婴幼儿配方米粉的研制.doc

哈尔滨商业大学毕业设计（论文） 婴幼儿配方米粉的研制学 生 姓 名 王 璐 指 导 教 师 徐树来 专 业 食品科学与工程 学 院 食品工程学院 2009年 6 月 15 日Graduation Project (Thesis)Harbin University of CommerceStudies and Development of Infant Formula Rice FlourStudent Wang Lu Supervisor Xu Shulai Specialty Food Science and Engineering School Harbin University Of Commerce 2009-06- 15毕业设计（论文）任务书姓名：王璐学院：食品工程学院班级：食品科学与工程05-3班专业：食品科学与工程毕业设计（论文）题目：婴幼儿营养配方米粉的研制立题目的和意义：婴幼儿的生长期是非常特殊的时期。在此期间，婴幼儿的生长发育需要大量的营养物质，是一般食品所不能提供的，因此，需要营养素齐全，营养价值高，且适合幼儿生理及饮食特点的食品。近年来发生的众多婴幼儿乳品事件使哺乳期及断乳期的婴幼儿饮食问题成为一个全社会普遍关注的焦点问题。结合婴幼儿的饮食及生理特点，开发研制婴幼儿配方乳品的替代产品，从而打破长期以来乳品独占婴幼儿饮食市场的格局，避免类似婴幼儿饮食事件的发生，基于此提出了选用优质植物原料、通过科学营养强化配方进行婴幼儿配方米粉的研究这一课题。 技术要求与工作计划：技术要求：熟练掌握食品分析国标法，采用挤压膨化技术使样品熟制，测定淀粉糊化度，对成品进行成分分析测定水分，蛋白质和脂肪含量。工作计划：1.分析婴幼儿饮食特点，计算婴幼儿712个月每日营养需要量。2.对原料成分的分析，根据膳食平衡理论和婴幼儿营养需要，编写计算程序。3.对原料配比进行计算。4.对营养素进行强化5.制定单因素实验的因素水平6.通过感官检验和测定样品吸水指数和水溶性指数选择单因素实验的优水平。7.测定蛋白质消化率和淀粉的糊化度选择最佳工艺。 8.在最佳工艺条件下制成成品进行成分分析。9.结果讨论。时间安排：序号进度安排内容预期达到的目标12月23日3月31日收集资料，确定论文提纲设计思路完成定题目列提纲24月1日4月15日配方及实验方案设计确定产品配方及实验方案34月16日4月30日挤压加工实验研究获得最优挤压加参数45月3日5月15日动物实验及测试分析测试淀粉糊化度、消化率55月16日5月26日补充实验及最佳工艺确定完成所有实验研究内容65月27日6月10日撰写论文达到提交要求76月11日6月15日提交论文、论文答辩递交论文，论文答辩指导教师要求：（签字） 年 月 日教研室主任意见：（签字） 年 月 日院长意见；（签字） 年 月 日毕业设计（论文）审阅评语一、指导教师评语：指导教师签字：年 月 日毕业设计（论文）审阅评语二、评阅人评语：评阅人签字：年 月 日毕业设计（论文）答辩评语三、答辩委员会评语：四、毕业设计（论文）成绩：专业答辩组负责人签字： 年 月 日 五、答辩委员会主任单位： （签章） 答辩委员会主任职称： 答辩委员会主任签字： 年 月 日哈尔滨商业大学毕业设计（论文）摘 要 本文选用优质大豆、大米等谷物为主要原料，利用挤压膨化加工技术，并强化多种微量元素，研制出适合断乳期婴幼儿食用的配方米粉。通过对米粉配方、试验工艺过程的研究和筛选，确定了米粉的最优配方为：大豆分离蛋白粉20%，大米50%，蛋黄粉20%，豆油2%，白砂糖8%。以此为配方，在原料含水量13%的条件下经挤压膨化加工获得的米粉淀粉糊化度达86.1%；蛋白质表观消化率为99.2%。研究及测试结果表明：该产品的配方营养合理，卫生安全，易于被机体消化吸收，适合婴幼儿的生理及饮食特点。