擠壓膨化技術在糧油副產品深加工中的應用

◎ 蘭曉光

（德州職業技術學院，山東 德州 253000）

我國是一個糧油生產和消費大國，年均糧食產量超過5億t，在糧食加工過程中產生的副產品主要有麩皮、碎米、米糠、胚芽和餅粕等，年均總產量約1億t[1-2]。糧油副產品雖含有豐富的蛋白質、膳食纖維、多種維生素和礦物質以及功能性成分，但目前一般只用作飼料原料，附加值較低、綜合利用程度不高。將糧油副產品與擠壓膨化技術相結合，利用擠壓膨化技術可改善原料加工性能、優化物料質構特性、減少營養損失，原料適用性廣、工藝簡單、生產成本低、加工效率高，不僅能提高糧油副產品營養成分的保存率和消化率、改善保藏穩定性，而且能開發多種類型的營養產品，進而實現糧油副產品深加工，提高糧油副產品的附加值。

1 擠壓膨化技術在糧油副產品深加工中的應用

擠壓膨化技術是集攪拌、混勻、加熱、擠壓、破碎、膨化及成型于一體的多功能、高產量、高質量的現代食品加工技術。利用擠壓膨化技術處理小麥麩皮、胚芽、碎米和米糠等糧油副產品，可以改善其食用品質、延長貨架期、提高膳食纖維可溶性、蛋白質及淀粉體外消化率、豐富制品種類等[3]。

1.1 在麩皮深加工中的應用

麩皮是小麥加工過程中的主要副產品，其蛋白質含量為12%～18%，膳食纖維含量高達40%，同時含戊聚糖、阿魏酸等多種功能性成分，是一種很有開發前景的營養食品原料。汪麗萍等研究表明，擠壓處理能有效鈍化小麥麩皮和胚芽中所含的脂肪酶、有效降低脂肪酸值，提高全麥粉的儲藏穩定性；有利于酚類物質的釋放，增加全麥粉的總酚含量，增強全麥粉的抗氧化活性；有利于保留麥麩與胚芽中的生理活性組分，很好地保持全麥粉的營養價值[4]。張明采用雙螺桿擠壓技術處理麥麩并制作饅頭和面包，研究表明適量添加擠壓處理的麥麩可改善饅頭和面包的品質，增加面制品的體積、提高含水量、改善質地、延長貨架期，擠壓處理的麥麩在饅頭中的添加量不宜超過8%，在面包中的添加量不宜超過6%[5]。

小麥麩皮中不溶性粗纖維含量較多，導致其食用品質不佳、膳食纖維利用率不高。擠壓膨化技術可以改善麥麩膳食纖維的可溶性，提高其綜合利用價值。閆曉光的研究表明，物料水分含量20%、螺桿轉速150 r·min-1、擠壓溫度140 ℃為擠壓處理麥麩改性的最優工藝條件，擠壓后麥麩中可溶性膳食纖維含量為16.72%，提高了70%[6]。任順成等經試驗得到小麥麩皮擠壓膨化的最佳工藝參數，即水分含量27.5%、喂料速度9 kg·h-1、螺桿轉速9 Hz、機筒末端溫度145 ℃，此工藝處理的麥麩中可溶性膳食纖維含量從2.11%增加到3.27%、總膳食纖維含量從33.39%提高到45.08%，利用掃描電鏡可觀察到其疏松多孔的結構、凹凸不平的表面和增大的裸露表面積，說明擠壓膨化后的麥麩其營養性和可食性都得到明顯改善[7]。

