含豆渣粉玉米片擠壓膨化工藝研究

田海娟，朱珠，張傳智，景丹（.吉林工商學(xué)院食品工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春3006；.吉林工商學(xué)院糧油食品深加工吉林省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林長(zhǎng)春3006）

含豆渣粉玉米片擠壓膨化工藝研究

田海娟1，2，朱珠2，*，張傳智2，景丹1（1.吉林工商學(xué)院食品工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130062；2.吉林工商學(xué)院糧油食品深加工吉林省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林長(zhǎng)春130062）

以豆渣粉和玉米粉為原料，利用雙螺桿擠壓膨化工藝，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，研究擠壓工藝條件對(duì)豆渣粉玉米片的品質(zhì)的影響，經(jīng)研究可知，豆渣粉玉米片最佳擠壓膨化工藝為：豆渣粉添加量30%、擠壓膨化溫度170℃、物料含水量10%、螺桿轉(zhuǎn)速285r/min。在此條件下加工玉米片，感官品質(zhì)最佳。

豆渣粉；玉米粉；雙螺桿擠壓膨化技術(shù)

大豆獨(dú)特豐富而又全面的營(yíng)養(yǎng)成分，使得大豆加工業(yè)方興未艾。豆渣，是豆腐、豆乳等豆制品加工過(guò)程中的副產(chǎn)物。近年來(lái)，我國(guó)豆制品工業(yè)化速度加快，以豆腐生產(chǎn)為例，每加工1 kg大豆，約產(chǎn)生1.2 kg鮮豆渣。據(jù)推測(cè)，我國(guó)每年約產(chǎn)生280萬(wàn)t鮮豆渣。據(jù)測(cè)定，大豆豆渣中膳食纖維、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量分別為50%～60%、13%～20%、6%～12%和3%～5%[1]。豆渣中還含有多種礦物元素和維生素，每100克干豆渣中礦物質(zhì)含量分別為：鐵10.69 mg、鈣210 mg、鋅2.263 mg、鎂39 mg、鉀200 mg、磷380 mg、錳1.511 mg；其維生素含量分別為：V0.272 mg、V0.976 mg[2]。由于濕豆渣口感差，含水量非常大，易腐敗變質(zhì)，運(yùn)輸不方便等因素，導(dǎo)致豆渣的利用率低下。豆渣的傳統(tǒng)利用方式是直接作為動(dòng)物飼料喂養(yǎng)動(dòng)物，甚至作為廢棄物堆放，不作任何利用[3]。近年來(lái)隨著人們對(duì)豆渣研究的不斷深入，對(duì)豆渣的認(rèn)識(shí)更加清楚和深刻，加工利用也有了新的方法和途徑[4]。

將豆渣粉添加到玉米片中，通過(guò)擠壓膨化工藝，研究豆渣粉添加量對(duì)玉米片感官品質(zhì)的影響，為開發(fā)豆渣類膨化食品，提供參考依據(jù)。將豆渣粉添加到玉米片中，不僅提髙了產(chǎn)品的附加值,增加了豆渣的利用率，降低產(chǎn)品成本，同時(shí)也減少了豆渣的大量浪費(fèi)對(duì)環(huán)境的污染。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮豆渣：市售；玉米粉：市售；水。

1.2 儀器與設(shè)備

D532-11A型雙螺旋擠壓膨化機(jī)：濟(jì)南賽信機(jī)械有限公司；SQW-601型低溫超微粉碎機(jī)：山東三清不銹鋼設(shè)備有限公司；S200J型烤箱：SVEBA DAHLEN AB SE-513 82 Fristad Sweden；KO-3壓片機(jī)：上海華信開關(guān)廠。

1.3 方法

1.3.1 鮮豆渣預(yù)處理

將豆坊中購(gòu)買的新鮮豆渣放置干燥箱中45℃干燥至恒重，然后置于低溫超微粉碎機(jī)中粉碎至200目，得到豆渣粉備用。

1.3.2 豆渣粉玉米片擠壓膨化工藝

豆渣粉+玉米粉混勻+水（原料稱量）原料混合→水分調(diào)整→擠壓膨化→切削制粒→軋片→烘焙→包裝成品

1.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分別研究豆渣粉添加量（A）、擠壓膨化溫度（B）、物料含水量（C）、螺桿轉(zhuǎn)速(D)四個(gè)因素對(duì)豆渣玉米片品質(zhì)的影響，依據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行正交試驗(yàn)，以豆渣粉玉米片感官品質(zhì)為考核指標(biāo)，確定最優(yōu)工藝。

1.3.4 產(chǎn)品的感官指標(biāo)評(píng)定

豆渣粉玉米片感官質(zhì)量的評(píng)定采用打分法，請(qǐng)具有一定食品感官鑒評(píng)經(jīng)驗(yàn)的10名專業(yè)人員，依據(jù)表1的6個(gè)感官指標(biāo)對(duì)同一產(chǎn)品的感官質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定，并將10人對(duì)各組產(chǎn)品逐項(xiàng)打分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，求出平均值，最后做出綜合評(píng)價(jià)。

