蕎麥擠壓膨化食品的加工工藝

涂德星，焦云鵬，侯亞君，張夢珍，左雙穎，汲臣明

江蘇食品藥品職業技術學院食品學院（淮安 223003）

蕎麥又名三角麥、花蕎，分布于中國山區，特別是西南地區如四川、貴州等地，常見的品種是甜蕎和苦蕎[1]。蕎麥的營養成分豐富，含有豐富的蛋白質、維生素E、可溶性膳食纖維、煙酸、蘆丁、礦物質、黃酮類物質等[2]營養成分，長期食用可預防大腸癌和肥胖癥[3]。蕎麥粉營養豐富，但蕎麥粉顆粒較粗，口感差，又不易消化，這制約了蕎麥食品的消費。目前市面上有蕎麥饅頭、面包、掛面、飲料、啤酒等食物[4]，對蕎麥膨化食品研究較少。劉學文等[5]以蕎麥和玉米為原料對強化膳食纖維擠壓彭化食品加工工藝進行了研究，探討了不同含量的膳食纖維對產品口感的影響。肖詩明等[6]對苦蕎麥粉的擠壓膨化特性進行了初步研究，結果確定膨化度隨含水量增加而下降，隨螺桿轉速、進料量的增加而上升。郝彥玲等[7]以黑米、薏米、蕎麥粉為原料，采用先進的現代擠壓膨化技術，研制集營養、保健、食用為一體的五谷雜糧膨化粉及主食品。此次試驗以甜蕎麥粉為主要原料，輔以玉米粉和大米粉，進行擠壓膨化加工工藝探討，為豐富蕎麥加工品種類、拓展蕎麥加工利用途徑提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 主要材料

蕎麥、玉米、大米、食鹽、白砂糖（市售）；單甘脂、檸檬黃、碳酸鈣（購于河南千志商貿有限公司）。

1.1.2 主要設備

HK-860型五谷雜糧磨粉機（廣州市旭朗機械設備有限公司）；ASP-200拌粉機（北京豐匯加機械設備有限公司）；GZD-380振動喂料機（義烏市黑白礦山機械有限公司）；DS32-ⅡA型膨化食品機（濟南賽信機械有限公司）；TD-75冷卻輸送機（上海菁海儀器有限公司）；JH-29調味機（蘇泊爾集團）；DK-98-Ⅱ電熱恒溫水浴鍋（天津市泰斯特儀器有限公司）；JYL-C022料理機（九陽）。

1.2 生產工藝流程

蕎麥、玉米、大米→粉碎→配料（加入糖、鹽、單甘脂等添加劑）→混勻→調水（15%～25%）→雙螺桿擠壓膨化→切斷成型→調味→烘干→冷卻輸送→真空包裝→成品

1.3 蕎麥膨化食品加工工藝研究

1.3.1 原料配比確定

固定膨化溫度170 ℃、螺旋轉速32 Hz、喂料速度6 Hz、水分含量16%，蕎麥、玉米、大米的不同配比依次為2∶1.5∶1.5，3∶1∶1，3∶1.5∶0.5，4∶0.5∶0.5和4∶0.4∶0.6，研究原料配比對膨化產品感官指標及膨化度的影響。

1.3.2 混合粉含水量的確定

固定物料配比4∶0.5∶0.5、溫度170 ℃、喂料速度6 Hz、螺桿轉速32 Hz，對含水量14%，15%，16%，17%和18%五個水平進行擠壓膨化研究，以感官評分和膨化度為考察指標確定最優含水量。

1.3.3 蕎麥擠壓溫度的確定

固定物料配比4∶0.5∶0.5、喂料速度6 Hz、螺桿轉速32 Hz、含水量16%，對膨化溫度160，165，170，175和180 ℃五個水平進行擠壓膨化研究，以感官評分和膨化度為考察指標確定最佳溫度。

1.3.4 蕎麥螺桿轉速的確定

固定物料配比4∶0.5∶0.5、溫度170 ℃、喂料速度6 Hz、含水量16%，對螺桿轉速28，30，32，34和36 Hz五個水平進行擠壓膨化研究，以感官評分和膨化度為考察指標確定最優螺桿轉速。

1.3.5 混合料喂料速度的確定

固定物料配比4∶0.5∶0.5、溫度170 ℃、螺桿轉速32 Hz、含水量16%，對喂料速度4，5，6，7和8 Hz五個水平進行擠壓膨化研究，以感官評分和膨化度為考察指標確定最優喂料速度。

1.4 膨化度測定方法[8]

按式（1）計算膨化度，每組隨機測定10個樣品，取其平均值。試驗?？谥睆綖? mm。

1.5 產品品質指標檢測方法

1.5.1 感官指標

挑選10名身體健康、有品評經驗的同學，對膨化產品的色澤（20分）、氣味（25分）、口感（40分）、形態（15分）四個方面進行綜合評分，滿分100分。

表1 蕎麥膨化食品感官評分標準[8]

1.5.2 理化指標

水分按照GB/T 5009.3—2016進行測定；酸價按照GB 5009.229—2016進行測定；過氧化值（以脂肪計）按照GB 5009.227—2016進行測定。

1.5.3 微生物指標

菌落總數按照GB/T 4789.2—2016進行測定；大腸菌群按照GB/T 4789.3—2016進行測定；致病菌金黃色葡萄球菌、沙門氏菌分別按照GB/T 4789.10—2016，GB/T 4789.4—2016進行檢測。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 蕎麥膨化食品配比對產品感官品質和膨化度的影響