1.2 在胚芽深加工中的應用

胚芽是小麥和玉米加工業的副產物之一，其不僅富含蛋白質、膳食纖維及不飽和脂肪酸，還含有維生素B1、維生素B2、維生素B6、葉酸、維生素E等多種維生素，鉀、鎂、鋅、鐵等礦物質以及二十二碳烯醇、二十五碳烯醇、二十六碳烯醇等功能性成分。以胚芽為原料利用擠壓膨化技術不僅可以制作多種類型的營養食品，而且能夠改善產品的營養成分構成、促進消化吸收。李共國等利用擠壓膨化、粉碎和調配等工藝研制小麥胚芽和玉米粉混合的沖劑產品，研究表明小麥胚芽經擠壓膨化加工后粗纖維含量下降了46.2%，其口感更加細膩；水溶性蛋白質含量從3.6 mg·g-1增加到38.1 mg·g-1，蛋白質營養更容易被吸收；依據感官評分和成本考慮，可選取小麥胚芽和玉米粉按7∶3的配比加工麥胚芽沖劑[8]。張弛等利用擠壓膨化處理改善的谷物粉，按麥胚基礎粉60%、燕麥粉20%、全小麥粉15%和糙米粉5%的復配比例，制作的多谷物麥胚粉營養素配比合理，沖調性和口感都較好[9]。

在小麥粉和玉米淀粉的生產過程中，完整的小麥和玉米籽粒被破碎，使得胚芽中的脂肪酶和脂肪氧化酶與空氣及胚芽含油層充分接觸，活性迅速提高。胚芽不僅極易吸濕，而且易受蟲害和微生物污染，不易保存。擠壓膨化技術可達到較好的滅酶效果并有效提高胚芽的儲藏穩定性。顧林等研究表明，采用原料水分含量為12%、螺桿轉速為500 r·min-1的工藝條件擠壓膨化處理小麥胚芽，經12 d烘箱快速儲藏，其肪酸值僅為1.06 g·kg-1，顯著提高了胚芽的儲藏穩定性[10]。劉璐等研究也表明，擠壓法較短時微波和紫外照射在新鮮玉米胚芽滅酶效果方面優勢更明顯、產品穩定性更高[11]。

1.3 在碎米和米糠深加工中的應用

碎米是大米加工過程中經過篩理而分出的副產品，碎米的營養成分與整粒米基本相同，常用作釀酒或制糖的原料，附加值較低。將碎米綜合利用深加工成其他產品，則可大幅提高其附加值[2]。王會然采用雙螺桿擠壓機，以碎米為原料，選取物料水分含量、模頭溫度、螺桿轉速3個因素進行單因素試驗和響應面分析，得出水分含量25%、模頭溫度90 ℃、螺桿轉速180 r·min-1是生產擠壓重組米的最優工藝參數，質構測定表明擠壓重組米的彈性和黏性高于自然米、耐咀性和硬度低于自然米[12]。遲吉捷研究表明，雙螺桿擠壓膨化機在喂料速度為400 g·min-1、物料水分為21%、機筒溫度為130 ℃、螺桿轉速為230 r·min-1的工藝參數條件下，制備的碎米粉膨化效果理想，適宜粉碎，色澤淡黃，米香氣十足，產品孔隙度均勻一致；以其為原料制作膨化米糊，當膨化米糊粗細度為70目，麥芽糊精、蔗糖酯、植脂末的添加量分別為12%、0.25%和0.15%時，可以顯著提高膨化米糊沖調分散性[13-14]。

米糠是稻谷加工過程中的副產物，主要由果皮、種皮、米胚芽和糊粉層等物質組成，其富含蛋白質、脂肪、粗纖維、維生素、礦物質以及谷維素、多糖、生育三烯酚等生物活性成分[15]。目前大部分米糠被用作畜禽飼料，綜合利用程度不高，而制約其深加工利用的關鍵因素是米糠的不穩定性及儲藏期短。高洋等利用擠壓穩定化方法處理全脂米糠，研究表明在雙螺桿擠壓膨化設備機筒溫度135 ℃、螺桿轉速130 r·min-1、?？字睆? mm、物料含水率22.5%的條件下，過氧化物酶殘余酶活最小值可達0.53%，鈍化效果較好，穩定化程度較高，并且擠壓米糠的微觀結構發生復雜變化，其表面疏松多孔，更易于人體的消化吸收[16]。

2 結語

近年來，隨著糧油加工行業的發展、國家政策的重視、糧油加工設備的創新和技術水平的提升，糧油副產品的綜合利用率和附加值逐漸提高，其經濟價值和社會效益得以體現。擠壓膨化技術作為食品和糧油加工較為常用的生產技術之一，將其應用于糧油副產品深加工領域，充分利用擠壓膨化技術的優點，實現糧油加工副產品的二次利用，從而為糧油加工行業延伸產業鏈提供新的途徑。