擠壓膨化技術(shù)在糧油副產(chǎn)品深加工中的應(yīng)用

◎ 蘭曉光

（德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 德州 253000）

我國(guó)是一個(gè)糧油生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，年均糧食產(chǎn)量超過5億t，在糧食加工過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品主要有麩皮、碎米、米糠、胚芽和餅粕等，年均總產(chǎn)量約1億t[1-2]。糧油副產(chǎn)品雖含有豐富的蛋白質(zhì)、膳食纖維、多種維生素和礦物質(zhì)以及功能性成分，但目前一般只用作飼料原料，附加值較低、綜合利用程度不高。將糧油副產(chǎn)品與擠壓膨化技術(shù)相結(jié)合，利用擠壓膨化技術(shù)可改善原料加工性能、優(yōu)化物料質(zhì)構(gòu)特性、減少營(yíng)養(yǎng)損失，原料適用性廣、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、加工效率高，不僅能提高糧油副產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分的保存率和消化率、改善保藏穩(wěn)定性，而且能開發(fā)多種類型的營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)糧油副產(chǎn)品深加工，提高糧油副產(chǎn)品的附加值。

1 擠壓膨化技術(shù)在糧油副產(chǎn)品深加工中的應(yīng)用

擠壓膨化技術(shù)是集攪拌、混勻、加熱、擠壓、破碎、膨化及成型于一體的多功能、高產(chǎn)量、高質(zhì)量的現(xiàn)代食品加工技術(shù)。利用擠壓膨化技術(shù)處理小麥麩皮、胚芽、碎米和米糠等糧油副產(chǎn)品，可以改善其食用品質(zhì)、延長(zhǎng)貨架期、提高膳食纖維可溶性、蛋白質(zhì)及淀粉體外消化率、豐富制品種類等[3]。

1.1 在麩皮深加工中的應(yīng)用

麩皮是小麥加工過程中的主要副產(chǎn)品，其蛋白質(zhì)含量為12%～18%，膳食纖維含量高達(dá)40%，同時(shí)含戊聚糖、阿魏酸等多種功能性成分，是一種很有開發(fā)前景的營(yíng)養(yǎng)食品原料。汪麗萍等研究表明，擠壓處理能有效鈍化小麥麩皮和胚芽中所含的脂肪酶、有效降低脂肪酸值，提高全麥粉的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性；有利于酚類物質(zhì)的釋放，增加全麥粉的總酚含量，增強(qiáng)全麥粉的抗氧化活性；有利于保留麥麩與胚芽中的生理活性組分，很好地保持全麥粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[4]。張明采用雙螺桿擠壓技術(shù)處理麥麩并制作饅頭和面包，研究表明適量添加擠壓處理的麥麩可改善饅頭和面包的品質(zhì)，增加面制品的體積、提高含水量、改善質(zhì)地、延長(zhǎng)貨架期，擠壓處理的麥麩在饅頭中的添加量不宜超過8%，在面包中的添加量不宜超過6%[5]。

小麥麩皮中不溶性粗纖維含量較多，導(dǎo)致其食用品質(zhì)不佳、膳食纖維利用率不高。擠壓膨化技術(shù)可以改善麥麩膳食纖維的可溶性，提高其綜合利用價(jià)值。閆曉光的研究表明，物料水分含量20%、螺桿轉(zhuǎn)速150 r·min-1、擠壓溫度140 ℃為擠壓處理麥麩改性的最優(yōu)工藝條件，擠壓后麥麩中可溶性膳食纖維含量為16.72%，提高了70%[6]。任順成等經(jīng)試驗(yàn)得到小麥麩皮擠壓膨化的最佳工藝參數(shù)，即水分含量27.5%、喂料速度9 kg·h-1、螺桿轉(zhuǎn)速9 Hz、機(jī)筒末端溫度145 ℃，此工藝處理的麥麩中可溶性膳食纖維含量從2.11%增加到3.27%、總膳食纖維含量從33.39%提高到45.08%，利用掃描電鏡可觀察到其疏松多孔的結(jié)構(gòu)、凹凸不平的表面和增大的裸露表面積，說明擠壓膨化后的麥麩其營(yíng)養(yǎng)性和可食性都得到明顯改善[7]。

