（食品科学专业论文）挤压法生产富含蛋黄粉的营养佐餐食品的研究.pdf

摘要 题名 研究生 导师 专业 摘要 挤压法生产高含蛋黄粉营养往镊食品的研究 欧远 王海鸥 食品科学 挤压食品是指原料经粉碎、混合、调湿，送入螺杆挤压机，物斟在挤压机中经高温蒸煮 并通过特殊设计的模孔而制得的膨化或非膨亿的成型食品。鸡蛋黄中含有卵磷脂、甘油三酯、 胆固醇和卵黄素等对神经系统和身体发育有很大作用的营养成分。本文以蛋黄粉为主要原 料，利用挤压技术来生产营养丰富的蛋黄产品，并通过与其它食物搭配，生产出萤养均衡且 食用方便的营养佐餐。 首先，研究了纯蛋黄粉挤压性质。结果表明，改变进料水分、机筒温度和螺扦转速等挤 压操作参数无法得到色泽、口感、外观和气昧都好的蛋黄产品。进料水分、机筒温度和螺杆 转速对蛋白质变性和脂肪氧化都有明显影响。 其次，研究了普通玉米淀粉含量、直链淀粉含量和淀粉种类以及糊精对蛋黄粉挤压性质 的影响。结果表明，淀粉含量、囊链淀粉含量和淀粉种类对蛋黄粉挤压产晶的崭他度、硬度、 脆度、色泽、保脆时闻和精肪氧化性质影响都较大；不同d e 值的糊精对蛋黄粉挤压产品的 膨化度、质构、色差影响较大，对保脆时间和糊化度影响不大。在此基础 ，通过感官评定， 蛋黄产品最佳配方为：蛋黄粉：糊精( d e = i o ) 一l ：1 。盐2 f 干基计1 。营养佐餐产品配方为： 蛋黄产品：鱼丝：烤紫菜：自芝麻= 4 ：2 ：1 ：1 ：建议每人每次摄入1 5 2 0 9 。1 0 0 9 营莽佐餐中热 量1 6 8 3 8 千焦，蛋白赓2 6 r 3 9 、脂肪1 8 2 9 、耩类3 4 垤、硫胺素0 2 7 r a g 、核黄素0 4 6 m g 、 烟酸5 0 5 m g 、钙3 1 6 2 m g 、铁1 4 4 m g 、锌7 ：0 5 r a g 、硒3 66 t x g 、碘2 4 76 9 9 , , 然后，研究了挤匾操作参数对蛋黄产品挤压性质的影响并建立起回归方程，对蛋黄产 品的生产工艺进行优化。结果表明，进料水分含量、枫簿温度和螺轩转速独立影响蛋黄产品 的硬度、氧化性；丽机筒温度和进料水分含量共同影响蛋黄产品的脆度、色差变他。选择感 官评定结果为主要衡量指标，通过回归方程，确定寓含蛋黄粉营养佐餐的最佳工艺条件为： 迸料水分岔量1 3 。机简温度6 0 1 0 1 t 1 1 ，螺杆转速1 4 1 r r a m 。 最后，研究r 包装条件( 水分含量、包装材料和充气气体) 对蛋黄产品品质的影晌，确 定最佳贮藏条件为：铝箔包装，充氮气，水分含量5 。根据此条件，将充氮铝箔包装的蛋 黄产品( 水分含量5 ) 在4 5 和5 5 温度下，贮存不闷时间检测t e p 含量，得到4 5 的 回归方程：l o g c = 0 0 1 6 7 7 t - 04 4 0 7 4 ；5 5 的回归方程：l o g c = 0 0 4 6 6 5 t - 0 ：3 6 0 5 3 。确定q i 萨27 8 最后确定温度为2 5 时，充氮铝箔包装的蛋黄产品其贮藏货架寿命为1 4 个月，综合考虑其 它配科的保质期，确定营养佐餐食品的保质期为1 2 个月。 关键词：挤压；蛋黄粉；营养佐餐；保藏： 江南大学硕士学位论文 a b s 亍r t e x m t s i o nf o o di sd e f i n e d8 sap u f f e df o o do ran o n - p u f f e df o o dp r o d u c e db yas e r i e so f u n i t o p e r a t i o n si n c l u d i n gc o m m m u t i o n ，m i x t u r e ，c o n d i t i o n i n gl r c a t m e n t ，e x m a s i o nc o o k i n ga n d m o l d i n ge g gy o l kc o n t a i n st h en u t r i t i o n a li n g r e d i e n t so fl e c i f a m ，1 w i g t y c e r i d e , c h o l e s t e * o i ， v i 糖l | d 1 l 砑商i l ，e t cw h i c h a r ei x f n e f i e i a lt or l e l w o t l ss y s t e ma n dp h y s i c 斌d e v o l o p m m i nt h i sp 印盯 y o l kp o w d e rw a s u s e dt op r o d u c e 翘i d e a ln u t r i e n ta n dc o n v e n i e n tf o o da sam a mr a wm a t e r i a lb y e x t r u d i n ga n da d d i n g8 0 m eo t h e rf o o d s f i r s t l y , t h ep r o p