关键词：婴幼儿；配方米粉；蛋白质消化率；淀粉糊化度IIAbstractIn this dissertation, infant formula rice for weaning period infant was studied and produced by extrusion processing technology. During the experiment, the high-quality beans, rice and other cereals as main raw material were chosen, strengthen a wide range of trace elements were adopted. By formula experiment, the optimal formula was determined: soy protein isolate powder 20%, rice 50%, 20% egg yolk powder, soybean oil 2%, 8% sugar. The product made from the13% water content raw materials by the extrusion processing obtained the ideal result, the starch gelatinization degree of 86.1% and the apparent protein digestibility was 99.2%. Research and test results showed that the product has lots of characteristic as follow: a reasonable formula nutrition, health security, digesting easily and absorption by the body, suitable for infants and young childrens physical and dietary characteristics.Key Words：Infants and young children; formula rice flour; protein digestibility; degree of starch gelatinization目 录摘 要IAbstractII1绪 论11.1婴幼儿营养米粉国内外的研究现状11.1.1国外研究状况11.1.2国内研究现状11.1.3婴幼儿食品安全问题21.2婴幼儿营养21.2.1婴幼儿生长发育特点21.2.2婴幼儿营养需要特点31.2.3婴幼儿的膳食41.2.4辅助食品的添加41.3婴幼儿膳食标准41.4营养强化配方设计的标准和依据51.5研究的目的及意义52实验部分72.1实验材料72.2试剂与设备72.2.1主要试剂72.2.2主要设备72.3实验内容及分析方法82.3.1实验内容82.3.2分析方法92.3.3单因素实验122.3.4营养强化量的计算123结果与讨论143.1配方的确定143.1.1 原料的选取143.1.2 配方一的确定143.1.3 配方二的确定143.2单因素实验结果153.2.1 A组含水量对膨化效果的影响153.2.2 B组含水量对膨化效果的影响163.2.3 C组含水量对膨化效果的影响183.3测定蛋白质消化率193.4测定淀粉糊化度203.5营养素强化203.6基本化学成分分析213.7婴幼儿配方米粉的产品性能213.7.1感官指标213.7.2产品性能21结 论23参考文献24致 谢25附 录26附表1：26附表2：27附表3：28哈尔滨商业大学毕业设计（论文）1 绪 论1.1婴幼儿营养米粉国内外的研究现状1.1.1国外研究状况婴幼儿的营养需要及辅助食品在众多国家都引起了足够的关注。在美国成立专门的婴幼儿营养中心，对婴幼儿的营养需要进行研究，强调婴幼儿应该多使用谷物类食物，强调食物多元化并强化微量元素和维生素。美国的亨氏公司按照婴幼儿营养需要生产了不同种类的婴幼儿辅助食品得到众多家长的欢迎。在日本的九州岛鸟栖和久留米有两家食品厂与德国“喜比”（HIPP）食品公司合资生产一种名为“罗必纳”的麦乳粉，以脱脂奶10%、埃及豆25%、炒小麦粉62%、强化维生素A和D、还添加一些使儿童骨骼和牙齿都能健壮的健骨粉，对抗佝偻病有效，成为日本婴儿的主食品。日本的婴儿断奶食品是以米粉、小麦粉、干酪、番茄、植物蛋白等作原料，经混合加工成片状，成为极易消化吸收的食品，这种食品可直接冲调，也可与牛奶、肉汤配合食用。荷兰是世界上婴儿食品生产比较发达的国家之一，国家设有世界驰名的儿童营养研究中心。由于荷兰的乳品工业发达，因而以乳为基础的原料品种极多。例如高蛋白花生、大豆、麦芽糖、糊精混合粉，并且强化维生素，微量元素和LL-蛋氨酸，以增强蛋白质的生物效价。