CO2爆破擠壓改性麥麩理化特性的初步研究

李升，龍道崎，魏富彬，葉發(fā)銀,3，趙國華,3*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715) 2(重慶安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院，重慶，404020) 3(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400715)

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CO2爆破擠壓改性麥麩理化特性的初步研究

李升，龍道崎1,2，魏富彬1，葉發(fā)銀1,3，趙國華1,3*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715) 2(重慶安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院，重慶，404020) 3(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400715)

摘要利用單因素實驗法探討CO2爆破擠壓工藝參數(shù)(物料含水量、螺桿轉(zhuǎn)速、終桶溫度)對麩皮中的水溶性膳食纖維含量、色澤、持水力、持油力、膨脹力以及抗氧化活性的影響規(guī)律。結(jié)果表明：在物料含水量為25 g/100 g、螺桿轉(zhuǎn)速為190 r/min、擠壓螺桶溫度為65-105-135-185 ℃的工藝條件下，經(jīng)過CO2爆破擠壓改性后的麩皮中水溶性膳食纖維(soluble dietary fiber,SDF)含量可從最初的2.50 g/100 g提升到9.97 g/100 g，并且其膳食纖維的持水力、持油力、膨脹力得到顯著改善。與原料麩皮和傳統(tǒng)擠壓相比，CO2爆破擠壓處理對麩皮的多糖晶態(tài)結(jié)構(gòu)以及熱穩(wěn)定性并未產(chǎn)生顯著的影響，但使其抗氧化活性得到顯著提高。

關(guān)鍵詞CO2爆破擠壓工藝參數(shù)；麥麩；水溶性膳食纖維；理化性質(zhì)

麥麩作為小麥制粉工藝的主要副產(chǎn)品，不僅價格低廉，而且來源充足。我國年產(chǎn)量可達到3×107t以上，但是其開發(fā)和深度利用水平比較低，大部分用于飼料、釀酒、制醋等傳統(tǒng)加工，極少有麥麩食品上市[1]。麩皮中除含有蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素外，還有豐富的膳食纖維，其總膳食纖維含量達到35～50 g/100g，但其中絕大部分都是以水不溶性膳食纖維(insoluble dietary fiber, IDF)的形式存在，而水溶性膳食纖維(soluble dietary fiber, SDF)僅占2%左右。一般來說，膳食纖維原料中SDF含量達到總膳食纖維(total dietary fiber, TDF)10%以上才是高品質(zhì)膳食纖維。研究表明麩皮中還存在極少部分不容忽視的酚類化合物，它們主要以與膳食纖維結(jié)合的形式存在，通常也將其稱為抗氧化膳食纖維。由于其安全性高，抗氧化能力強，因而能夠部分取代合成抗氧化劑，是一種極有潛力的天然抗氧化劑。由于兼具膳食纖維性質(zhì)和抗氧化作用，因而在食品配料加工與應(yīng)用上，麥麩膳食纖維有巨大的潛力，如生產(chǎn)麥麩面包、麥麩餅干以及開發(fā)保健食品等。因此有必要通過改性方法提高麥麩膳食纖維的水溶性，拓寬麥麩在食品中的應(yīng)用。

利用改性技術(shù)提高植物性食品加工剩余物的SDF含量已成為當(dāng)前研究的熱點，而通過單獨擠壓或者輔以加酸加堿提高SDF含量是當(dāng)前普遍和有效的改性方法。但是在提高SDF含量的同時，過高的擠壓操作溫度和壓力會影響食品的營養(yǎng)和感官品質(zhì)，因而通過普通擠壓方式增加SDF含量的程度是有限的[2]。而CO2爆破擠壓技術(shù)作為一種新型物理擠壓改性技術(shù)，利用CO2產(chǎn)生的壓力，能夠?qū)ξ锪袭a(chǎn)生更大的改性作用，更大程度地提高物料中SDF的含量[3]。目前關(guān)于CO2爆破擠壓麥麩提高其SDF含量的研究較少，并且很少有學(xué)者綜合理化性質(zhì)因素對其工藝進行評價。鑒于此，本文通過探究CO2爆破擠壓改性工藝對麩皮水溶性膳食纖維含量及其理化性質(zhì)的影響規(guī)律，并與傳統(tǒng)擠壓麩皮和原料麩皮作對照，比較研究最佳工藝條件下3種麩皮的理化性質(zhì)方面的差異，初步探究了CO2爆破擠壓改性增加麥麩SDF的途徑。

