玉米方便速食粥的加工工藝研究

玉米方便速食粥的加工工藝研究

近年來，國內(nèi)外對(duì)玉米加工有了廣泛的研究。然而，玉米在主要食物中的消耗主要是玉米原糧、玉米產(chǎn)品和玉米糊，新產(chǎn)品少，加工低，消費(fèi)者意識(shí)低。減少壓力、壓縮理論改善加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于糧食加工，尤其是方便的食品加工中。通過擠壓機(jī)作為反應(yīng)容器，完成材料的推、壓、壓、流、扭轉(zhuǎn)、彎曲、重組等反應(yīng)。現(xiàn)在，它被廣泛應(yīng)用于食品加工技術(shù)中，用于加工新舊產(chǎn)品和改性昆蟲、蛋白、纖維和其他大型成分，并利用新的性質(zhì)和用途。快食粥是用現(xiàn)代糧食加工物理改良技術(shù)加工而成的方便速食產(chǎn)品。屬于我國食品化合的重要課題?，F(xiàn)在國內(nèi)外的科學(xué)家和公司主要采用冷凍干或冷凍干、熱干、熱干等方法，并與工業(yè)應(yīng)用一起開發(fā)迅速的速食粥。王立東等人通過微波加熱干燥等方法制作方便粥。黃華等人通過二次蒸餾水工藝制作方便的粥。近年來，一些采用超高壓技術(shù)生產(chǎn)方便粥的方法也很少。采用壓縮法研究速食粥的問題[13、14、15、16、17、18、19]。這些方法成本高，難以解決快速吃大米的要求。本研究采用壓縮結(jié)構(gòu)重建技術(shù)，創(chuàng)新二次膨化加工技術(shù)，開發(fā)ip產(chǎn)品，評(píng)估快速吃大米的質(zhì)量和成熟度，為解決低速食物科學(xué)的新產(chǎn)品和新方法的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。在這項(xiàng)工作中，我們討論了高速生產(chǎn)工具的性能以及二次膨化加工技術(shù)對(duì)低速生產(chǎn)工物質(zhì)量的影響。1材料和方法1.1儀器、儀器和儀器玉米粉產(chǎn)自河北三河,購于北京城北糧食市場(chǎng),封口袋包裝,4℃保存.各化學(xué)試劑均為分析純.DGG-9240B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;FW-135型中草藥粉碎機(jī),天津泰斯特公司;FMHE36-32型雙螺桿擠壓實(shí)驗(yàn)機(jī)、FMFC-400型流化床干燥機(jī)和FMDR-400型高溫烤爐,長(zhǎng)沙富馬科食品工程技術(shù)有限公司.1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1膨化、冷卻、包裝玉米粉調(diào)節(jié)水分,經(jīng)雙螺桿擠壓重組再造粒(擠壓條件為:Ⅰ區(qū)60℃,Ⅱ區(qū)90℃,調(diào)節(jié)Ⅲ區(qū)溫度),干燥、高溫二次膨化、冷卻、包裝,儲(chǔ)存待測(cè).1.2.2玉米方便快速粥的質(zhì)量評(píng)價(jià)1.2.2.1.感官評(píng)估方法玉米方便速食粥感官評(píng)價(jià)方法見表1.1.2.2.蒸煮時(shí)間取粥粒20粒放在500mL的沸水中,同時(shí)開始計(jì)時(shí),保持水處于98~100℃微沸狀態(tài)下煮制.從2min30s開始每隔20s取出一粒用透明玻璃片壓開,觀察面條中間白芯的變化,白芯剛消失的時(shí)間即為粥的最佳蒸煮時(shí)間.1.3處理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)均數(shù)(平均數(shù))±標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示,用t檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性分析.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS軟件作差異性分析.2結(jié)果與分析2.1壓力、溫度和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)玉米速食方便粥品質(zhì)的影響螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)玉米速食方便粥感官品質(zhì)及感官總分的影響見圖1、表2.由圖1、表2可知,在螺桿轉(zhuǎn)速為220r/min前,感官評(píng)價(jià)總分隨著螺桿轉(zhuǎn)速增加而增加,當(dāng)轉(zhuǎn)速超過220r/min后,基本趨于穩(wěn)定.其中氣味和外觀結(jié)構(gòu),在轉(zhuǎn)速超過180~200r/min后,提高顯著,而提高螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)于黏度、彈性、滋味和分層影響不大.螺桿轉(zhuǎn)速是物料在擠壓腔體內(nèi)滯留時(shí)間的主要因素,也是提高機(jī)械能輸入的重要手段.在其他條件不變的情況下,單純提高螺桿轉(zhuǎn)速能夠減少在腔體的滯留時(shí)間,因此不會(huì)因?yàn)榧訜峥竞锪?因此不會(huì)產(chǎn)生不良?xì)馕?而螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)于黏度、彈性、滋味和分層的影響較小.