挤压参数对玉米_小麦混合粉挤压特性的影响

1、2006, Vol. 27, No. 05食品科学工艺技术间延长吸光值有不同程度的增加;而M g 2+、Z n 2+对色素几乎没有影响,肉眼观察不到色素颜色的变化;F e 2+使花色素苷在510n m 下的吸光值随时间的延长有所下降;Cu 2+对花色素苷的破坏作用则非常明显,10d 内吸光值下降了33.6%。因此在荔枝花色素苷的提取、保存和加工过程中应尽量避免与含F e 2+、C u 2+的材料接触。4结论本试验中提取得到的荔枝花色素苷溶液呈现鲜艳的红色,是良好的天然食品着色剂,我们曾将该色素应用到硬糖、稀酸奶、甜奶和果冻中,着色效果很好。高浓度糖能增强荔枝花色素苷的稳定性,酸味剂都能促进花色

2、素苷的显色,而大多数的金属离子对其无影响,但Cu 2+、VC 对花色素苷具有较强的破坏作用,-环糊精、山梨酸、苯甲酸对花色素苷稳定性影响不显著,此外乙醇对花色素苷的的显色影响较大。参考文献:1尤新.天然食用色素和功能J.食品添加剂,2002,(5:1-3.2LeeHS,WickerL.AnthocyaninpigmentsintheskinoflycheefruitJ.JFoodSci,1991,56(2:466-468,483.3宋光泉,古练权.荔枝果皮花色素苷的光分解研究J.中山大学学报(自然科学版,1999,38(5:58-60.4庞学群,张昭其,段学武,等.pH值和温度对荔枝果皮花色素

3、苷稳定性的影响J.园艺学报,2001,28(1:25-30.5庞学群,张昭其,段学武,等.氧化还原物对荔枝果皮花色素苷稳定性的影响J.华南农业大学学报,2001,22(2:15-17.6胡位荣,张昭其,季作梁,等.酸处理对采后荔枝果皮色泽与生理活性的影响J.食品科学,2004,25(7:176-180.7林植芳,李双顺,陈芳,等.几种抗氧化剂对荔枝果实生理特性的影响J.中国果树,1988,(2:12-15.收稿日期:2005-10-30*通讯作者作者简介:张志森(1969-,男,讲师,硕士,研究方向为食品机械与工程。挤压参数对玉米-小麦混合粉挤压特性的影响张志森,谭志光,李爱军*,唐书泽(暨南

4、大学理工学院食品科学与工程系,广东广州510632摘要:以玉米-小麦混合粉为原料,用正交设计方法进行挤压试验,研究了两种配比的混合物料在挤压过程中的挤压特性。单指标评价表明,对产品容重影响的顺序是:水分含量、物料配比、加热温度和螺杆转速及模口形状;进一步用主成分分析方法对指标向量进行综合评价发现,影响顺序为:加热温度、水分含量、模口形状、螺杆转速及物料配比。用主成分分析的方法得到较好的试验条件为:温度160、水分含量20%、圆形模口、螺杆转速245r/min及物料配比1:1。关键词:挤压操作参数;正交设计;挤压特性;主成分分析EffectofExtrusionParametersonChara

5、cteristicsofCorn-CerealPowderExtrudateZHANGZhi-sen,TANZhi-guang,LIAi-jun*,TANGShu-ze(DepartmentofFoodScienceandEngineering,JinanUniversity,Guangzhou510632,ChinaAbstract :Orthogonalextrusionexperimentswithcorn/cerealmixtureasrawmaterialareputforward.Theextrudates characteristicsa res tudiedu ndert wo

6、p roportiont reatments.B ys ingle-indexe valuation,i ti sf oundt hatt hei mportanto rdera re moisturecontent,proportion,dietemperature,screwspeedanddietype.Furthermore,principalcomponentsmethodis employedo ne valuationo ft hee xperimentale ffects,i ti sf oundt hatt hei mportanto rdera rec hangedw it

7、hd iet emperature,moisture content,dietype,screwspeedandproportion.Theproperexperimentalconditionsunderthelattermethodare:160ofdie157工艺技术食品科学2006, Vol. 27, No. 05temperature,20%ofmoisturecontent,holetypeofdie,245r/minofscrewspeedandproportion1:1.Keywords :extrusionprocessparameters ;orthogonaldesign

8、 ;extrusioncharacteristics ;principalcomponentanalysis.中图分类号:TS213文献标识码:A文章编号:1002-6630(200605-0156-03食品挤压加工技术是现代食品加工中的高新技术,在食品挤压加工技术的研究中,食品物料挤压加工特性研究与设备操作参数的优化研究形成了人们关注的两大热点14。玉米与小麦粉作为广泛应用的两大食品原料,在挤压加工领域中有着广阔的市场前景。严华锋等研究了原料水分、粒度和螺杆转速对玉米粉膨化性能的影响5,左春柽等以玉米与大米粉的混合粉料为原料研究了用玉米面膨化食品的工艺与配方6。魏益民等以玉米糁为材料分析了加

9、工温度和物料含水量对螺杆扭矩、产品膨化率及含水量的影响7。本文以玉米粉与小麦面粉混合料为原料,在小双螺杆挤压机上用正交设计的方法进行了试验研究,对试验结果采用主成分分析的方法进行了综合分析。1材料与方法1.1设备本试验采用DS32-型小双螺杆挤压膨化实验机。该机具有自动化程度高,操作简便等优点,非常适合实验室研究使用。该机采用P L C 控制系统,通过变频调速控制螺杆转速、喂料速度以及旋切速度,物料采用三区加热方式,控制温度精度较高,并可以同时测量模头与机筒内部的压力。质构仪CNSFARNELLQTS25。1.2材料供试材料为市售玉米粉与小麦粉。1.3方法原料调节水分螺旋喂料挤压膨化取样。采用

