挤压膨化技术在粮油副产品深加工中的应用

◎ 兰晓光

（德州职业技术学院，山东 德州 253000）

我国是一个粮油生产和消费大国，年均粮食产量超过5亿t，在粮食加工过程中产生的副产品主要有麸皮、碎米、米糠、胚芽和饼粕等，年均总产量约1亿t[1-2]。粮油副产品虽含有丰富的蛋白质、膳食纤维、多种维生素和矿物质以及功能性成分，但目前一般只用作饲料原料，附加值较低、综合利用程度不高。将粮油副产品与挤压膨化技术相结合，利用挤压膨化技术可改善原料加工性能、优化物料质构特性、减少营养损失，原料适用性广、工艺简单、生产成本低、加工效率高，不仅能提高粮油副产品营养成分的保存率和消化率、改善保藏稳定性，而且能开发多种类型的营养产品，进而实现粮油副产品深加工，提高粮油副产品的附加值。

1 挤压膨化技术在粮油副产品深加工中的应用

挤压膨化技术是集搅拌、混匀、加热、挤压、破碎、膨化及成型于一体的多功能、高产量、高质量的现代食品加工技术。利用挤压膨化技术处理小麦麸皮、胚芽、碎米和米糠等粮油副产品，可以改善其食用品质、延长货架期、提高膳食纤维可溶性、蛋白质及淀粉体外消化率、丰富制品种类等[3]。

1.1 在麸皮深加工中的应用

麸皮是小麦加工过程中的主要副产品，其蛋白质含量为12%～18%，膳食纤维含量高达40%，同时含戊聚糖、阿魏酸等多种功能性成分，是一种很有开发前景的营养食品原料。汪丽萍等研究表明，挤压处理能有效钝化小麦麸皮和胚芽中所含的脂肪酶、有效降低脂肪酸值，提高全麦粉的储藏稳定性；有利于酚类物质的释放，增加全麦粉的总酚含量，增强全麦粉的抗氧化活性；有利于保留麦麸与胚芽中的生理活性组分，很好地保持全麦粉的营养价值[4]。张明采用双螺杆挤压技术处理麦麸并制作馒头和面包，研究表明适量添加挤压处理的麦麸可改善馒头和面包的品质，增加面制品的体积、提高含水量、改善质地、延长货架期，挤压处理的麦麸在馒头中的添加量不宜超过8%，在面包中的添加量不宜超过6%[5]。

小麦麸皮中不溶性粗纤维含量较多，导致其食用品质不佳、膳食纤维利用率不高。挤压膨化技术可以改善麦麸膳食纤维的可溶性，提高其综合利用价值。闫晓光的研究表明，物料水分含量20%、螺杆转速150 r·min-1、挤压温度140 ℃为挤压处理麦麸改性的最优工艺条件，挤压后麦麸中可溶性膳食纤维含量为16.72%，提高了70%[6]。任顺成等经试验得到小麦麸皮挤压膨化的最佳工艺参数，即水分含量27.5%、喂料速度9 kg·h-1、螺杆转速9 Hz、机筒末端温度145 ℃，此工艺处理的麦麸中可溶性膳食纤维含量从2.11%增加到3.27%、总膳食纤维含量从33.39%提高到45.08%，利用扫描电镜可观察到其疏松多孔的结构、凹凸不平的表面和增大的裸露表面积，说明挤压膨化后的麦麸其营养性和可食性都得到明显改善[7]。