蕎麥粉粒度過小，單純進行擠壓膨化，容易變成熔融狀態并包裹在螺桿上，將蕎麥、玉米、大米進行混合，不僅可以有效緩由蕎麥粉粒度小所帶來的加工上的困難[7]，也可以實現營養互補，蕎麥賴氨酸含量高[9]，而玉米、大米缺乏賴氨酸。由圖1可知，當蕎麥、玉米、大米的配比為4∶0.5∶0.5時，膨化食品的感官評分和膨化度均最高。

圖1 蕎麥、玉米、大米配比對蕎麥膨化產品感官評分和膨化度的影響

2.1.2 水分含量對蕎麥膨化食品感官品質和膨化度的影響

研究發現，混合物料在擠壓膨化時，水分含量過少，易造成機器堵塞；而水分含量過大，產品膨化不完全，感官性狀差，這是因為物料含水量高，物料的濃度低，物料在擠壓腔內引起的磨擦力低，通過模頭非常流暢，未經膨化就從模孔排出，導致膨化不充分[10]。由圖2可知，綜合考慮感官評分和膨化度，確定當水分含量控制在16%時，擠壓膨化效果最佳，色澤誘人，口感酥脆不粘牙，結果與王思明等[8]的研究基本一致。

圖2 水分含量對蕎麥膨化產品感官評分和膨化度的影響

2.1.3 擠壓溫度對蕎麥膨化食品感官品質和膨化度的影響

這里的擠壓溫度是指物料出料端的第三區溫度。研究發現，當擠壓溫度在180 ℃以上時，膨化度降低，且有散發糊焦味，影響品嘗的口感。而當擠壓溫度在160 ℃以下時，膨化力度不夠，口感不酥脆，感官評分較低。由圖3可知，當擠壓溫度控制在170 ℃時，膨化食品的感官評分和膨化度均最佳。

圖3 擠壓溫度對蕎麥膨化產品感官評分和膨化度的影響

2.1.4 螺桿轉速對蕎麥膨化食品感官品質和膨化度的影響

當螺桿轉速過低時，空隙較大，分布不均勻，易造成機器堵塞；當螺桿轉速過高時，蕎麥膨化食品分布不均勻且膨化不完全。由圖4可知，當螺桿轉速為32 Hz時，其分布均勻，微孔大小適中，外表細華，膨化好。

圖4 螺桿轉速對蕎麥膨化產品感官評分和膨化度的影響

2.1.5 喂料速度對蕎麥膨化食品感官品質和膨化度的影響

由圖5可知，當喂料速度為6 Hz時，產品感官評分和膨化度達到最大。高于6 Hz，產品品質下降。螺桿轉速和喂料速度這兩個因素互相影響，是個有機組合，蕎麥擠壓膨化產品的品質隨螺桿轉速和喂料速度的增加呈現先改善，后趨于穩定或下降[11]。

圖5 喂料速度對蕎麥膨化產品感官評分和膨化度的影響

2.2 蕎麥膨化食品工藝的正交試驗

根據單因素試驗結果，選擇原料配比、水分含量、螺桿轉速、擠壓溫度、喂料速度為因素進行五因素四水平的L16(45)正交試驗，以膨化度和感官評分為指標，確定蕎麥膨化食品的最佳工藝，試驗設計見表2，結果見表3。

從表3結果可以看出，根據感官評分結果確定的影響蕎麥休閑食品的主要因素順序為C＞E＞D＞A＞B，即擠壓溫度對產品的影響最大，其次是喂料速度，然后是原料配比、水分含量，螺桿轉速對產品的影響最小；根據R值可知，蕎麥休閑食品的最佳配方為：A2B2C2D4E2。根據膨化度結果確定的影響蕎麥休閑食品的主要因素順序為C＞E＞D＞A＞B，最優配方也是A2B2C2D4E2，與感官評分判定結果完全一致，即蕎麥、玉米面、大米配比為4∶0.4∶0.6，混合粉水分含量為16%，膨化溫度為170 ℃，喂料速度為6 Hz，螺桿轉速為32 Hz，此時制備的蕎麥膨化食品，色澤誘人，膨化效果最好，保持原有的營養特色。對A2B2C2D4E2進行驗證試驗，平行操作3次，平均感官評分為92.50分，高于正交試驗的感官評分最高分91分，同時組織狀態、口感、風味也達到最佳水平。

表2 因素水平表

表3 正交試驗結果表

2.3 產品品質指標

2.3.1 感官指標

蕎麥膨化食品的感官指標檢驗結果見表4。

表4 感官指標

2.3.2 理化指標

蕎麥食品的理化指標檢驗結果見表5。

表5 理化指標

2.3.3 微生物指標

蕎麥食品的微生物指標檢測結果見表6。

表6 微生物指標

3 結論

試驗選用蕎麥、玉米、大米為特色原料，通過正交試驗得到最佳蕎麥膨化食品的工藝：蕎麥、玉米面、大米配比4∶0.4∶0.6、混合粉水分含量16%、膨化溫度170 ℃、喂料速度6 Hz、螺桿轉速32 Hz。采用此工藝生產的蕎麥膨化食品色澤為淺褐色，口感酥脆不粘牙，香味適中，風味獨特，無雜質和異味，綜合了蕎麥、玉米、大米三種谷物的營養價值，市場開發前景廣闊。