10、正交试验设计,因素水平设计见表1。A B C 温度D 螺杆转速E 物料配比水平模口形状水分含量(%(3区(r/min玉米:小麦1圆形201201451:12长条形301602457:3表1因素水平表Table 1 Factors and levels该水平设计表中,关于温度的水平,由于是3个区可以独立控温,而影响产品最终指标的主要部分是3区温度,因此本试验采用将1区、2区固定而改变3区温度的方法来加以控制。2结果与分析2.1试验结果采用L 8(27正交表,考虑到各因素间相互独立,将其顺序上列。在指标分析过程中,由于模口压力是螺杆转速、模口形状与尺寸、温度及物料含水量等因素的函数。因此将其作为一

11、个重要的指标加以考察。此外,重点考察了挤出物的膨化程度(以膨化后容重表示和硬度(由质构仪测量两项指标。通过试验得到具体试验数据如表2所示。0.8923.810.134.531.870.132.13表2L 8(27正交试验结果Table 2 The results of orthogonal experiments2.2试验结果单指标分析由单指标的极差分析可见,对产品容重影响的顺序是:水分含量、物料配比、加热温度和螺杆转速及模口形状。由于容重是以大为好的指标,从表中直观可见的是,模口尺寸对容重的影响不大,但圆形模口较长条形模口所得产品硬度要小(硬度以小为好。因此,较好的试验条件是:采用圆形模口、

12、水分含量取低水平(20%、温度取高水平(160、螺杆转速取高水平(245r/min、物料配比取高水平(7:3。2.3多指标综合评价由于挤出物特性指标是多方面的,因此有必要进行多指标评价。本文重点考察了挤出压力、膨化后的容重以及硬度。实际生产过程中,对这三项指标的要求应根据产品的具体要求加以确定。一般来说,在产品达到要求的前提下,希望模口压力以小为好、容重以大为好,而产品硬度以小为好。因此,在评价试验处理条件时,需要将这三个指标进行综合,得出了一个综合评价的指标。本文用主成分分析的方法,将所得到的三个指标值进行综合,从而得到一个综合指标值。具体过程为8:对原始数据进行标准化处理、计算标准化后的三

13、个指标2006, Vol. 27, No. 05食品科学工艺技术的协方差阵、计算相关系数矩阵的特征值特征向量、计算各主成分的方差贡献率及累积方差贡献率、选择主成分个数、做出综合评价。需要指出的是,在进行主成分分析时,首先要进行指标的正向化,本例有两个指标是以小为好的,因此需进行正向化处理(此处我们将压力值与硬度值均取其负值。根据上述方法,采用国际流行的SAS 统计分析软件,得到如下的结果。指标向量的相关阵为:1.0000-0.1637-0.531-0.16371.00000.6081第1主成分为:y1=-0.2330x 1+0.6979x 2+0.6773x3其方差贡献率1为0.5483。第2

14、主成分为:y2=0.9638x 1+0.0730x 2+0.2563x 3其方差贡献率2为0.3245。根据累积方差贡献率大于85%原则,取上述两个主成分即可。将两个主成分合并可得综合评价指标:y=0.2120x 1+0.7098x 2+0.5208x3式中:x 1为正向化后的压力值;x 2为容重值;x 3为正向化后的硬度值,综合评价值以大为好。将每个试验的综合评价指标计算出来,可以得到如表3所示的综合指标的极差分析。极差A B C D E K 1-28.39-27.07-39.76-37.35-33.01K 2-37.44-38.76-26.07-28.48-32.82R9.0511.691

15、3.698.870.19表3综合指标的极差分析Table 3 Range analyses of multi-indexes相关性不大;模口压力与挤出物硬度相关性较大,是负相关,即压力越大,硬度越小;膨化后的容重与挤出物硬度相关性大,是负相关(相关系数虽为正值,但硬度为正向化后的指标值,故为负相关,即容重越大则硬度越小。3结论本文以玉米-小麦混合粉为原料,采用正交设计方法进行挤压实验研究,分析了两种配比的混合物料在挤压过程中的挤压特性。进行了单指标评价与多指标主成分分析,两种评价结果表明,影响挤出物特性的主要因素为:水分含量和加热温度,相对次要的因素包括:螺杆转速、模口形状及物料配比。用主成分

16、分析的方法得到较好的试验条件为:温度160、水分含量20%、圆形模口、螺杆转速245r/min 及物料配比1:1。分析表明,用主成分分析的方法可以在多指标评价过程中得出符合实际的结论。参考文献:1NCayot,DBounie,HBaussart.Dynamicmodelingforatwinscrewfoodextruder:analysisofthedynamicbehaviourthroughprocess variablesJ.JournalofFoodEngineering,1995,25:245-260.2GDellaValle,YBoche,Pcolonna,etal.Theext

17、rusionbehaviourof potatostarchJ.CarbohydratePolymers,1995,28:255-264.3文东辉,徐克非,郝文杰,等.国外双螺杆挤压膨化机的研究现状J.食品与机械,1999,(5:35-37.4MaryseThiéBaud.Elianedumayandjeanclaudecheftel,influenceof processvariablesonthecharacterisiticsofahighmoisturefishsoy proteinmixtexturizedbyextrusioncookingJ.LebensmWissu Techn