荷兰还生产以鲜奶、脱脂奶粉、谷物、麦芽糊精、植物油、维生素和矿物质为原料，分别经喷雾干燥和辊筒干燥制成的婴儿营养食品。荷兰还开发了多种蔬菜和谷物加牛肉为原料经加工制成的糊状适合婴儿食用的食品。1.1.2国内研究现状与国外相比，我国对婴幼儿配方食品的研究起步很晚。建国初期，我国市售的婴儿食品只有糕干粉、奶糕等少数几种，没有任何一种现代意义的配方食品。而欧洲和美国早在19世纪就开始研究婴幼儿配方食品了，在1915年就提出了具有现代模式的第一个婴儿食品配方。我国的第一个婴儿配方食品“5410”，是1954年10月由中国医学科学院卫生研究所提出来的。配方以大豆蛋白为蛋白质的主要来源，原料为大豆粉、蛋黄粉、大米粉、植物油和蔗糖。1979年黑龙江省乳品工业研究所提出了我国第一个以牛乳为基础的婴儿配方，命名为“婴儿配方乳粉”。1982年黑龙江省乳品工业研究所和内蒙轻工业研究所又在配方工艺的基础上调整了其中乳清蛋白的含量，并添加了乳糖、植物油、维生素和一些矿物质，取名为“婴儿配方乳粉”。与此同时随着人们对婴幼儿营养知识的增多，人们开始放弃全脂加糖乳粉，而选择婴儿配方乳粉去喂养自己的孩子，这使得各类配方食品的需求量迅速增加，许多乳品企业开始生产婴儿配方乳粉，我国的相应标准应时而出。1.1.3婴幼儿食品安全问题然而正在家长们为孩子选择营养健康的琳琅满目的婴幼儿配方乳粉之时，安徽阜阳“毒奶粉”事件、“三鹿奶粉”事件、“多美滋”事件，婴幼儿乳粉接二连三的出现质量安全问题让家长们望“乳粉”却步！“毒奶粉”事件的爆发引起了人们对婴幼儿配方食品的关注，同时爆发了人们对奶粉的严重信任危机！反思事件的背后，利益的驱使导致了严重的安全问题是不容推卸的责任，然而对于乳粉加工过程中不可避免的复杂工艺造成的质量空缺也是有待于思考的。那么我们想到的是，是否可以避开劣质奶粉的侵害，有没有一种产品可以替代奶粉的营养或者高于它，并且加工过程简单易行，避免了有毒有害物质的导入和产生，为宝宝提供一款既营养又健康安全的婴幼儿辅食呢？本论文通过严格的营养计算，反复对加工工艺的探讨，为婴幼儿提供一种营养价值较高、加工过程简单、健康安全的食品婴幼儿配方米粉。1.2婴幼儿营养1.2.1婴幼儿生长发育特点1.2.1.1婴儿生长发育特点婴儿期（infant）指从出生至满一周岁前。婴儿期是人类生命从母体内生活到母体外生活的过渡期，亦是从完全依赖母乳的营养到依赖母乳外事物的过渡时期。婴儿期是人类生命发展的第一个高峰期，12个月龄婴儿体重将增至出生时的3倍，身长未出生时的1.5倍，婴儿期也是脑组织的发育高峰。但是消化器官尚未发育成熟，胃容量很小，消化功能亦不完善。1.2.1.2幼儿的生长发育特点从1周岁到满3周岁之前为幼儿（young children）期。此期的生长发育虽不及婴儿期迅猛，但与成人相比亦非常旺盛。如体重每年增加2kg，身长第二年增加1113cm，第三年增加89cm。1.2.2婴幼儿营养需要特点1.2.2.1婴儿营养需要特点热能，以单位体重表示，00.5岁婴儿热能适宜摄入量为0.4MJ/（kgd）95kcal/（kgd），是成人的三倍多。婴儿需要较多的能量，主要反映婴儿的代谢率高，以及对生长发育的特殊需要7。脂质，婴儿的胃容积小，因而需要高热量的营养素，脂质正符合此条件。脂肪除提供婴儿相当的热能外，还可促进脂溶性维生素的吸收，并可避免发生必需脂肪酸缺乏，婴儿期脂质所占之供热比应在35%50%之间。婴儿期脂肪的主要来源是乳类及合理的代乳食品。糖类，糖类的功用是供给机体热能和构成人体组织，促进生长发育。一个健康的婴儿，有28%63%的热能由糖类获得。由于婴儿要到3个月以后才有淀粉酶产生，所以多糖类食物要到46个月大时才能开始慢慢添加。蛋白质，婴儿因为体内器官的生长发育，需要质优、量足的蛋白质。正常婴儿蛋白质需要量，按每单位体重计要大于成年人；婴儿比成年人所需的必需氨基酸比例也大。除人体所必需的8种必需氨基酸外，组氨酸也是婴儿所必需的。此外婴儿还需要半胱氨酸和酪氨酸。矿物质，母乳中的各种矿物质含量是婴儿矿物质需要量的主要依据之一。1岁以内婴儿每日铁的适宜摄入量（AI）为0.310mg。正常新生儿有足够的铁储存，可以满足46个月的需要。虽然母乳中的铁易被婴儿有效的吸收，但乳中铁含量较低，因此母乳喂养的婴儿在46个月后应添加含铁辅助食品。婴儿每日钙的适宜摄入量（AI）为300400mg，母乳和牛奶中钙含量及吸收率均较高，可基本满足婴儿需要。