谷物膨化过程中脂肪的变化规律研究(附件)
谷物膨化食品是通过膨化加工技术以谷物为原料生产出来的一种新式食品。通过这种技术能够保留谷物中的绝大多数营养成分，改善色香味，使得口感酥脆，便于消化吸收。由于谷物中的脂肪在膨化时会受到挤压温度、给水量、喂料速度、螺杆转速这些参数的影响，因此旨在通过对各种指标的测定研究这些参数对脂肪的影响，并得出一般规律。本文设计了12种产品，并采用索氏提取法提取脂肪含量、滴定法测定脂肪过氧化值、苯提取法测定脂肪酸值、Kawai法测定淀粉脂肪复合物的复合率，同时，进行感官评定，因此，研究了不同参数下脂肪的变化规律，得出了最佳工艺参数为挤压终点温度为160 ℃、进料速度在14.1 kg/h和16.5 kg/h之间、螺杆转速为130 r/min；最优产品为10号产品。关键词 挤压膨化，脂肪，变化规律，挤压参数
目 录
1 引言 3
1.1 谷物膨化食品 3
1.2 挤压膨化技术 4
1.3 挤压膨化技术对脂肪的影响 5
1.4 课题研究的意义及内容 6
2 实验原料与设备 7
2.1 主要实验原料及试剂 7
2.2 仪器与设备 7
3 试验方法 8
3.1 挤压膨化操作流程 8
3.2 谷物膨化产品的设计 8
3.3 脂肪相关性质的测定 9
4 结果与分析 11
4.1 末端温度对脂肪相关性质的影响 11
4.2 喂料速度对脂肪相关性质的影响 14
4.3 螺杆转速对脂肪相关性质的影响 17
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 引言
中国居民膳食中谷物占很大的比例，因其含有淀粉、脂肪、蛋白质等丰富的营养物质，故而能够满足人体大部分的能量需求。谷物中的纤维素含量较多，这会影响谷物食用的口感。应用膨化技术生产谷物膨化食品，可提高谷物的质地、密度、复水性，从而提高谷物的口感和风味。这不仅有利于粗粮细做，更使粗粮易被人们接受[1]，这使得谷物膨化食品愈来愈易受到广大消费者的欢迎。
然而，由于在挤压膨化过程中，温度会慢慢升高，水分 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
含量会慢慢的减少，这样的变化会影响谷物膨化食品的质量以及它的营养品质，脂肪作为其营养成分之一，该技术会对脂肪产生正反两个方面的影响。
本实验以小麦粉为原料，设计出了不同的产品，旨在研究不同产品脂肪的变化规律，从而为探讨最佳工艺条件，开发谷物膨化食品提供材料。
1.1 谷物膨化食品
谷物膨化食品是一种新型的挤压而成的轻便产品。它是以含水量较少的谷类作为原料，经过挤压膨化技术而制成的全谷物食品，具有营养丰富、口感酥脆、食用方便等特点[2]。除此之外，还能够降低胆固醇、保护心脏、调节血糖、降低患癌症的风险、控制体重，从而使得身体更加健康。食用方法多样，可以直接用水蒸煮冲泡，也可以用牛奶等饮料冲泡。
其基本生产程序是，当含有一定水分的食品原料从喂料器进入套筒后，材料就会随着螺杆的转动而向前推进。紧接着，由于受到机头的阻力，物料会被压缩，然后物料就会从机筒末端模具中挤出。这时，压力会迅速的降低至常压，然后迅速的蒸发掉水分，并产生巨大的膨胀力，物料则骤然膨化，形成疏松的多孔的膨化产品[3]。整个过程持续时间为30~300秒，是一种超高温短时过程。这个过程能将有利因素趋于最大化，不利因素趋于最小化，最大限度的保留食品原有的营养价值。
1.2 挤压膨化技术
1.2.1 挤压膨化技术简介
挤压技术的首次应用是在工业生产中，用于生产第十八世纪末的活塞管。其后，挤压技术的最早文献出现，由沃德于1856年申请获得。1869，第一台双螺杆挤出机的出现，极大地促进了制造业的发展。此后，挤压膨化技术飞速发展，优越性愈发突出，被广泛应用于焙烤加工业、糖果、宠物食品等等。随后，当挤压机由单一向多功能发展时，挤压膨化技术也不断提高，挤压过程也被进一步改进使得如今膨化产品遍布世界。
