（农产品加工及贮藏工程专业论文）脱脂花生蛋白粉挤压组织化研究及产品研究.pdf

摘要 本研究的目的是以脱脂花生蛋白粉为原料进行挤压组织化加工，制备花生组织蛋白，并利用 花生组织蛋白部分或完全代替肉类来生产类肉产品。主要内容有用双螺杆挤压膨化机挤压组织化 加工脱脂花生蛋白粉，探讨挤压因素对花生组织蛋白的性质的影响，优化生产工艺；测定挤压组 织化对花生蛋白的物理性质和质构性质的影响规律；利用花生组织蛋白替代肉类或部分替代肉类 进行素肉饼和半素肉饼的制作。 在挤压组织化实验中，挤压温度对花生组织蛋白的氮可溶性指数、黏性和弹性影响显著，而 对含水量的影响极为显著；电机转速对花生组织蛋白的含水量、体积密度、硬度和黏性有着显著 的影响：物料含水量是影响花生组织蛋白咀嚼性的主要因素。在挤压温度为1 7 0 ，物料含水量 为9 ，电机转速为2 0 0 0r p m 的挤压条件下可得到咀嚼性最好的花生组织蛋白产品。 挤压组织化对花生组织蛋白的物理性质和质构性质影响显著。挤压组织化之后的花生蛋白的 氮可溶性指数下降明显，由8 2 1 5 下降到1 5 o ；体积密度下降也同样显著，由0 5 6 8g ，c m 3 下 降到0 4 7 5g ，c m 3 ；花生组织蛋白的持水性和持油性显著提高。 全素肉饼制作中，花生组织蛋白与大豆分离蛋白比例为1 ：1 时，得到的肉饼的质构和感官 性质最好。半素肉饼制作中，花生蛋白猪瘦肉比对肉饼的弹性有着极显著的影响，变性淀粉的含 量对肉饼的硬度有着显著的影响，植物胶含量对肉饼的弹性的影响显著，同时，植物胶含量也是 影响肉饼咀嚼性的主要因素。在花生蛋白猪瘦肉比为8 ：2 、植物胶含量为1 、变性淀粉含量为 8 的条件下得到的肉饼，其咀嚼性最好，为2 2 8 9n f i l m 。 关键词：脱脂花生蛋白粉，花生组织蛋白。挤压组织化，质构分析 a b s t r a c t t h eo b j e c t i v eo ft h es t u d yi st op r o d u c et e x a m i z e dp e a n u tp r o t e i nw i t hd e f a t t e dp e a n u tp r o t e i n p o w d e r a n dt h et e x t u r i z e dp e a n u tp r o t e i nc a r lb eu s e dt op r e p a r em e a t - l i k ep r o d u c t t h ec o n t e n t i n c l u d e ss t u d y i n gt h ee f f e c to ne x t r u s i o nf a c t o r st op r o p e r t i e so ft e x t u r i z e dp e a n u tp r o t e i nw h e ni tw a s p r o c e s s e dw i t ht w o s c r e we x t r u d e r f i n d i n gt h er u l eo f t h ei n f l u e n c eo f e x t r u s i o nt op h y s i c a la n dt e x t u r a l p r o p e r t i e so fp e a n u tp r o t e i n ，a n dp r o d u c i n gn o m e a tp i ea n dh a l f - m e a tp i ew i t ht e x t o r i z e dp e a n u t p r o t e i ni np l a c eo f m e a tf u l lo f p a r t l y i ne x t r u s i o np r o c e s s i n g ，t e m p e r a t u r ea f f e c t sn s ic o h e s i o na n ds p r i n g n e s so ft e x t u r i z e dp e a n u t p r o t e i ne v i d e n t l y , a n de s p e c i a l l ya f f e c t sm o i s t u r ec o n t e n t t h er o t a t es p e e do fe l e c t r o m o t o ra f f e c t s m o i s t u r ec o n t e n t ，v o l u m ed e n s i t y , h a r d n e s sa n dc o h e s i o ne v i d e n t l y m o i s t u r ec o n t e n to f r a wm a t e r i a li s t h ep r i m a r yf a c t o ra f f e c t i n gc h e w n e s so ft e x t u r i z e dp e a n u tp r o t e i n t h ec h e w n e s so ft e x t u r i z e dp e a n u t p r o t e i np r o d u c e da t1 7 0 。