e m e so f e g gy o l ki n 概o n 、s t u d i e d 卫1 cr a r c hr e s u l t ss h o w e d t h a t i t w 翟u n a b l e 蜘口口c ma p f 掀g o o da t c o t , m o u t h f e o t ，e x t o m a l 印辨缸a 嗽，船l 】a l a p p e a t m l c e , o d o r , e t cb yt h ep r o p e ro p e r a t i n gp a r a m e t e r so f t h em o i s t u r eo f m a t m a l ，t h e t e m p e r a t u r eo f m a c h i n eb a r r e l ，t h er o t a t es p e e do f s c r e w b u tt h ei n f l u e n c eo f t h e s eo p e r a r n g p a r a m e t e r s p r o t e i nd e n a t a t i o na n df a to x i d a t i o nw a sv e r yr e m a r k a b l e s e e n n c u y , t h e c e o f t h e b r e e d o f s t a r c h a n d t h ec o m e n t o f c o 玎繁眭酗a m y l a s e a n d d e x t n no nt h ee x t r u d i n gp r o p e r t i e so f y o l kp o w d e rw a ss t u d i e dt h er e s u l ts h o w e dt h ei n f l u e n c e o f t h ef o c l o x g0 1 1t h ee x p a n s i o n , h a r d n e s s , h - i t t l e n e s s c o l o r , t h e6 n mo f k o e p m gb r i t t l e e s sa n df a t o x i d a t i o n o f p r o d u c t s w a s r e m a r k a b l en l e i n f l u e n c e o f 龇d e x m n o f d i f f e m m d e v a l u e s o n t h e a 甲嘲曲皿，t e x t m e ，c 曲凼蛐e0 f 。p r o d u c t sw 嚣s 程躯糟靠毒妇，b u tf l o e 抽蠹嘲靴o nt h e6 r o e o f k e e p i n gb r i f d e n e s sa n d & d e g r e eo f p a s 吐n gw a sn o tr c m - a r k a b l e ，b a s e do nt h es t u d i e s , b y o r g a n o l c l ，f i c i n v e s t i g a t i o n , d e t e r m i n e d t h e p r i - m a r y p r e s c r i p t i o n w 8 s ：y o l k p o w d e r ：d e x t n n = l 1 s a h2 fd r yb a s i s ) a n d 拈t 鳓- i n e dt h ep r e s c r i p t i o no f t h en u t r i e n tp r o d u c tw 晒：t h eg r m u l eo f e g gy o l k ：赫c k l e d 丘出。l a v e r ：2 ：1 t h e 目裙e s 把di n t a k ed 0 w a s1 5 2 0 9f o r p e r s o n o n c e t i m e t b e i m ( r i m e n tc ( 砸l p 饿州1 0 嘲o f t l p r o d u c t w e r e 船f o l l o w s ：a l 哪 ! 6 8 3 8 l i ，p r o t e i n 2 6 3 9 , c a r b o h y d r a t e 3 4 0 9 , v mo 2 7 m g v b 2 0 4 6 m g 。