挤压膨化过程可以分为三个过程。第一个过程是加料输送阶段，将加水调好的原料从加料口加入机筒后，物料就会随着螺杆的转动向前推进。这一过程材料的物理化学性质基本不变。第二个过程是熔融，当物料受到机头的压力时，物料被慢慢的压实，在机筒的热量、螺杆的转动、搅拌、混合、剪切以及摩擦等的共同作用下，物料会向塑性态转化，最终形成塑性熔融体。在转变过程中，淀粉颗粒中的结晶结构先熔化，然后使颗粒软化，最后压缩在一起形成粘性塑料熔体；第三个过程是计量的均化阶段，由于螺槽渐渐的变浅，温度和压力的继续上升，此时食品中的物料会得到蒸煮，出现一系列复杂的生化反应，例如淀粉的糊化，脂肪和蛋白质的变性等，组织状态也会进一步的均化，最后由机头通道定量、定压地均匀挤出，塑性熔融体充分流动，最后挤出模孔，压力降至常压，迅速膨化[4]。
1.2.2 挤压膨化过程中的参数
影响挤压膨化过程主要有四个实验参数，它们分别是温度、螺杆转速、喂料速度以及给水量。其中，温度是最重要的参数，因为它是所有因素中最能影响脂肪性质的。在挤出过程中，脂肪转变成乳化剂，使水油界面中的亲脂性基团延伸到油相中，而亲水基团延伸到水相，这改变了水油界面的特性。与此同时，由于高压和剪切的作用，油相就会在水相中分散，稳定的乳浊液就会形成[5]。然而挤压过程的加工参数会对乳浊液的性质产生影响，因此，关注加工参数显得非常必要。
在挤压膨化过程中，随着温度的升高，乳浊液的稳定性会下降，从而导致脂肪的氧化和聚合加快。多不饱和脂肪酸容易氧化，也容易聚合。不饱和脂肪酸的不饱和度越高，其发生氧化的程度和聚合反应的程度就会越高，使得过氧化值增加并产生多种聚合物。不饱和脂肪酸首先发生氧化反应形成脂质自由基，随后，脂质自由基继续氧化生成脂质过氧化物自由基，在发生脱氢反应后形成脂质氢过氧化物。最后，由于高温的作用，金属离子的含量慢慢增加，使脂质氢过氧化物进一步形成脂质烷氧自由基。脂质烷氧自由基与其他各种物质发生反应，产生各种对人体有害的物质，例如醛、酮、过氧化物、聚合物等。同时，它们之间也能互相转化。
目 录
1 引言 3
1.1 谷物膨化食品 3
1.2 挤压膨化技术 4
1.3 挤压膨化技术对脂肪的影响 5
1.4 课题研究的意义及内容 6
2 实验原料与设备 7
2.1 主要实验原料及试剂 7
2.2 仪器与设备 7
3 试验方法 8
3.1 挤压膨化操作流程 8
3.2 谷物膨化产品的设计 8
3.3 脂肪相关性质的测定 9
4 结果与分析 11
4.1 末端温度对脂肪相关性质的影响 11
4.2 喂料速度对脂肪相关性质的影响 14
4.3 螺杆转速对脂肪相关性质的影响 17
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 引言
中国居民膳食中谷物占很大的比例，因其含有淀粉、脂肪、蛋白质等丰富的营养物质，故而能够满足人体大部分的能量需求。谷物中的纤维素含量较多，这会影响谷物食用的口感。应用膨化技术生产谷物膨化食品，可提高谷物的质地、密度、复水性，从而提高谷物的口感和风味。这不仅有利于粗粮细做，更使粗粮易被人们接受[1]，这使得谷物膨化食品愈来愈易受到广大消费者的欢迎。
然而，由于在挤压膨化过程中，温度会慢慢升高，水分 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
含量会慢慢的减少，这样的变化会影响谷物膨化食品的质量以及它的营养品质，脂肪作为其营养成分之一，该技术会对脂肪产生正反两个方面的影响。