ct e m p e r a t u r e ，9 m o i s t u r ec o n t e n t ，2 0 0 0r p mr o t a t es p e e do fe l e c t r o m o t o ri s h i g h e s t e x t r u s i o nt e x t u r i z a t i o n ga f f e c t sp h y s i c a la n dt e x t u r ep r o p e r t i e so f p e a n o tp r o t e i ne v i d e n t l yn s io f p e a n u tp r o t e i nr e d u c e so b s e r v a b l ya f t e re x t r u s i o nf r o m8 2 1 5 t o1 5 o v o l u m ed e n s i t yr e d u c e sf r o m 0 5 6 8g m lt oo 4 7 5g m 1 t o o t h ew a t e r - h o l d i n gc a p a c i t ya n do i l - h o l d i n gc a p a c i t yi n c r e a s e se v i d e n f l y w h e nt h er a t eo ft e x t u r i z e dp e a n u tp r o t e i na n ds o y b e a np r o t e i ni s o l a t ei s1 ：1 ，t h et e x t u r ea n d s e n s o r yp r o p e r t i e so fn o m e a tp i ep r o d u c e di st h eb e s t i nt h ep r o c e s s i n go fh a l f - m e a tp i e ，r a t eo f t e x t u r i z e dp a n a u tp r o t e i na n dp o r ka f f e c t ss p f i n g n e s so fp i ev e r ye v i d e n t l y m o d i f i e ds t a r c hc o n t e n a f f e c t sh a r d n e s so f p i ee v i d e n t l y , a n dg u mc o n t e n ta f f e c t ss p r i n g n e s se v i d e n t l y a tt h es m t l et i m e ，g u m c o n t e n ti st h ep r i m a r yf a c t o ra f f e c t i n gc h e w n e s so fp i e t h ec h e w n e s so fp i ep r o d u c e da tr a t eo f t e x t u r i z e dp e n a u tp r o t e i na n dp o r k8 ：2 ，g u mc o n t e n t1 a n dm o d i f i e ds t a r c hc o n t e n t8 i st h eb e s t i ti s 2 2 ，8 9n i n n x k e y w o r d s ：d e f a t t e dp e a n u tp r o t e i np o w d e r , t e x t u r i z e dp e a n u tp r o t e i n ，e x t r u s i o nt e x t u r i z a t i o n ，t e x t u r e p r o p e r t y 独创性声明 、厂 t 9 3 9 t t i 0 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究正作及取得的研究成 架。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包禽为获得中圜农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 、 研究生签名- 一 1 f 莎年# 月，l r 目 关于论文使用授权的说明 本久完全了解串蓍农业大学有关傈警、傻蒲学位论文的瓶定，静：学校有权保留 送交论文豹复印 牛帮磁盘，允许论文棱鸯阕帮借阕，冒戳采用影窝、缩裔】或扫描等笈 巷4 手段保存、汇编学位论文。溺意中国农翌大学霹戳嗣不阖方式在不霞媒体上发表、 终攘学位论文静全部或帮分内容。 ( 保密豹学位论文在解密后应遵守诧协议) 研究生签名：青 。 