维生素，正常母乳中含有婴儿所需的各种维生素，维生素D的推荐摄入量（RNI）为10g。1.2.2.2幼儿的营养需要特点一周岁以上的幼儿无论是热能还是蛋白质的需求量都相当于母亲的一半，而对矿物质和维生素的需要常多于成人的一半。尽管幼儿胃容量已从婴儿期的200mL增加到300mL，但幼儿牙齿少，咀嚼能力有限，胃肠道蠕动及调节能力、各种消化酶的分泌和活性也远不如成人。此外，幼儿期营养物质的获得需从以母乳为主过渡到以谷类食物为主。1.2.3婴幼儿的膳食在正常的母乳分泌和婴儿食欲正常的情况下，从46月龄之后，婴儿体重从出生时的3.2kg左右增加至67kg，而一般母乳的分泌量并不随婴儿的长大而增加。此时仅单独以母乳喂养已不能完全满足婴儿生长的需要，应逐步的添加婴儿辅助食品作为母乳的补充。断乳后的幼儿要以靠自己还未完全发育成熟的消化器官来取得营养，这种有限的消化能力与机体所需要相对大量的营养物质之间，存在着不同程度的矛盾。这些矛盾提示我们不应过早地让幼儿进食一般家庭膳食。幼儿膳食特点为从婴儿期的以乳类为主过渡到以谷类为主，奶、蛋、鱼、禽肉及蔬菜和水果为辅的混合膳食，要求食物种类多样，少量多次，平衡膳食。1.2.4辅助食品的添加婴儿辅助食品又称断乳食品（weaning food），主要是用于在充足母乳条件下正常补充。在母乳喂哺46个月至1岁断乳之间，是一个长达68个月的断奶过渡期，此期应在坚持母乳喂养的条件下，有步骤地补充婴儿所接受的辅助食品，以满足其发育的需要，顺利进入幼儿阶段。辅助食品的添加应满足以下几个原则：考虑到婴儿的咀嚼能力和胃肠适应能力，辅食添加应选择粗纤维少、容易消化吸收的食物，避免纤维较粗、脂肪含量高或辛辣刺激类食物。供应方式是渐进式的，即流质、半流质、半固体、固体逐步添加。避免添加特殊口味或调味太重的食物，应以新鲜、天然、未精制的天然原料为主的食品。婴儿满56个月时，因其体内淀粉酶的活性增加，有能力消化淀粉，此时可以添加米糊、麦糊等食物，以供应足够的热量。1.3婴幼儿膳食标准各国根据本国的情况规定了相应的婴幼儿日营养摄入量的标准，见附表18，1983年我国公布了婴幼儿食品营养及卫生标准(QB869-83)，1989年我国还公布了婴幼儿食品断乳期配方食品的国家标准(UDC613、22.GB10769-89)。中国医学科学院1954年研究的编号为“5410”配方婴儿食品，为我们研究婴幼儿辅助食品提供了参考。“5410”配方食品是由中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所研制，从50年代到现在40年中，多次对“5410”配方进行修改，调整，使其在营养和工艺方面都有了新的突破。本标准适用于以大豆、大米、蛋黄粉为主要原料，加入白砂糖、植物油、钙、铁等微量元素和维生素等辅料，经加工制成的粉状或块状的婴儿主食品。其营养价值完全可与以牛乳为主的国外同类产品相媲美。该产品即可作为婴儿主食，又可作婴幼儿断奶食品，是新一代的动植物蛋白互补的优质婴幼儿配方食品。我国“5410”配方食品的主要原料组成为：大米粉45.5%，大豆粉28%，豆油3%，蔗糖16.5%，骨粉1.5%，另外添加16种营养素。该配方营养成分及理化指标见附表2。1.4营养强化配方设计的标准和依据虽然该产品具有蛋白质含量高、易于消化的优点，但是其营养成分不够平衡，影响其吸收利用率，因此需要根据营养学原理，对限制性氨基酸和矿质元素进行强化。合理安全的营养强化配方设计，需要三方面的依据8：第一，膳食营养供给量（RDA）：国家行政当局与营养学权威组织根据营养科学的发展，结合本国实际情况，会同社会各类别人群提出一日摄食中应含有的热能和各种最易缺乏的营养素种类、数量的建议，称之为推荐膳食营养素供给量或营养供给量建议（recommend dietary allowance，简称RDA）。RDA作为一种膳食质量标准，在保障国民身体健康、指导食品生产和食品工业发展方面发挥着不可低估的作用。中国营养学会于2000年10月制定了我国居民膳食营养素参考摄入量DRIs（dietary reference intake）。在进行营养强化配方设计中，可研究、比较和参考其它国家制定的RDA及美国和FAO/WHO的相关标准。第二，食品营养强化剂使用卫生标准：作为规范食品营养强化剂使用的国家法规，审批营养强化剂使用卫生标准对食品强化中营养素的选用、使用剂量作出了明确的规定，在产品研究、开发和生产中必须遵守。