切刀轉(zhuǎn)速對(duì)玉米速食方便粥感官品質(zhì)各參數(shù)及感官總分的影響見圖2、表3.由圖2、表3可知,在切刀轉(zhuǎn)速為2100r/min前,感官評(píng)價(jià)總分隨著切刀轉(zhuǎn)速增加而增加,當(dāng)轉(zhuǎn)速超過2100r/min后,基本趨于穩(wěn)定略有下降.其中色澤、氣味和滋味,在切刀轉(zhuǎn)速為1800~2100r/min時(shí),提高顯著,而提高切刀轉(zhuǎn)速對(duì)于硬度、黏度和彈性影響不大.切刀轉(zhuǎn)速直接影響到速食粥的切片厚度.在其他條件不變的情況下,單純提高切刀轉(zhuǎn)速能夠有效減少擠壓粥米的厚度,較薄的粥米厚度在后區(qū)二次膨化過程中會(huì)迅速蒸發(fā)水分二次膨化,產(chǎn)品糊化度也會(huì)有所提升,然而過薄的米粒厚度又會(huì)導(dǎo)致后區(qū)膨化過度,影響到產(chǎn)品的口感和復(fù)水時(shí)間.Ⅲ區(qū)擠壓溫度對(duì)玉米速食方便粥感官品質(zhì)及感官總分的影響結(jié)果見圖3、表4.由圖3、表4可見,感官評(píng)價(jià)總分隨著Ⅲ區(qū)溫度的增加而降低.由于我們?cè)陬A(yù)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)預(yù)研過,Ⅲ區(qū)溫度作為擠壓系統(tǒng)的最高溫度,為保證最終產(chǎn)品的糊化度,應(yīng)設(shè)置為超過100℃.由圖3可知,提高Ⅲ區(qū)擠壓溫度對(duì)于色澤和氣味影響不大,而提高Ⅲ區(qū)溫度對(duì)于外觀結(jié)構(gòu)、黏性、彈性、硬度、滋味及分層等均有所降低.Ⅲ區(qū)溫度直接影響到擠壓產(chǎn)品的糊化度及產(chǎn)品形態(tài),過低的溫度,物料不能進(jìn)入熔融狀態(tài),產(chǎn)品混合度較差,外觀粗糙.而過高的Ⅲ區(qū)溫度,產(chǎn)品降溫不及時(shí),易產(chǎn)生小氣泡,直接影響產(chǎn)品的外觀和食用品質(zhì).喂料量對(duì)玉米速食方便粥感官品質(zhì)及感官總分的影響見圖4、表5.由圖4、表5可見,喂料量對(duì)于速食方便粥總體感官評(píng)分影響不顯著.水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)玉米速食方便粥感官品質(zhì)及感官總分的影響見圖5、表6.由圖5、表6可知,感官評(píng)價(jià)總分隨著擠壓物料水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而顯著提高.由于我們?cè)陬A(yù)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)預(yù)研過,水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在29%~35%時(shí)產(chǎn)品效果較好,低于29%擠壓物料模頭溫度顯著提高,物料從模頭中擠出后,出現(xiàn)微膨化現(xiàn)象,有部分氣泡產(chǎn)生.而原料水分過高導(dǎo)致擠出物料水分含量過高,直接影響后步干燥和二次膨化的效果.從圖5中可看到,提高水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)于氣味、外觀結(jié)構(gòu)、黏性和滋味及分層影響顯著.水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)直接影響到擠壓產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)、滋味和分層,過高水分質(zhì)量分?jǐn)?shù),物料不能進(jìn)入熔融狀態(tài),產(chǎn)品混合度較差,而過低的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)導(dǎo)致擠壓物料外觀粗糙,易產(chǎn)生小氣泡,直接影響產(chǎn)品外觀和食用品質(zhì).2.2操作要點(diǎn)方便速食粥的熟化時(shí)間表征擠壓粥的糊化度和復(fù)水情況.圖6為螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)于玉米速食方便粥熟化時(shí)間的影響,由圖6可知,螺桿轉(zhuǎn)速的變化對(duì)于速食方便粥的熟化時(shí)間影響顯著,呈先下降后上升趨勢(shì),其中螺桿轉(zhuǎn)速在220r/min時(shí)獲得最低的熟化時(shí)間155s.物料的改性主要是由于熱能和機(jī)械能輸入兩方面引起的.在前期,在熱能輸入不變的基礎(chǔ)上,隨著螺桿轉(zhuǎn)速的不斷升高,產(chǎn)品受到的機(jī)械能輸入也不斷提高,因此螺桿轉(zhuǎn)速的提高對(duì)于物料改性的程度影響也較大.后期,在其他條件不變的情況下,隨著螺桿轉(zhuǎn)速的不斷提高,擠壓系統(tǒng)受到了一系列的影響,如螺桿轉(zhuǎn)速的提高也對(duì)應(yīng)著擠壓系統(tǒng)產(chǎn)量的提高,而喂料量絕對(duì)值不變,相對(duì)于螺桿轉(zhuǎn)速的速度有所降低.產(chǎn)量的提高,系統(tǒng)的加熱速度也受到了影響.