1.2 在胚芽深加工中的应用

胚芽是小麦和玉米加工业的副产物之一，其不仅富含蛋白质、膳食纤维及不饱和脂肪酸，还含有维生素B1、维生素B2、维生素B6、叶酸、维生素E等多种维生素，钾、镁、锌、铁等矿物质以及二十二碳烯醇、二十五碳烯醇、二十六碳烯醇等功能性成分。以胚芽为原料利用挤压膨化技术不仅可以制作多种类型的营养食品，而且能够改善产品的营养成分构成、促进消化吸收。李共国等利用挤压膨化、粉碎和调配等工艺研制小麦胚芽和玉米粉混合的冲剂产品，研究表明小麦胚芽经挤压膨化加工后粗纤维含量下降了46.2%，其口感更加细腻；水溶性蛋白质含量从3.6 mg·g-1增加到38.1 mg·g-1，蛋白质营养更容易被吸收；依据感官评分和成本考虑，可选取小麦胚芽和玉米粉按7∶3的配比加工麦胚芽冲剂[8]。张弛等利用挤压膨化处理改善的谷物粉，按麦胚基础粉60%、燕麦粉20%、全小麦粉15%和糙米粉5%的复配比例，制作的多谷物麦胚粉营养素配比合理，冲调性和口感都较好[9]。

在小麦粉和玉米淀粉的生产过程中，完整的小麦和玉米籽粒被破碎，使得胚芽中的脂肪酶和脂肪氧化酶与空气及胚芽含油层充分接触，活性迅速提高。胚芽不仅极易吸湿，而且易受虫害和微生物污染，不易保存。挤压膨化技术可达到较好的灭酶效果并有效提高胚芽的储藏稳定性。顾林等研究表明，采用原料水分含量为12%、螺杆转速为500 r·min-1的工艺条件挤压膨化处理小麦胚芽，经12 d烘箱快速储藏，其肪酸值仅为1.06 g·kg-1，显著提高了胚芽的储藏稳定性[10]。刘璐等研究也表明，挤压法较短时微波和紫外照射在新鲜玉米胚芽灭酶效果方面优势更明显、产品稳定性更高[11]。

1.3 在碎米和米糠深加工中的应用

碎米是大米加工过程中经过筛理而分出的副产品，碎米的营养成分与整粒米基本相同，常用作酿酒或制糖的原料，附加值较低。将碎米综合利用深加工成其他产品，则可大幅提高其附加值[2]。王会然采用双螺杆挤压机，以碎米为原料，选取物料水分含量、模头温度、螺杆转速3个因素进行单因素试验和响应面分析，得出水分含量25%、模头温度90 ℃、螺杆转速180 r·min-1是生产挤压重组米的最优工艺参数，质构测定表明挤压重组米的弹性和黏性高于自然米、耐咀性和硬度低于自然米[12]。迟吉捷研究表明，双螺杆挤压膨化机在喂料速度为400 g·min-1、物料水分为21%、机筒温度为130 ℃、螺杆转速为230 r·min-1的工艺参数条件下，制备的碎米粉膨化效果理想，适宜粉碎，色泽淡黄，米香气十足，产品孔隙度均匀一致；以其为原料制作膨化米糊，当膨化米糊粗细度为70目，麦芽糊精、蔗糖酯、植脂末的添加量分别为12%、0.25%和0.15%时，可以显著提高膨化米糊冲调分散性[13-14]。

米糠是稻谷加工过程中的副产物，主要由果皮、种皮、米胚芽和糊粉层等物质组成，其富含蛋白质、脂肪、粗纤维、维生素、矿物质以及谷维素、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饲料，综合利用程度不高，而制约其深加工利用的关键因素是米糠的不稳定性及储藏期短。高洋等利用挤压稳定化方法处理全脂米糠，研究表明在双螺杆挤压膨化设备机筒温度135 ℃、螺杆转速130 r·min-1、模孔直径8 mm、物料含水率22.5%的条件下，过氧化物酶残余酶活最小值可达0.53%，钝化效果较好，稳定化程度较高，并且挤压米糠的微观结构发生复杂变化，其表面疏松多孔，更易于人体的消化吸收[16]。

2 结语

近年来，随着粮油加工行业的发展、国家政策的重视、粮油加工设备的创新和技术水平的提升，粮油副产品的综合利用率和附加值逐渐提高，其经济价值和社会效益得以体现。挤压膨化技术作为食品和粮油加工较为常用的生产技术之一，将其应用于粮油副产品深加工领域，充分利用挤压膨化技术的优点，实现粮油加工副产品的二次利用，从而为粮油加工行业延伸产业链提供新的途径。