機(jī)筒溫度、雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)擠壓膨化產(chǎn)品品質(zhì)的影響

楊 震，貢 慧，劉 夢(mèng)，王守偉，喬曉玲，史智佳*

（中國(guó)肉類食品綜合研究中心，肉類加工技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100068）

擠壓膨化技術(shù)作為一種新型的加工技術(shù)，集物料攪拌與輸送、混合與剪切、加熱與熔融、蒸煮與殺菌以及物料膨化與產(chǎn)品塑型等加工單元操作于一體，與傳統(tǒng)加工工藝相比，具有操作時(shí)間短、效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)[1]。擠壓膨化過(guò)程中，在高溫、高壓、高剪切力及水的多重因素作用下，物料分子能夠發(fā)生各種各樣的復(fù)雜變化，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)能夠得到很大程度的改善[2]。同時(shí)，擠壓過(guò)程能夠破壞物料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子并鈍化一些能夠引起不良風(fēng)味的分解酶活性，改善物料的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，改良產(chǎn)品的風(fēng)味與感官特性，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性[3-4]。

目前，擠壓膨化食品是零食型休閑食品的主要品類之一，因其產(chǎn)品種類多、營(yíng)養(yǎng)成分保存率和消化率高、食用方便等特點(diǎn)深受消費(fèi)者喜愛(ài)。但現(xiàn)有擠壓膨化產(chǎn)品多以純谷物為原料，谷物中淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)非常高，可達(dá)到75%左右；蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)卻很低，占10%左右。而且谷物中含有多種蛋白酶抑制劑類、單寧等多酚類等抗?fàn)I養(yǎng)因子，會(huì)造成人體酶活性降低，并結(jié)合人體內(nèi)部有益物質(zhì)，與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性拮抗，抑制人體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收；同時(shí)，由于谷物中賴氨酸、苯丙氨酸和蛋氨酸等氨基酸的缺乏[5]，限制了其在食品中的應(yīng)用[6]。因此，應(yīng)將谷物與動(dòng)物性食品混合食用以提高谷物的生理價(jià)值。禽肉以高蛋白、低脂肪、高營(yíng)養(yǎng)而著稱，富含人體必需的各種氨基酸，而且必需氨基酸的構(gòu)成比例與人體所需的氨基酸比例相似，因此非常容易被人體消化、吸收和利用，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的重要來(lái)源。雞肉作為禽肉中的代表，不但具有蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低的特點(diǎn)，而且其賴氨酸和色氨酸含量超過(guò)了聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織和世界衛(wèi)生組織推薦的標(biāo)準(zhǔn)，可以作為以谷物為主人群的良好賴氨酸補(bǔ)充食物[7-8]。

已有少量研究將擠壓膨化技術(shù)應(yīng)用于肉類蛋白加工中，主要集中在以牛肉[9-11]、魚(yú)肉[12-14]、雞肉[15-18]和蝦肉[19]為部分?jǐn)D壓原料，輔以玉米粉、小麥粉等谷物混合共擠。但已有報(bào)道多集中于單螺桿擠壓機(jī)以及擠壓機(jī)扭矩、機(jī)械性能對(duì)混合物料的影響等方面的研究，對(duì)動(dòng)物蛋白在雙螺桿擠壓機(jī)中的應(yīng)用、物料中動(dòng)物蛋白含量及機(jī)筒溫度對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響方面的研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究系統(tǒng)地評(píng)估動(dòng)物性蛋白、機(jī)筒溫度對(duì)擠壓產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)的影響，確定動(dòng)物性蛋白最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)及最適機(jī)筒溫度，以期為動(dòng)物蛋白擠壓膨化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)，開(kāi)發(fā)雙螺桿擠壓膨化肉類加工新技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞胸肉 秦皇島正大有限公司；玉米粉、大米粉永輝超市；硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、硫代硫酸鈉、糖化酶（均為分析純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TA.XT Plus物性測(cè)試儀 英國(guó)SMS公司；DHG-9243BS-III型恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；全自動(dòng)凱氏定氮儀、SER158全自動(dòng)脂肪測(cè)定儀 意大利VELP公司；CR-400型色彩色差計(jì)日本柯尼卡美能達(dá)控股株式會(huì)社；數(shù)顯游標(biāo)卡尺 桂林可立德精密儀器有限公司；LYNX-6000離心機(jī) 賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司；LFP-800T型超微粉碎機(jī)中國(guó)甄樽萊芙公司；MS104S型電子天平 上海亞津電子科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