1材料與方法

1.1材料與試劑

小麥麩皮：購于重慶北碚當(dāng)?shù)厥袌觯翘丶夳湻奂庸なＳ辔?，?jīng)測定其主要組成為淀粉23.53%，粗蛋白16.08%，粗脂肪3.40%，灰分4.45%，TDF 41.06%，SDF 2.50%(以干基計)；福林酚、水溶性維生素E(Trolox)、2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二胺鹽(ABTS)為試劑級，美國Sigma公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)為試劑級，日本W(wǎng)AKO公司；KBr為光譜級，天津光復(fù)精細化工研究所；其他試劑均為分析純，購自成都科龍化工試劑廠或天津科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

SYSLG30-LV雙螺桿擠壓膨化機，濟南賽百諾科技有限公司；DHG-9140 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；85-2 數(shù)顯恒溫磁力攪拌器，金壇市易晨儀器制造有限公司；RE-5296 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠；SHZ-ⅢD 型循環(huán)水真空泵，上海亞榮生化儀器廠；5810型臺式高速離心機，德國Eppendorf公司；722可見分光光度計，北京金科利達電子科技有限公司；LabScan XE色差儀，美國HunterLab公司；Spectrum 2000紅外光譜儀，美國Perkin Elmer公司；SDT Q-600熱重分析儀，美國TA公司。

1.3實驗方法

1.3.1擠壓改性麩皮的制備

1.3.1.1麥麩原料預(yù)處理

將麩皮平鋪在物料架上，放于熱風(fēng)干燥室，在60 ℃條件下干燥18 h。然后將干燥后的麩皮粉碎過60目篩，封袋保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.1.2CO2爆破擠壓改性麩皮

配制一定濃度的檸檬酸溶液，溶液中檸檬酸質(zhì)量與麩皮質(zhì)量比為15∶100，溶液中水分添加量與麩皮質(zhì)量比為(15～35)∶100。將檸檬酸溶液與麩皮混合均勻后室溫下平衡20 min。上料前與相同質(zhì)量的NaHCO3快速混勻，倒入擠壓機物料口，固定進料速率為200 g/min。調(diào)節(jié)擠壓機螺桿轉(zhuǎn)速(130～210 r/min)，前3段螺桶溫度固定為65-105-135 ℃，終桶溫度為155～195 ℃。持續(xù)進料1 min后收集出料，室溫下冷卻后，樣品采用透析袋(截留分子質(zhì)量為1 000)透析除鹽，60 ℃烘箱干燥，待其水分含量在5 g/100 g左右后封袋保存。

前期預(yù)實驗經(jīng)優(yōu)化確定了檸檬酸與NaHCO3添加質(zhì)量比為1∶1，添加量為300 g/kg，因此以物料含水量、螺桿轉(zhuǎn)速與終桶溫度為單因素分別考察其對麩皮SDF及理化性質(zhì)(顏色和水合特性)的影響并優(yōu)化工藝條件。綜合SDF含量及顏色和水合特性等因素考慮，選定最佳工藝條件下制備的CO2爆破擠壓麩皮進行后續(xù)的結(jié)構(gòu)表征和抗氧化性質(zhì)測定。

具體優(yōu)化方法如下：

物料含水量為15～35 g/100 g，螺桶溫度為65-105-135-165 ℃，螺桿轉(zhuǎn)速為170 r/min，檸檬酸與碳酸氫鈉添加量和添加比例按照已優(yōu)化條件。

螺桿轉(zhuǎn)速：130～210 r/min，螺桶溫度為65-105-135-165 ℃，物料含水量按照已優(yōu)化的條件。

擠壓終桶溫度：155～195 ℃，其他參數(shù)按照已優(yōu)化的條件。

1.3.1.3 傳統(tǒng)擠壓改性麩皮

不添加氣體發(fā)生劑，物料含水量、擠壓機操作參數(shù)與上述制備CO2爆破擠壓麩皮優(yōu)化的工藝條件一樣，得到的樣品即為傳統(tǒng)擠壓改性麩皮。

