蕎麥擠壓膨化食品的加工工藝

涂德星，焦云鵬，侯亞君，張夢(mèng)珍，左雙穎，汲臣明

江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品學(xué)院（淮安 223003）

蕎麥又名三角麥、花蕎，分布于中國(guó)山區(qū)，特別是西南地區(qū)如四川、貴州等地，常見的品種是甜蕎和苦蕎[1]。蕎麥的營(yíng)養(yǎng)成分豐富，含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素E、可溶性膳食纖維、煙酸、蘆丁、礦物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)等[2]營(yíng)養(yǎng)成分，長(zhǎng)期食用可預(yù)防大腸癌和肥胖癥[3]。蕎麥粉營(yíng)養(yǎng)豐富，但蕎麥粉顆粒較粗，口感差，又不易消化，這制約了蕎麥?zhǔn)称返南M(fèi)。目前市面上有蕎麥饅頭、面包、掛面、飲料、啤酒等食物[4]，對(duì)蕎麥膨化食品研究較少。劉學(xué)文等[5]以蕎麥和玉米為原料對(duì)強(qiáng)化膳食纖維擠壓彭化食品加工工藝進(jìn)行了研究，探討了不同含量的膳食纖維對(duì)產(chǎn)品口感的影響。肖詩(shī)明等[6]對(duì)苦蕎麥粉的擠壓膨化特性進(jìn)行了初步研究，結(jié)果確定膨化度隨含水量增加而下降，隨螺桿轉(zhuǎn)速、進(jìn)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(jìn)的現(xiàn)代擠壓膨化技術(shù)，研制集營(yíng)養(yǎng)、保健、食用為一體的五谷雜糧膨化粉及主食品。此次試驗(yàn)以甜蕎麥粉為主要原料，輔以玉米粉和大米粉，進(jìn)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(shè)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(gòu)于河南千志商貿(mào)有限公司）。

1.1.2 主要設(shè)備

HK-860型五谷雜糧磨粉機(jī)（廣州市旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司）；ASP-200拌粉機(jī)（北京豐匯加機(jī)械設(shè)備有限公司）；GZD-380振動(dòng)喂料機(jī)（義烏市黑白礦山機(jī)械有限公司）；DS32-ⅡA型膨化食品機(jī)（濟(jì)南賽信機(jī)械有限公司）；TD-75冷卻輸送機(jī)（上海菁海儀器有限公司）；JH-29調(diào)味機(jī)（蘇泊爾集團(tuán)）；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(jī)（九陽(yáng)）。

1.2 生產(chǎn)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(diào)水（15%～25%）→雙螺桿擠壓膨化→切斷成型→調(diào)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(zhuǎn)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(duì)膨化產(chǎn)品感官指標(biāo)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(zhuǎn)速32 Hz，對(duì)含水量14%，15%，16%，17%和18%五個(gè)水平進(jìn)行擠壓膨化研究，以感官評(píng)分和膨化度為考察指標(biāo)確定最優(yōu)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(zhuǎn)速32 Hz、含水量16%，對(duì)膨化溫度160，165，170，175和180 ℃五個(gè)水平進(jìn)行擠壓膨化研究，以感官評(píng)分和膨化度為考察指標(biāo)確定最佳溫度。

1.3.4 蕎麥螺桿轉(zhuǎn)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(duì)螺桿轉(zhuǎn)速28，30，32，34和36 Hz五個(gè)水平進(jìn)行擠壓膨化研究，以感官評(píng)分和膨化度為考察指標(biāo)確定最優(yōu)螺桿轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速32 Hz、含水量16%，對(duì)喂料速度4，5，6，7和8 Hz五個(gè)水平進(jìn)行擠壓膨化研究，以感官評(píng)分和膨化度為考察指標(biāo)確定最優(yōu)喂料速度。

1.4 膨化度測(cè)定方法[8]

按式（1）計(jì)算膨化度，每組隨機(jī)測(cè)定10個(gè)樣品，取其平均值。試驗(yàn)?zāi)？谥睆綖? mm。

1.5 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)方法

1.5.1 感官指標(biāo)

挑選10名身體健康、有品評(píng)經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)，對(duì)膨化產(chǎn)品的色澤（20分）、氣味（25分）、口感（40分）、形態(tài)（15分）四個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)分，滿分100分。

表1 蕎麥膨化食品感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[8]

1.5.2 理化指標(biāo)

水分按照GB/T 5009.3—2016進(jìn)行測(cè)定；酸價(jià)按照GB 5009.229—2016進(jìn)行測(cè)定；過氧化值（以脂肪計(jì)）按照GB 5009.227—2016進(jìn)行測(cè)定。

1.5.3 微生物指標(biāo)

菌落總數(shù)按照GB/T 4789.2—2016進(jìn)行測(cè)定；大腸菌群按照GB/T 4789.3—2016進(jìn)行測(cè)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(jìn)行檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 蕎麥膨化食品配比對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)和膨化度的影響

蕎麥粉粒度過小，單純進(jìn)行擠壓膨化，容易變成熔融狀態(tài)并包裹在螺桿上，將蕎麥、玉米、大米進(jìn)行混合，不僅可以有效緩由蕎麥粉粒度小所帶來(lái)的加工上的困難[7]，也可以實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)互補(bǔ)，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(dāng)蕎麥、玉米、大米的配比為4∶0.5∶0.5時(shí)，膨化食品的感官評(píng)分和膨化度均最高。