雞肉粉：將雞胸肉解凍后，用配有3.0 mm孔板的絞肉機(jī)絞碎。絞碎后的雞肉均勻地平鋪于篩盤(pán)上，于45 ℃鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥處理，待其水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于10%后，用超微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)60 目篩，備用。

玉米粉、大米粉：將從超市購(gòu)買(mǎi)的原料直接放入超微粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎處理，過(guò)60 目篩，備用。

1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)主要從雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)和擠壓機(jī)筒溫度兩個(gè)因素對(duì)擠壓產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行分析，進(jìn)行雞肉粉單因素試驗(yàn)時(shí)固定大米粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，剩下的80%由雞肉粉和玉米粉補(bǔ)充，雞肉粉和玉米粉質(zhì)量比分別為1∶7、3∶5、5∶3，即雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%、30%和50%，機(jī)筒溫度為150 ℃，螺桿轉(zhuǎn)速為35 Hz，喂料速度為12 Hz，物料水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%；進(jìn)行機(jī)筒溫度單因素試驗(yàn)時(shí)雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，即雞肉粉、玉米粉、大米粉以質(zhì)量比3∶5∶2混合，螺桿轉(zhuǎn)速為35 Hz，喂料速度為12 Hz，物料水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%，共設(shè)置7 個(gè)溫度水平，即125、135、145、155、165、175、185 ℃，溫度偏差為±2 ℃。

1.3.3 產(chǎn)品蛋白、水分、脂肪、淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定

產(chǎn)品中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定參照GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[20]的方法進(jìn)行；水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)參照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》[21]的方法進(jìn)行；脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定參照GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》[22]的方法進(jìn)行；淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定參照GB 5009.9—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中淀粉的測(cè)定》[23]的方法進(jìn)行。

1.3.4 產(chǎn)品色澤的測(cè)定

參考Martínez等[24]的方法并略作修改，將產(chǎn)品用超微粉碎機(jī)粉碎后過(guò)60 目篩，置于直徑50 mm的培養(yǎng)皿內(nèi)壓平，使用色彩色差計(jì)測(cè)定。其中L*值表示亮度，a*值表示從洋紅色至綠色的范圍，b*值表示從黃色至藍(lán)色的范圍。L*值為0～100，L*＝50時(shí)表示50%的黑；a*值和b*值都是+127～-128，其中a*值+127表示紅色，-128表示綠色；b*值+127表示黃色，-128表示藍(lán)色。所有的顏色以這3 個(gè)值交互變化所組成。C值表示彩度，也稱飽和度，表示顏色的鮮艷或鮮明的程度，有彩色的各種顏色都具有C值，無(wú)彩色的顏色C值為0。每個(gè)樣品重復(fù)10 次，取其平均值作為測(cè)定結(jié)果。

1.3.5 產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

參考楊震等[25]的方法，每個(gè)條件下隨機(jī)選取20 個(gè)樣品，使用TA.XT Plus物性測(cè)定儀，采用質(zhì)地剖面分析法測(cè)定其質(zhì)構(gòu)特性。質(zhì)構(gòu)儀裝配P50柱形探頭，測(cè)定參數(shù)為：測(cè)試前壓縮速率為2.0 mm/s，測(cè)試壓縮速率為1.0 mm/s，測(cè)試后壓縮速率為1.0 mm/s，壓縮比為75%，兩次壓縮中間停頓時(shí)間為5.2 s。

1.3.6 產(chǎn)品膨脹度的測(cè)定

參考Rayas-Duarte等[26]的方法并略作修改，用電子數(shù)顯卡尺測(cè)量擠壓機(jī)模口直徑，每組抽取15 個(gè)樣品，去除最小值和最大值后，取平均值表示產(chǎn)品擠壓膨化后直徑。膨脹度計(jì)算公式如式（1）所示。

式中：θ1為擠壓后產(chǎn)品的直徑/mm；θ0為擠壓機(jī)?？谥睆?mm。

1.3.7 產(chǎn)品體積密度的測(cè)定

參考梁歧等[27]的方法并略作修改，將產(chǎn)品用超微粉碎機(jī)粉碎后過(guò)60 目篩，準(zhǔn)確稱取10 g樣品于20 mL量筒中，同時(shí)輕輕振蕩，至樣品高度維持不變，讀取樣品體積。擠出物冷卻后選取6 個(gè)樣品進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，取其平均值。體積密度計(jì)算公式如式（2）所示。