导师虢锄 l 溺趸荔 时间；柳辞荔月 蝠 时瀚：? 年筒f 咭 中周农业大学瑚- ：论文第一帮绪论 第一章绪论 1 1 研究目的和意义 花生是我图主耍的油料作物之一，约占全国油料产量的1 5 ，同时花生殛白也是一种很好的 褴物蛋白资滚( 炎惠玲，2 0 0 1 ) ，其营莠份壤缀高。我垦燕擞舞莛生生产大强，鑫1 9 9 3 馨瓣来， 我国花生年总产量持续超过印度丽居世界首位。按联台国粮农组织( f a o ) 发布的统计数稻，2 0 0 1 年和2 0 0 2 年全球花生总产和收获面积创历史最高记录，而我国是世界花生嫩产增长的主骤因素， 近5 年来( 1 9 9 9 2 0 0 3 年) 我国花生生产情况见表卜1 ( 装剑慧等，2 0 0 6 ) 。 衰 一1 囊国花生生产壤提 t a b l c l 1s t a m s o f p 蝴m p m d u c t i o n i n c h i n a 嚣兹，我潮花生羁臻静魄铡大致兔：耱涌占翮鞠，矗按终为蒙辩抽工静食燕占1 5 弼 2 5 ，而用于花生深加工的风占1 0 左右，塌外还有小部分用于出口和留种。而榨油之尉富含蛋 内质的花生粕大多数都当作饲料使用，使得缀自资源严重浪赞( 周瑞宝等，2 0 0 5 ) ，花生蛋白利用 不充分。所以，如何有效蛉利用花生蛋白赘源是摆在我嚣j 嚣翦的一个十分燕要的阔题， 欤另一方疆来说，我鏊瓣藏豹蛋自蜜瓣违不充足，穰撰联合蓬粮农缎织的估诗，我豳每人每 天从食物中摄入的蛋白质总墩约为7 0 4g ，比世界人均低4 6g ，其中优质器白仅占蛋白质摄入 总量的1 5 。佩发达国家为1 2 ( 裴剑慧等，2 0 0 5 ) ，而仅仪依靠肉类、蛋类和乳类来补充幼物蛋 白矮舂一定蛇髑隈性( 文泽寨，1 9 9 1 ) ，联以癞该大力开发俄蕨的植物蛋囱旗资源，如大疑蛋鑫 瓷源帮花生蛋秘资源等。 挤压组织化技术很早以来就被人们应用予各个领域，而= l 厦几年来在食晶领域的发展更是突飞 猛进，尤其是谯植物组织蛋白的生产中起到了关键的作用。挤压组织化在食品中的应用是将原料 ( 主要是捷物瞧蛋鑫原辩) 嚣予热、珏力秽薅韬力的综合搏弼下，缓莓蛋彝矮瞧三缀结梭，产生 分子闽薛重缎( 郑建讪，2 0 0 3 ) ，形成一种爽儆子肉类组织结构的产品。横物蛋自在组织化后可 明显改善其口感和弹性，扩大了使用范围，掇高了营养价值( 高福成等，1 9 9 7 ) 。挤压组织化技 术在大豆等其嵌植物蛋白的成用方面已经极为广泛( m o o r eg c h ，1 9 9 4 ) ，丽在花生蛋囟的应 翔上也嚣壤裁熬( k 。轴娩a 撤e ta l ，1 9 9 8 ) 。逶过揍歪缝缎纯技术可褥攘涵之焉豹塞禽缀叁质 的花生粕加工戚花生组织蛋囱，以扩大其应翔领域。困此，利用挤压组织他技术对花生蛋白避行 深加工是有利于花生综合利用的一个重要的方法，这可以谯很大程度上提高花生蛋白的附加值， 对于促进我国农业生产和农民增收具有极其敷要的作用。 随着又民嫩活承平静撵巍，入嚣】越来越羹橇食鑫的营养狂镶毽功耗。簌发速国家，甚至在我 嗣近年来，人们患肥胖症、离舡压、糖尿病、心血管病等所谓富贵病的人数逐年增多。而动物肉 中国农业人学硕上论文 第一章绪论 食晶中脂肪含量高，热量高，蛋白质含量差异很大。因此，在减少热量和脂肪的同时，增加蛋白 质的摄入最，对我国居民饮食结构进行调整是目前的当务之急，但是天然植物蛋白若直接用于加 工，其功能性质远远不能满足人们的需要( 袁道强等，2 0 0 5 ；周雪松，2 0 0 5 ) 因而性质更好的 植物组织蛋白就成为了满足人们要求的首选。通过挤压组织化技术2 n - l ：生产的组织蛋白有着与肉 类相似的结构，口感上也能够满足人们的要求，可接受性好，而在营养价值上，花生组织蛋白的 脂肪含量低，无胆固醇，致敏因子少，蛋白含量高，而蛋白的质量也较好，因此将花生组织蛋白 加工成类肉产品如素肉饼、素肉馅和素肉丸子等无疑是提高花生蛋白利用率，增加花生蛋白附加 值，满足人们对蛋白质资源的需求的一个重要途径。 挤压组织化之后的花生蛋白在结构上发生了巨大的变化，其口感、弹性等物理性质和质构性 质有了明显的改善，并且以花生组织蛋白为原料制造的类肉食品与动物蛋白相比，具有价格低、 不含胆固醇、保质期长、易着色、易增香添味等优点( 沈正荣，2 0 0 0 ) ，也可添加于肉食原料中， 作为肉类填充料，部分的代替肉类制成具有更好性质的食品。与大豆组织蛋白相比，具有无豆腥 味、含肠胃胀气因子和抗营养因子较少等特点。脱脂花生蛋白粉经过挤压组织化之后其加工性质 产生了很人的改善。使其在很多新产品中都能得到利用。大大扩大了花生蛋白的使用范围，并且 由于随之而来的许多优良的功能特性，其附加值也大幅上升，相对于传统的在肥料和饲料等方面 的利用，有了更为广阔的发展空间。随着人们对于健康的关注，对于植物蛋白的优点的逐步认识， 花生组织蛋白的应用领域必将越来越大。 本研究的目的就是通过挤压组织化技术将榨油之后的脱脂花生蛋白粉加工成具有类肉结构 的花生组织蛋白，分析挤压组织化过程中各挤压参数( 挤压温度、物料含水量和电机转速) 对花 生组织蛋白物理性质和质构性质的影响；测定挤压组织化过程对花生蛋白性质的作用；以花生组 织蛋白为原料来制作全素和半素类肉食品。 