1.3.2紅外光譜分析

采用KBr壓片法獲得麩皮樣品的紅外光譜，掃描波長為500～4 000 cm-1。

1.3.3熱穩(wěn)定性分析

采用熱重分析儀研究不同擠壓處理方式的麩皮粉的熱特性。條件如下：樣品量10 mg左右；升溫速率10 ℃/min；溫度范圍20～600 ℃。

1.3.4水溶性膳食纖維含量的測定

參考ASP等[4]的酶重量法。

1.3.5持水力、持油力以及膨脹力的測定

參考ROBERTSON等[5]的方法。

1.3.5.1持水力、持油力的測定

取10 mL離心管稱重，再稱取125 mg樣品于離心管中，加入7.5 mL蒸餾水，混合均勻后在室溫(25 ℃)下放置1 h，離心20 min(3 000×g)，棄去上清液后稱質(zhì)量。

(1)

式中：m為樣品質(zhì)量，g；m1為樣品吸水后質(zhì)量，g；m0為離心管質(zhì)量，g。

持油力方法同持水力相同，加入的蒸餾水換為用菜籽油。

1.3.5.2膨脹力的測定

稱取250mg樣品置于10mL量筒中，讀取干樣的體積。移液管準確移取5.00mL蒸餾水(含質(zhì)量濃度0.02 %疊氮化鈉)加入其中。振蕩均勻后室溫下放置過夜，記錄液體中膳食纖維的體積。

(2)

式中：V0為干樣體積,mL；V1為膨脹后體積，mL；m為干樣質(zhì)量，g。

1.3.6色差的測定

參考ALTAN等[6]的方法，使用美國HunterLab(亨特立)色差儀，以原料麩皮粉為對照，記錄擠壓樣品的亮度值(L)、紅值(a)和黃值(b)，色差值ΔE的計算公式如下：

(3)

式中:ΔE為色差，L為亮度，b為黃度，a為紅度。L0、b0、a0為對照值，本實驗以原料麩皮粉各初始值為標準對照。

1.3.7抗氧化性的測定

1.3.7.1麩皮抗氧化物質(zhì)的提取

參照OKARTER[7]等的方法：稱取1 g樣品于錐形瓶中，加入正已烷10 mL脫脂處理。室溫條件下磁力攪拌提取1 h，過濾后濾渣自然風(fēng)干。濾渣置于離心管(100 mL)中，加入提前冷凍的體積分數(shù)80%丙酮溶液50 mL，劇烈攪拌10 min后，離心10 min(2 500×g)，收集上清液，重復(fù)提取1次，合并上清液，旋轉(zhuǎn)濃縮、定容于10 mL容量瓶，并保存在-80 ℃待分析。

1.3.7.2總酚含量的測定

采用福林酚比色法測定樣品的總酚含量。樣品液稀釋至合適的倍數(shù)，取200 μL稀釋液，加入0.8 mL蒸餾水，而后加入200 μL福林酚試劑混勻。靜置6 min后，加入質(zhì)量分數(shù)7%的Na2CO3溶液2 mL，并用蒸餾水補至5 mL，室溫反應(yīng)90 min。于波長760 nm處測定吸光值A(chǔ)。以沒食子酸為標樣，得到回歸方程為：y=0.099x+0.017，R2=0.997 1。結(jié)果表示為mg GAE/100 g。

1.3.7.3 DPPH自由基清除能力的測定[8]

取100 μL適當(dāng)稀釋后的樣品液，加入現(xiàn)配制的0.075 mmol/L的DPPH溶液3.9 mL。充分混勻后避光放置30 min后515 nm測吸光度A515。按如下公式計算樣品的DPPH自由基清除率：

DPPH自由基清除率/%=[(A0-A515) /A0]×100

(4)

式中：A0，空白樣吸光值；A515，樣品的吸光度。

以Trolox溶液為標品，得到回歸方程為：y=0.076x+2.234，R2=0.995 1。其中Trolox溶液濃度(μmol/L)為橫坐標，DPPH清除率為縱坐標，測定結(jié)果表示為μmol Trolox當(dāng)量/100 g dw。

日糧蛋白質(zhì)水平對京紅1號蛋種雞育成期（9～13周齡）血漿中尿素氮和甘油三酯的水平見表3。由表3可見，日糧粗蛋白質(zhì)水平對血漿尿素氮和甘油三酯水平?jīng)]有顯著影響（P＞0.05）。P2(CP 14.7%)組血漿尿素氮含量最高（0.355 mmol/l），但各組間差異不顯著（P＞0.05）。