1.2 在胚芽深加工中的應(yīng)用

胚芽是小麥和玉米加工業(yè)的副產(chǎn)物之一，其不僅富含蛋白質(zhì)、膳食纖維及不飽和脂肪酸，還含有維生素B1、維生素B2、維生素B6、葉酸、維生素E等多種維生素，鉀、鎂、鋅、鐵等礦物質(zhì)以及二十二碳烯醇、二十五碳烯醇、二十六碳烯醇等功能性成分。以胚芽為原料利用擠壓膨化技術(shù)不僅可以制作多種類型的營(yíng)養(yǎng)食品，而且能夠改善產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分構(gòu)成、促進(jìn)消化吸收。李共國(guó)等利用擠壓膨化、粉碎和調(diào)配等工藝研制小麥胚芽和玉米粉混合的沖劑產(chǎn)品，研究表明小麥胚芽經(jīng)擠壓膨化加工后粗纖維含量下降了46.2%，其口感更加細(xì)膩；水溶性蛋白質(zhì)含量從3.6 mg·g-1增加到38.1 mg·g-1，蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)更容易被吸收；依據(jù)感官評(píng)分和成本考慮，可選取小麥胚芽和玉米粉按7∶3的配比加工麥胚芽沖劑[8]。張弛等利用擠壓膨化處理改善的谷物粉，按麥胚基礎(chǔ)粉60%、燕麥粉20%、全小麥粉15%和糙米粉5%的復(fù)配比例，制作的多谷物麥胚粉營(yíng)養(yǎng)素配比合理，沖調(diào)性和口感都較好[9]。

在小麥粉和玉米淀粉的生產(chǎn)過程中，完整的小麥和玉米籽粒被破碎，使得胚芽中的脂肪酶和脂肪氧化酶與空氣及胚芽含油層充分接觸，活性迅速提高。胚芽不僅極易吸濕，而且易受蟲害和微生物污染，不易保存。擠壓膨化技術(shù)可達(dá)到較好的滅酶效果并有效提高胚芽的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。顧林等研究表明，采用原料水分含量為12%、螺桿轉(zhuǎn)速為500 r·min-1的工藝條件擠壓膨化處理小麥胚芽，經(jīng)12 d烘箱快速儲(chǔ)藏，其肪酸值僅為1.06 g·kg-1，顯著提高了胚芽的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性[10]。劉璐等研究也表明，擠壓法較短時(shí)微波和紫外照射在新鮮玉米胚芽滅酶效果方面優(yōu)勢(shì)更明顯、產(chǎn)品穩(wěn)定性更高[11]。

1.3 在碎米和米糠深加工中的應(yīng)用

碎米是大米加工過程中經(jīng)過篩理而分出的副產(chǎn)品，碎米的營(yíng)養(yǎng)成分與整粒米基本相同，常用作釀酒或制糖的原料，附加值較低。將碎米綜合利用深加工成其他產(chǎn)品，則可大幅提高其附加值[2]。王會(huì)然采用雙螺桿擠壓機(jī)，以碎米為原料，選取物料水分含量、模頭溫度、螺桿轉(zhuǎn)速3個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面分析，得出水分含量25%、模頭溫度90 ℃、螺桿轉(zhuǎn)速180 r·min-1是生產(chǎn)擠壓重組米的最優(yōu)工藝參數(shù)，質(zhì)構(gòu)測(cè)定表明擠壓重組米的彈性和黏性高于自然米、耐咀性和硬度低于自然米[12]。遲吉捷研究表明，雙螺桿擠壓膨化機(jī)在喂料速度為400 g·min-1、物料水分為21%、機(jī)筒溫度為130 ℃、螺桿轉(zhuǎn)速為230 r·min-1的工藝參數(shù)條件下，制備的碎米粉膨化效果理想，適宜粉碎，色澤淡黃，米香氣十足，產(chǎn)品孔隙度均勻一致；以其為原料制作膨化米糊，當(dāng)膨化米糊粗細(xì)度為70目，麥芽糊精、蔗糖酯、植脂末的添加量分別為12%、0.25%和0.15%時(shí)，可以顯著提高膨化米糊沖調(diào)分散性[13-14]。

米糠是稻谷加工過程中的副產(chǎn)物，主要由果皮、種皮、米胚芽和糊粉層等物質(zhì)組成，其富含蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、維生素、礦物質(zhì)以及谷維素、多糖、生育三烯酚等生物活性成分[15]。目前大部分米糠被用作畜禽飼料，綜合利用程度不高，而制約其深加工利用的關(guān)鍵因素是米糠的不穩(wěn)定性及儲(chǔ)藏期短。高洋等利用擠壓穩(wěn)定化方法處理全脂米糠，研究表明在雙螺桿擠壓膨化設(shè)備機(jī)筒溫度135 ℃、螺桿轉(zhuǎn)速130 r·min-1、?？字睆? mm、物料含水率22.5%的條件下，過氧化物酶殘余酶活最小值可達(dá)0.53%，鈍化效果較好，穩(wěn)定化程度較高，并且擠壓米糠的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生復(fù)雜變化，其表面疏松多孔，更易于人體的消化吸收[16]。

2 結(jié)語

近年來，隨著糧油加工行業(yè)的發(fā)展、國(guó)家政策的重視、糧油加工設(shè)備的創(chuàng)新和技術(shù)水平的提升，糧油副產(chǎn)品的綜合利用率和附加值逐漸提高，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益得以體現(xiàn)。擠壓膨化技術(shù)作為食品和糧油加工較為常用的生產(chǎn)技術(shù)之一，將其應(yīng)用于糧油副產(chǎn)品深加工領(lǐng)域，充分利用擠壓膨化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)糧油加工副產(chǎn)品的二次利用，從而為糧油加工行業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈提供新的途徑。