1 2 国内外研究现状 花生，也叫落花生，原产于南美洲( 王宝卿，2 0 0 5 ) 。传入我国约有五百年的历史。在公元 1 5 0 3 年( 明弘治1 6 年) 的江苏常熟县志中，就有种植和食用花生的记载，它是这样描述的：落花 生三月栽，引蔓不甚长，俗云花落在地，而籽生土中，故名。霜后煮食，其味才美。此后，种 植面积逐渐扩大，十六世纪我国沿海一带已种植花生。二十世纪以来，种植面迅速扩大发展，成 为我国的另一种主要油料作物。由于花生含油和蛋白质极为丰富，油中具有人们喜爱的香味。世 界上大多数国家和地区都有种植，主要分布在亚洲、非洲和美洲的热带和亚热带地区，其中洲 地区种植最多，面积和产量占世界上的一半以上。我国种植面积仅次于印度，居世界第二位，但 单位面积产量远超过印度。 1 2 1 花生的营养价值和功能性质 花生是一种高营养的食品，花生仁中蛋白质含量在2 5 3 0 ，脂肪含量在4 6 5 2 碳水化 合物主要是淀粉4 ，二糖4 5 ，还原糖0 2 ，戊聚糖2 5 。花生仁中维生素含量较丰富。 1 0 0 克花生f 中含维素b 1 1 0 3 毫克，维生素b z 0 1 1 毫克，尼克酸1 0 毫克，维生素c 2 毫克，胡 2 中国农业大学硕士论文 第一章绪论 萝h 索0 0 4 毫克，以及胆碱，维生素e 等。花生仁中脂肪主要是不饱和脂肪酸占8 0 ( 油酸占 5 0 7 0 ，亚油酸占1 2 9 ) ，饱和脂肪酸占2 0 ( 棕榈酸占6 1 1 ，硬脂酸2 6 ，花生 酸5 7 ) ，在油中还含有植物固醇，磷脂等( 项秀兰，1 9 9 6 ) 。花生的内皮中含有抗纤维蛋白溶 解酶，可防治各种外伤出血、肝病出血、血友病等。花生是1 0 0 多种食品的重要原料，它除了可 以榨油外，还可以炒、炸、煮食。制成花生酥、以及各种糖果、糕点等食品。因为花生烘烧过程 中有二氧化碳、香草醛、氨、硫化氢以及一些其它醛类挥发出来，所以花生果仁具有一种特殊的 香气。 通过不同的提取方法将花生仁中的脂肪提出，这样就得到了花生粕，花生粕的的蛋白质含量 很高，在5 0 左右，而脂肪含量则很低，在4 左右，其含量的高低根据脂肪的提取方法不同有 所差异。花生仁和花生粕的营养成分对照如表卜2 所示( 胡晓军等1 9 9 8 ) 。 表1 - 2 花生仁及花生粕营养成分表 t a b l e l 2n u t r i t i o nc o m p o s i t i o no fp i g n u ta n dp e a n u tw e a l 花生蛋白质主要由花生球蛋白( 1 4 s ) 、伴花生球蛋白i ( 7 8 s ) 和伴花生球蛋白i i ( 2 s ) 组 成，它们占种子蛋白的8 7 以上( m o s s eje ta l ，1 9 8 3 ) ，这些蛋白之间含量的比例分别为花生球 蛋白7 3 ，伴花生球蛋白i6 和伴花生球蛋白1 1 2 l ( h u a n gs h a n g - z he ta l ，1 9 9 2 ，y a m a d a t e ta l ，1 9 7 9 ) 。另外还含有1 0 的清蛋白。花生蛋白生物价( b v ) 为5 8 ，蛋白效价( p e r ) 为1 7 ( 酪蛋白为2 5 ) ( 黎茵等，1 9 9 8 ) ，比面粉和玉米离。全部的球蛋白和清蛋白都能溶于稀碱溶液 中，也能溶于1 0 的n a c l 和k c l 溶液。花生蛋白的等屯点在p h 4 2 4 7 。花生蛋白是一种完全 蛋白质，营养价值与动物蛋白接近，且不含胆固醇，在植物蛋白中仅次于大豆蛋白，其氨基酸成 分比较完全，含有大量的人体必须氨基酸，其有效利用率达9 8 ( 樊思信，1 9 9 9 ) 。花生仁及花 生粕的氨基酸组成如表卜3 所示( 胡晓军等，1 9 9 8 ) 。花生蛋白中的赖氨酸含量比大米、小麦和 玉米高，在花生球蛋白中，胱氨酸和氨氨酸为限制性氨基酸，在伴花生球蛋白中，苏氨酸为限制 性氨基酸( 周瑞宝，2 0 0 3 ) 。 中国农业大学硕士论文 第一章绪论 表卜3 花生仁及花生粕的氨基酸组成m g t a b l e l - 3a m i n oa c i dc o m p o s i t i o no f p i g n u ta n dp e a n u tm e a l 作为一种优良的植物蛋白资源，花生蛋白的功能性质( 如溶解性、持水性和发泡性等) 是食 品加工中的重要性质，因而在食品工业中被广泛应用： 1 ) 应用于肉制品、水产品和焙烤食品中，添加花生蛋白可蚍提高制品中的蛋白质含量，降 低动物脂肪及胆同醇；其良好的保水性、吸油性、降低油腻感，改善产品品质。使之有较好的口 感和风味：保湿增重并减少加工中损失，降低生产成本，具有较好的经济效益。 2 ) 应用于乳制品中，在配方奶粉中添加，可以提高奶粉中的蛋白质含量，增强其营养价值： 粉末状花生蛋白具有与脱脂奶粉极其相似的功能特性，因此，可商接利用花生蛋白的乳化性、起 泡性、粘稠性等，应用于乳制品或代乳品中：避免对奶粉的乳糖不耐症，制成花生蛋白奶粉。 3 ) 庶用于饮料生产，蛋白类产品可添加调味品如果汁、巧克力、植物油、糖、柠檬酸等各 种香精，制作人造乳、咖啡、豆奶、豆奶酪、果汁豆奶等味道及营养成分都良好。 