v p 西0 5 m g ，c a l c i u m 3 1 6 2 m s , i r o n l 4 4 m s z i n c 7 0 5 m 吕s e l e n i t m a3 6 6 p g , i o d i n e 2 4 7 6 p g t h i r d l y , t h ei n f l u e n c eo f f i c eo p e r a t i n gp a r a m e t e r s o l lt h eo 出幽gp r o l g f t - i e so f $ b ep r o d u c t s w a g 醴啦嘲a n d 瑚卸畦鳇珏硪话胡m o d e l w a s 窖 v 鼬t h c h a r d n e s s a n d 德翊匦蠢啪o f p r o d u c t s w o r e a f f e c t e d 也d 畔啦翻a 谢yb yt h ef a c t o r so f t h em o i s t u r eo f m a t e r i a l ，t h e 妊翔p a 谢呲o f m a c h i n e b m t e l t h e h 北蹴s p e e d o f s c r e wt kc o l o r d i f f e r e n c e o f p r o d u c t s w a f f e c t e d b y t h e m o i s t u r eo f m a t e r i a l ，t h et e m p e r a t u r eo f m a o h i n eb a r r e lj o i n t l y o p t m a a at a o h n o l o g i c a lc o n d i t i o n so f p r o d u c _ i m ga n a l r t c n t f o o dr i c hi ny o l k | p o w d e r 甬磷d 掣嚏们韭酬b ym a t h e m a t i c a lm o d e l ：m o i s t u r e 1 3 t e m p e r a t m e 6 0 1 0 1 1 1 1 ，r o t a t es p i t e d l 4 1 r m i n f i n a l l y , t h e 如f 虹e f m eo f a t o r m gc o n d m o n s ( m o i s t u r e ，w p 1 ) m gm a t m a la n dg a sc o m p o s i l j o n ) o nt h eq u 啦i t yo f p r o d u c t sw a ss t u d i e da n dt h eo p l 血l a ls t o r i n gc o n d i t i o nw & qd e t e r m i n e d ： a _ i u m m t m aw r a o p e r , n i t r o g e np r e s l v a a o n , m o i s t u r e5 b a s e do nt h i sc o n d i t i o n , t w od i f f e r e n t r e g r e s s i o ne q u a t m n s 啊哪o b t a i n e d a td i - f f e r 嘲ts l o n n gt e 驰l p 删触醌a c d m gt ot h er e s u l to f d 如c t h 培t h ec o n t e n to ft e p _ 1 kr e g r e s s i o ne q u a t i o na t4 5 。cw 器t o g c = 00 1 6 7 04 4 0 7 4 a n d t h er e 謦_ e s s l o ne q u a t i o na t5 5 cw a sl o g c = o 0 4 6 6 5 t - 03 6 0 5 3 ，s ot h ev a l u eo f q l 0w a s27 8t h e r e s u l ts h o w e dt h a tt h es h e f f l i f eo f t h ef o i lw r a p p e da n dn r r o g e n f i l t e dp r o d u c t8 t2 5 w a s1 4 m 衄娃l s ，t h i n k i n ga b o u to t h e rm 孕e d i e m s s h e l f l i f e ，t h es h e l t l i f eo f t h en u t r i e n tp r o d u c tw a sl2 m o n t h s k e y w o r d s ：e x t r u s i o n ，y o l kp o w d e r , n u t t i e rf o o d ，p r e s e r v a l i o n i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。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，也不包含 本人为获得江南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 确的说明并表示谢意。 