1.3.7.4 ABTS自由基清除能力的測定[9]

取5 mL 7 mmol/L的ABTS與88 μL 140 mmol/L的過硫酸鉀混合后避光保存12～16 h，用PBS(pH=7.4)稀釋至其吸光度為0.700±0.020，制備ABTS工作液。取0.5 mL適當(dāng)稀釋的樣品液，加入上述工作液3.5 mL，漩渦振蕩2 min，9 200×g離心2 min在734 nm下測吸光度A734。按如下公式計算樣品的 ABTS 自由基清除率：

ABTS自由基清除率/%=[(A0-A734) /A0]×100

(5)

式中：A0：空白樣吸光值；A734：樣品的吸光度。以Trolox 溶液為標品，得到回歸方程為：y=0.121x-2.649，R2= 0.994 8。其中Trolox溶液濃度(μmol/L)為橫坐標，ABTS清除率為縱坐標。結(jié)果表示為μmol Trolox當(dāng)量/100 g dw。

1.3.7.5還原力的測定[10]

取0.5 mL適當(dāng)稀釋的樣品液，加入0.2 mol/L、pH值為6.6磷酸緩沖溶液1.25 mL和質(zhì)量濃度10 g/L的KFe(CN)溶液1.25 mL，混勻后50 ℃下水浴反應(yīng)30 min，冷卻后再加入質(zhì)量濃度10%三氯乙酸1 mL，然后在2 500×g下離心5 min，取上清液2.5 mL，加蒸餾水2.5 mL和0.5 mL質(zhì)量濃度1 g/L的FeCl3，混勻后靜置10 min后在700 nm處測定吸光度A700。以Trolox 溶液為標品，得到回歸方程為：y=8.626×10-4x+0.011，R2=0.998 6。其中Trolox溶液濃度(μmol/L)為橫坐標，吸光度A700為縱坐標。結(jié)果表示為μmol Trolox當(dāng)量/100 g dw。

1.3.8數(shù)據(jù)分析

2結(jié)果與分析

2.1工藝條件對改性麥麩SDF含量及物化特性的影響

2.1.1物料含水量

由表1可知，水分含量從15 g/100 g升高到35 g/100 g的過程中，CO2爆破擠壓麩皮中SDF含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在水分含量為25 g/100 g時，SDF含量達到峰值(8.97 g/100 g)。水分含量影響著機筒內(nèi)壓力和剪切力的變化。水分含量過高，物料潤滑并且在機筒內(nèi)物料發(fā)生相互作用時間短，導(dǎo)致機筒內(nèi)壓力和剪切力減小，纖維高聚物結(jié)構(gòu)不易破壞，從而使SDF含量降低[11]。此外，鹽(檸檬酸鈉)的存在可能也會引起原料在擠壓過程中IDF水解為SDF[3]。由顏色變化值(ΔE)可知，水分含量太低導(dǎo)致色差變化大，而水分含量的提高整體上有利于擠壓麩皮持水力、持油力以及膨脹力的提高。綜合考慮麩皮的SDF含量、顏色及水合特性，選定25 g/100 g為后續(xù)優(yōu)化實驗的物料含水量。

表1　物料含水量對麥麩SDF含量及物化特性的影響

注：對照組為未處理原料麩皮。同一列不同小寫字母表示差異顯著(P< 0.05)。表2～表4與此同。

2.1.3螺桿轉(zhuǎn)速

由表2可知，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速從130 r/min升到190 r/min，CO2爆破擠壓麩皮中SDF含量從6.15 g/100 g增加到8.74 g/100 g。當(dāng)轉(zhuǎn)速為190 r/min，SDF含量達到最大值。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高的過程中，SDF含量略微下降。螺桿轉(zhuǎn)速越大，機筒中的壓力越高，物料和螺桿之間、物料和物料之間的產(chǎn)生的壓力也就越大，纖維大分子的分解程度也就越劇烈，從而實現(xiàn)了不溶性物料的降解、水溶性成分的增加[2]。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速過高時，物料在機筒內(nèi)停留時間過短，不利于SDF含量的增加。螺桿轉(zhuǎn)速對擠壓麩皮的顏色和水合特性也有影響。轉(zhuǎn)速越快，顏色變化(ΔE)越小，一方面與物料在機筒內(nèi)的停留時間有關(guān)，另一方面可能是由于鹽(氣體發(fā)生劑)的存在降低了物料中的水分活度，從而抑制了褐變反應(yīng)。但綜合轉(zhuǎn)速與鹽兩因素，擠壓物料的顏色特性主要受擠壓轉(zhuǎn)速的影響[12]。整體上看，轉(zhuǎn)速的增加有利于擠壓麩皮持水力、持油力以及膨脹力的提高，其中鹽的存在也會對擠壓物料的水合性質(zhì)產(chǎn)生影響，但是影響并不顯著[13]。綜合考慮，選定190 r/min為后續(xù)優(yōu)化實驗的螺桿轉(zhuǎn)速。