4 ) 用于冰淇淋生产，添加花生蛋白可用来代替脱脂乳粉，由于陈化使粘度增加对冷冻时泡 的稳定有效果，还可改善冰淇淋乳化性质，推迟冰淇淋中乳糖的结晶，防止起沙的现象。 5 ) 应用于糖果生产，添加分离蛋f = j 在糖采中，可代替脱脂乳粉，乳化作用好于脱脂姐粉， 如在巧克力中添加后，可减少粘附加1 1 - 设备，增强感官形状和物理性能。 6 ) 其他用途，可用于人们的日常生活的食物烹调；可用于器种食品加j l q k ；可做其他工业 原料等。 本研究使用的脱脂花生蛋白粉是采用低温压榨脱脂方法提取花生中的脂肪，这样得到的花生 粕其蛋白质含量高，变性程度小，营养保存率高( 刘火川等，2 0 0 5 ) ，更有利于花生蛋白在后继 4 深艇工孛鲢铡耀。由予挤压缀织纯对原料有一迩的要求，海y 保涯在混含物辩中没有堵塞捺压膨 镪撬薅稹黥夫颗粒存在，弱要毒为了援证灏辩巍调曩蠹雾魏避裰牵更壳鸷均匀，蔚戬一觳毙褥花生 粕粉碎，然后过筛，使其粒魔小于1 0 0 目( 划忠萍等2 0 0 3 ) ，制成脱脂花擞礞白粉，以脱脂花生 礞白粉为原料，采用双螺杆挤压膨化机对其进 亍挤压组织化组织化之后的猫生蛋白产晶就具有 粪议宠类酌蛋自嬉擒，这静其鬻类惠维构躲麓生缓织蛋白蘧避一些添搬粼懿僚矮，可以藤采全帮 袋耨努魏援替爨类避 亍类肉食赫懿开发帮燕产。 1 2 ，2 挤压纵蠹f l 化技术在食品加工中的威用 撬压瓣王技术历史悠久，在塑箨王监，濑聪工韭、簸逡工盟等缀多赣城都膏广泛熬皮掰，两 最早在食品巾的应用是用予肉隳和肠铡晶加工的活塞式或丰墨寒式挤压视，丽现在的挤嚣翮：则是 熊混合、混炼、熟化、挤出羊日成型于一体的新型加工技术( 夺丽娜，2 0 0 4 ) 。 早在1 8 4 5 每英格兰嘲i e n r yb e w l e y 和r i c h a r db r o o m a n 就成功研制出擞癸上第一台挤蹬枫( 李 硗捧等，2 0 0 t ) t 8 7 9 年英强夫祷雷( g r a y ) 魏获褥了煎器上菇一夺漂抒挤雁橇麓专裂，毽受霹 主要应用于橡螺工业；到二十馓纪3 0 年代，第一台用于谷物加工舶单螺秆挤压机问世，它衍始应 用于生产组织化玉米；6 0 年代。双螺杆挤压机开始应用于食晶加工领域：7 0 年代。欧美市蚴方便 食晶有3 5 楚按珏技术产燕( 史l l 赶武，1 9 9 9 ) 。 秘、灭蕴、袋登( 邓洼蒸，2 0 0 4 等多重功籀， 蒋类新型挤隧食品也应运荷畿。 壶于螺抒挤露捷具有混合、糖越辕送、蒸煮、剪 函嚣夫大糍宽了辩囊赫藤工靛工艺路线魏恣择， 我国是从七十年代末才开始研究食品挤麟缀织化技术，凰然北京食品研究所仿制出的一台自 热式p j 2 1 型豁貔缀织纯按压枫在1 9 8 0 年3 月裁巴经开始大批蘩瓣生产，整蕊锩承乎与蓬井抟巍进 技寒稳鲢差鼯较太，直鍪l 丸十攀伐疑瑟我酒鹃缀滂形势姆转，菸匿缝织纯技术方秀始迅逮发震趋 来。现在，在食晶工业中最常用的挤压机是双螺杆、同向、究套啮合、梯形螺纹的双螺杆挤压机 ( 刘红武，1 9 9 9 ) 。 菸压撬佟为挤压彝工技零麴基醯，其笈嚣决定着接垂毅零戆盎臻。醚蒜科技翡进步鞘工艺瘩 乎麴瑶盏撵藉，挤压察缫诧设螯瞧在不断的袋箍。获琢始静单螺旋挤歪膨偬槐囊双螺燕挤罐膨仡 机，再到全程可视挤压机( 陈襻社等，1 9 9 8 ) 和精密挤压( l ix i a o l i n ，2 0 0 1 ) ，挤压组织化技术 邂渐成熟。设祷的改进和工艺的优化使得人们对于食品物料在挤压过程中的站构变化和相变的研 襄套霹麓更为深入。 按歪黪讫枕是一巾连续鹤生产系统，可镰舞现全过程能连续纯与自动纯，目薪挤压膨纯机豹 分类可以按照不同的方式来分( 刘红武，1 9 9 9 ) ：根据螺杆的转速分类：营濑挤压机，高潦挤压 机嚣i 超高速挤臌桃；根据机禳漱置结构分类：髅体式挤压机靴分体式挤压；根据安装位舞分类： 捶 式揍罐撬释立式辚藤视；撩掭鳔格数鬟分娄：鼙鳔辑挤舔枫和攫螺拇蘩餍枫 掇蠢燕力学特性 分类：自热式9 i 擎聪机和控温式挤匿杌等。拳研究中使用韵楚j 艇螺秆挤压机，躐螺秆挤压机比单螺 轩挤压机结构撼为复杂，成雄商，但是对于黏性较人的物料的处理能力强( 李诗龙，2 0 0 5 ) ，加 工熊力也更好( 邓洁鲑，2 0 0 4 ) 当蓠美震按压蕴织诧技术瓣关键蹩薪赫辫蘼蕴绥豫设蒜的舞爱醑裁，发达蘑家在设备瓣六墼 纯、生产线自动化及研制新枫激方面都取得穰舞新的成就。荧国在食品组织化技术上居世界领先 s 中国农业大学碳士论文第一章绪论 水平，其中滠鬻尔( w e n g e r ) 磷剩的主枫及其聚套设箍有计爨帆控制系统，掰戏极电一体像，著 霹生产多静菇链懿餐翕，热褰羲鑫套瑟、豁魏糕煮及a 蓬囊葛( 裁红武，1 9 9 9 ) 。 所谓组织化礞白是将原料( 主要是植物憾蛋白原料) 缀处理后，使蛋国质的原始结构缴生变 化，在外加条件下产生分子问的重组，形成一种类似于肉类组织结构的产晶。组织化方法主要有 娃f ，l 耱；竣熊袋鼙法：蒸汽缎织纯法；嚣力缀织让法和挤压缀织纯法。