签名： l 厶真日期：2 0 0 7 年g 月腾日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：虐墨姿导师签名： 日期：7 年月汨 绪论 第一章绪论 合理营养是健康的物质基础，而平衡膳食是合理营养的唯一途径。所谓平衡膳食是指 达到营养供给量的平衡膳食，它不仅在热能与营养素上使摄食者满足了生理上的需要，而且 在各种营养素之间建立起一种生理上的平衡。要使膳食达到营养平衡，第一个简便的做法是 多吃几种食物来达到营养素互补，如日本提出健康长寿的秘诀是杂食，并建议每一位国民每 天要食1 5 种以上的食物，此法虽简便，但要在一家一户的日常膳食中实施似乎不太现实。 第二个设想是种养营养素平衡的农副产品直接供应市场。目前较现实可行的办法还是研制和 生产营养素平衡的食品来满足摄食者对平衡膳食的需求。 1 1 蛋制品及其加工现状 1 1 1 鸡蛋的营养保健作用 鸡蛋的营养成分全面均衡，是“人类理想的营养库”，含有人体所必需的蛋白质，脂肪、 类脂质、矿物质及维生索等营养物质，而且消化吸收率非常高，是优质食品【l 】。 鸡蛋的蛋白质含量比较高，一般为1 1 1 3 ，所含蛋白质主要为卵白蛋白，蛋黄中又 有很多卵黄磷蛋白，这些都是完全蛋白质。蛋类蛋白质的消化率为粥，生物价为9 4 ，其 消化率和生物价均高于其他动物性食品和植物性食品。蛋中不仅含有八种必需氨基酸，而且 相互问比例与人体的需要最为接近。可见无论是从质上还是从置上讲，鸡蛋都可称为是高价 蛋白质的来源。 蛋中含有1 1 1 5 的脂肪，而脂肪中有约5 8 6 2 的不饱和脂肪酸，其中油酸、亚 油酸是必需脂肪酸，含量丰富。另外，蛋中还含有磷脂和固醇类，其中磷脂对人的生长发育 非常重要，是构成体细胞及神经活动不可缺少的物质。固醇是机体合成固醇类激素的重要成 分。 蛋中含有1 左右的灰分，其中钙、磷、铁等无视盐含量较高，在8 5 9 可食部分中含钙 5 5 7 1 m g 、磷2 1 0 r a g 、铁2 7 3 2 m g 。尤其蛋中铁含量相对其它食物含量高，易被吸收 ( 利用率达1 0 0 ) 。蛋中还含有丰富的维生素a 、d 、b i 、b 2 、p p 等 蛋黄仅占蛋可食部分的l ，3 。但它却含有全蛋3 4 的热量，提供几乎全部的脂肪、磷脂 和胆固醇，大部分的无机盐、维生素a 和b i ，尤其是蛋黄中铁的含量是蛋白的2 3 倍。另 外，蛋黄还含有全蛋近一半的蛋白质、维生素b 2 等。可以说，蛋黄具有更高的营养价值。 近年来，国内外营养学家和医学家对鸡蛋的营养价值和保健功能有了新的评说【2 】。概 括起来，主要有6 个方面。 一是健脑益智。鸡蛋黄中的卵磷脂、甘油三醑、胆固醇和卵黄秦对神经系统和身体发育 有很大的作用。卵磷脂被人体消化后，可释放出胆碱，胆碱会通过血液到达脑内，可避免老 年人的智力衰退，并可改善人的记忆力。 二是保护肝脏。鸡蛋中的蛋白质对肝脏组织的损伤有修复作用。蛋黄中的卵磷脂可促进 肝细胞再生，还可提高人体血浆蛋白量，增强肌体的代谢功能和免疫功能。 三是延缓衰老。鸡蛋蛋白质富含人体必需的8 种氨基酸，并与人体蛋白质组成相似，吸 收率高达9 8 。此外，鸡蛋还含多种矿物质和维生索a 、b 2 、b 6 、d 、e 等，有提高体质 和防治疾病的作用。 四是防癌抗癌。台北医学院董大成教授经过长期研究后认为，鸡蛋是防癌抗癌的“灵丹”。 因为鸡蛋中含有较多的维生素b 2 。致癌物质或毒素要在人体内氧化和分解，都需要维生素 b 2 。 五是防治动脉硬化。现在，人们普遍认为冠心病者不能吃鸡蛋，实际是一种误解。最近 研究发现，蛋黄中的卵磷脂有降低胆固醇的作用。卵磷脂被小肠吸收入血液后，能使血液中 江南大学硕士学位论文 _ ：? = _ 一 胆固醇和脂肪颗粒减少，悬浮在血液中的胆固醇不会沉积在血管壁上，不会造成动脉粥样硬 化。美国科学家用鸡蛋黄治疗动脉硬化症，已经获得非常满意的效果。临床实验报告也指出， 蛋黄中的卵磷脂确实具有从体内排出血清胆固醇的作用，是高血压动脉粥样硬化和老年性痴 呆的“克星”。此外，美国癌症学会调查了8 0 多万人的饮食习惯，结果发现爱吃鸡蛋的人冠 心病死亡率低于少吃鸡蛋的人。近年来，我国中医学专家对鸡蛋的药用价值又有新的见解， 认为鸡蛋蛋白质和大豆蛋白质、鱼蛋白质都有预防中风的效果。 六是健康肌肤。国内外美容专家一致认为，价廉而最佳的天然美容物是鸡蛋，蛋黄和 蛋清是自制营养性面膜不可缺少的原料之一 1 1 2 蛋制品加工的简史与发展 由于文化传统、饮食习惯的不同，液体蛋、冰冻蛋、专用干燥蛋粉等成熟加工技术在欧 美国家比较普及，并且都有上百年历史的发展与变革。其中蛋粉干燥技术是1 8 6 5 年的美国 专利，蛋品冷冻技术也发明于1 8 9 0 年，经过低温消毒的液体蛋加工技术1 9 3 8 年在欧洲就完 全具备商品化生产的能力。随着蛋品深加工科技水平的不断提高，逐步形成了专业化、机械 化、规模化、集约化的生产模式。目前，美国、日本、加拿大、意大利、澳大利亚、德国等 发达国家的养禽业和蛋品加工业已形成现代化的大工业生产体系。 