表2　螺桿轉(zhuǎn)速對改性麥麩SDF含量及物化特性的影響

2.1.4擠壓終桶溫度

由表3可知，擠壓溫度對麩皮SDF含量影響顯著。隨著溫度的升高，SDF的含量逐漸增大，當(dāng)溫度達到185 ℃時，SDF增量最大。隨著溫度的升高，纖維高聚物的糖苷鍵斷裂，引起IDF向SDF的轉(zhuǎn)變[1]。當(dāng)溫度超過185 ℃時，隨著溫度升高，SDF含量有所下降，原因可能是：(1)溫度過高加劇了SDF的美拉德反應(yīng)；(2)溫度過高引起了SDF的碳化反應(yīng)。同樣，溫度的變化對CO2爆破擠壓麩皮的顏色也有一定的影響。溫度越高，顏色變化越大(ΔE)。當(dāng)溫度達到195 ℃時，色差變化值(ΔE)也達到最大，這是由于膳食纖維發(fā)生強烈降解，同時伴有焦糊味[1]。隨著溫度的升高，擠壓麩皮的水合特性(持水力、持油力和膨脹力)得到改善，整體上呈現(xiàn)上升的趨勢。當(dāng)終桶溫度達到175 ℃時，持水力出現(xiàn)峰值。溫度的升高促進膨脹力的增加，但對持油力影響不是很明顯。綜合考慮麩皮的SDF含量、顏色及水合特性選定185 ℃為最終優(yōu)化工藝的終桶溫度。

表3　終桶溫度對麥麩SDF含量及物化特性的影響

2.2CO2爆破擠壓工藝對麩皮結(jié)構(gòu)特征的影響

由圖1分析可知，傳統(tǒng)擠壓麩皮和CO2爆破擠壓麩皮的特征峰位置與麩皮原料相似，但譜峰強度有差異。具體而言，麩皮原料在890 cm-1左右出現(xiàn)的吸收峰是β-糖苷鍵的特征吸收峰[14]，在1 035 cm-1和1 155 cm-1產(chǎn)生的吸收可能是樣品中C—C和C—O鍵引起的振動，代表了吡喃葡萄糖環(huán)的存在[15]，CO2爆破擠壓樣品在890、1 035和1 155 cm-1處吸收峰未發(fā)生顯著位移，但強度發(fā)生變化，可能是由于糖苷鍵的部分分解或斷裂或重組。樣品在1 402 cm-1處產(chǎn)生的吸收可能是脂肪族物質(zhì)COO-伸展和彎曲產(chǎn)生，2 857 cm-1中出現(xiàn)的吸收峰是由脂肪族物質(zhì)C—H振動引起[16]，而在1 652 cm-1和1 533 cm-1出現(xiàn)的吸收峰是由于蛋白質(zhì)的CN和NH群伸縮振動引起，代表酰胺 I和酰胺 II的特征吸收峰[17]。擠壓處理后1 533 cm-1出現(xiàn)吸收峰明顯減弱的現(xiàn)象印證了高溫高壓處理過程中酰胺鍵的破壞。

a-原料；b-傳統(tǒng)擠壓；c-CO2爆破擠壓圖1　不同擠壓處理麥麩的紅外光譜圖Fig.1　Infrared spectrogram of wheat bran subjected to different extrusions

由圖2可知，原料和傳統(tǒng)擠壓和CO2爆破擠壓麩皮主要有3段失重過程。在200 ℃前左右出現(xiàn)的失重主要是由于水分(自由水和結(jié)合水)的蒸發(fā)，并在100 ℃左右出現(xiàn)最大的失重速率，屬于干燥與預(yù)碳化過程。200～400 ℃主要是大分子物質(zhì)的解聚過程，并在300 ℃左右出現(xiàn)最大的降解速率，此過程為主要熱解過程，屬于碳化階段。400 ℃以后進入燃燒階段。由圖2可知，2種擠壓方式與原料相比的熱重曲線并沒有發(fā)生顯著性變化，所以擠壓沒有影響物料的熱穩(wěn)定性質(zhì)，這與ZHANG等[18]的研究結(jié)果類似。

