大米牛肉挤压膨化食品的工艺优化与品质特性研究

大米牛肉挤压膨化食品的工艺优化与品质特性研究一、引言1.1研究背景与意义挤压膨化食品起源于20世纪初，最初是为了解决食品加工过程中的废弃物和副产品问题。1856年，美国的沃得申请了关于食品膨化技术的专利，这标志着膨化技术在食品领域的初步探索。直到20世纪30年代末，膨化技术才首次被应用于生产谷物类方便食品，开启了挤压膨化食品发展的新篇章。此后，随着技术的不断发展和改进，挤压膨化技术逐渐成为一种重要的食品加工技术，广泛应用于早餐谷物、零食、宠物食品等多个领域。挤压膨化技术是一种多功能、高产量、高质量的食品加工技术，它利用螺杆的推力以及挤压过程的阻力，使原料在机器内达到高温高压状态，然后在常压下迅速释放。此时，由于压力的降低，原料的水分急骤气化，并将原料的结构变成疏松的海绵体，原料的体积随之膨胀。该技术可将粉碎、混合、熟化、杀菌、调味、成型、干燥等谷物食品加工的多道工序，通过一台挤压机完成，大大地简化了工艺，降低了能耗，且无废水、废气排出，减少了食品生产过程中的污染源。凭借这些显著优势，挤压膨化技术在食品工业中得到了广泛的应用和发展。目前，市场上的挤压膨化食品种类繁多，以谷物类为主要原料的产品占据了较大份额，如大米、玉米、小麦粉等被广泛用于制作各类膨化零食、早餐谷物等。然而，以动物肉类为原料的挤压膨化产品却相对较少，尤其是大米与牛肉组合的挤压膨化食品更是鲜见报道。牛肉中富含蛋白质，其氨基酸组成比猪肉更接近人体需要，能够提高机体的抗病能力，是一种优质的补益佳品。将牛肉粉与大米混合进行挤压膨化，大米可以提供人体所需的碳水化合物和能量，牛肉则能补充一般谷物中缺少的氨基酸，使得制成的挤压膨化产品营养价值得到有效提升，营养更加均衡。因此，开发大米牛肉挤压膨化食品具有重要的现实意义。从市场角度来看，开发大米牛肉挤压膨化食品能够丰富当前的挤压膨化食品市场。随着消费者对食品多样化和营养化的需求不断增加，这种新颖的组合有望吸引更多消费者的关注，满足不同人群的口味和营养需求，从而为食品市场注入新的活力。从牛肉产业角度出发，该产品的开发为牛肉的深加工提供了新的途径，有助于提高牛肉的附加值。传统的牛肉加工方式较为有限，通过挤压膨化技术，可以将牛肉制成各种形态和口味的休闲食品，拓宽了牛肉的应用领域，增加了牛肉产品的市场竞争力。从营养健康角度而言，大米牛肉挤压膨化食品实现了碳水化合物与优质蛋白质的有机结合，能够为消费者提供更加全面和均衡的营养，有助于满足人们对健康饮食的追求。综上所述，开展大米牛肉挤压膨化食品的研发，不仅能够填补市场空白，推动食品行业的创新发展，还能为提高牛肉附加值和保障消费者的营养健康做出积极贡献，具有广阔的市场前景和重要的研究价值。1.2国内外研究现状挤压膨化技术在食品领域的应用研究由来已久，且成果丰硕。国外在20世纪初便开始了对该技术的探索，1856年美国的沃得申请了食品膨化技术专利，这是该技术发展的重要起点。到20世纪30年代末，膨化技术首次应用于谷物类方便食品的生产，此后，随着科技的不断进步，挤压膨化技术在食品工业中的应用日益广泛，涵盖了早餐谷物、零食、宠物食品等多个领域。在挤压膨化设备方面，国外已经发展出了多种类型的挤压机，如单螺杆挤压机、双螺杆挤压机和多螺杆挤压机等，并且对设备的性能优化和工艺参数的精确控制进行了深入研究，能够根据不同的原料和产品需求，实现高效、稳定的生产。在国内，挤压膨化技术的研究与应用起步相对较晚，但近年来发展迅速。众多科研机构和企业致力于该技术的研究与创新，取得了一系列成果。在谷物直接膨化食品方面，国内已能利用高剪切力单螺杆挤压机生产出多种风味和形状的休闲谷物小吃食品，产品种类丰富，满足了不同消费者的口味需求。同时，在油脂生产、抗性淀粉制备、膨化玉米粉生产冰激凌以及组织化植物蛋白生产等领域，挤压膨化技术也得到了广泛应用，并取得了良好的效果。例如，在油脂生产中，通过对油料进行挤压膨化预处理，提高了溶剂浸出提油的效率和出油率；在抗性淀粉制备中，利用挤压膨化的预糊化作用，提高了淀粉的糊化度，进而提高了抗性淀粉的得率。在大米相关挤压膨化食品的研究中，国内外学者主要聚焦于工艺参数对产品品质的影响。孟爽等人利用单螺杆挤压膨化机对大米进行挤压膨化，将模孔直径固定为12mm，选择挤压机8段长度、模孔长度、模头温度、螺杆转速、物料含水率5个因素作为挤压工艺参数的研究对象，采用“五因素五水平”进行二次正交旋转组合试验设计，研究了挤压膨化过程中挤压膨化系统参数对大米淀粉糊化程度的影响规律，并建立了有关的数学模型进行分析。研究发现，不同的挤压系统参数会对糊化度产生显著影响，为大米挤压膨化食品的生产提供了理论依据。华南农业大学食品学院的阮蕴莹和广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所的邓媛元、张名位等人借鉴前人研发的预酶解-挤压膨化改善大米粉特性技术，参照麦芽糊精的葡萄糖当量（DE）值指标，制备不同DE值预消化大米基质粉，并进一步评价其吸水性指数（WAI）、水溶性指数（WSI）、粉体流动性、糊化度、糊化特性、可溶性蛋白含量及淀粉体外消化特性，以及采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱等对其结构进行分析。结果表明，经过预酶解处理后，预消化大米膨化粉的WAI随其DE值增大而显著降低，WSI则随DE值增大显著提高，有利于预消化大米膨化粉在水中溶解，冲调时不易结块，溶解速度快。同时，不同DE值预消化大米膨化粉休止角均小于40°，可以满足工业应用中生产流动性的需要；随着DE值增大，预消化大米膨化粉的糊化度整体呈下降趋势，其峰值黏度、最低黏度、最终黏度、衰减值和回生值均呈下降趋势，抗剪切能力和热稳定性越好，越不容易发生老化。