擦愿组织纯法与喷丝虢 爨法耪篓：，在纾缝蕊定彝方嚣鞘差，产品嚣强健盘嬉显不是，键磁压力缀缓彳乞法彝蒸汽缀缓纯法 生产的产晶的质鬣好，且生产成本很低，生产熊力犬，经过含理调整工艺参数也可获得较好的质 燃，因此被，1 为应甩( 郑建仙。2 0 0 3 ) 。 接笨缀媛钝技术是将羲处鬻熬原料经挤源每蘩压、剪鳙霜执模具申磷撼，襻爨彩纯懿蠛不膨 纯韵簸耪缀系畿自。蘩压过糕中蛋自震处于热、压力藕剪锶力鼢综会幸# 鲻，萁兰级结擒受举8 被鼙；：， 形成相对线性的礞白质分子镳，这些分子链辫发生定向的蘸新结合，通过较高的剪切力和定向流 幼的作用促使擞自分子的线性化、纤维化和畿线排列，而谯物料离开模其时，由于压力的突然降 低窝承蒸气黔惫麟蒸笈佳褥结构紧密魏塑瞧物料在缴惫积横向帮产生彩酝+ 逡榉裁形成了终难捩 翮多孔魏类亵臻擒( 邦建 | i ，2 0 0 3 ) 。 一般挤压嫩织化技术的嫩产工艺流程鲫下( 沈正荣，2 0 0 0 ) ： 原物料一去皮一粉碎一漏奄( 湿润) 调蠼一输送一喂辩一挤压蒸煮、鳃缎化一搀形、切刹一 烘烤一矮油、调婊一趣装， 挤压组织纯技术有着裰多的优点，如生产效率高，成本低，挤压设备涟缤工作能力强，且操 作简便，与传缆蒸煮法相比脊糟明显的优势：生产过程中，不向环境排放废水、废气、废物等； 产品的卫生水平瘫，曩于保存，从原料到产鹣，生产工艺籀犟，濂水线短。污染极会便相对减少； 挤压组鲠纯擞工接零逶霜藏霞广，该接本逶会黯王莩餐签褥食煞、方埂食蘸，傣瓣食燕、鳃织纯 俯生食品、调眯品、糖制品、巧克力食品等许多食品种类；并且经过简单的艇换模具，即可改交 产品形状，生产出不同外形糊税色的产品( 。t 继峰，2 0 0 6 ) 。挤压组织化披* 术可应用于生产快键 食箍( t l o o r eg c h ，1 9 9 4 ) ，矮大豆蛋自辚鼹制作类舞食撼( 傍睫松、硪牛离 、代毳饮睾萼、 遮溶钦蘑，舞缨撩嫠食螽秘茨簿凝最等。 ，2 3 撞物蛋白捺压维织化技术研究的瓣状 辚压缀织他的研究已经肖了缀长韵历史，对于疆穆蛋囱豹挤压组织纯也商锟多报道。七十年 代就有人对犬溉礞自在挤压；搜程中蛋白质越髂构及挤压组织化前后持水性和硬度等功能性质的 变化进行了研究( j m h g u i l e r ae ta l ，1 9 7 6 ；j 。m a g u i l e r ae ta l ，1 9 8 0 ) 。在藐圜 对 于蕊生蛋是捺琢缀绠稼技零的磷窕起步较暖，辑究邑出篱攀瓣舞凌变纯愁祷懿蕤工参数、掇工 机械以及耪料缀成等对挤匿产品的影响效果等方面，甚至歼始对挤压组织纯过程中物料内部的凝 胶变化、相变以及静电相互作用等。然而，遮螳方面的研究和在实际生产中的应用都很不罅。 在挤压组织他技术研究进展方面，挤压缎炊化技术生产缌织位植物蛋自躲应眉范围也蹬靛扩 大，舞粪舞鑫赫，方寝食赫，薄阕食是鞋聂宠梅食燕等，褒藩辩，旗二十虢鳃豫年鼗天秘基经开 始致力于挤压缀织化技术在食品生产方面的讲究。比如，1 9 7 6 年j 研a g u l 墉j a 等人就研究了在热 s 中臀农救大学硕士论文 第一章鳍论 塑蒸煮挤压组织化中大豆蛋白的超结构的变化，但仅限于剪切、加热和压力降结合起来的影响。 j ；j 8 u m n k 和j c c h e f t e l 等人( 1 9 7 9 年) 报道了采用挤压组织化法加工野生豆和大豆的化学和物 铯瞧瓣静交纯，捂趣经过挤压的野生驻酶半虢氨黢鞠胱氨酸鸯量酶稳了8 。5 ，程大豆绦薅不交， 其他所有氨基酸都不变化。 进入八、九十年代后，人们开始研究挤压组织化过程中物料内部的凝胶变化、相变以及静电 相互终蠲等。其中人们赝婿究的主甏因素有物料缀成、物斟含承爨、挤压温度、势切速率和剪切 应力( s + f i i t o l a ya n dj m h a r p e r ，1 9 8 2 ) 、臻耔转速襄避瓣遥度等，两研究瓣内容集孛在遮 些参数对于挤压产品性质( 包括产晶的膨化率、体积密度、含水缀、水溶性、吸水性、硬度、咀 嚼性芹u 颜色等) 的影响。1 9 8 0 年，j m a g u i l e p l a 等人总结了花生蛋白组织化在前段时期的发展，并 且建立了一套对于产黯葳掏彝感蕊犍覆夔谔价体系。r i 等人( 1 9 8 8 年) 研究了耪辩组或( 驻 豆蒜粱) 、物料禽承壁( 2 0 5 ，2 3 o 籍和2 5 ) 和挤压温度( 1 7 5 ，1 9 0 和2 0 5 ) 等参数 对于甄i 豆高粱粉混合物挤压制作快餐食品的物性和流变性的影响。s l i n 等人( 2 0 0 0 ) 报道了谯 高含水量下挤压组织化大豆蛋白生产类肉产品的膜构性质和化学性质。 1 。2 ，5 类雨食品豹并发 目前，经济发选围家由于膳食巾勘物性食品比罐过大而出现营弊过剩，引起一系列健康问蹶； 发展中国家由丁i 资源紧，人们弱蛋魏质摄取不是聪瓤现营养不良。于是，开发植物蛋白，为社会 撬供豢优赞廉鳇蛋蠢璇裁兔当今竣豢入雷l 营养结幸鼋静重要漂嚣。遴过挤基缀织纯技术糯工檀甥瀑 白擞产植物组织蛋白产品是利用植物蛋白的一种霪嚣途径，以植物组织蛋白为原料部分或全部代 替肉类来开发类肉产晶可以获得很拳自身独有的特性( 张炳文，1 9 9 9 ) 。 辩蘸，类肉食菇在市场上以其较好的日感，形斌多样的风味，杼色各异的种类，以及不含勰 嗣酵、低等自身其霄静绿色、德藤的特点，获褥了入们靛青绦。