谷物早餐質(zhì)構(gòu)特性的研究.pdf

1、近年來，隨著生活節(jié)奏的加快，人們對于方便食品的需求明顯提高，對于產(chǎn)品質(zhì)量的要求更高。對于谷物早餐等早餐類休閑食品，產(chǎn)品在進(jìn)行食用時(shí)先要在牛奶中浸泡，在浸泡過程中，如果產(chǎn)品吸水很快，產(chǎn)品就會(huì)變軟，嚴(yán)重時(shí)會(huì)變成糊狀物，喪失了產(chǎn)品的咀嚼感，降低了產(chǎn)品的品質(zhì)。本論文以片狀谷物早餐為研究對象，研究了在擠壓加工中擠壓條件和原料成分對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性的影響，研究了擠壓過程中質(zhì)構(gòu)特性的控制途徑并建立工藝模型，研究了各種調(diào)味料對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的改善，探討了擠壓過程

2、中膠體的添加提高產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性的機(jī)理，建立了產(chǎn)品浸泡與貯藏時(shí)水分吸附的模型和水分吸附的熱動(dòng)力學(xué)模型，并對其貯藏穩(wěn)定性進(jìn)行了深入研究。 論文首先從擠壓過程中的擠壓條件和原料成分出發(fā)，研究各種因素：擠壓機(jī)各區(qū)溫度、螺桿螺旋轉(zhuǎn)速、進(jìn)料水分、原料淀粉含量、蛋白質(zhì)含量以及脂肪含量對谷物早餐質(zhì)構(gòu)特性的影響。發(fā)現(xiàn)擠壓機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速和Ⅲ區(qū)溫度對谷物早餐產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響最大：隨著螺桿轉(zhuǎn)速的升高，保脆性得到提高，淀粉顆粒保持其原有的晶型結(jié)構(gòu)；隨著Ⅲ區(qū)溫度的

3、升高，保脆性降低，淀粉顆粒的晶型結(jié)構(gòu)受到破壞。隨著水分含量的增加，保脆性相對降低，淀粉顆粒保持其原有的晶型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越緊密；隨著蛋白質(zhì)含量的增加，保脆性明顯的降低，膨化度明顯降低，內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分緊密；隨著脂肪含量的升高，保脆性增高。 為了系統(tǒng)的研究擠壓條件包括原料成分對于產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響以及其相互作用，本論文在均勻設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，以螺旋轉(zhuǎn)速、Ⅲ區(qū)溫度以及進(jìn)料水分為自變量，以產(chǎn)品的脆性、保脆性、碘價(jià)、過氧化值以及綜合指標(biāo)為因變量

4、，通過三因素五水平的響應(yīng)面分析研究了各擠壓參數(shù)間的內(nèi)在聯(lián)系和相互影響，并確定了谷物早餐的最佳擠壓工藝參數(shù)為：螺桿螺旋轉(zhuǎn)速為334r/m；Ⅲ區(qū)溫度123.5℃；水分含量22.6％。 針對糖、鹽、蜂蜜的添加對谷物早餐質(zhì)構(gòu)特性的改善進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)隨著糖含量的增加，保脆性相對升高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)膨脹，膨化度升高；隨著鹽含量的增加，保脆性降低，但不很明顯，內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越緊密，膨化度降低；隨著蜂蜜含量的升高，保脆性升高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)合緊密。

5、 探討了擠壓加工中各種膠體的添加對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性的影響及其機(jī)理。在擠壓加工中，添加膠體后，加熱破壞了個(gè)別分子外面的水化層而造成聚合物間疏水鍵增加，淀粉顆粒整體結(jié)構(gòu)收縮，造成產(chǎn)品表面與水的抵觸增大，表觀上保脆性增大；膠體能夠在加熱過程中形成強(qiáng)度不一的凝膠，對原料淀粉的晶型起保護(hù)作用。在論文的研究當(dāng)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)卡拉膠(Kappa)與KCl混合添加時(shí)產(chǎn)品的保脆性進(jìn)一步得到提高，這是因?yàn)殛栯x子K<'+>與卡拉膠(Kappa)結(jié)合能夠形成堅(jiān)硬的凝膠，

6、卡拉膠(Kappa)的鉀鹽是最好的凝膠形成劑，形成的凝膠是脆性的；當(dāng)卡拉膠(Kappa)與CMC混合添加時(shí)產(chǎn)品的保脆性比單一膠體添加的產(chǎn)品保脆性高，這是因?yàn)榭ɡz(Kappa)與其它食品膠體有協(xié)同作用，增加卡拉膠(Kappa)的效用。最終確定膠體的最佳添加量為：卡拉膠(Kappal)為1.8‰、KCl為0.27‰、CMC為0.72‰。 由于目前針對谷物早餐浸泡時(shí)水分吸附和脆性變化的基礎(chǔ)理論缺乏，本論文研究了谷物早餐在浸泡過程中的

7、基本特性和模型。Peleg模型是一個(gè)雙參數(shù)模型，其中K<,1>為Peleg模型的速率常數(shù)，K<,1>的變化代表了吸水的速度變化的趨勢。研究證明Peleg模型可以適用于谷物早餐浸泡時(shí)的水分吸收；Peleg模型速率常數(shù)K<,1>隨著溫度的升高而降低，表明產(chǎn)品吸附水分的速度加快；根據(jù)阿累尼烏斯方程，通過溫度對Peleg模型速率常數(shù)K<,1>的影響可以估計(jì)物料的糊化溫度范圍為40-60℃之間；在30℃至80℃之間Peleg模型可以應(yīng)用于谷物早餐

8、浸泡時(shí)脆性的變化，Kl隨著溫度的升高而降低，說明脆性降低的速度隨著溫度的升高而升高。 論文結(jié)合水分含量和水分活度，根據(jù)食品貯藏中常用的四種等溫吸濕模型，對三個(gè)溫度條件下谷物早餐的吸濕試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了模擬比較，以模型的確定系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)誤差以及平均相對預(yù)測誤差作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)果表明Halsey以及Henderson模型可以較好地預(yù)測不同溫度條件下谷物早餐的吸濕規(guī)律并確定了它們的模型系數(shù)。以Halsey模型為基礎(chǔ)進(jìn)一步研究谷物早餐在貯藏過程

9、中的吸附熱動(dòng)力學(xué)，應(yīng)用Clausius-Clapeyron公式，得出等量吸附熱△hd與水分含量X之間呈指數(shù)關(guān)系，局部熵△Sd與水分含量X之間呈指數(shù)關(guān)系；△hd與△Sd呈線性關(guān)系，這表明補(bǔ)償理論的存在；鋪展壓力隨著水分活度的上升而上升，在一定的水分活度下，鋪展壓力隨著溫度的升高而降低；隨著水分含量的升高，凈整體焓升高至最大值然后降低，這表明了吸附過程中水-固體相互反應(yīng)的變化；隨著水分含量的升高，凈整體熵降低至最小值然后升高，這反映出隨著多