A-原料；B-傳統(tǒng)擠壓；C-CO2爆破擠壓圖2　同擠壓處理下麩皮的熱重曲線Fig.2　TG and DTG curves of wheat bran subjected to different extrusions

2.3CO2爆破擠壓工藝對麩皮抗氧化性質(zhì)的影響

由表4可知，傳統(tǒng)擠壓改性和CO2爆破擠壓改性后均提高了麩皮可提取總酚含量，而CO2爆破擠壓后麩皮可提取多酚含量最高。麩皮中多酚多以結(jié)合態(tài)存在，經(jīng)過擠壓高溫高壓處理后，麩皮中某些結(jié)合態(tài)多酚可能得到了釋放，從而引起了膨化樣品中可提取總酚含量的增高。此外與原料麩皮相比，傳統(tǒng)擠壓麩皮和CO2爆破擠壓麩皮可提取物的DPPH清除率、ABTS清除率和還原力均明顯增高，而CO2爆破擠壓麩皮樣品可提取物的DPPH清除率、ABTS清除率和還原力達到最高值，從而表現(xiàn)出最佳的抗氧化活性。原料麩皮、傳統(tǒng)擠壓麩皮和CO2爆破擠壓麩皮可提取物的抗氧化性變化趨勢與總酚含量變化趨勢一致，這主要也是因為擠壓過程中結(jié)合態(tài)多酚的釋放，引起抗氧化活性的增強。ANTON等[19]也報道過擠壓改性后產(chǎn)品抗氧化活性的增強，說明了擠壓技術(shù)有利于某些酚類物質(zhì)的釋放，增強產(chǎn)品的抗氧化活性。

表4　不同擠壓處理的麩皮的抗氧化活性

3結(jié)論

經(jīng)單因素實驗優(yōu)化得到的CO2爆破擠壓改性麥麩膳食纖維的最佳工藝為：物料含水量為25g/100 g、螺桿轉(zhuǎn)速為190 r/min、擠壓螺桶溫度為65-105-135-185 ℃，該優(yōu)化工藝下麩皮中SDF含量可從原來的為2.50 g/100 g提升到9.97 g/100 g，并且其膳食纖維的持水力、持油力、膨脹力可得到顯著提高。

與原料麩皮和傳統(tǒng)擠壓相比，CO2爆破擠壓對麩皮的多糖晶態(tài)結(jié)構(gòu)以及熱穩(wěn)定特性沒有產(chǎn)生顯著影響；此外，CO2爆破擠壓能夠顯著地提高麥麩抗氧化活性。

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A preliminary study on the physicochemical properties of wheat bran modified by CO2blasting extrusion

LI Sheng1, LONG Dao-qi1,2, WEI Fu-bin1, YE Fa-yin1,3, ZHAO Guo-hua1,3*

1(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China) 2(Chongqing Vocational Institute of Safety & Technology, Chongqing 404020, China) 3(Chongqing Engineering Research Center for Special Food, Chongqing 400715, China)

ABSTRACTThe influences of blasting extrusion processing parameters (feed moisture, screw speed, extrusion die temperature) on SDF fraction, color, water hold capacity, oil hold capacity, swelling capacity and antioxidant activities of wheat bran(WB)were investigated by the single factor experiments method. The results showed that the optimum extrusion conditions for the preparation of modified WB were feed moisture of 25g/100g, screw speed of 190 r/min, extrusion temperature of 65-105-135-185 ℃. Under these conditions SDF fraction in WB could increase from 2.50 g/100 g to 9.97 g/100 g and the water hold capacity, oil hold capacity, swelling capacity of product could be significantly improved (P<0.05). Thermal properties and crystal structure analysis indicated that there were no markedly differences among the untreated, the reference extruded and CO2 blasting extruded WB, while the antioxidant activities of WB treated by CO2 blasting extrusion could be significantly increased than the untreated and ordinary extrusion WB (P<0.05).

Key wordsCO2blasting extrusion processing parameters; wheat bran; soluble dietary fiber; physicochemical properties

收稿日期：2015-09-22，改回日期：2015-10-14

基金項目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)項目(2011AA100805-2)；重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心能力提升項目(cstc2014pt-gc8001)

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201604024

第一作者：碩士研究生(趙國華教授為通訊作者,E-mail:zhaoguohua1971@163.com)。