主要成分，在挤压过程中发生各种理化特性的变化[5-6]。糊化是淀粉蒸煮过程中最重要的变化，淀粉经糊化后转变成可发酵糖[7-8]。因此，糊化度是衡量速食营养粉挤压膨化特性的重要指标，本文以糊化度为考察指标来确定最佳的挤压膨化工艺参数。2.2.1物料粒度对速食营养粉糊化度的影响准确称取6份不同粒度的营养粉，每份2000g，调节物料含水量为15%，在膨化温度150℃、螺杆转速400r/min的条件下进行膨化。物料粒度对速食营养粉糊化度的影响结果如图1所示。由图1可以看出，在物料粒度30目~60目范围内，营养粉的糊化度随着物料粒度的增加而升高，当物料粒度为60目时，糊化度达到最大值（88.2%），但物料粒度超过60目时，糊化度又开始下降。这可能是由于粒度决定物料的比表面积，在一定的物料含水量、膨化温度、螺杆转速条件下，适宜的物料粒度其所受的挤压力和剪切力最大，淀粉糊化充分。因此，最适宜的物料粒度为60目。2.2.2物料含水量对速食营养粉糊化度的影响准确称取8份60目的营养粉，每份2000g，调节物料含水量分别为12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%，在膨化温度150℃、螺杆转速400r/min的条件下进行挤压膨化。物料含水量对糊化度的影响结果如图2所示。由图2可以看出，在含水量为10%~17%范围内，营养粉的糊化度随着物料含水量的增加而升高，但当物料含水量超过17%时，糊化度又开始下降。这主要是由于物料含水量较小时（低于17%），物料吸水不均匀，导致较难形成熔融状态，挤出物细而松脆；当物料含水量为17%时，淀粉颗粒吸水充分，物料内部有序的分子之间氢键断裂分散成无序状态，原来的晶体结构被破坏，从而使淀粉完全糊化；当含水量较高时（高于17%），物料润滑，机腔内挤压和剪切作用力就小，晶体结构不易被破坏，糊化度下降。因此，最佳的物料含水量为17%。2.2.3温度对速食营养粉糊化度的影响准确称取5份60目的营养粉，每份2000g，调节表2烘炒时间对配料品质的影响Table2Effectoftimeonqualityofaccessories烘炒时间/min510152025糙米几乎无变化灰白色，有生味淡黄色，香味好焦黄色，香味好黄褐色，有焦糊味大豆几乎无变化浅黄色，略有生味黄色,香味浓，风味好黄褐色,略有焦味，风味好黄褐色，焦味浓，风味好玉米几乎无变化颜色几乎无变化，生味浓淡黄色，有生味黄褐色，略有生味深黄色，香味风味好花生几乎无变化淡黄色，有生味淡黄色，略有生味黄褐色，香味好深褐色，有焦糊味高粱米几乎无变化灰白色，生味重灰白色，略有生味黄褐色，香味好黄褐色，香味好小米几乎无变化淡黄色，有香味黄褐色，有香味黄褐色，有焦糊味黄褐色，有焦糊味绿豆几乎无变化绿色，有生味绿色，香味好绿色，香味好黄褐色，有糊味黑豆几乎无变化黑色，有生味黑色，香味好黑色，香味好黑色，有糊味红豆几乎无变化粉红色，有生味粉红色，略有生味粉红色，香味好红褐色，有糊味燕麦几乎无变化淡黄色，有生味黄褐色，略有生味黄褐色，香味浓风味好深棕色，有焦糊