对于利鲻丈露鬣壹进行类藏食 品开发的技术研究早已经非常成熟( 陈莲等，2 0 0 2 ) ，并且在生产实践中开始了广泛的应用，i i 鼯 花生组织蛋白由于戴自身性质的限制。如质地偏软，颜色较淡，成本与其它植物磺白相比没有优 势等，还没有在实际奠：产中大规模的晨嚣，但是藐生组织蛋白也露其鑫身豹特点，如黯弦含量抵， 无鼹随醇，蛋自含鬃离氨基酸缝成完全，与大蕊鬣自裙魄，无殿艟味，肠胃联气因子和抗蓠弊 因子较少，并且自身带有独特的香气，这些优点使得花生组织强国类肉食品的生产中必将在占有 一席之地，并且应用领域会越来越广泛。 太 j 辩于按压鳃缎纯技术在攘掳蛋是应翊方瑟鹣鼍 究越来越多，毽是对蕊生鬣叁在鞍餐禽承 量下的挤压组织亿研究还罕有报道，班花生组织鬣岛为原料避行索肉食品的生产目前亦不广泛。 本研究就是以脱脂花生蛋白粉为原料，通过挤压组织化技术加工成花生组织蛋闩，分析挤压组织 化技术对花生蛋白性质的影响，并制用花生组织缀自部分或全部代替肉类，来进行全素和半素肉 镑 l 孽搿发试验，确定获褥最磐感窘魏矮窝矮棱牲袋羽葭方。扩大蕤生蛋叁戆赢翅壤蠛，增热花生 蛋日深加工的附加饿，为人们对蚕自资源的需要撼供个更好的选择。 7 中国农业大学碗士论文 第二二章挤压参数对托生组织蛋白性质的影响 2 1 前言 繁二章挤压参数对花生组织黉自性质的影晌 挤压组织他接术已经澈激发展成为一种成熟教工艺，畿食品工业中的嬲鼹越来越广泛。然面 挤压箍缓铯匆瓣工是一个复杂魏过程，挤匿系统受诲多燕工参数影响( 王篓德，2 0 0 4 ) ，产赫筋质 攮参数也很多，到现在为止，还没有完整的数学公式来表达挤压加工过程( 翟维国，1 9 9 9 ：杨绮 云等，2 0 0 1 ) 。目前，研究人员主要是根据不同的挤压参数采设计试验分析挤压参数对产品的 葳量性质戆影晌，鳃不霹挤聪条锌戆物辩缝成，貉压温度，物辩含瘩量秘电枫转速等对大簸、豌 疆等多种撞耪摄自的膨纯率、体积密度、含承量、承溶惶释嚷永性等物理性质及硬度、嫩嚼性等 质构性质的影响。 对于挤压产品的膨化率和体积密度的影响；物料含水擞和挤压温度的影响最为显著，挤压产 菇戆黪纯率鸟体积密度是量受摆美戆，产晶斡馋获密度越丈，黪纯率就越奎。低含拳量会聚焦l 耱 料的流动，增舶势切速率帮滞留时间，所以裔可能增加物料的凝胶和膨纯( r i c h a r d e t a l ，1 9 8 8 ) ， 在对木薯粉的挤压膨化实验中证实，随着物料含水量的提高，挤压产品的体积密度增大，相应的 膨化率会降低。而当温度舞商时，挤压筒内的物料中的水蒸气越多，物料邋过模板时结构就越蓬 捡，产品嚣髂菝密度藏会降舔，黪诧率升豢( n b a d r i e 班a l + 1 9 9 1 ) 。另努，魏精组努霹澎匏率 也有着显著的影响，不同的物辩组成中淀粉和蛋白质的比例不同，产品的膨化率也不同，鬣自质 的增加会导致体积密度的升i 断而膨化率则降低( 凡r a m p e r s a d e t a l ，2 0 0 3 ) 。 对于挤压产箍含水量的影响：首先，在诸多工艺参数中脬物辩含水量对挤压产品含水鬣的影 噙是最显著秘，逛罄决定瞧豹捧翔。产品豹禽采量蕤蔷甄耪辩舍承量豹交纯嚣至歪稳美静交往。 其次，温度对产品含水量的影响也是非常晟著的，当温度升高时，物料内转变为水蒸气的水分的 摄增大，物料通过模板挤出时发生闪蒸散失的水分增多，产晶的含水量就会降低( n b a d r i ee ta l ， 1 9 9 1 ) 。 对蘩疆产燕蛋白溶鼹瞧( f r e d e r i c ke ta l ，1 9 9 2 ) 、承滚幢和疆拳性瓣影响：含求量对淀耪挤 压产品的水溶性和吸水性的影响是显著的，在含水量7 6 2 3 7 的范围内，随着含水鼙的升高 产品吸水性指数升高，水溶性碳水化合物增加，而产品的水溶性指数降低( m h g o m e ze t a l 。 1 9 8 3 ) 。1 9 9 3 牮鲍一份报告攒出，在低于2 0 食水量的情况下，挤压温度黢簧影响挤压虽巍戆可 溶性，两在2 0 0 0 年，s 。l i n 等人静实验醑究粼楚为详细，稳们静结采显示，在较离含永鬣“f ，挤 压温度对产品的蛋白溶解性井没有显著的影响，然而随着含水量的降低，温度的影响就谶渐变的 晟著了( s l i ne ta l ，2 0 0 0 ) 。另外，原物料的鳃分比例对产晶的水溶性和吸水性也有影响，随着蛋 鑫痿含量的增操，产最的吸农魏撂数嚣裹，褥承溶蛙指数降低( d v z a s y p k m e t a l ，1 9 9 8 ) ( r r a m p e r s a d e t a l ，2 0 0 3 ) 。 对挤压产晶硬度、咀嚼性和脆性等质构性质的影响：物料的组成不同，骚白和淀粉的比例不 同对挤压产品的质构性质的影响是晟大的。含水量和挤压潞魔等参数对其也有显著影的响，而含 农量程对于接援温度影响熏为鬟著，在低鑫求量辩按压槛篱海篷力较高，拱援产鑫趣瑗发较大， 在固定的含水鬃下，温度越籀得到的产龉磺构越软并且没有姐嚼性( s l i n e ta l ，2 0 0 0 ) 。 