本实验以小麦粉为原料，设计出了不同的产品，旨在研究不同产品脂肪的变化规律，从而为探讨最佳工艺条件，开发谷物膨化食品提供材料。
1.1 谷物膨化食品
谷物膨化食品是一种新型的挤压而成的轻便产品。它是以含水量较少的谷类作为原料，经过挤压膨化技术而制成的全谷物食品，具有营养丰富、口感酥脆、食用方便等特点[2]。除此之外，还能够降低胆固醇、保护心脏、调节血糖、降低患癌症的风险、控制体重，从而使得身体更加健康。食用方法多样，可以直接用水蒸煮冲泡，也可以用牛奶等饮料冲泡。
其基本生产程序是，当含有一定水分的食品原料从喂料器进入套筒后，材料就会随着螺杆的转动而向前推进。紧接着，由于受到机头的阻力，物料会被压缩，然后物料就会从机筒末端模具中挤出。这时，压力会迅速的降低至常压，然后迅速的蒸发掉水分，并产生巨大的膨胀力，物料则骤然膨化，形成疏松的多孔的膨化产品[3]。整个过程持续时间为30~300秒，是一种超高温短时过程。这个过程能将有利因素趋于最大化，不利因素趋于最小化，最大限度的保留食品原有的营养价值。
1.2 挤压膨化技术
1.2.1 挤压膨化技术简介
挤压技术的首次应用是在工业生产中，用于生产第十八世纪末的活塞管。其后，挤压技术的最早文献出现，由沃德于1856年申请获得。1869，第一台双螺杆挤出机的出现，极大地促进了制造业的发展。此后，挤压膨化技术飞速发展，优越性愈发突出，被广泛应用于焙烤加工业、糖果、宠物食品等等。随后，当挤压机由单一向多功能发展时，挤压膨化技术也不断提高，挤压过程也被进一步改进使得如今膨化产品遍布世界。
挤压膨化过程可以分为三个过程。第一个过程是加料输送阶段，将加水调好的原料从加料口加入机筒后，物料就会随着螺杆的转动向前推进。这一过程材料的物理化学性质基本不变。第二个过程是熔融，当物料受到机头的压力时，物料被慢慢的压实，在机筒的热量、螺杆的转动、搅拌、混合、剪切以及摩擦等的共同作用下，物料会向塑性态转化，最终形成塑性熔融体。在转变过程中，淀粉颗粒中的结晶结构先熔化，然后使颗粒软化，最后压缩在一起形成粘性塑料熔体；第三个过程是计量的均化阶段，由于螺槽渐渐的变浅，温度和压力的继续上升，此时食品中的物料会得到蒸煮，出现一系列复杂的生化反应，例如淀粉的糊化，脂肪和蛋白质的变性等，组织状态也会进一步的均化，最后由机头通道定量、定压地均匀挤出，塑性熔融体充分流动，最后挤出模孔，压力降至常压，迅速膨化[4]。
1.2.2 挤压膨化过程中的参数
影响挤压膨化过程主要有四个实验参数，它们分别是温度、螺杆转速、喂料速度以及给水量。其中，温度是最重要的参数，因为它是所有因素中最能影响脂肪性质的。在挤出过程中，脂肪转变成乳化剂，使水油界面中的亲脂性基团延伸到油相中，而亲水基团延伸到水相，这改变了水油界面的特性。与此同时，由于高压和剪切的作用，油相就会在水相中分散，稳定的乳浊液就会形成[5]。然而挤压过程的加工参数会对乳浊液的性质产生影响，因此，关注加工参数显得非常必要。
在挤压膨化过程中，随着温度的升高，乳浊液的稳定性会下降，从而导致脂肪的氧化和聚合加快。多不饱和脂肪酸容易氧化，也容易聚合。不饱和脂肪酸的不饱和度越高，其发生氧化的程度和聚合反应的程度就会越高，使得过氧化值增加并产生多种聚合物。不饱和脂肪酸首先发生氧化反应形成脂质自由基，随后，脂质自由基继续氧化生成脂质过氧化物自由基，在发生脱氢反应后形成脂质氢过氧化物。最后，由于高温的作用，金属离子的含量慢慢增加，使脂质氢过氧化物进一步形成脂质烷氧自由基。脂质烷氧自由基与其他各种物质发生反应，产生各种对人体有害的物质，例如醛、酮、过氧化物、聚合物等。同时，它们之间也能互相转化。
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