在牛肉相关挤压膨化食品的研究方面，虽然以动物肉类为原料的挤压膨化产品相对较少，但也有不少学者进行了有价值的探索。梁文明等人利用自熟双螺杆多功能食品膨化机，进行挤压膨化大米-牛肉制品的开发与研究。应用正交试验以感官评价为指标研究牛肉的添加量、物料湿度、螺杆转速及挤压温度4个操作参数对挤出物的影响，确定了最适工艺条件：进料湿度是17%，螺杆恒定转速为160r/min，挤压温度为160℃，牛肉的添加量是10.00%。在此条件下产品的硬度为4.2N、脆度为21.4mm、膨胀度为329%，产品口感细腻，酥脆可口，有牛肉的香味，感官评价得分最高。经电镜观察挤压之后淀粉颗粒膨胀，彼此间距增大且变得更光滑。云南农业大学食品科技学院的杜江和黄艾祥综述了以肉类和其它原料混合通过挤压膨化技术生产食品的研究进展，指出谷物类原料一般缺乏赖氨酸和含硫氨基酸，而肉中富含赖氨酸和蛋氨酸，因此以肉类为主要原料制成的挤压膨化产品能有效提高产品的营养价值。目前国内市场上的挤压膨化肉制品较少，但具有广阔的开发前景。综上所述，目前国内外对于挤压膨化技术在食品领域的应用研究已经取得了一定的成果，大米和牛肉单独作为原料进行挤压膨化食品的研究也有了一定的基础，但将大米与牛肉组合进行挤压膨化食品的研究相对较少。本研究旨在在前人研究的基础上，深入探究大米牛肉挤压膨化食品的最佳工艺参数和产品性质，为该类产品的开发提供理论支持和技术参考。1.3研究目的与内容本研究旨在利用挤压膨化技术，开发一种新型的大米牛肉挤压膨化食品，并深入分析其相关性质，为该类产品的工业化生产提供理论依据和技术支持。在工艺优化方面，本研究将以感官评价为主要指标，同时结合硬度、脆度、膨胀度等质构特性分析，全面考察牛肉添加量、物料湿度、螺杆转速及挤压温度这4个关键操作参数对挤出物品质的影响。通过单因素试验，初步探索各参数对产品品质的影响趋势，确定各参数的大致取值范围。在此基础上，运用正交试验设计，进一步优化工艺参数，确定大米牛肉挤压膨化食品的最佳生产工艺条件，以获得口感、质地和风味俱佳的产品。例如，在梁文明等人的研究中，通过正交试验确定了大米-牛肉挤压膨化产品的最适工艺条件为进料湿度17%，螺杆恒定转速160r/min，挤压温度160℃，牛肉添加量10.00%，本研究将在此基础上，进一步优化工艺，提高产品品质。在产品性质分析方面，本研究将对优化工艺条件下制备的大米牛肉挤压膨化食品进行多方面的性质分析。首先，进行质构分析，使用质构仪精确测定产品的硬度、脆度、咀嚼性等质构参数，深入了解产品的质地特性，为产品的口感评价提供科学依据。其次，开展营养成分分析，全面测定产品中的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质等营养成分含量，评估产品的营养价值，明确大米与牛肉组合后在营养方面的优势。再者，进行理化性质分析，包括水分含量、水分活度、溶解度、膨胀率等指标的测定，探究产品的物理化学特性，为产品的储存和稳定性研究提供数据支持。本研究还将运用扫描电子显微镜对大米牛肉挤压膨化食品的微观结构进行观察。通过观察淀粉颗粒的形态、大小、分布以及与蛋白质等其他成分的相互作用情况，深入探究挤压膨化过程对产品微观结构的影响，从微观层面揭示产品性质与工艺参数之间的内在联系，为进一步优化产品品质提供微观层面的理论依据。例如，梁文明等人的研究通过电镜观察发现挤压之后淀粉颗粒膨胀，彼此间距增大且变得更光滑，本研究将在此基础上，进一步深入分析微观结构与产品性质之间的关系。二、大米牛肉挤压膨化食品研发2.1实验材料与设备本实验选用的大米为市售优质大米，经过严格筛选，确保无杂质、无霉变，颗粒饱满，其主要成分包括淀粉、蛋白质、脂肪以及少量的维生素和矿物质等。大米作为主要原料，为产品提供了丰富的碳水化合物，是产品的基础组成部分。牛肉粉由专业肉类加工企业生产，通过对新鲜牛肉进行精心加工，去除脂肪、水分等杂质后，经过干燥、粉碎等工艺制成。牛肉粉富含蛋白质，其氨基酸组成接近人体需要，能够为产品补充优质蛋白质，提高产品的营养价值。为了改善产品的口感、质地和风味，实验中还添加了多种食品添加剂。其中，食盐用于调节产品的咸度，增强风味；白砂糖可增加产品的甜度，使其口感更加丰富；淀粉作为填充剂和增稠剂，有助于改善产品的质地，使其更加紧实；调味料则根据不同的风味需求进行选择，如麻辣味调味料、咖喱味调味料等，为产品赋予独特的风味。这些食品添加剂均符合国家食品安全标准，在规定的使用范围内使用，确保产品的安全性和质量。实验设备主要包括双螺杆挤压机、质构仪、水分快速测定仪、电子天平、烘箱、快速粉碎机、恒温水浴锅等。双螺杆挤压机是整个实验的核心设备，选用[具体型号]的双螺杆挤压机，其螺杆直径为[X]mm，长径比为[X]，螺杆转速可在[X]r/min-[X]r/min范围内调节，模孔孔径为[X]mm。该挤压机能够在高温、高压、高剪切的条件下，使物料发生物理和化学变化，实现物料的熟化、膨化和成型，是制备大米牛肉挤压膨化食品的关键设备。质构仪用于测定产品的质构特性，如硬度、脆度、咀嚼性等，通过对这些参数的分析，可以直观地了解产品的质地特点，为产品的品质评价提供科学依据。水分快速测定仪能够快速、准确地测定物料的水分含量，对于控制实验过程中的物料湿度具有重要作用。电子天平用于精确称量各种原料和添加剂的重量，确保实验配方的准确性。烘箱用于对物料进行干燥处理，调整物料的水分含量，以及对成品进行烘干，延长产品的保质期。快速粉碎机用于将原料粉碎成合适的粒度，以便于后续的加工处理。恒温水浴锅则在某些实验步骤中，用于控制反应温度，保证实验条件的稳定性。2.2实验方法2.2.1原料预处理将大米用快速粉碎机进行粉碎处理，为了保证粉碎后的大米粉粒度均匀，使用一定目数的筛网进行过筛，使大米粉的粒度达到实验要求。