近年来，根据北美和欧洲许多国家蛋品加工的发展来看，蛋类制品的品种主要是鲜蛋、 洁蛋、液体蛋和蛋类其他深加工产品，占据了蛋品市场的主要部分。而亚洲许多国家的市场， 例如中国、朝鲜、泰国、越南等，主要是未经清洗的鲜蛋。沽蛋和液体蛋几乎没有。世界其 他地区有关国家的禽蛋产品，同中国的情况相差不大。但中国市场目前正在出现洁蛋的初级 形式，开始朝液体蛋的方向发展。 国外蛋制品加工程度高，因此发达国家的消费以蛋制品为主。例如美国蛋制品消费的比 例占全蛋的6 0 ，日本为5 0 。目前，在北美、1 3 本和欧洲就有大量的禽蛋加工厂，大约有 3 0 0 多家加工厂，把世界3 0 的禽蛋加工成禽蛋制品。例如在美国，禽蛋产品在禽蛋市场所 占份额从1 9 6 9 年的不足1 0 ，增长到1 9 9 9 年的3 0 ，现在还在增长。在日本，禽蛋产品的消 费超过了4 0 。在欧洲，其消费量在2 5 3 0 之间。因此，在国外发达的国家，蛋制品深 加工量占到其鲜蛋总量的1 5 2 5 ，其品种有清洗消毒分级洁蛋、液体蛋、分离蛋、专用 蛋粉和其它生化制品等系列深加工产品。由于蛋制品具有卫生、储运保鲜和使用方便等特点， 蛋制品又是食品加工业良好乳化剂，发泡荆和营养素，很多发达国家在蛋制品深加工的研制 和开发上投入了大量的资金和科技力量，开发的深加工蛋制品达6 0 多种。如发酵蛋白粉( 丹 麦) 、速溶蛋粉、加碘蛋( 日本) 、鱼油蛋、浓缩蛋液( 美国) 等。 养禽产蛋在中国已有数千年的历史，在长期利用蛋的过程中形成了蛋品加工工业。但目 前中国蛋品深加工企业不到4 0 0 家，大部分企业在初级加工后就上市销售，有的甚至不加工 就上市销售。与发达国家相比相差甚远，蛋产品加工业与蛋禽业的发展严重滞后。最近十年 来，国外已利用高新技术开发出六七十种不同的蛋粉和蛋液，适应各种食品加工行业的个性 需求，其平均消耗量占同期鲜蛋销售的3 0 e ，而中国9 0 以上的鸡蛋仍以壳蛋散装( 不经 过清洗杀菌) 的形式进入零售市场，在国内和国际市场的竞争中处于劣势。 目前中国蛋制品品种主要有松花蛋、咸蛋、糟蛋等再制蛋以及冰蛋黄、冰蛋白、全蛋粉、 蛋白粉、蛋黄酱、蛋饮料、溶菌酶等蛋制品，再制蛋加工是中国蛋制品加工的主导优势产品， 约占蛋类加工总量的8 0 以上。 干燥蛋制品1 3 1 是蛋液除去水分或剩下水分很低的蛋制品。鸡蛋中舍有大量的水分，如蛋 黄约舍5 0 ，全蛋约含7 5 ，而蛋白约含8 8 的水分。将含水分如此高的鲜蛋运输既不经 济，而且在贮藏过程中会发生很多变化，包括蛋内容物的物理化学变化，胚胎的生理学变化 和微生物引起的腐败变质。干燥是储藏蛋的很好方法，早在2 0 世纪初中国就有了干燥蛋， 当时有中国输往美国的干燥蛋白片，其起泡性很好并且耐储藏，使各国为之惊奇而佩服。 2 绪论 干燥蛋制品有很多优点。一、干燥蛋制品由于除去水分而体积减少，从而比带壳蛋或液 蛋储藏的空间小成本低：二、运输的成本比冰蛋或液蛋低：三、管理卫生，在储藏过程中 细菌不容易侵入、繁殖：四、干燥蛋制品成分均一，在食品配方中数量能准确控制。 干燥蛋制品由于原料及加工方法不同种类很多，主要可分为：干燥蛋白、普通干燥全蛋 及蛋粉、加糖干燥全蛋及蛋黄、其它干燥蛋制品等。国内外蛋制品的种类繁多，但是对干燥 蛋制品的研究及深加工还较少。目前普通脱水干燥全蛋粉和蛋黄粉常用于制造夹心蛋糕、油 炸圈饼和酥饼等。加糖脱水干燥全蛋和蛋黄粉适用于制造任何糕、冰，冰淇淋、鸡蛋面条等。 蛋黄粉还可提炼出蛋黄油用于医药、油画、化妆用品等。 目前，国际市场在鲜蛋销售呈现下降趋势的情况下，蛋制品消费却在持续增加，美国蛋 制品消费已增长到全蛋品总量的3 0 ，德国和法国的蛋制品进口量已占全蛋品消费置的1 6 和1 8 ；加拿大在鲜蛋消费量下降l 的情况下，蛋制品消费量增长2 3 。这种趋势以 提醒人们；蛋制品的深加工前景十分广阔，国际市场对深加工的蛋制品将可能形成一个需求 热潮。 1 2 挤压膨化技术的发展及现状 1 2 1 发展简史 挤压技术的发展可以追溯到1 7 9 7 年，j o s e p h 首先使用活塞驱动的挤压装置来生产铅 管，这是挤压技术在工业上应用的最早例子 4 1 。1 8 5 6 年，美国人沃德申请了第一份关于食 品挤压技术的专利，这也是食品挤压技术的最早文献p 】。1 8 6 9 年第一台用于生产香肠的双 螺杆挤出机问世嘲。到1 9 3 5 年挤压技术在糖果、焙烤等食品工业上得到了广泛的应用1 4 1 。 但这时的挤压技术都是冷挤压技术。到二十世纪四十年代中期，开发了能拆除套简装置的挤 压机，虽然这种挤压机的套筒部分还没有引进加热装置，但由于挤压螺杆沟槽及机筒内表面 的特殊设计，在挤压过程中的高度摩擦及强烈剪切效应可生产一定热量，对食品组分进行蒸 煮，因此这种挤压机可生产出高度膨化的风味小吃食品。二十世纪四十年代末，在挤压机的 套筒部分引进了加热装置，这种挤压机可对物料进行有效的连续燕煮，大大改进了挤压物料 的功能性质，提高了其生物利用率和消化能力1 7 j 。