式中：ρ為產(chǎn)品的體積密度/（g/cm3）；m為擠出物的質(zhì)量/g；V為樣品的體積/cm3。

1.3.8 產(chǎn)品吸水指數(shù)和水溶指數(shù)的測(cè)定

參考舒恒[28]、周星杰[29]等的方法并略作修改，將產(chǎn)品用超微粉碎機(jī)粉碎后過(guò)60 目篩，取2.0 g（m0）篩下物放入離心管（質(zhì)量為m1）中，加入20 mL蒸餾水，劇烈振蕩2～3 min，至樣品分散呈懸浮體系。將懸浮液體系在30 ℃水浴中保持30 min，每間隔10 min振蕩1 次，4 000×g離心20 min。將上清液慢慢倒入離心管（質(zhì)量為m2）中，105 ℃烘干至恒質(zhì)量（m3），稱取離心管和沉淀物的總質(zhì)量（m4），分別按式（3）、（4）計(jì)算吸水指數(shù)和水溶指數(shù)。每個(gè)樣品重復(fù)5 次取平均值。

1.3.9 產(chǎn)品糊化度的測(cè)定

采用酶水解法[30]測(cè)定樣品的糊化度，具體操作為：稱取1.0 g樣品，分別放入2 個(gè)燒杯中（分別記為M1、M2），另取一燒杯M0，不加樣品作為空白。加入50 mL蒸餾水與樣品充分混合，將M1用小火微沸，保持15 min使其完全糊化，不要讓其燒干并不斷搖動(dòng)，然后迅速冷卻至室溫。分別加入2.63 U/mL糖化酶5 mL于這3 個(gè)燒杯中，混合均勻后于50 ℃左右恒溫水浴1 h，每隔15 min振搖一次，水浴結(jié)束后取出，立即加入2 mL 1 mol/L鹽酸終止反應(yīng)，將燒杯中的反應(yīng)物定容至100 mL，過(guò)濾標(biāo)記備用。移取濾液各10 mL分別加入3 個(gè)碘量瓶中，加入10 mL 0.05 mol/L碘液及18 mL 0.1 mol/L氫氧化鈉溶液，蓋塞密封，在暗處放置15 min左右，迅速地分別加入2 mL體積分?jǐn)?shù)10%硫酸，用0.05 mol/L硫代硫酸鈉溶液滴定至無(wú)色，記錄硫代硫酸鈉溶液消耗的體積。每個(gè)樣品重復(fù)3 次取平均值。糊化度計(jì)算如公式（5）所示。

式中：V0為滴定空白消耗硫代硫酸鈉溶液的體積/mL；V1為滴定糊化樣品消耗硫代硫酸鈉溶液的體積/mL；V2為滴定未糊化樣品消耗硫代硫酸鈉溶液的體積/mL。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel 2013軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整合處理及制圖；采用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，采用最小顯著性差異法進(jìn)行多重比較，P＜0.05表示差異顯著；結(jié)果均采用 ±s表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 3 種原料基本成分分析

表1 3 種原料基本成分分析Table 1 Composition analysis of three raw materials

如表1所示，雞肉粉的蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，達(dá)到81%左右，玉米粉和大米粉的蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%以下；雞肉粉的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了7%左右，而玉米粉、大米粉的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)則在3%以下；雞肉粉中淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于5%，玉米粉和大米粉的淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)在70%左右；3 種原料的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在10%以下。

2.2 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)及機(jī)筒溫度對(duì)產(chǎn)品蛋白、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

如圖1A所示，隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷升高，產(chǎn)品的蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸升高，且各組之間差異顯著（P＜0.05），說(shuō)明雞肉粉的添加能夠顯著提高產(chǎn)品的蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)；隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但是各組之間差異不顯著（P＞0.05）。

如圖1B所示，隨著機(jī)筒溫度的升高，各組產(chǎn)品水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸下降且差異明顯；各組之間蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在一定的差異性，隨著機(jī)筒溫度的升高，產(chǎn)品蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸升高，各組之間差異明顯。由于擠壓時(shí)機(jī)筒溫度的不斷上升，物料中水分蒸發(fā)嚴(yán)重，因此導(dǎo)致擠壓產(chǎn)品的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸下降。

圖1 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)（A）及機(jī)筒溫度（B）對(duì)雙螺桿擠壓產(chǎn)品蛋白、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig. 1 Effects of chicken powder addition (A) and barrel temperature (B)on protein and moisture content of twin-screw extruded products