大米粉的粒度对产品的质地和膨化效果有重要影响，合适的粒度能够使物料在挤压过程中受热均匀，提高产品的品质。例如，过粗的粒度可能导致物料在挤压时难以充分熟化，影响产品的口感；过细的粒度则可能使物料在挤压机内的流动性变差，增加设备的负荷。牛肉粉若存在结块现象，会影响其与大米粉的均匀混合，进而影响产品的品质。因此，需将牛肉粉进行充分搅拌，使其分散均匀，以确保在后续的混合过程中能够与大米粉均匀结合。在搅拌过程中，可以采用适当的搅拌设备和搅拌方式，如使用搅拌器进行低速搅拌，搅拌时间根据实际情况进行调整，以保证牛肉粉的充分分散。按照一定的配方比例，将经过预处理的大米粉和牛肉粉加入到搅拌机中。为了使两种原料充分混合，加入适量的水，并开启搅拌机进行搅拌。搅拌时间和速度需根据实际情况进行调整，以确保物料混合均匀。例如，搅拌时间过短可能导致原料混合不充分，影响产品的口感和品质；搅拌速度过快则可能使物料产生过多的热量，影响产品的质量。在搅拌过程中，可以通过观察物料的混合状态，如颜色、质地等，来判断混合的均匀程度。同时，还可以采用抽样检测的方法，对混合后的物料进行成分分析，以确保混合比例符合要求。2.2.2单因素试验分别选取牛肉添加量（5%、8%、11%、14%、17%）、物料湿度（16%、17%、18%、19%、20%）、螺杆转速（140r/min、150r/min、160r/min、170r/min、180r/min）、挤压温度（140℃、150℃、160℃、170℃、180℃）作为单因素试验的变量。在进行单因素试验时，每次只改变一个因素的水平，而保持其他因素不变，这样可以单独考察每个因素对产品感官品质的影响。对于牛肉添加量的研究，随着牛肉添加量的增加，产品的蛋白质含量相应提高，理论上产品的营养价值也会提升。然而，牛肉粉的增加可能会改变物料的性质，影响产品的口感和质地。当牛肉添加量较低时，产品可能无法充分体现出牛肉的风味；而当牛肉添加量过高时，可能会导致产品质地过硬，口感变差，甚至影响产品的膨化效果。例如，梁文明等人的研究发现，牛肉添加量为10.00%时，产品的口感细腻，酥脆可口，有牛肉的香味，感官评价得分最高。在本实验中，通过对不同牛肉添加量下产品的感官评价，包括色泽、香气、口感、质地等方面的评价，来确定牛肉添加量对产品感官品质的影响规律。物料湿度是影响挤压膨化过程的重要因素之一。物料湿度的变化会影响物料在挤压机内的流动性、传热传质以及膨化效果。当物料湿度过低时，物料在挤压机内的摩擦力增大，可能导致物料过热，影响产品的色泽和口感，同时也可能使产品的膨化度降低；而当物料湿度过高时，物料在挤压机内可能会出现打滑现象，无法充分受到挤压和剪切作用，同样会影响产品的品质。在本实验中，通过调整物料湿度，观察产品的感官品质变化，如产品的酥脆程度、硬度、膨胀度等，来确定物料湿度对产品感官品质的影响。螺杆转速决定了物料在挤压机内的停留时间和受到的剪切力大小。螺杆转速的变化会直接影响产品的质地和膨化效果。当螺杆转速较低时，物料在挤压机内停留时间较长，受到的剪切力较大，产品可能会变得更加紧实，膨化度较低；而当螺杆转速过高时，物料在挤压机内停留时间过短，可能无法充分熟化和膨化，导致产品质量不稳定。在本实验中，通过改变螺杆转速，对产品的感官品质进行评价，包括产品的外观形态、口感的酥脆度、内部结构的均匀性等，来研究螺杆转速对产品感官品质的影响。挤压温度是挤压膨化过程中的关键参数，它对物料的熟化、淀粉糊化、蛋白质变性以及产品的风味和色泽都有重要影响。在一定范围内，提高挤压温度可以促进物料的熟化和膨化，使产品具有更好的口感和质地。然而，过高的挤压温度可能会导致物料焦糊，产生不良的风味和色泽，同时也可能会破坏产品中的营养成分；而过低的挤压温度则可能使物料无法充分熟化和膨化，影响产品的品质。在本实验中，通过设置不同的挤压温度，对产品的感官品质进行全面评价，包括产品的香气、色泽、口感的细腻度和丰富度等，来探究挤压温度对产品感官品质的影响。2.2.3正交试验设计在单因素试验的基础上，以感官评价为主要指标，结合硬度、脆度、膨胀度等质构特性分析，采用正交试验设计方法，进一步优化工艺参数。感官评价是通过邀请专业的评价人员，按照一定的评价标准和方法，对产品的色泽、香气、口感、质地等方面进行综合评价，从而得到产品的感官得分。质构特性分析则是利用质构仪等设备，对产品的硬度、脆度、膨胀度等物理性质进行精确测定，为产品的品质评价提供科学依据。选择牛肉添加量、物料湿度、螺杆转速及挤压温度这4个操作参数作为正交试验的因素，每个因素选取3个水平，制定L9(3^4)正交试验表。例如，牛肉添加量的三个水平可以分别设定为低、中、高，物料湿度、螺杆转速及挤压温度也相应地设定为不同的水平组合。通过正交试验，可以全面考察这4个因素在不同水平组合下对产品品质的综合影响，从而找到最佳的工艺参数组合。在进行正交试验时，按照试验表的要求，准确控制每个因素的水平，进行多次重复试验，以确保试验结果的可靠性和准确性。对每次试验得到的产品进行感官评价和质构特性分析，记录相关数据。利用统计学方法对试验数据进行分析，计算各因素的主次顺序和最佳水平组合。例如，可以采用方差分析等方法，分析每个因素对产品品质指标的影响显著性，确定各因素的主次顺序。通过比较不同水平组合下产品品质指标的平均值，确定每个因素的最佳水平，进而得到最佳的工艺参数组合。2.2.4制作工艺将预处理后的大米粉、牛肉粉以及适量的食品添加剂按照一定比例准确称量后，加入到高速搅拌机中。开启搅拌机，以适当的速度搅拌一段时间，使各种原料充分混合均匀，形成均匀的混合物。搅拌速度和时间的选择需要根据实际情况进行调整，以确保原料能够充分混合。例如，搅拌速度过快可能会导致物料产生过多的热量，影响产品质量；搅拌速度过慢则可能无法使原料充分混合。搅拌时间过短，原料混合不充分，会影响产品的口感和品质；搅拌时间过长，则会增加生产成本和生产时间。