因此在螺桿轉(zhuǎn)速超過220r/min后,物料的熟化時(shí)間有所降低.圖7為切刀轉(zhuǎn)速對(duì)玉米速食方便粥感官品質(zhì)熟化時(shí)間的影響,切刀轉(zhuǎn)速直接影響到擠壓粥二次膨化前的狀態(tài)和粥片的薄厚.由圖7可知,切刀轉(zhuǎn)速為2100r/min時(shí),速食方便粥的熟化時(shí)間最低,這與感官品質(zhì)在2100r/min時(shí)綜合感官評(píng)分最高的結(jié)論相同.圖8為Ⅲ區(qū)擠壓溫度對(duì)玉米速食方便粥熟化時(shí)間的影響.由圖8可知,在溫度低于125℃時(shí),熟化時(shí)間隨著溫度的升高有所升高,而超過125℃后,熟化時(shí)間有所降低.Ⅲ區(qū)溫度作為制作速食粥的系統(tǒng)中溫度最高的一區(qū),直接影響到擠壓產(chǎn)品的糊化度及產(chǎn)品形態(tài).根據(jù)感官分析,過高的Ⅲ區(qū)溫度,產(chǎn)品的外觀和食用品質(zhì)較差.圖9為喂料量對(duì)玉米速食方便粥感官品質(zhì)的影響.由圖9可知,隨著喂料速度的提高,熟化時(shí)間呈上升趨勢(shì),在喂料速度為18kg/h時(shí),熟化時(shí)間有所降低.從大范圍來看,喂料速度越快,擠壓系統(tǒng)產(chǎn)量越高,其過多的物料將帶走大量的熱能和機(jī)械能,因此提高喂料對(duì)于產(chǎn)品的糊化程度是不利的,而過低的喂料量,使得物料不能充滿整個(gè)擠壓腔體,影響擠壓的壓力和產(chǎn)品的效果.圖10是水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)玉米速食方便粥熟化時(shí)間的影響,由圖10可知,隨著原料水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高,擠壓熟化時(shí)間呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢(shì),其中水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在31%時(shí)熟化時(shí)間最低.原因主要是在擠壓糊化的過程中,物料需要在熱能和機(jī)械能的雙重作用下,進(jìn)入熔融的玻璃態(tài)狀態(tài),并在充分混合后降低溫度重塑形態(tài).過高的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù),物料需要吸收大量的熱量蒸發(fā)水分進(jìn)入玻璃態(tài),在熱能和機(jī)械能輸入不變的情況下難以達(dá)到預(yù)定狀態(tài),從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量.而過低的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)導(dǎo)致擠壓物料外觀粗糙,易產(chǎn)生小氣泡,也影響產(chǎn)品的品質(zhì).3速食方便粥產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的變化1)擠壓操作參數(shù)對(duì)于玉米方便速食粥的產(chǎn)品質(zhì)量影響顯著.其中螺桿轉(zhuǎn)速、切刀轉(zhuǎn)速對(duì)于方便粥感官品質(zhì)影響均呈先上升后下降趨勢(shì),對(duì)于熟化時(shí)間的影響均呈先下降后上升趨勢(shì);方便粥的感官品質(zhì)隨著擠壓溫度的升高而降低,隨著喂料量的升高呈先下降后升高趨勢(shì),隨著物料水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而升高,而熟化時(shí)間隨著擠壓溫度的升高呈先升高后降低趨勢(shì),隨著喂料量升高而升高,隨著物料水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高呈先降低后升高趨勢(shì).2)根據(jù)速食方便粥產(chǎn)品感官品質(zhì)和沖調(diào)熟化時(shí)間比較,螺桿轉(zhuǎn)速在220r/min處產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)最好,其中總的感官評(píng)分達(dá)到81分,而熟化時(shí)間僅需158s即可食用;切刀轉(zhuǎn)速在2100r/min擠出物薄厚適當(dāng),其最終產(chǎn)品感官評(píng)分高達(dá)88分,熟化時(shí)間僅為150s;Ⅲ區(qū)溫度為110℃時(shí)感官評(píng)分為90分,而熟化時(shí)間為171s;喂料量為18kg/h時(shí)評(píng)分為85分,熟化時(shí)間為164s;水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%時(shí),產(chǎn)品的感官總分為90分.3)在螺桿轉(zhuǎn)速220r/min、切刀轉(zhuǎn)速2100r/min、Ⅲ區(qū)溫度為110℃、喂料量為18kg/h、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%時(shí)制作玉米方便速食粥產(chǎn)品,產(chǎn)品的感官評(píng)分達(dá)到了90分,熟化時(shí)間為21