1 9 7 0 年，a r k i n s o n s l 发现挤压机可以使生 物聚合物塑化，他认为生物聚合物在剪应力的作用下，能重新定向，彼此发生反应，以至于 能形成新的组织结构( 如组织化植物蛋白) ，这个发现开拓了挤压机在工程食品开发领域的 道路。1 9 8 0 年以来，挤压机作为一种生化反应器，在食品工业中的应用领域也不断得到拓 展p - 2 0 1 ，目前食品挤压技术已成为食品加工技术中最为活跃和重要的组成部分。 1 2 2 挤压过程中物质成分的变化 1 2 2 1 挤压过程中淀粉的变化 原料中淀粉含量的高低以及淀粉在挤压过程中的变化，与产品的质量有十分密切的关 系。 天然淀粉吸水性很小，口感很硬，不易为淀粉酶作用，进入人体不易消化；而糊化淀粉 吸水性大，易受酶的作用，进入人体后易消化。因此，糊化是淀粉在食品加工过程中最重要 的变化。挤压膨化过程中淀粉的糊化，是一个在低水分状态下的糊化过程，淀粉糊化程度与 螺杆转速( 剪切、挤出时间) 温度、水分含量有十分密切的关系。粗略地说，转速增加会使 降解程度增大：温度高、水分含量低时，产品糊精化现象显著。这方面的研究一般采用回归 分析的方法来进行。国内外对不同淀粉的糊化与挤压系统参数间的关系进行了研究【2 i 4 j ，杨 铭铎阱】对谷物淀粉挤压膨化的糊化现象与蒸煮糊化等进行了对比研究。一般情况下，挤压 膨化物的糊化度随挤压机模头温度和喂料水分的提高而增大，随挤压机螺杆转速的提高而下 降。 淀粉在挤压过程中，除了发生糊化作用外，还会产生部分降解的糊化现象。j o h n s o n 2 6 1 ， 等曾报道在高温和剪切环境条件下，淀粉链被部分打断，形成小分子的寡糖。c o l o n n a i z q 研 究了挤压对木薯淀粉结构的影响，w i l l a m s t z s l 等人研究玉米粉在挤压过程中的变化。螺杆转 速对淀粉降解的影响则是双方面的，一方面，转速越高，剪切强度越大，从而有利于淀粉的 降解；另一方面，转速越高，物料在机筒内的作用时间越少，从而不利于降解。挤压产生了 淀粉的降解，但降解程度不大，挤出物中没有可溶于酒精的碳水化合物，也就是说，淀粉降 解后的相对分子质量在2 0 0 0 以上。因此，可以认为挤压过程中淀粉只发生了轻微的糊精化 作用。 在综合研究淀粉在挤压过程中变化的同时，许多研究人员还分别对直链淀粉和直链淀粉 在挤压过程中的变化进行了研究b ”“，研究表明：淀粉中直链淀粉与支链淀粉的比例会影响 挤压制品的质构特性；支链淀粉能促进膨化，使产品变轻，变松脆；相反直链淀粉含量高的 原料制成的产品质地较硬，膨化度较小。研究还表明，直链淀粉含量高时，膨化度、溶解性 较小，吸水速度较慢，故产品浸于水中或牛奶中保持形状不会马上变成糊状的相对时间较长， 这对提高某些制品的质量是有好处的 1 2 2 2 挤压过程中蛋白质的变化 ( 1 ) 蛋白质的变性 蛋白质在挤压机内受到加热、剪切和挤压的综合作用，其三级和四级结构的结合力变弱， 在挤压机腔体内的剪切力场中，蛋白质分子结构被伸展开来，由折叠状变为直线状，发生变 性。另外，在挤压机腔体内，变性的蛋白质分子也可彼此之间发生键合，主要是分子间的二 硫键和一些疏水键。这些过程是植物蛋白经挤压产生组织化而造成的。 蛋白质经挤压变性后，原先封闭在分子内的疏水性氨基酸残基暴露在外，使挤压蛋白在 水合体系中的溶解性降低，蛋白质的分散指数( p d i 值) 下降。 研究发现删，挤压系统参数对蛋白质的变性有重要影响。挤压机套筒温度越低、喂料 水分越大、螺杆转速越高，蛋白质变性程度越低。 挤压物料中的其他组份对挤压蛋白的p d i 值也有影响。如当有大量淀粉存在时，糊化 的淀粉与蛋白质产生结合，从而影响p d i 指数的测定值【3 2 】。 ( 2 ) 蛋白质营养价值的变化印1 蛋黄中的蛋白质主要是卵黄高磷蛋白和卵黄蛋白。由于蛋白质在挤压膨化过程中发生变 性，伸展的蛋白质分子更有利于酶的作用，因此提高了蛋白质的消化率。但挤压膨化对蛋白 质的营养价值也有不利的影响。物料中所含有蔗糖或部分水解后产生的葡萄耱和麦芽糖与氨 基酸相互作用而不容易被消化吸收。赖氮酸是一种必需氨基酸，它非常容易受到这样的破坏， 其损失会导致蛋白质质量明显下降。因此，有效地控制加工条件是很必要的，特别是当蛋白 质质量显得很重要时。 1 2 2 3 挤压过程中脂肪的变化 通常认为，在挤压过程中原料中的脂肪能够与淀粉等形成复合物。这种复合物组织紧密， 很难被水解。p c o l o n n a 的研究结果表明，在挤压膨化过程中，直链淀粉与脂肪形成的复合 物能够由v 型结构转换成更稳定的e 型结构。x 射线衍射光谱分析的结果说明，挤压机 内的剪应力是v 型结构向e 型结构转换的根本原因。不同的挤压膨化条件，形成的淀粉 脂肪复合物的含量是不同的，l u c y b g u z m a n l 2 8 】等利用w c n g e r x 5 型挤压机研究了原料挤 压后淀粉脂肪复合物形成的情况。所采用的挤压原料为：7 0 淀粉、9 蛋白质和5 脂肪， 结果表明，挤压温度和水分含量是影响复合体生成量的主要因素，而螺杆转速影响较小，即 随着挤压温度和水分含量的增大，复合体的生成量减少。