在搅拌过程中，可以通过观察物料的混合状态，如颜色、质地等，来判断混合的均匀程度。将混合均匀的物料送入双螺杆挤压机中。在挤压机内，物料在螺杆的推动下，受到高温、高压和高剪切力的作用。通过精确调节挤压机的螺杆转速、挤压温度等参数，使物料在挤压机内发生物理和化学变化，实现物料的熟化、膨化和成型。螺杆转速和挤压温度是影响挤压膨化效果的关键参数，需要根据实验结果和产品要求进行精确控制。例如，螺杆转速的变化会影响物料在挤压机内的停留时间和受到的剪切力大小，进而影响产品的质地和膨化效果；挤压温度的变化则会影响物料的熟化程度、淀粉糊化程度以及产品的风味和色泽。在挤压过程中，需要实时监测挤压机的各项参数，确保参数的稳定性和准确性。从挤压机模孔挤出的膨化产品，其水分含量通常较高，需要进行干燥处理。将膨化产品送入烘箱中，设置适当的干燥温度和时间，使产品的水分含量降低到合适的范围。干燥温度和时间的选择需要根据产品的特性和要求进行调整，以确保产品的质量和口感。例如，干燥温度过高可能会导致产品表面焦糊，影响产品的色泽和口感；干燥温度过低则可能使干燥时间过长，影响生产效率。干燥时间过短，产品水分含量过高，不利于产品的储存和保质；干燥时间过长，则可能会使产品的口感变差，营养成分流失。在干燥过程中，可以通过定期检测产品的水分含量，来调整干燥温度和时间。干燥后的产品需要进行调味处理，以赋予产品丰富的风味。根据不同的口味需求，选择合适的调味料，如麻辣味调味料、咖喱味调味料等。将调味料与适量的食用油混合均匀，然后通过喷雾或喷洒的方式均匀地施加到产品表面。在调味过程中，需要控制好调味料的用量和均匀度，以确保产品的风味一致。例如，调味料用量过多可能会使产品味道过浓，影响口感；调味料用量过少则可能无法达到预期的风味效果。为了保证调味料均匀地附着在产品表面，可以采用适当的设备和方法，如使用喷雾设备进行喷洒，同时在调味过程中对产品进行翻动，使调味料能够均匀分布。将调味后的产品进行包装，选择合适的包装材料，如食品级塑料袋、铝箔袋等，以防止产品受潮、氧化和受到微生物污染。在包装过程中，需要注意包装的密封性和完整性，确保产品在储存和运输过程中的质量和安全性。例如，包装材料的选择需要考虑其阻隔性能，能够有效防止水分、氧气和微生物的侵入。包装的密封性要好，避免出现漏气、漏液等情况，影响产品的保质期和品质。同时，还需要根据产品的特点和市场需求，设计合适的包装形式和标识，提高产品的市场竞争力。三、大米牛肉挤压膨化食品性质分析3.1质构特性分析3.1.1硬度测试硬度是指物体抵抗外力作用下发生变形或破裂的能力，在食品领域，它是质构特性的重要指标之一。对于大米牛肉挤压膨化食品而言，硬度直接影响着消费者的食用体验。当消费者首次接触到产品时，牙齿对产品的咬合力感受就是硬度的直观体现。过硬的产品可能会使消费者在咀嚼时感到费力，甚至对牙齿造成一定的负担；而过软的产品则可能缺乏嚼劲，无法满足消费者对口感的需求。在本研究中，采用质构仪对大米牛肉挤压膨化食品的硬度进行测定。质构仪是一种能够模拟人类口腔咀嚼和吞咽过程，对食品的质地特性进行定量分析的精密仪器。其工作原理基于力学测试，通过控制探针的移动，模拟人类口腔在咀嚼食物时的动作，记录下探针与样品相互作用过程中的力和位移数据。在进行硬度测试时，将质构仪的探头垂直放置在样品表面，以一定的速度对样品施加压力，直到样品发生破裂或达到预设的形变程度。此时，质构仪记录下的最大力值即为样品的硬度值。例如，在梁文明等人的研究中，使用质构仪测定大米-牛肉挤压膨化产品的硬度，为产品的品质评价提供了重要的数据支持。通过对不同工艺条件下制备的大米牛肉挤压膨化食品进行硬度测试，可以深入了解各工艺参数对产品硬度的影响规律。牛肉添加量的变化可能会改变产品中蛋白质与碳水化合物的比例，从而影响产品的硬度。当牛肉添加量增加时，产品中的蛋白质含量相应提高，蛋白质分子之间的相互作用可能会使产品的结构更加紧密，硬度增大。然而，如果牛肉添加量过高，可能会导致产品过于紧实，口感变差。物料湿度对产品硬度也有显著影响。物料湿度过低时，物料在挤压机内的摩擦力增大，可能导致产品的水分蒸发过快，使产品变得干燥、坚硬；而物料湿度过高时，产品在挤压过程中可能会因为水分过多而无法形成紧密的结构，硬度降低。螺杆转速和挤压温度同样会对产品硬度产生影响。螺杆转速的变化会影响物料在挤压机内的停留时间和受到的剪切力大小，进而影响产品的硬度。较高的螺杆转速可能使物料受到的剪切力增大，产品的硬度降低；而较低的螺杆转速则可能使物料停留时间过长，水分蒸发过多，产品硬度增大。挤压温度的升高通常会使物料的流动性增加，淀粉糊化程度提高，产品的硬度降低。但如果挤压温度过高，可能会导致物料焦糊，使产品的硬度异常增大。3.1.2脆度测试脆度是反映食品在受力时发生破裂或断裂的难易程度的指标，它对于食品的口感有着至关重要的影响。在大米牛肉挤压膨化食品中，脆度直接关系到消费者在食用过程中所感受到的酥脆口感。当消费者咬下一口膨化食品时，食品瞬间破裂并发出清脆的声音，这种酥脆的口感能够极大地提升消费者的食欲和食用乐趣。如果产品的脆度不足，可能会使消费者感觉产品质地绵软，缺乏应有的口感体验。脆度测试的原理基于材料力学中的断裂力学理论。当食品受到外力作用时，其内部会产生应力集中，当应力达到一定程度时，食品就会发生破裂。在本研究中，采用质构仪来进行脆度测试。具体操作如下：将样品放置在质构仪的测试平台上，选择合适的探头，以一定的速度对样品施加压力。当样品发生破裂时，质构仪记录下此时的力值和位移数据。通过对这些数据的分析，可以计算出样品的脆度。通常，脆度可以用破裂力与破裂位移的比值来表示，该比值越大，说明样品越脆。在实际操作中，为了确保测试结果的准确性和可靠性，需要对测试参数进行合理的设置。探头的选择应根据样品的形状和大小来确定，以保证探头能够均匀地对样品施加压力。