2.3 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)及機(jī)筒溫度對(duì)產(chǎn)品色澤的影響

表2 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)雙螺桿擠壓產(chǎn)品顏色的影響Table 2 Effect of chicken powder addition on color of twin-screw extruded products

從表2中可以看出，隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，產(chǎn)品亮度和黃度逐漸下降，但差異不顯著（P＞0.05），這可能是由于干燥后的雞肉粉也呈黃色，但是比玉米粉的黃色略暗，因此雞肉粉的添加并不能增加產(chǎn)品的黃度。Yu Liang等[31]的研究表明，蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高能夠降低產(chǎn)品的亮度。隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，產(chǎn)品紅度呈現(xiàn)一定的上升趨勢(shì)，但質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)30%后，隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，產(chǎn)品紅度變化不顯著（P＞0.05）。

從表3中可以看出，隨著機(jī)筒溫度的升高，產(chǎn)品亮度變化不顯著（P＞0.05），紅度呈現(xiàn)一定的上升趨勢(shì)，黃度逐漸下降。較低溫度的產(chǎn)品紅度較低，而黃度相對(duì)較高。研究表明，物料中的淀粉顆粒在高溫、高壓、高剪切力的作用下發(fā)生部分降解，生成葡萄糖、麥芽糖等小分子還原糖，在高溫下發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而使得擠壓后產(chǎn)品色澤發(fā)生一定的改變；但由于只是部分淀粉發(fā)生降解，還原糖含量較少，因此其對(duì)擠壓產(chǎn)品色澤的改變較小[32-33]。

表3 機(jī)筒溫度對(duì)雙螺桿擠壓產(chǎn)品顏色的影響Table 3 Effect of barrel temperature on color of twin-screw extruded products

2.4 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)及機(jī)筒溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性的影響

表4 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)雙螺桿擠壓產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Effect of chicken powder addition on texture properties of twin-screw extruded products

從表4中可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品的硬度、脆性隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而增大，各組之間差異顯著（P＜0.05），說(shuō)明增加原料中雞肉粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)能夠明顯提高產(chǎn)品的硬度和脆性。產(chǎn)品的咀嚼性隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，添加30%雞肉粉的產(chǎn)品咀嚼性顯著高于其他兩組（P＜0.05）。劉學(xué)文等[16]認(rèn)為原料中雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到50%，但本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)，通過(guò)雙螺桿擠壓機(jī)生產(chǎn)出的產(chǎn)品在硬度方面顯著高于雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的產(chǎn)品，且咀嚼性顯著較低（P＜0.05），造成這一現(xiàn)象的原因可能是由于實(shí)驗(yàn)采用的機(jī)械不同及原料混合種類不同；同時(shí)，劉學(xué)文等使用的是自熟多功能食品膨化機(jī)，不能外加熱和調(diào)轉(zhuǎn)速，而本研究使用的是新型的半自動(dòng)雙螺桿擠壓膨化機(jī)。因此，綜合各項(xiàng)指標(biāo)，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雞肉粉比較合適。從表5中可以發(fā)現(xiàn)，隨溫度升高產(chǎn)品的硬度、脆性和咀嚼性均呈現(xiàn)一定的上升趨勢(shì)，各組之間存在一定的差異；當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，產(chǎn)品水分蒸發(fā)嚴(yán)重，硬度較大，已不適合作為休閑食品。造成這一現(xiàn)象的原因可能是產(chǎn)品加熱溫度過(guò)低時(shí)，淀粉不能充分糊化，形成的凝膠韌性和彈性等質(zhì)構(gòu)特性較差；加熱溫度過(guò)高時(shí)，淀粉鏈段充分伸展，支鏈淀粉和直鏈淀粉充分分離，容易產(chǎn)生結(jié)晶，造成產(chǎn)品硬度過(guò)大等劣化現(xiàn)象[34]。因此，綜合考慮，選擇155 ℃作為機(jī)筒溫度較為合適。

表5 機(jī)筒溫度對(duì)雙螺桿擠壓產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 5 Effect of barrel temperature on texture properties of twin-screw extruded products

2.5 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)及機(jī)筒溫度對(duì)產(chǎn)品體積密度、膨脹度的影響

圖2 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)（A）及機(jī)筒溫度（B）對(duì)雙螺桿擠壓產(chǎn)品體積密度、膨脹度的影響Fig. 2 Effects of chicken powder addition (A) and barrel temperature (B)on volume density and swelling degree of twin-screw extruded products