另据资料表明p 4 j ”，在套筒温度为 1 1 0 1 4 0 c 、水分含量1 9 , 5 左右、螺杆转速为2 4 0 r m i n 时，淀粉脂肪复合物生成量较多，利 用x 射线衍射图和碘量图等证实了温度是影响淀粉脂肪复合物形成的最显著的因素 4 绪论 1 3 立题背景及意义 近几年，各地蛋鸡生产发展迅猛，鸡蛋供需矛盾突出，蛋价大幅度下跌，养鸡效益减少， 蛋农叫苦不迭。而另一方面，消费者对营养丰富、价格便宜的鸡蛋反应却很平淡，尽管“二 斤青菜一斤蛋”，但鸡蛋销量并没有上升。业内行家分析，蛋价持续低迷与生产结构、蛋 品开发、市场消费需求等诸多矛盾有密切关联。 2 0 世纪后期以来，我国蛋品工业有了长足的发展，禽蛋的生产量大幅度提高，开展了 一定程度的科学研究，也取得了一些成绩。但是，我国蛋品工业同国外发展情况相比，差距 也较大，利用挤压等高新技术对蛋品进行深加工的行业还寥寥无几。目前我国的蛋制品主要 是干蛋粉、干蛋片，冰蛋品和湿蛋品等，几乎都是应用于其它食品和其它行业中，直接用于 烹调食用的则较少，所以其用量有限，生产量亦有限，许多相应的蛋品加工企业面i f 缶困境。 我国在蛋制品的发展上，应该大力开发直接用于烹调的蛋粉，解决其营养物质不受破坏等问 题。利用挤压技术，以蛋黄粉为原料来生产营养佐餐就是一个较好的发展方向，这样不仅蛋 制品的应用领域扩大，而且其使用量也会扩大，蛋制品生产业才会呈现繁荣的景象。 为了保持健康及活跃的生活，人类必须每天从膳食中获取各种各样的营养物质，并且各 种营养物质间要达到合理的平衡，不能营养过剩或者营养不良，这些都会导致身体营养失调 引起各种疾病。人体对某种营养素的需要量会随年龄、性别和生理状况而异。成年人需要营 养素来维持体重及保障机体功能；儿童、青少年除了维持机体功能外还需要更多营养素满足 生长发育的需要。因此，营养平衡的膳食佐餐应运而生。 儿童的营养素供给量为：蛋白质6 6 6 克( 1 4 能量) 、脂肪5 4 4 克( 2 6 能量) 、碳水化 合物2 7 7 6 克( 6 0 能量) ，合计能量1 8 6 8 千卡。成年人的营养素供给量为：蛋白质8 0 克( 1 4 能量) 、脂肪6 0 克( 2 3 6 能量) 、碳水化合物3 5 6 克( 6 2 3 能量) ，合计能量1 8 6 8 千卡。为 了满足上述群体的膳食要求，本课题选择以蛋黄粉为主要原料生产营养蛋黄粒，并配以鱼、 紫菜和芝麻作为辅料，生产营养丰富、食用方便的营养佐餐食品。 方便食品在2 1 世纪这个讲求高效率的年代，适应了快节奏的生活步调，得到大规模的 发展。据统计1 3 6 1 ，全世界方便食品已经超过1 2 0 0 0 种( 我国仅有2 0 0 0 余种，常见的只有5 0 0 余种) ，主要有方便主食、冷冻方便食品、快餐配餐、早餐谷物食品、方便甜食、方便小食 品等。专家分析，方便食品已经风靡全球，这一趋势的最佳体现就是实现了两位数增长的即 食冷冻食品和佐餐食品。我国目前的佐餐方便食品以一些营养价值不高的传统腌腊制品居 多。挤压技术生产食品有其许多独特的优点 3 7 1 并且挤压加工是高温短时过程，食品营养成 分几乎不被破坏。因此，根据市场需求和我国大部分地区人们的饮食习惯，利用挤压技术开 发出一种既营养丰富，又方便食用的佐餐食品具有极大的市场价值。 1 4 研究的主要内容 ( 1 ) 研究挤压对蛋黄粉的影响以及淀粉含量、直链淀粉含量和淀粉种类对蛋黄粉挤压性质的 影响，确定最佳蛋黄粒的配方；并根据现代营养学的营养平衡理论，确定营养佐餐的基 本配方。 ( 2 ) 研究挤压操作参数对产品挤压性质的影响规律并建立回归方程。以期确定最佳挤压操作 参数。 ( 3 ) 探讨水分含量、包装材料和充气气体等贮藏条件对产品品质的影响，确定最佳贮藏条件； 以产品的氧化性质为主要指标，通过a s l t ( a c c e l e r a t e ds h e l f l i f et e s t i n g ) 试验，推测 产品的贮藏货架期。 江南大学硕士学位论文 2 1 前言 第二章富含蛋黄粉营养佐餐的配方研究 挤压营养佐餐和挤压膨化休闲食品在产品特性上有显著的不同，挤压膨化休闲食品只要求有良 好的膨化度和较好的口感，而挤压营养佐餐一般是撤在粥上食用，要求在粥上能保持一定的外形和 脆性。 在一个通常的配方中，各种原料相互作用，最终决定产品的性质，因此了解原料在配方中的作 用以及他们的变动对产品性质的影响是十分必要的。本文对挤压营养佐餐主要配料对产品挤压特性 的影响进行研究，目的是为蛋黄粉挤压产品的开发和配方设计提供理论依据。并根据中国营养学会 推荐的每日膳食中营养素供给量和营养均衡原则，在优化蛋黄挤压产品配方的基础上，拟选用紫菜、 小鱼和芝麻等原料，以期研制出一种营养、天然、卫生、方便的营养佐餐。 