表1 含豆渣粉玉米片感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of corn flakes with Okara powder（OKP）

1.3.5 豆渣粉玉米片的質(zhì)量檢測(cè)

豆渣粉玉米片質(zhì)量檢測(cè)方法依據(jù)GB17401-2003《膨化食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行[5]。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 豆渣粉添加量對(duì)豆渣粉玉米片品質(zhì)的影響

豆渣粉以10%、15%、20%、25%、30%比例添加到玉米粉中，攪拌均勻。物料含水量為8%、螺桿轉(zhuǎn)速為285 r/min、擠壓膨化溫度為170℃的條件下，對(duì)物料進(jìn)行擠壓膨化，豆渣粉添加量對(duì)豆渣粉玉米片感官品質(zhì)的影響見表2。

由表2可知，豆渣粉添加量在30%時(shí)，豆渣粉玉米片的感官品質(zhì)達(dá)到最佳，在25%～35%區(qū)間內(nèi)，豆渣粉玉米片感官品質(zhì)隨豆渣粉添加量的提高而提高，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)豆渣粉含量過(guò)高，豆渣粉玉米片的因膨化度過(guò)高而影響口感。因此選用20%、25%、30%豆渣粉添加量作為正交試驗(yàn)中的3個(gè)水平。

表2 豆渣粉添加量對(duì)豆渣粉玉米片品質(zhì)的影響Table 2 The effect of the okara powder（OKP）addition on the quality of corn flakes with OKP

2.1.2 擠壓膨化溫度對(duì)豆渣粉玉米片品質(zhì)的影響

物料含水量為8%，螺桿轉(zhuǎn)速為285 r/min、30%豆渣粉加入量，選擇擠壓膨化溫度為150、160、170、180、190℃對(duì)物料進(jìn)行擠壓膨化，擠壓膨化溫度對(duì)豆渣粉玉米片感官品質(zhì)的影響見表3。

表3 擠壓膨化溫度對(duì)豆渣粉玉米片品質(zhì)的影響Table 3 The effect of extrusion temperature on the quality of corn flakes with OKP

由表3分析可知，當(dāng)擠壓膨化溫度為170℃，豆渣粉玉米片感官品質(zhì)最好，在160℃～180℃區(qū)間內(nèi)，豆渣粉玉米片感官品質(zhì)與擠壓膨化溫度呈正相關(guān)關(guān)系，即品質(zhì)隨擠壓膨化溫度的提高而逐漸提高；但當(dāng)溫度大于180℃時(shí)，豆渣粉玉米片品質(zhì)下降，且有焦糊味出現(xiàn)，綜合考慮擠壓膨化耗能與豆渣粉玉米片品質(zhì)，試驗(yàn)選擇160、170、180℃作為正交試驗(yàn)中擠壓膨化溫度的3個(gè)水平。

2.1.3 物料含水量對(duì)豆渣粉玉米片品質(zhì)的影響

擠壓膨化溫度為170℃、螺桿轉(zhuǎn)速285 r/min、30%豆渣粉添加量，物料中加水將物料含水量分別調(diào)至4%、6%、8%、10%、12%，研究物料含水量對(duì)豆渣粉玉米片品質(zhì)的影響。

由表4可知，物料含水量為8%時(shí)，豆渣粉玉米片品質(zhì)達(dá)到最佳。在物料含水量為6%～10%區(qū)間內(nèi)，豆渣粉玉米片感官品質(zhì)隨物料含水量的增多而逐漸提高。當(dāng)物料含水量小于6%時(shí)，口感差，酥松度不夠；物料含水量大于10%時(shí)，豆渣粉玉米片的感官品質(zhì)降低，由此正交試驗(yàn)中物料含水量選用6%、8%、10%作為該因素的3個(gè)水平。

表4 物料含水量對(duì)豆渣粉玉米片品質(zhì)的影響Table 4 The effect of moisture content of materials on the quality of corn flakes with OKP

2.1.4 螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)豆渣粉玉米片品質(zhì)的影響

豆渣粉添加量30%，擠壓膨化溫度170℃，物料含水量為8%條件下，螺桿轉(zhuǎn)速分別為195、218、240、263、285 r/min，對(duì)物料進(jìn)行擠壓膨化試驗(yàn)，螺桿轉(zhuǎn)速與豆渣粉玉米片感官綜合評(píng)價(jià)的關(guān)系見表5。

表5 螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)豆渣粉玉米片品質(zhì)的影響Table 5 The effect of screw rotation speed on the quality of corn flakes with OKP