测试速度也需要进行优化，速度过快可能会导致测试结果不准确，速度过慢则会影响测试效率。一般来说，对于大米牛肉挤压膨化食品，测试速度可以设置在[X]mm/min-[X]mm/min之间。同时，为了减少实验误差，每个样品需要进行多次重复测试，取平均值作为最终的测试结果。在大米牛肉挤压膨化食品的研发过程中，研究脆度与各工艺参数之间的关系具有重要意义。牛肉添加量的变化会影响产品的脆度。牛肉中的蛋白质在挤压膨化过程中会发生变性和交联，形成一定的结构。当牛肉添加量增加时，产品中的蛋白质含量提高，蛋白质形成的结构可能会增强产品的脆性，使脆度增大。然而，如果牛肉添加量过多，可能会导致产品过于坚硬，反而降低了脆度。物料湿度对脆度的影响也较为显著。物料湿度过低时，产品在挤压过程中水分蒸发过快，可能会使产品变得干燥、易碎，脆度增大；但如果物料湿度过低到一定程度，产品可能会因为缺乏水分而变得过于坚硬，脆度反而下降。物料湿度过高时，产品中的水分较多，在挤压过程中可能会形成较为柔软的结构，脆度降低。螺杆转速和挤压温度同样会对脆度产生影响。螺杆转速的增加会使物料在挤压机内受到的剪切力增大，可能会破坏产品的结构，使脆度降低；而较低的螺杆转速则可能使物料停留时间过长，水分蒸发过多，产品变脆。挤压温度的升高会使物料的流动性增加，淀粉糊化程度提高，产品的结构变得更加疏松，脆度增大。但如果挤压温度过高，可能会导致物料焦糊，影响产品的脆度。3.1.3膨胀度测试膨胀度是衡量大米牛肉挤压膨化食品体积膨胀程度的重要指标，它反映了产品在挤压膨化过程中的膨化效果。在挤压膨化过程中，物料受到高温、高压和高剪切力的作用，内部的水分迅速汽化，形成大量的气泡。当物料从挤压机模孔挤出时，压力瞬间降低，气泡膨胀，从而使产品的体积增大。膨胀度的大小直接影响着产品的质地和口感。膨胀度较高的产品通常具有疏松多孔的结构，口感酥脆，能够给消费者带来良好的食用体验；而膨胀度较低的产品则可能质地较为紧实，口感欠佳。膨胀度的计算方法通常是通过测量产品膨化前后的体积，然后根据公式进行计算。具体计算公式为：膨胀度=（膨化后体积-膨化前体积）/膨化前体积×100%。在实际测量中，对于不规则形状的产品，可以采用排水法来测量其体积。首先，准备一个装满水的量筒，将膨化前的样品小心地放入量筒中，记录下水溢出的体积，即为膨化前样品的体积。然后，将膨化后的样品放入量筒中，再次记录下水溢出的体积，即为膨化后样品的体积。通过这些测量数据，代入上述公式即可计算出产品的膨胀度。在大米牛肉挤压膨化食品的研发过程中，膨胀度与产品品质之间存在着密切的关系。膨胀度会影响产品的营养成分保留。适度的膨胀可以使产品的表面积增大，有利于营养成分的均匀分布，同时也能减少营养成分在加工过程中的损失。然而，如果膨胀度过大，可能会导致产品的结构过于疏松，在储存和运输过程中容易破碎，从而影响产品的品质。膨胀度还会影响产品的复水性。膨胀度较高的产品通常具有较好的复水性，能够在较短的时间内吸收水分，恢复到较好的口感状态，这对于一些需要冲泡食用的产品来说尤为重要。此外，膨胀度还与产品的感官品质密切相关。消费者往往更倾向于选择膨胀度适中、外观饱满、质地疏松的产品，因此，控制好产品的膨胀度对于提高产品的市场竞争力具有重要意义。3.2营养成分分析3.2.1蛋白质含量测定蛋白质是大米牛肉挤压膨化食品中的重要营养成分之一，对于维持人体正常的生理功能和生长发育起着关键作用。准确测定产品中的蛋白质含量，对于评估产品的营养价值和质量具有重要意义。在本研究中，采用凯氏定氮法来测定大米牛肉挤压膨化食品中的蛋白质含量。凯氏定氮法是一种经典的蛋白质测定方法，其原理基于蛋白质中的氮元素在与硫酸和催化剂一同加热消化时，会分解并与硫酸结合生成硫酸铵。随后，通过碱化蒸馏使氨游离，再用硼酸吸收，最后以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即可得到蛋白质含量。具体操作过程如下：首先，精密称取一定质量的大米牛肉挤压膨化食品样品，将其移入干燥的定氮瓶中。加入适量的硫酸铜、硫酸钾作为催化剂，以及一定量的硫酸，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，再继续加热一段时间，使消化完全。取下放冷，小心加入适量的水，放冷后，将溶液移入容量瓶中，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。同时，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。接着，按图装好定氮装置，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。向接收瓶内加入一定量的2%硼酸溶液及混合指示液，使冷凝管的下端插入液面下。吸取一定体积的样品消化稀释液由小玻杯流入反应室，并以适量的水洗涤小烧杯使流入反应室内，塞紧小玻杯的棒状玻塞。将一定量的40%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，蒸馏一段时间后，移动接受瓶，使冷凝管下端离开液面，再蒸馏一段时间。然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。取下接收瓶，以硫酸或盐酸标准溶液滴定至灰色或蓝紫色为终点。通过上述操作，根据酸的消耗量乘以换算系数，即可计算出样品中的蛋白质含量。在大米牛肉挤压膨化食品中，牛肉是优质蛋白质的重要来源，其蛋白质含量高，且氨基酸组成接近人体需要。随着牛肉添加量的增加，产品中的蛋白质含量也会相应提高。例如，当牛肉添加量从较低水平逐渐增加时，产品中的蛋白质含量可能会呈现出线性增长的趋势。