第三，相关营养素在强化在题中的含量：对载体食品进行营养强化，首先必须通过检测或食物营养成分表确定其中原有的含量，再依据膳食营养供给量和食品营养强化剂使用卫生标准确定的标准计算应该添加的量。通过对以上三个方面依据的了解获得需要强化的营养素进行营养强化量的计算，使产品各类营养素均满足婴幼儿需要，达到国家标准。1.5研究的目的及意义随着我国经济建设的发展和人们物质生活的改善，营养与健康问题越来越受到人们的关注。婴幼儿的生长发育是关系到人类健康和整个民族兴旺发达的大事，所以，婴儿食品的营养与卫生倍受人们的关注。婴幼儿正处于生长发育的关键时期，婴儿期是人类生长发育的第一个高峰期，对食品有着特殊的要求，一方面要求卫生、易消化、热量和营养充足，另一方面又要求营养素的比例合适。幼儿的膳食特点为从婴儿期的以乳类为主过渡到以谷类为主，奶、蛋、鱼、禽、肉及蔬菜和水果为辅的混合膳食。然而，近年来，乳类制品频频出现质量安全问题，引起了人们的关注，令众多家长在如何为宝宝选择优质安全的断奶辅助食品颇为困惑。本课题为了满足婴幼儿必须营养需要，严格按照世界卫生组织和联合国粮农组织推荐的营养素供给量标准，以及我国建议的婴幼儿营养素供给量标准，还有“5410”配方标准，对婴幼儿经常食用的营养米粉进行配方的设计及营养素的强化。配方以谷物为大米、含有优质蛋白质的大豆及含有极易被人体吸收的脂肪酸、磷脂、矿物质和维生素的蛋黄粉等原料，采用挤压膨化技术，经产品配方和加工工艺的反复研究，并通过测试分析检验机体吸收。避免了乳制品造成的安全隐患，又满足了婴幼儿的营养需要，成为婴幼儿断奶时期的最佳食品。该复合型婴幼儿营养米粉一经面市将会成为每一位母亲的理想选择！2 实验部分2.1实验材料白砂糖 市售大豆 市售精选黄豆蛋黄粉 市售优质蛋黄粉豆油 市售鲁花压榨豆油大米 由北大荒米业提供优质碎米分离大豆蛋白粉 哈高科提供（干基蛋白质含量85%）2.2试剂与设备2.2.1主要试剂（试剂除特别说明外均为分析纯）淀粉糖化酶 北京奥博星生物技术有限责任公司乙醚 哈尔滨市新达化工厂无水乙醇 哈尔滨市新达化工厂浓硫酸 哈尔滨市新达化工厂硫代硫酸钠 哈尔滨市化学试剂厂氢氧化钠 天津市化学试剂一厂碘和碘化钾 哈尔滨化工试剂厂硫酸铜 哈尔滨化工试剂厂硫酸钾 哈尔滨化工试剂厂盐酸 哈尔滨化工试剂厂硼酸溶液 哈尔滨化工试剂厂2.2.2主要设备海尔冰箱 240L 青岛海尔有限公司电子天平 ALC-210.2 北京赛名利斯天平有限公司榨汁搅拌机 LBJ620 东莞市乐邦电子有限公司电热恒温鼓风干燥箱 DHG9123A型 上海一恒科学仪器有限公司恒温水浴锅 WS2-133-65 上海东星建材试验设备有限公司单螺杆挤压机 食品工程实验室提供2.3实验内容及分析方法2.3.1实验内容2.3.1.1配方的设计配方的设计本着经济、营养的原则选用以谷、豆类为主要原料适量添加蛋黄粉、植物油配以白砂糖。2.3.1.2加工工艺按照配方一的比例配制两组样品：A组将物料混合后加水膨化后粉碎；B组先将大豆烘烤后单独膨化再与膨化好的大米和蛋黄粉混合、粉碎。按照配方二的比例配制的原料为C组，C组加水后直接挤压膨化。分别对这三组成品进行比较测定其蛋白质消化率和淀粉糊化度。加工工艺流程图如下： A组：大豆精选粉碎 大米、豆油、蛋黄粉加水膨化粉碎调配混合过筛包装微波杀菌检验成品 B组：大豆精选烘烤粉碎 大米、豆油、蛋黄粉加水膨化粉碎调配混合过筛包装微波杀菌检验成品 C组：大米、分离大豆粉、蛋黄粉、豆油加水膨化粉碎调配混合过筛包装微波杀菌检验成品2.3.2分析方法2.3.2.1水分含量的测定：直接干燥法采用直接干燥法16 （GB5009.3-2003）。取洁净玻璃制的扁形称量称，置于105干燥箱中，瓶盖斜置于瓶边，加热1.0h。取出盖好，置于干燥器内冷却0.5h称量。并重复干燥至恒重。称取10.00g磨碎的试样，放入此称量瓶中，试样厚度约为5mm。加盖，精密称量后，置于105干燥箱中，瓶盖斜置于瓶边，干燥2h后，盖好取出，放入干燥器内冷却0.5h后称量，然后再放入105干燥箱中干燥1h左右，取出，放干燥器内冷却0.5h后再称量，至前后两次质量差不超过2mg，即为恒重。水分含量的计算公式如2-1。 2-1式中：试样中水分含量（）；称量瓶的试样质量（g）；称量瓶和试样干燥后的质量（g）；称量瓶的质量（g）；按直接干燥法测试并由式（2-1）计算得：大豆的水分含量为7.63；大米的水分含量为9.45%；蛋黄粉的水分含量为4.02%；分离大豆蛋白粉为2.20%。