2 2 材料和方法 2 2 1 实验材料 蛋黄粉( v k 分2 8 ，蛋白质3 5 5 ，脂肪6 0 2 ) ：南通康德生物制品有限公司； 高直链玉米淀粉：天津顶峰淀粉开发有限公司； 蜡质玉米淀粉：甘肃临泽雪晶淀粉化工有限公司； 普通玉米、木薯、马铃薯淀粉：无锡金陵塔淀粉有限公司； 小麦淀粉：上海五福调味食品有限公司冯万通食品分公司； 绿豆淀粉：龙口尹村外贸联营粉丝生产厂 烤紫菜：连云港新云海苔有限公司 鱼丝：大连仁达食品有限公司 白芝麻：淮坊瑞福油脂调料有限公司 盐市售 2 2 2 实验设备 p t w 2 4 2 5 0 双螺杆挤压机美国热电公司 螺旋喂料器美国热电公司 1 0 1 a 1 型电热鼓风干燥箱上海实验仪器厂有限公司 t a - x t 2 i 型质构仪英国s m s 公司 c r - 4 0 0 型色差仪日本o n i c am i n o l e 公司 m i c r o v m m a m y l o g r a p h 粘度计 德国b r a b e n d e r 公司 7 2 1 分光光度计上海精密科学仪器有限公司 2 2 3 方法 2 2 3 1 生产工艺 原辅料分别计量一混合一调节水分一螺杆喂料一双螺杆挤压膨化一烘干一冷却包装 2 2 3 2 感官评定：描述性感官评定和评分检验法 评分检验法：组织l o 人品评小组，对被检样品的色泽、口感和外形进行偏爱检测，综合指标 = 1 3 色泽+ l ，3 口感十1 3 外形。采用9 分制评分法，非常不喜欢= 1 ，很不喜欢= 2 ，不喜欢1 3 ，不太喜 欢= 4 ，一般= 5 。稍喜欢，喜欢- - 7 ，很喜欢= 8 ，非常喜欢= 9 ， 2 2 3 3 膨化度：用游标卡尺( 精密度为0 0 2 r a m ) 测定样品直径，每个样品随机测定2 0 次，求其平 均值作为产品的平均直径，除以模口直径，其商为径向膨化度。 2 2 3 4 容重：指单位体积产品的质量( g , m d ，是准确反映膨化质量的参数之一。 取样品于1 0 0 m l 的量杯中至刻度1 0 0 m l 后，加海沙填满空隙至上表面看不到样品为止，倒出， 6 第二章富含蛋黄粉营养佐餐的配方研究 用量杯测量填充物的体积v l ，则样品体积为1 0 0 - v 1 ；用物理天平称量样品质量为m 。铡三次，取平 均值。 容重= m ( 1 0 0 一v 1 ) 单位为( g m 1 ) 2 2 - 3 5 质构：主要测试产品硬度和脆度。在t p a ( t e x t u r ep r o f i l ea n a l y s i s ) 质构图谱中的第一次压 缩曲线中若是出现两个峰，则第一个峰定义为脆性，第二个定义为硬度；若是只有一个峰值，则定 义为硬度，无脆性值。 实验参数设定如下：测前速度，2 0 m s ：测量速度，0 8 m m s 测后速度，0 g r a m s ：测试距离 1 5i n n ，两次压缩的时间间隔为2s ，选用p 5 型探头。每个样品重复测试5 次，取平均值。 2 2 3 6 色泽：用c r - 4 0 0 型色差仪测量色泽参数，其中l 表示明度，l 越大，明度越大；a 表示红绿 色度，正代表红色程度，负代表绿色程度；b 表示黄蓝色度，正表示黄色程度，负表示兰色程度；a e 为色差，表示样品与对照样的色泽接近程度。 操作参数：采用c 光源，h u n t e rl a b 颜色系统，对照样为纯蛋黄挤压色泽。每个样品测定3 次， 取平均值。 2 2 3 7 产品在5 0 ( 2 热水中保持脆性的时间 取样品若干置于烧杯中，加入一定量5 0 c 的热水( 保证样品充分浸泡为宜) ，置于5 0 ( 2 水浴中，秒表计时。当样品接近无脆性时，每隔1 0 秒品尝一次样品，一直到样品正好无脆感为止， 读取时间，重复以上试验5 次，取平均值。 2 2 3 8 糊化温度和粘度：用b r a b e n d e r 糊化仪测量。 称取一定量淀粉，加入4 5 0 m l 蒸馏水，是淀粉乳的浓度在3 s 之间，将配好的淀粉乳倒入 b r a b e n d e r 粘度杯中。从3 0 c 开始线性升温至9 5 保持0 5 h 。然后同样速率冷却至5 0 保持0 ，5 h ， 得到b r a b e n d e r 粘度曲线。 加热后淀粉水体系的行为直接表现为粘度的增加，其粘度峰开始出现时的温度被视为糊化起始 温度。 2 2 3 9 淀粉粒径：1 碘液染色，用普通显微镜观察，利用接且和接物测微计测定淀粉粒径 2 2 3 1 0 直链淀粉含量：淀粉碘复合物吸光值法 3 8 】 准确秤取样品1 0 0 m g ( 对高直链玉米淀粉取样量为3 0 r a g ，对绿豆淀粉取样量为5 0 r a g ) 至于5 0 m l 三角瓶中，加入浓度为9 5 7 , 醇l m l 和lm o l ln a o h9 m l ，在沸水浴中加热t 0m i n 。使淀粉糊 化，冷却后，用蒸馏水转移至1 0 0 m l 容量瓶中稀释至刻度。 准确吸取5 m l 上述试液放入另一个1 0 0 m l 容量瓶中，加入l m o l ln h a c 和2 m l 碘液，用蒸馏 水定容至刻度，静止2 0 r a i n 后，在波长6 2 0 r i m 下用l e n a 比色杯测定其吸光值，查标准曲线，即可求 得试样中直链淀粉的含量。 标准曲线的绘制：准确秤取4 0 0 0 m g 纯直链淀粉，用1 m 1 9 5 乙醇润湿，再用9 m llm o l l n a o h ， 在沸水浴上加热1 0 m i n ，冷却