这是因为牛肉中的蛋白质在挤压膨化过程中，虽然会受到高温、高压和高剪切力的作用，但大部分蛋白质的结构仍然能够保持相对稳定，从而为产品提供了丰富的蛋白质。而大米中的蛋白质含量相对较低，主要以谷蛋白和醇溶蛋白为主，其氨基酸组成不够平衡。然而，大米与牛肉组合后，大米中的碳水化合物可以为人体提供能量，牛肉中的蛋白质则能补充大米中缺乏的氨基酸，使得产品的营养更加均衡。3.2.2脂肪含量测定脂肪是大米牛肉挤压膨化食品中的重要组成部分，它不仅为人体提供能量，还对产品的口感、风味和质地有着重要影响。准确测定产品中的脂肪含量，对于了解产品的营养成分和品质特性具有重要意义。在本研究中，采用索氏抽提法来测定大米牛肉挤压膨化食品中的脂肪含量。索氏抽提法是一种经典的脂肪测定方法，其原理是利用脂肪能溶于有机溶剂的特性，将样品用无水乙醚或石油醚等有机溶剂反复抽提，使样品中的脂肪进入溶剂中，然后将溶剂蒸发，称量剩余的脂肪质量，即可计算出样品中的脂肪含量。具体操作过程如下：首先，将大米牛肉挤压膨化食品样品粉碎成均匀的粉末，以增加样品与溶剂的接触面积，提高抽提效率。准确称取一定质量的样品粉末，放入滤纸筒中，用脱脂棉轻轻覆盖在样品表面，防止样品粉末漏出。将滤纸筒放入索氏抽提器的抽提筒中，连接好冷凝管和接收瓶。向接收瓶中加入适量的无水乙醚或石油醚，使溶剂充满抽提筒。在水浴锅中加热接收瓶，使溶剂沸腾，蒸气通过冷凝管冷却后滴入抽提筒中，对样品进行抽提。随着抽提的进行，样品中的脂肪逐渐溶解在溶剂中，当抽提筒中的溶剂达到一定高度时，会通过虹吸管回流到接收瓶中，如此反复循环，直到样品中的脂肪被完全抽提出来。抽提时间一般根据样品的性质和脂肪含量来确定，通常需要数小时甚至更长时间。抽提结束后，将接收瓶中的溶剂蒸发掉，使脂肪残留下来。将接收瓶放入烘箱中，在一定温度下烘干至恒重，称量接收瓶和脂肪的总质量，减去接收瓶的质量，即可得到脂肪的质量。根据脂肪的质量和样品的质量，计算出样品中的脂肪含量。在大米牛肉挤压膨化食品中，原料中的脂肪含量以及加工工艺都会对产品的脂肪含量产生影响。牛肉中含有一定量的脂肪，其脂肪含量和组成会因牛的品种、饲养方式等因素而有所不同。一般来说，牛肉中的脂肪主要由饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸组成，不饱和脂肪酸对人体健康有益，如油酸、亚油酸等。当牛肉添加量增加时，产品中的脂肪含量可能会相应提高。而大米中的脂肪含量相对较低，主要存在于米糠中。在加工过程中，挤压温度、螺杆转速等工艺参数会影响脂肪的氧化和分解。较高的挤压温度可能会导致脂肪氧化加剧，使脂肪含量降低，同时还可能产生一些不良的风味物质；而螺杆转速的变化会影响物料在挤压机内的停留时间和受到的剪切力大小，进而影响脂肪的分布和稳定性。3.2.3碳水化合物含量测定碳水化合物是大米牛肉挤压膨化食品中的主要供能物质，在人体的新陈代谢中发挥着重要作用。准确测定产品中的碳水化合物含量，对于评估产品的营养价值和能量供应能力具有重要意义。在本研究中，采用间接法来测定大米牛肉挤压膨化食品中的碳水化合物含量。首先，分别测定样品中的水分、灰分、蛋白质和脂肪含量，然后根据公式“碳水化合物含量=100%-水分含量-灰分含量-蛋白质含量-脂肪含量”计算得出碳水化合物含量。水分含量的测定采用直接干燥法。将一定量的大米牛肉挤压膨化食品样品放入已恒重的称量瓶中，准确称量。将称量瓶放入烘箱中，在一定温度下干燥至恒重，根据样品干燥前后的质量差计算出水分含量。灰分含量的测定采用高温灰化法。将样品放入坩埚中，先在电炉上碳化至无烟，然后移入高温炉中，在一定温度下灰化至恒重，根据坩埚和灰分的总质量减去坩埚的质量计算出灰分含量。蛋白质含量和脂肪含量的测定方法如前文所述。在大米牛肉挤压膨化食品中，大米是碳水化合物的主要来源，其碳水化合物含量丰富，主要以淀粉的形式存在。淀粉在挤压膨化过程中会发生糊化、降解等变化，这些变化会影响产品的口感、质地和消化性能。在高温、高压和高剪切力的作用下，淀粉颗粒会吸水膨胀，分子链断裂，形成糊化淀粉。糊化淀粉的结构变得更加疏松，易于消化吸收。部分淀粉还可能降解为低聚糖和单糖，这些糖类物质会增加产品的甜度和风味。而牛肉中的碳水化合物含量相对较低，主要以糖原的形式存在。虽然牛肉中的碳水化合物对产品的碳水化合物总量贡献较小，但在挤压膨化过程中，牛肉中的蛋白质和脂肪等成分可能会与碳水化合物发生相互作用，影响产品的品质。例如，蛋白质和碳水化合物之间可能会发生美拉德反应，产生独特的风味物质和色泽。3.3感官品质分析3.3.1色泽评价色泽是消费者对大米牛肉挤压膨化食品的第一视觉印象，对产品的接受度有着重要影响。为了客观、准确地评价产品的色泽，本研究建立了一套色泽评价标准。从颜色的均匀度、光泽度以及与目标色泽的相似度等方面进行评价。颜色均匀度是指产品表面颜色的一致性，均匀的颜色能够给消费者带来良好的视觉感受。光泽度则反映了产品表面对光的反射能力，适当的光泽度可以使产品看起来更加诱人。与目标色泽的相似度是指产品实际呈现的色泽与预期设计的色泽之间的接近程度。在实际评价过程中，邀请专业的感官评价人员，按照评价标准对产品进行打分。同时，也可以使用色差仪等仪器对产品的色泽进行量化分析，测量产品的L*（明度）、a*（红度）、b*（黄度）值，通过这些数值的变化来准确判断产品色泽的变化情况。L值越大，表明产品越亮；a值为正值时，表示产品偏红，负值表示偏绿；b*值为正值时，表示产品偏黄，负值表示偏蓝。在挤压膨化过程中，多个工艺参数会对产品的色泽产生显著影响。挤压温度的升高可能会使产品的色泽变深。这是因为在高温条件下，物料中的糖类和蛋白质等成分会发生美拉德反应，产生一系列的有色物质，使产品的颜色逐渐加深。当挤压温度从较低水平逐渐升高时，产品的a值和b值可能会逐渐增大，表明产品的红度和黄度增加，色泽变深。