2.3.2.2吸水指数WAI和水溶性指数WSI的测定方法准确称取0.75g的挤压后的样品，放入盛有15mL水（水温30）的烧杯中，再将烧杯置于水浴恒温箱中，保持温度30，用玻璃棒轻轻搅动30min，然后用离心机在3000r/min下离心，15min后分离上清液和沉淀物。上清液倾倒于恒重的称量瓶中在105的烘箱中蒸发干，并恒重。水溶性指数（）计算公式2-29。 2-2式中：水溶性指数，%； 上清液蒸发干后残余物质量，g； 样品的质量。吸水指数（）计算公式如2-3。 2-3式中：吸水指数，%； 倾出上清液后沉淀物质量，g； 样品的质量。2.3.2.3蛋白质消化率的测定：测定表观消化率 蛋白质消化率：蛋白质消化率指蛋白质被水解的程度，即吸收与摄入蛋白质的比值，蛋白质的消化率越高，营养价值越高。测定蛋白质的表观消化率在实验室中应用较普遍，方便易行。蛋白质的表观消化率计算公式如下： 2-4式中：蛋白质的表观消化率，%； 摄入氮含量，%； 排出物中氮含量，%。 动物实验：选用健康品种优良的断奶幼仔家兔6只分成三组，每组两只分笼饲养7天，自由饮水，分别以A、B、C组成品婴幼儿米粉为饲料，每天分三次喂养，每次每只喂养15g，定时收取粪便晾干标号备用。 微量凯式定氮法：用微量凯式定氮法测定样品和粪便中氮的含量（GB5009.5-85）。操作方法为精密称取2.00g固体样品（约相当氮 3040mg），移入干燥的500mL定氮瓶中，加入0.2g硫酸铜。2g硫酸钾及20mL，稍摇匀后于瓶口放一小漏斗，将瓶以45角斜支于有小孔的石棉网上。小心加热，待内容物全部炭化，泡沫完全停止后，加强火力，并保持瓶内液体微沸，至液体呈蓝绿色澄清透明后，再继续加热0.5h。取下放冷，小心加20mL水。放冷后，移入100mL容量瓶中，并用少量水洗定氮瓶，洗液并入容量瓶中，再加水至刻度，混匀备用。取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾、硫酸按同一方法做试剂空白试验。装好定氨装置，于水蒸气发生瓶内装水至约2/3处，加甲基红指示液数滴及数毫升硫酸，以保持水呈酸性，加入数粒玻璃珠以防暴沸，用调压器控制，加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。向接收瓶内加入 10mL 2%硼酸溶液及混合指示液1-2滴，并使冷凝管的下端插入液面下，吸取10.0mL样品消化稀释液由小玻杯流入反应室，并以10mL水洗涤小烧杯使流入反应室内，塞紧小玻杯的棒状玻塞。将 10mL 400g/L氢氧化钠溶液倒入小玻杯，提起玻塞使其缓缓流入反应室，立即将玻塞盖紧，并加水于小玻杯以防漏气。夹紧螺旋夹，开始蒸馏。蒸气通入反应室使氨通过冷凝管而进入接收瓶内，蒸馏5 min。移动接受瓶，使冷凝管下端离开液面，再蒸馏1 min。然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。取下接收瓶，以 0.05mol/L盐酸标准溶液滴定至微红为终点。同时吸取 10.0mL试剂空白消化液做空白试验。计算公式如下： 2-5式中：样品中蛋白质的含量，； 样品消耗硫酸或盐酸标准液的体积，mL； 试剂空白消耗硫酸或盐酸标准液的体积，mL； 硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度； 0.0141N硫酸或盐酸标准溶液1 mL相当于氮克数； 样品的质量（体积）， g； 氮换算为蛋白质的系数。蛋白质中的氮含量一般为 15%17.6%，按 16计算乘以 6.25即为蛋白质。2.3.2.4淀粉糊化度的测定：淀粉糖化酶法 淀粉糖化酶法原理为：已糊化的淀粉在淀粉酶水解作用下，可水解成还原糖，化度越高，即糊化的淀粉越多，水解后生成的糖越多。本法先将经脱脂和去除可溶性糖类预处理后的样品糊化，经淀粉酶水解后，用碘量法测定糖。以此为标准，糊化程度定为100%。然后另取样品，不糊化，用淀粉酶直接水解，用同样方法测定糖，通过计算可求出被测样品的相对糊化度，即样品的样品化度。测定方法如表2-1所示。样品的糊化度按下面公式计算16： 2-6 式中各项均按照表2-1测得。