響應(yīng)曲面分析法制備小麥麩皮脂肪模擬品

陳鳳蓮，陳學(xué)紅，賈冰心，張 光，張紅星

(2..哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院，哈爾濱150076;徐州工程大學(xué)，江蘇徐州221000;3.北京農(nóng)學(xué)院，北京102206)

高脂肪膳食能引起肥胖癥、高血脂、心臟病等疾病，而且飲食中飽和脂肪酸過高，會引發(fā)乳腺癌、結(jié)腸癌等癌癥[1－2].因此低脂低熱食品的市場需求日漸增大，但無脂產(chǎn)品粗糙的口感讓消費者無法接受，于是脂肪替代品應(yīng)運而生.脂肪替代品是一類可以提供脂肪的一些或者全部功能性質(zhì)的物質(zhì)，優(yōu)質(zhì)的脂肪替代物不僅能最大限度的降低食品中的脂肪含量，而且能盡可能的保持甚至改善原有食品的感官品質(zhì)，制得的產(chǎn)品各項指標(biāo)都接近高脂產(chǎn)品，與傳統(tǒng)產(chǎn)品在外觀、鳳味、口感以及接受性方面無明顯差異[3－5].本文以豐富廉價的制粉副產(chǎn)品小麥麩皮為原料，充分利用其廢棄物，選擇合適的淀粉酶和擠壓條件對其中的淀粉進(jìn)行水解，得到一種主要由低DE值麥芽糊精、水溶性多糖、低聚糖、水溶性蛋白、多肽等組成的小麥麩脂肪替代品.

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小麥麩皮，黑龍江地產(chǎn);雙螺桿擠壓機(jī)(FMHE－93)，德國 Brabender公司;可見分光光度計(721)，天津市普瑞斯儀器有限公司

1.2 實驗方法

1.2.1 雙螺桿對小麥麩皮擠壓膨化的響應(yīng)曲面分析

在單因素實驗的基礎(chǔ)之上，采用響應(yīng)曲面的分析方法，實驗因素與實驗水平的設(shè)計見表1.

表1 響應(yīng)曲面分析因素與水平

1.2.2 DE 值的測定方法[6]

DE值=100×(水解后還原糖的量—水解前還原糖的量)/總固形物的量

還原糖的測定:3，5－二硝基水楊酸

總固形物含量的測定:105℃恒重法

1.2.3 小麥麩皮脂肪模擬品的干燥

采用120℃烘干的干燥法對以上所得的小麥麩皮脂肪模擬品進(jìn)行干燥，即可得到最佳小麥麩皮脂肪模擬品.

2 結(jié)果與分析

2.1 雙螺桿擠壓膨化的單因素結(jié)果及分析

2.1.1 物料含水量對成品DE值的影響規(guī)律

由圖1可知，物料含水量對DE值的影響規(guī)律為，隨著含水量的增多，DE值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當(dāng)物料含水量為35%的時候，小麥麩皮脂肪替代品的DE值最大，為6.71.為:

圖1 物料含水量對DE值的影響規(guī)律

2.1.2 進(jìn)料速度對成品DE值的影響規(guī)律

由圖2可知，進(jìn)料速度對DE值的影響規(guī)律隨著進(jìn)料速度的增大，DE值呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，當(dāng)進(jìn)料速度為30 g/min的時候，DE值最大為 8.8.

圖2 進(jìn)料速度對DE值的影響規(guī)律

2.1.3 螺桿轉(zhuǎn)速對成品DE值的影響規(guī)律

由圖3可知，螺桿轉(zhuǎn)速對DE值的影響規(guī)律為，隨著螺桿轉(zhuǎn)速的增大，DE值呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，螺桿轉(zhuǎn)速140r/min時，DE值最高為11.28因本實驗需選取2～9范圍內(nèi)的DE值，所以螺桿轉(zhuǎn)速選定120 r/min，DE值最大為8.13.為后續(xù)實驗工藝參數(shù).

圖3 螺桿轉(zhuǎn)速對DE值的影響規(guī)律

2.1.4 擠壓溫度對成品DE值的影響規(guī)律

由圖4可知，擠壓溫度對DE值的影響規(guī)律為:隨著擠壓溫度(機(jī)頭溫度)的逐漸升高，DE值呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，當(dāng)擠壓溫度為160℃時，DE值最高為11.31，因本實驗選取2～9范圍內(nèi)的DE值，所以選定擠壓溫度為140℃時，DE值最高為7.08為后續(xù)工藝參數(shù).

圖4 擠壓溫度對DE值的影響規(guī)律

2.1.5 加酶量對成品DE值的影響規(guī)律

通過圖5可知，隨著加酶量逐漸升高，DE值呈現(xiàn)先增加后平緩的趨勢，當(dāng)加酶量為0.8時，DE值為9.63，因超出所需2～9的DE范圍，所以選定加酶量為0.6%時，DE值最高為8.74為最佳參數(shù).

圖5 加酶量對DE值的影響規(guī)律

2.2 雙螺桿擠壓膨化的響應(yīng)曲面分析

根據(jù)Box－Behnken的中心組合設(shè)計原理，綜合單因素實驗所得結(jié)果，確定了對成品DE值有顯著影響的三個重要單因素:物料含水量、加酶量、進(jìn)料速度.

分別以A、B、C代表物料含水量、加酶量、進(jìn)料速度.以小麥麩皮脂肪替代品的DE值為響應(yīng)值.通過響應(yīng)曲面多因素分析方法研究雙螺桿擠壓膨化對DE值的影響規(guī)律，所得結(jié)果如表2.圖6、7.

用Box－Behnken軟件對實驗結(jié)果進(jìn)行ANOVA方差分析，所得結(jié)果如表3.通過響應(yīng)曲面的實驗分析，可以得出，DE值在物料含水量、加酶量、進(jìn)料速度的綜合影響下，在范圍內(nèi)，DE 值最高為 8.92，最低為3.29.

表2 小麥麩皮脂肪模擬品的響應(yīng)曲面實驗

表3 DE值A(chǔ)NOVA方差分析

圖6 物料含水量和進(jìn)料速度對DE值影響的響應(yīng)曲面圖

圖7 物料含水量和加酶量對DE值影響的響應(yīng)曲面圖

圖8 加酶量和進(jìn)料速度對DE值影響的響應(yīng)曲面圖

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