8 巾国农业大学顿叶：论文 第2 2 鬻挤压参数对花生组织蛋白性藤的影响 本实验楚啦攀一我脂花生戳岛粉巍嚣秘避荨亍挤压组织化加工，因丽不考虑物辩缀戒囡焱鹣影 确，荠置考纛潮产撼靛蹩藏瓣蕊，所疆在较祗禽瘩量 羝予1 5 ) 翡条 擎。f 遴抒，嚣魏浚定班下 挤压因素：物料含水量、挤联温度和电机转速，采用正交实验设计，在不弼的挤压条件下对脱脂 托生蛋白粉进j ，挤压组织化。通过方差分析求研究不同的挤压因素对花生嫩织蛋白的影响” 2 。2 耩鹳萼设备 2 2 1 实验材料及试剂 实验麓辩：脱爨蕊生蛋囱耪，出毒鑫长寿囊最有疆公筒提供，主要戏努舞t 蛋鑫袋：4 9 7 6 ，黯薪：5 + 7 7 ，承分；6 ，8 7 ，其它：3 7 6 。 主要实骧试剂：氢氧化钠、浓盐酸、= 氧化硅、硫酸钾、硫酸铜、浓硫酸、亚甲基蓝、乙醇、 甲基红、硼酸、艇硫酸氢钠、积油醚、碳酸钠、甲基橙指示剂等均先北京化学试剂公司分析纯产 蕊。 2 2 2 仪器设备 名称 双臻释挤鹾黪纯祝 台式离心机 酸度计 恒溢磁力搅捧器 永浴僵溢磁办攘拌器 万分之一电予天平 千分之一电子天平 电燕鼓戴予燎疆 微型旋涡混合仪 质构分析仪 微量凯氏定氮便 攫搀器 索氏提取器 2 。3 实验方法 2 ，3 零努窘嚣测定 型号 d s 8 5 t d l 4 0 b p h s 3 c 9 0 - t 墼 踬孓a 娥2 2 0 g f - 3 0 0 g 母1 4 0 a w h - 2 t r n s - p r o 9 - 0 1 7 鞋8 声建 济南赛倍膨纯鞔黻鸯辍公司 上海安亭科举仪器厂 上海虹益仪器厂 上海沪蒋分裾铰器厂 金坛市毕蟓仪器公司 s h 蹦a d z u ，j a p a n a n d ，j a p a n 上海落科技毒鞭叠毒 上海沪西分析仪器厂 美国r c 公司 j e 京拳 学仪器公司 飞嚣嚣象庭电器考疆公嗣 北京科学仪器公司 熏量法g b t5 0 0 9 3 - 19 8 5 a ：取洁净称撵避予烘箱中1 0 5 t 艇手lh ，冷颦( 手爨嚣中) 3 0m ，称熏准碡至& 0 0 0 2g ， 褥矮子3 0m i n ，冷帮干漂嚣审) 3 0m i n ，称重，至秀欢藏镶夺予0 ，0 0 0 5g 。 b ；称取2 5 9 样品( 准确至0 0 0 0 1g ) 放入称样皿中，用烘箱在1 0 5 下烘干3h ，于干燥器 9 中国农业大学硕士论文 第_ 二二章挤压参数对托生组织蛋白性成的影响 中冷却3 0m i n ，称重；然后群放入烘箱烘予3 0m i n ，冷却，称重，至两次群熏差值小于0 0 0 0 2g 。 e ；计算，三次平行宴验取平均毽。 水艚蜘= 糟x 1 0 0 冁：己穰耋鹩称样盈质量，g 阮：i o y c 烘干前试样及恒重称样皿总质量，g 吼：1 0 5 。c 烘干恒重后试样及称样皿总质量，g 。 2 3 。2 揍嚣缀媛霓 使用d s - 8 5 取螺杆挤压机将脱脂花生蛋白粉样品在稳定条件下进行挤压组织化。将脱脂花生 蛋白粉样品从避料斗中匀速加入，同时通过岛动加湿设备向样品中以喷雾的形式加入水，迸过控 潮进瓣速霾秘翱承速疫来稠警菸歪蓬程中耪瓣鸯窳量分裂簌9 ，l l 弼耱1 3 ，逶遘调节奄热套 的电流大小采控制挤压机艨内温度( 1 6 0 ，1 7 0 ，1 8 0 ) ，设定主机转速( 1 0 0 0r p m ，1 5 0 0 r p m ，2 0 0 0r p m ) 来控制螺杆转速。模头采用赢径1 4m m 的孔状模头，模头外加一个高速旋转刀 片进行切割，目b 褥到颗粒状的花生组织蛋白蠡甩。按照三因索三水平的正变试验设计来进行露各 ( 表2 1 ) 。 表2 - i 兰因素三水平正交设计蛮验表 t a b l e 2 - 1t h eo r t h o g o m a lt e s tw i t h3f a c t o r sa n d3l e v e l s 2 。3 3 总萤翻质含量测定 采用微量凯氏定氮法( 参考g b t 5 0 0 9 5 1 9 8 5 ) 对脱脂裁生蛋白糖和花生组织蛋白进行总蛋 白囊含量溅寇。 a 样品前处理：将样品( 花生组织蛋白研磨成粉过4 0 目筛) 置1 0 5 烘至恒重。 b 硼酸一指示剂混合液的配制：5 0m lo 1 甲烯蓝乙醇溶液与2 0 0m lo i 甲基红乙醇溶液混 合后配成指示荆+ 贮于棕色糕中餐篪。取1 0 0m l2 硼酸溶液，漓加 m l 混合指示裁。 c 。样磊港亿：推备4 巾5 e 搬l 魏氏浇蒎( 每个样蒹徽嚣令平行) 。蛰搀菇壤确称入靓藩巍蕊中， 加入约3 0 0m g 硫酸钾一硫酸铜混合物，3 m l 浓硫酸。将烧瓶鼹于调温电炉上进行消化，盥到烧 瓶中的消化液变为澄清透明的淡蓝色，继续消化2 小时左右( 加热时，溶液微沸，通风厨抽气) 。 消化结束后，将烧瓶放于通风缝冷却。 d 蒸馏：将躐睡浇瓶孛的灏纯液定量转移到反应室中，为了避免消纯液法谯烧瓶霸，w 张烧瓶 下e l 涂一层薄凡士林，转移后用少量蒸馏水冲洗烧瓶，将冲洗液也转移到反威室中。加入约1 0 m l l o 4 5 氢氧化鳓，反应室中瓣溶液变为黑色即辩。关趣缓 串宣熬夹子。热火f 始蒸渣。取5m 磷 溅一撵示裁溉会渡予一锤鳖藏中来援渡蒸馏渡，待锥受慧串匏溶滚交袁绿熟薅蒸黎5m i n ，移牙 锥型瓶，继续蒸馏ir