表2-1 糊化度的测定方法三角瓶号a 1a2a3a4bc（1）称样1g+/（2）加水50mL+/（3）在沸水浴中加热15min+/（4）急剧冷却至室温+/（5）加5%淀粉糖化酶液5mL+/+/+/（6）37下保温90min，振荡+/（7）加1mol/LHCL2mL+/（8）定容至100mL+/（9）过滤+/（10）准确称取滤液10min+/（11）准确加水10mL/+（12）加0.1mol/L碘液10mL+（13）加0.1mol/L NaOH18mL+（14）准确静置15min+（15）加10%H2SO4 2mL+（16）以0.1mol/L Na2S2O3+滴定值/mLa1a2a3a4bc注：“+”表示该项操作，“/”表示该项不操作。2.3.3单因素实验对A、B、C三组膨化时的水分含量做单因素实验，以水溶性指数和吸水指数为指标选出最佳条件。2.3.4营养强化量的计算在确定了营养强化的种类之后，需要根据强化依据进行计算。计算方法选用营养质量指数法。营养质量指数法是利用食品中各种营养素的营养质量指数来进行计算的。是指食品中某种营养素占供给量的百分数与该种食品中热能占供给量的百分数之比，如式2-7所示。理想的食品应该是各种营养素的值等于1。 2-7式中： 某种营养素含量，mg/100g； 该营养物质供给量，mg/100g； 热能含量，kJ； 热能供给量，kJ。氨基酸的营养强化采用氨基酸指数法，氨基酸指数计算公式如下2-8。其中氨基酸系数指在鸡蛋蛋白质中，以色氨酸氨基酸指数为1时，其余氨基酸与它的比值，各种氨基酸系数见文献7。用氨基酸指数的平均数作为强化限量，使强化后的氨基酸指数标准差最小。 2-8式中： 氨基酸指数；某种氨基酸含量，；色氨酸含量，；该氨基酸系数。3 结果与讨论3.1配方的确定3.1.1 原料的选取原料选取标准为大豆：不低于GB 1352二级品规定；大米：不低于GB 1354二级品规定；蛋黄粉：蛋黄粉符合GB 2755卫生标准；白砂糖：不低于GB 317二级品以上规定；豆油：豆油符合GB 1535大豆油标准。主要原料的成分含量见附表3。根据原料的选择和原料成分的分析，按照蛋白质、脂肪、碳水化合物的婴幼儿每日每千克体重需求比例确定实验配方一和配方二。主要原料含水量的测定结果列于表3-1。表3-1 各原料水分含量原料大米大豆（烘烤前）大豆（烘烤后）蛋黄粉分离大豆蛋白粉水分含量（%）9.47.62.594.022.203.1.2 配方一的确定选用北大荒米业提供的碎米、优质的大豆为主要原料，添加适当的蛋黄粉和植物油满足婴幼儿脂肪的功能比例。配方一的原料配比列于表3-2。表3-2 配方一原料配方表（每100g样品）名称大米大豆蛋黄粉豆油白砂糖数量50g30g10g2g8g3.1.3 配方二的确定选用蛋白含量较高的分离大豆蛋白粉蛋白质含量近85%替代大豆提供的优质植物蛋白，将原料充分混合后进行膨化。配方二的原料配比列于表3-3。表3-3 配方二原料配方表（每100g样品）名称大米分离大豆蛋白粉（干基蛋白质含量85%）蛋黄粉豆油白砂糖数量50g20g20g2g8g3.2单因素实验结果3.2.1 A组含水量对膨化效果的影响A组原料混合后水分含量分别为15.5%、15.7%、15.9%、16.1%和16.3%，挤压加工后，挤出物水溶性指数与原料初始含水量之间的关系如图3-1所示。图3-1原料含水量与挤出物水溶性指数的关系 0248101215.4015.6015.8016.0016.2016.40含水量/%水溶性指数/%6由图3-1可知：随着物料含水量的降低水溶性指数呈上升趋势。这是因为物料中水分减少，物料与机筒和螺杆之间的摩擦力增大，物料受到剪切作用加强，导致淀粉、蛋白质和粗纤维等大分子物质变性程度提高，孔隙度增大，从而导致水溶性指数提高。膨化前原料的水溶性指数仅为3%6%，膨化后的产品水溶性指数为10%12%，说明膨化加工提高了膨化食品的水溶性物质含量，提高产品的消化吸收利用率。由图3-2所示，随着物料含水量减小，产品吸水性指数下降。这是由于物料含水量增大时，加工温度和剪切作用对物料分子作用程度减弱，淀粉、蛋白质、粗纤维等大分子降解程度减少，吸水能力丧失程度较小，同时产品膨化后形成的微孔结构具有极强的腹水能力。因而，随着物料含水量上升，产品吸水性指数提高。虽然有关资料指出谷物原料膨化时含水量控制在10.6%15.0%，实验发现按此区域添加水分，原料中添加的豆油和原料大豆中的油脂在高温溢出使螺杆打滑堵塞螺杆，水分含量太少早已蒸发利用。