牛肉添加量的变化也会影响产品的色泽。牛肉中含有一定量的色素和蛋白质，随着牛肉添加量的增加，产品中的这些成分含量也会相应增加，可能会导致产品的色泽发生变化。较高的牛肉添加量可能会使产品的颜色偏暗，这是因为牛肉中的色素和蛋白质在挤压过程中发生了复杂的化学反应，改变了产品的色泽。3.3.2气味评价大米牛肉挤压膨化食品应具有独特而诱人的气味，这种气味是由大米的清香、牛肉的肉香以及在加工过程中产生的特殊风味相互融合而成的。理想的产品气味应该是浓郁而纯正的，既能够体现出牛肉的鲜美，又能保留大米的自然香气，同时没有任何异味。异味的产生可能源于原料的质量问题、加工过程中的不当操作或食品添加剂的不合理使用等。例如，原料如果受到污染或储存不当，可能会产生霉味、酸味等不良气味；在加工过程中，如果温度过高或时间过长，可能会导致物料焦糊，产生焦糊味；而食品添加剂如果使用不当，可能会带来刺鼻的气味。为了研究不同因素对产品气味的影响，本研究采用感官评价的方法，邀请经过专业培训的评价人员对产品的气味进行评价。评价人员在评价时，需要先将产品放在鼻子下方适当距离处，轻轻嗅闻，感受产品散发的气味。从气味的强度、纯正度、协调性等方面进行评价。气味强度是指气味的浓郁程度，纯正度是指气味是否纯净，没有杂味，协调性则是指大米的清香、牛肉的肉香以及其他风味之间的融合程度是否和谐。在实际操作中，为了确保评价结果的准确性和可靠性，需要对评价环境进行严格控制。评价环境应保持通风良好，无异味干扰，温度和湿度适宜。评价人员在评价前应避免食用刺激性食物，保持嗅觉的灵敏度。同时，为了减少个体差异对评价结果的影响，可以采用多次评价取平均值的方法。在研究不同因素对气味的影响时，发现挤压温度和调味料的添加对产品气味的影响较为显著。较高的挤压温度可能会使牛肉中的香味物质挥发和分解，同时也会促进美拉德反应的发生，产生一些新的风味物质，从而改变产品的气味。适当的挤压温度可以使产品产生浓郁的香气，而过高的挤压温度则可能会导致香气过于浓烈，甚至产生焦糊味。调味料的种类和添加量也会对产品的气味产生重要影响。不同的调味料具有不同的香味特征，合理选择和添加调味料可以使产品的气味更加丰富和诱人。例如，添加适量的花椒、八角等调味料可以增加产品的香味层次，使产品具有独特的麻辣风味。3.3.3口感评价口感是衡量大米牛肉挤压膨化食品品质的重要指标之一，它直接影响着消费者的食用体验和对产品的喜爱程度。从酥脆、细腻、咀嚼性等多个方面对产品的口感进行评价。酥脆感是指产品在咬下时能够迅速破裂，并发出清脆的声音，给人一种轻松、愉悦的感觉。细腻感则是指产品在口中咀嚼时，质地均匀、顺滑，没有颗粒感或粗糙感。咀嚼性是指产品在口腔中经过多次咀嚼后，所表现出的抵抗破碎的能力，以及咀嚼过程中的口感和质感。在进行口感评价时，邀请专业的感官评价人员，按照一定的评价标准和方法对产品进行评价。评价人员在品尝产品时，需要充分咀嚼，感受产品的口感特征，并根据自己的感受进行打分。为了确保评价结果的准确性和可靠性，评价人员在评价前需要进行培训，熟悉评价标准和方法，同时在评价过程中要保持客观、公正的态度。产品的口感与质构特性之间存在着密切的关联。硬度和脆度是质构特性的重要指标，它们与产品的酥脆感密切相关。当产品的硬度较低，脆度较高时，产品往往具有较好的酥脆感。这是因为较低的硬度使得产品在咬下时容易破裂，而较高的脆度则保证了产品破裂时能够发出清脆的声音。膨胀度也会影响产品的口感。膨胀度较高的产品通常具有疏松多孔的结构，这种结构使得产品在口中咀嚼时更加轻盈，口感更加酥脆。而膨胀度较低的产品则可能质地较为紧实，口感相对较差。此外，产品的咀嚼性与质构特性中的硬度、弹性、凝聚性等因素有关。硬度较高、弹性和凝聚性适中的产品，在咀嚼时能够提供较好的咀嚼感，使消费者感受到产品的韧性和嚼劲。四、影响大米牛肉挤压膨化食品性质的因素探讨4.1原料因素4.1.1大米品种和特性不同品种的大米在淀粉、蛋白质含量等特性上存在显著差异，这些差异会对大米牛肉挤压膨化食品的性质产生重要影响。淀粉是大米的主要成分，其含量和结构直接影响产品的膨化效果和口感。直链淀粉含量较高的大米，在挤压膨化过程中，由于直链淀粉分子的线性结构，容易形成有序的排列，使产品具有较高的膨胀度和较好的酥脆口感。而支链淀粉含量较高的大米，由于其分支结构，会使产品的质地相对较为柔软，膨胀度相对较低。例如，糯米中支链淀粉含量高达98%以上，用糯米制作的挤压膨化食品往往质地软糯，膨胀度较小；而籼米的直链淀粉含量相对较高，其挤压膨化产品的酥脆感更强，膨胀度也较大。蛋白质含量和组成同样会影响产品的性质。大米中的蛋白质主要包括清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。蛋白质在挤压膨化过程中会发生变性和交联，形成一定的结构，从而影响产品的质地和口感。较高的蛋白质含量可能会使产品的硬度增加，咀嚼性增强。当大米中的蛋白质含量较高时，在挤压过程中，蛋白质分子之间会发生相互作用，形成较为紧密的网络结构，使得产品的质地更加紧实，硬度增大。蛋白质还会与淀粉等其他成分相互作用，影响产品的膨化效果。蛋白质与淀粉之间的相互作用可能会阻碍淀粉的糊化和膨胀，从而降低产品的膨胀度。4.1.2牛肉添加量和品质牛肉添加量对大米牛肉挤压膨化食品的营养和口感有着显著的影响。随着牛肉添加量的增加，产品中的蛋白质含量相应提高，营养价值得到显著提升。牛肉是优质蛋白质的重要来源，其氨基酸组成接近人体需要，富含多种必需氨基酸。当牛肉添加量从较低水平逐渐增加时，产品中的蛋白质含量会随之增加，为消费者提供更多的优质蛋白质。牛肉添加量也会对产品的口感产生重要影响。适量的牛肉添加可以使产品具有浓郁的牛肉香味，口感更加丰富。当牛肉添加量为一定比例时，产品能够充分体现出牛肉的鲜美风味，与大米的清香相互融合，给消费者带来独特的味觉体验。