由表5可知，螺桿轉(zhuǎn)速在240 r/min～285 r/min區(qū)間內(nèi)，豆渣粉玉米片的感官品質(zhì)隨螺桿轉(zhuǎn)速升高而提高，轉(zhuǎn)速過(guò)大容易造成擠壓溫度不穩(wěn)定，綜合各因素考慮，選用240、263、285 r/min的螺桿轉(zhuǎn)速作為正交試驗(yàn)中的3個(gè)水平。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

由單因素試驗(yàn)結(jié)果確定豆渣粉添加量（A）、擠壓溫度（B）、物料含水量（C）、螺桿轉(zhuǎn)速（D）的三個(gè)水平，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，因素水平表見表6。豆渣粉玉米片最佳配方正交試驗(yàn)結(jié)果見表7。

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析可知，試驗(yàn)研究的4個(gè)因素對(duì)豆渣粉玉米片感官質(zhì)量的影響主次順序是B> A>C>D，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，擠壓溫度對(duì)豆渣粉玉米片感官品質(zhì)有顯著影響，其次是豆渣粉添加量，豆渣粉添加量在30%時(shí)，擠壓膨化適中，豆渣粉玉米片色澤和組織狀態(tài)較好，產(chǎn)品的口感和風(fēng)味等也較好。試驗(yàn)得到含豆渣粉玉米片最優(yōu)的膨化條件為A3B2C3D3，即豆渣粉玉米片的最佳工藝配方為：30%豆渣粉，170℃擠壓溫度，10%物料含水量和285 r/min的螺桿轉(zhuǎn)速。此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，產(chǎn)品的感官評(píng)分為99分。

2.3 含豆渣粉玉米片質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

2.3.1 含豆渣粉玉米片的感官質(zhì)量指標(biāo)

色澤鮮明且均勻呈金黃色；薄厚均勻，外形整齊；表面多泡點(diǎn)，內(nèi)部組織酥松；具有濃郁的豆香味，無(wú)異味。

2.3.2 含豆渣粉玉米片的理化指標(biāo)與微生物指標(biāo)

產(chǎn)品理化指標(biāo)與微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果符合GB17401-2003《膨化食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。

表6 豆渣粉玉米片正交因素水平表Table 6 Factors and levels in the L9（34）orthogonal array design

表7 豆渣粉玉米片最佳配方篩選的正交試驗(yàn)結(jié)果表Table 7 The result of orthogonal test

3 結(jié)論

豆渣粉是高纖維食物，其膳食纖維含量能達(dá)到60%以上，對(duì)豆渣粉玉米片進(jìn)行擠壓膨化試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意豆渣粉添加量和物料含水量的問題，若添加量過(guò)多，則會(huì)導(dǎo)致豆渣粉通過(guò)雙螺桿擠壓機(jī)時(shí)產(chǎn)生困難，若含水量過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致膨化能力差。試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化，獲得雙螺桿擠壓膨化豆渣粉玉米片的最佳工藝參數(shù)：豆渣粉添加量30%，擠壓膨化溫度170℃，物料含水量10%，螺桿轉(zhuǎn)速285r/min。在此條件下，生產(chǎn)出的豆渣粉玉米片，呈金黃色，具有濃郁的豆香味，感官品質(zhì)良好。

[1]祝團(tuán)結(jié),鄭為完．大豆豆渣粉的研究開發(fā)現(xiàn)狀與展望[J]．食品研究與開發(fā),2004(8):25-28

[2]司方,王明力.大豆豆渣粉的綜合利用研究進(jìn)展[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(6):154-156

[3]陳霞,趙貴興,孫子重.大豆加工副產(chǎn)物--豆渣粉及油腳的利用[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006(6):57-60

[4] 張懷珠,王立軍,彭濤.豆渣粉小米清蛋糕加工工藝的研究[J].農(nóng)業(yè)科技與信息,2011(21):58-60

[5] 高向陽(yáng).食品分析與檢驗(yàn)技術(shù)[M].北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2006: 36-87

Research on Extrusion Technology of Okara Powder（OKP）Corn Flakes

TIAN Hai-juan1，2，ZHU Zhu2，*，ZHANG Chuan-zhi2，JING Dan1
（1.Branch of Food Engineering，Jilin Business and Technology College，Changchun 130062，Jilin，China；2.Jilin Province Key Laboratory of Grain and Oil Processing，Jilin Business and Technology College，Changchun 130062，Jilin，China）

Okara powder（OKP）and corn flour as raw material，adopting double screw extrusion process，the factors on the quality were studied by the single factor test and orthogonal test.The results showed:okara powder（OKP）30%，extrusion temperature 170℃，8%material moisture，screw speed 285 r/min.Under this condition of the processing，corn flakes had best quality.

Okara powder（OKP）；corn flour；double screw extrusion technology

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.19.020

2014-07-14

田海娟（1980—），女（漢），講師，在讀博士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與資源利用。

*通信作者：朱珠（1960—），女（漢），教授，研究方向：糧油食品深加工。