因此尝试控制水分含量在15%以上，含水量的增大有利于提高物料黏度，减少螺杆阻力，大量水分蒸发带来的持续高温使物料膨化。通过以上结果得知最佳含水量为15.5%。05010015020025030035015.4015.6015.8016.0016.2016.40含水量/%吸水指数/%图3-2含水量与挤出物吸水指数的关系3.2.2 B组含水量对膨化效果的影响单独膨化烘烤粉碎后的大豆，对其含水量分别为13%、13.5%、14%、14.5%和15%进行膨化测定水溶性指数和吸水指数。0102030405012.5013.0013.5014.0014.5015.0015.50含水量（%）水溶性指数（%）图3-3含水量对水溶性指数的影响由图3-3可知，随着含水量的降低水溶性指数升高，加水后产生的高温蒸汽使大豆中的胰蛋白酶抑制因子降低，形成细小的孔洞，使产品膨化。由图3-4可知：随着含水量的增加，加工温度和剪切作用对物料分子作用程度减弱，吸水性指数增大。通过测定水溶性指数和吸水性指数确定膨化大豆时最佳含水量为13%。010020030040050012.5013.0013.5014.0014.5015.0015.50含水量（%）吸水性指数（%）图3-4含水量对吸水性指数的影响膨化大米、蛋黄粉并添加豆油，添加水后水分含量为13%、13.5%、14%、14.5%和15%。图3-5含水量对水溶性指数的影响4041424344454612.5013.0013.5014.0014.5015.0015.50含水量（%）水溶性指数（%)如图3-5所示，含水量的降低，水溶性指数增大。在13%水溶性指数最大为45.7%，说明淀粉在该水分条件下已糊化且糊化程度较高。由图3-6可知，吸水指数随水分含量的降低而减小，在水分含量为13%时，膨化效果较好。若单独膨化大米水分含量应该在13%左右。添加豆油后，为了防止豆油在转头处打滑而堵塞出料口，水分含量应增加，但在实际操作中发现蛋黄粉的加入吸收了大量油脂，并且豆油的添加量在原料比例中比较低，因此水分含量的添加趋于正常。42543043544044545045546046512.5013.0013.5014.0014.5015.0015.50含水量（%）吸水性指数（%）图3-6含水量对吸水性指数的影响3.2.3 C组含水量对膨化效果的影响C组水分含量分别为13%，13.5%，14%，14.5%，15%的条件下加工成品测定其水溶性指数和吸水性指数结果如下图3-7含水量对水溶性指数的影响 010203040506012.5013.0013.5014.0014.5015.0015.50含水量（%）水溶性指数（%)如图3-7可知随着水分含量的降低，水溶性指数增大，在较低的水分含量条件下，淀粉糊化度高，因此水溶性指数较大。由图3-8可知：C组水分含量为13%为最好。C组配方采用分离大豆蛋白粉脂肪含量低，极少量的膳食纤维，避开了大豆中脂肪氧化酶的存在营养产品消化吸收，同时膨化之后颜色较A、B组均匀，呈金黄色。C组遇水后迅速溶解，说明物料在膨化阶段内部形成均匀多孔结构能较快的遇水后吸收水分。并且C组沉淀物较少，主要因为去除了大豆中的膳食纤维大量减少了产品中膳食纤维的含量，感官效果好。图3-8含水量对吸水性指数的影响 40041042043044045046012.5013.0013.5014.0014.5015.0015.50含水量（%）吸水性指数（%） 3.3测定蛋白质消化率在最佳含水量条件下膨化后的成品：分别为A组含水15.5%条件下膨化，B组在含水量13%的条件下膨化，C组在含水量13%的条件下膨化。分别饲养动物，收集粪便按组标号为a、b、c。测定各组饲料和各组粪便的含氮量按公式计算蛋白质的表观消化率列于下表。表3-4 几种蛋白质的消化率食物真消化率（%）鸡蛋97大米88大豆粉87生大豆60表3-5 蛋白质的消化率样品饲料的含氮量 /g粪氮 /g蛋白质的消化率AD /%A组36.360.997297.3B组66.0151.662397.5C组46.20.367599.2由表3-4和表3-5的蛋白质消化率相互比较，发现经过膨化加工后的蛋白质消化率提高。对A、B、C三组蛋白质的消化率结果进行比较，C组蛋白质消化率最高为99.2%。分析原因C组的原料选择分离大豆蛋白粉，分离大豆蛋白粉去除大豆中脂肪，并且含有少量的膳食纤维减少冲调产生沉淀，有效防止了脂肪氧化酶的存在，经加工后大大提高了蛋白质的消化率，因此结果表