圖1 蕎麥、玉米、大米配比對(duì)蕎麥膨化產(chǎn)品感官評(píng)分和膨化度的影響

2.1.2 水分含量對(duì)蕎麥膨化食品感官品質(zhì)和膨化度的影響

研究發(fā)現(xiàn)，混合物料在擠壓膨化時(shí)，水分含量過少，易造成機(jī)器堵塞；而水分含量過大，產(chǎn)品膨化不完全，感官性狀差，這是因?yàn)槲锪虾扛撸锪系臐舛鹊?，物料在擠壓腔內(nèi)引起的磨擦力低，通過模頭非常流暢，未經(jīng)膨化就從模孔排出，導(dǎo)致膨化不充分[10]。由圖2可知，綜合考慮感官評(píng)分和膨化度，確定當(dāng)水分含量控制在16%時(shí)，擠壓膨化效果最佳，色澤誘人，口感酥脆不粘牙，結(jié)果與王思明等[8]的研究基本一致。

圖2 水分含量對(duì)蕎麥膨化產(chǎn)品感官評(píng)分和膨化度的影響

2.1.3 擠壓溫度對(duì)蕎麥膨化食品感官品質(zhì)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(qū)溫度。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)擠壓溫度在180 ℃以上時(shí)，膨化度降低，且有散發(fā)糊焦味，影響品嘗的口感。而當(dāng)擠壓溫度在160 ℃以下時(shí)，膨化力度不夠，口感不酥脆，感官評(píng)分較低。由圖3可知，當(dāng)擠壓溫度控制在170 ℃時(shí)，膨化食品的感官評(píng)分和膨化度均最佳。

圖3 擠壓溫度對(duì)蕎麥膨化產(chǎn)品感官評(píng)分和膨化度的影響

2.1.4 螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)蕎麥膨化食品感官品質(zhì)和膨化度的影響

當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速過低時(shí)，空隙較大，分布不均勻，易造成機(jī)器堵塞；當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速過高時(shí)，蕎麥膨化食品分布不均勻且膨化不完全。由圖4可知，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速為32 Hz時(shí)，其分布均勻，微孔大小適中，外表細(xì)華，膨化好。

圖4 螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)蕎麥膨化產(chǎn)品感官評(píng)分和膨化度的影響

2.1.5 喂料速度對(duì)蕎麥膨化食品感官品質(zhì)和膨化度的影響

由圖5可知，當(dāng)喂料速度為6 Hz時(shí)，產(chǎn)品感官評(píng)分和膨化度達(dá)到最大。高于6 Hz，產(chǎn)品品質(zhì)下降。螺桿轉(zhuǎn)速和喂料速度這兩個(gè)因素互相影響，是個(gè)有機(jī)組合，蕎麥擠壓膨化產(chǎn)品的品質(zhì)隨螺桿轉(zhuǎn)速和喂料速度的增加呈現(xiàn)先改善，后趨于穩(wěn)定或下降[11]。

圖5 喂料速度對(duì)蕎麥膨化產(chǎn)品感官評(píng)分和膨化度的影響

2.2 蕎麥膨化食品工藝的正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇原料配比、水分含量、螺桿轉(zhuǎn)速、擠壓溫度、喂料速度為因素進(jìn)行五因素四水平的L16(45)正交試驗(yàn)，以膨化度和感官評(píng)分為指標(biāo)，確定蕎麥膨化食品的最佳工藝，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2，結(jié)果見表3。

從表3結(jié)果可以看出，根據(jù)感官評(píng)分結(jié)果確定的影響蕎麥休閑食品的主要因素順序?yàn)镃＞E＞D＞A＞B，即擠壓溫度對(duì)產(chǎn)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(zhuǎn)速對(duì)產(chǎn)品的影響最??；根據(jù)R值可知，蕎麥休閑食品的最佳配方為：A2B2C2D4E2。根據(jù)膨化度結(jié)果確定的影響蕎麥休閑食品的主要因素順序?yàn)镃＞E＞D＞A＞B，最優(yōu)配方也是A2B2C2D4E2，與感官評(píng)分判定結(jié)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(zhuǎn)速為32 Hz，此時(shí)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(yíng)養(yǎng)特色。對(duì)A2B2C2D4E2進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，平行操作3次，平均感官評(píng)分為92.50分，高于正交試驗(yàn)的感官評(píng)分最高分91分，同時(shí)組織狀態(tài)、口感、風(fēng)味也達(dá)到最佳水平。

表2 因素水平表

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果表

2.3 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)

2.3.1 感官指標(biāo)

蕎麥膨化食品的感官指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 感官指標(biāo)

2.3.2 理化指標(biāo)

蕎麥?zhǔn)称返睦砘笜?biāo)檢驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 理化指標(biāo)

2.3.3 微生物指標(biāo)

蕎麥?zhǔn)称返奈⑸镏笜?biāo)檢測(cè)結(jié)果見表6。

表6 微生物指標(biāo)

3 結(jié)論

試驗(yàn)選用蕎麥、玉米、大米為特色原料，通過正交試驗(yàn)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(zhuǎn)速32 Hz。采用此工藝生產(chǎn)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(fēng)味獨(dú)特，無(wú)雜質(zhì)和異味，綜合了蕎麥、玉米、大米三種谷物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，市場(chǎng)開發(fā)前景廣闊。