然而，如果牛肉添加量过高，可能会导致产品质地过硬，口感变差。这是因为过多的牛肉粉会改变物料的性质，使产品中的蛋白质含量过高，导致结构过于紧密，从而影响产品的口感和质地。牛肉的品质对产品也有着至关重要的作用。新鲜度高、品质优良的牛肉，其蛋白质结构完整，氨基酸组成稳定，能够为产品提供更好的风味和营养。新鲜的牛肉在加工过程中，能够保持其原有的香味和口感，使产品具有浓郁的牛肉香气。而品质较差的牛肉，可能存在蛋白质变性、氧化等问题，会影响产品的风味和质量。变质的牛肉可能会产生异味，使产品的气味不佳，同时还可能导致产品的营养价值下降。牛肉的脂肪含量和分布也会影响产品的性质。适量的脂肪可以使产品口感更加滋润，但如果脂肪含量过高，可能会导致产品过于油腻，影响消费者的接受度。4.2工艺因素4.2.1物料湿度物料湿度对大米牛肉挤压膨化食品的膨化、质构和感官品质有着显著的影响。物料湿度会影响产品的膨化效果。当物料湿度过低时，物料在挤压机内的流动性较差，受到的摩擦力增大，导致物料难以充分受热和膨化。在较低的物料湿度下，物料中的水分含量不足，无法在挤压过程中迅速汽化形成足够的膨胀力，从而使产品的膨胀度降低，质地较为紧实。相反，当物料湿度过高时，物料在挤压机内可能会出现打滑现象，无法充分受到挤压和剪切作用，同样会影响产品的膨化效果。过高的物料湿度会使物料中的水分过多，在挤压过程中形成过多的蒸汽，导致产品内部结构不稳定，膨胀度下降，甚至可能出现变形、粘连等问题。物料湿度还会对产品的质构产生重要影响。在质构方面，物料湿度会影响产品的硬度和脆度。物料湿度过低时，产品在挤压过程中水分蒸发过快，可能会使产品变得干燥、坚硬，硬度增大。这是因为水分的快速蒸发会导致产品内部结构收缩，分子间的作用力增强，从而使产品的硬度增加。而物料湿度过高时，产品中的水分较多，在挤压过程中可能会形成较为柔软的结构，硬度降低。过多的水分会使产品内部的空隙增大，结构变得疏松，从而降低了产品的硬度。物料湿度对脆度的影响也较为显著。物料湿度过低时，产品可能会因为缺乏水分而变得过于坚硬，脆度反而下降。而物料湿度过高时，产品中的水分较多，在挤压过程中可能会形成较为柔软的结构，脆度降低。适当的物料湿度可以使产品在挤压过程中形成均匀的结构，从而具有较好的脆度。物料湿度对产品的感官品质也有一定的影响。在感官品质方面，物料湿度会影响产品的口感和风味。物料湿度过低时，产品可能会口感干燥、粗糙，缺乏细腻感。这是因为水分的不足会使产品的质地变得坚硬，难以咀嚼，从而影响口感。而物料湿度过高时，产品可能会口感过于绵软，失去了应有的酥脆口感。过高的水分会使产品的结构变得疏松，在咀嚼时无法产生清脆的声音，从而影响口感。物料湿度还会影响产品的风味。适当的物料湿度可以促进物料中香味物质的释放和形成，使产品具有浓郁的香味。而物料湿度过低或过高都可能会影响香味物质的产生和挥发，使产品的风味变差。4.2.2螺杆转速螺杆转速是影响大米牛肉挤压膨化食品性质的重要工艺因素之一，它通过影响物料停留时间和剪切力，对产品性质产生多方面的影响。螺杆转速决定了物料在挤压机内的停留时间。当螺杆转速较低时，物料在挤压机内停留的时间较长。在较长的停留时间内，物料有更多的机会与螺杆和机筒内壁接触，受到的剪切力作用时间也更长。这可能会导致物料过度受热，水分蒸发过多，使产品的质地变得更加紧实，硬度增大。由于物料在挤压机内停留时间长，可能会发生过度的化学反应，如美拉德反应等，导致产品的色泽变深，风味发生变化。相反，当螺杆转速较高时，物料在挤压机内停留的时间较短。较短的停留时间使得物料无法充分受到挤压和剪切作用，可能导致物料熟化不完全，产品的膨化效果不佳，膨胀度降低。由于停留时间短，物料中的水分来不及充分蒸发，可能会使产品的水分含量较高，影响产品的口感和保质期。螺杆转速还会影响物料受到的剪切力大小。螺杆转速的增加会使物料受到的剪切力增大。在高剪切力的作用下，物料中的大分子结构，如淀粉和蛋白质等，会发生断裂和重组。淀粉分子的断裂可能会导致淀粉糊化程度的变化，影响产品的质地和口感。当淀粉分子在高剪切力下断裂后，糊化后的淀粉可能会形成更加疏松的结构，使产品的口感更加酥脆。但如果剪切力过大，可能会破坏淀粉的结构，导致产品的粘性增加，口感变差。蛋白质分子在高剪切力下也会发生变性和交联，影响产品的质构和营养价值。适度的剪切力可以使蛋白质形成良好的网络结构，增强产品的韧性和咀嚼性。但如果剪切力过大，可能会使蛋白质过度变性，导致产品的营养价值下降。螺杆转速还会对产品的外观和内部结构产生影响。较高的螺杆转速可能会使产品的表面更加光滑，这是因为高剪切力使物料在挤出模孔时更加均匀地分布。而较低的螺杆转速可能会导致产品表面出现不平整的情况。在产品的内部结构方面，螺杆转速的变化会影响产品的孔隙结构。适当的螺杆转速可以使产品形成均匀的孔隙结构，从而具有良好的膨化效果和口感。而过高或过低的螺杆转速都可能会导致产品的孔隙结构不均匀，影响产品的品质。4.2.3挤压温度挤压温度在大米牛肉挤压膨化食品的加工过程中起着至关重要的作用，它对淀粉糊化、蛋白质变性及产品品质有着显著的影响。挤压温度直接影响淀粉的糊化程度。淀粉是大米中的主要成分，在挤压膨化过程中，淀粉的糊化程度对产品的质地和口感有着关键影响。在低温条件下，淀粉颗粒吸水膨胀的程度有限，糊化程度较低。此时，产品可能质地较为紧实，口感不够酥脆。随着挤压温度的升高，淀粉颗粒能够吸收更多的水分，分子链逐渐展开，糊化程度增加。适当的挤压温度可以使淀粉充分糊化，形成均匀的凝胶状结构，使产品具有良好的膨胀度和酥脆口感。当挤压温度达到一定程度时，淀粉糊化完全，产品的质地变得疏松多孔，口感酥脆。然而，如果挤压温度过高，淀粉可能会发生过度糊化，甚至分解，导致产品的粘性增加，口感变差。过高的温度还可能使淀粉发生焦糖化反应，使产品的色泽变深