從圖2A中可以發(fā)現(xiàn)，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%雞肉粉的產(chǎn)品體積密度顯著高于其他兩組（P＜0.05），但另兩組之間差異不顯著（P＞0.05）；產(chǎn)品的膨脹度與雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)間存在著一定的關(guān)聯(lián)性，隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的逐漸升高，產(chǎn)品膨脹度逐漸降低，各組之間差異顯著（P＜0.05）。Yu Liang等[31]的研究表明，蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高能夠明顯提高擠壓產(chǎn)品的體積密度，同時(shí)降低產(chǎn)品的膨脹度；黃靜[19]、Mathew[35]、梁文明[36]等的研究發(fā)現(xiàn)，物料中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)與其膨化制品的膨脹度呈顯著負(fù)相關(guān)。本研究中原料有雞肉粉、玉米粉和大米粉，由于雞肉粉蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，密度明顯高于玉米粉和大米粉；同時(shí)，由于淀粉膨脹系數(shù)高于蛋白質(zhì)，增加雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)能夠明顯提高原料中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而使得擠壓產(chǎn)品的體積密度升高、膨脹度下降，很好地驗(yàn)證了前人的研究結(jié)果。

從圖2B中可以發(fā)現(xiàn)，隨著機(jī)筒溫度的升高，產(chǎn)品體積密度呈現(xiàn)先下降后平穩(wěn)的變化趨勢(shì)，低溫度區(qū)（低于145 ℃）各組之間差異明顯，中、高溫度區(qū)各組之間差異不顯著（P＞0.05）。其原因可能是由于淀粉顆粒膨化后體積增大，因此相同體積的淀粉顆粒質(zhì)量較未膨化的淀粉顆粒低；在溫度較低時(shí)，物料中的淀粉顆粒因未能吸收足夠的能量而部分膨化，產(chǎn)品中存在未膨化的淀粉顆粒和膨化后的淀粉顆粒，因此相同體積的膨化產(chǎn)品質(zhì)量逐漸下降；當(dāng)溫度逐漸升高時(shí)，淀粉顆粒吸收的能量也逐漸提高；溫度達(dá)到155 ℃時(shí)，淀粉顆粒吸收的能量足夠使其完全膨化，相同體積的膨化產(chǎn)品質(zhì)量基本不變，即產(chǎn)品的體積密度基本不變。產(chǎn)品的膨脹度隨著機(jī)筒溫度的升高呈現(xiàn)先下降后趨于平穩(wěn)再下降的趨勢(shì)。溫度較低時(shí)，產(chǎn)品膨化不完全，氣孔較大，因此導(dǎo)致膨脹度較高；當(dāng)溫度上升到155 ℃以上時(shí)，物料顆粒吸收了足夠的熱量，淀粉顆粒已經(jīng)完全膨化，結(jié)合產(chǎn)品糊化度分析發(fā)現(xiàn)，此時(shí)產(chǎn)品糊化度已高達(dá)94.5%；隨著溫度進(jìn)一步升高，物料吸收了過(guò)量的熱量，導(dǎo)致體系內(nèi)能量過(guò)高，機(jī)筒內(nèi)部發(fā)生碳化，造成產(chǎn)品膨脹度下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成雙螺桿擠壓機(jī)?？诙氯?。柯宏等[37]發(fā)現(xiàn)，隨著機(jī)筒溫度的逐漸升高，產(chǎn)品膨脹度逐漸下降，與本研究結(jié)果一致。

2.6 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)及機(jī)筒溫度對(duì)產(chǎn)品吸水指數(shù)和水溶指數(shù)的影響

圖3 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)（A）及機(jī)筒溫度（B）對(duì)雙螺桿擠壓產(chǎn)品吸水指數(shù)及水溶指數(shù)的影響Fig. 3 Effects of chicken powder addition (A) and barrel temperature (B)on water absorbability index and water solubility index of twin-screw extruded products

從圖3A中可以發(fā)現(xiàn)，隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，產(chǎn)品水溶指數(shù)變化不明顯（P＞0.05），吸水指數(shù)降低（P＞0.05），說(shuō)明雞肉粉的添加雖然不能改變產(chǎn)品的水溶指數(shù)，但是卻能夠降低產(chǎn)品的吸水指數(shù)。造成這一現(xiàn)象的原因可能是由于隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，原料中玉米粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，因此吸水指數(shù)下降。產(chǎn)品的吸水能力與物料中蛋白質(zhì)、淀粉等大分子物質(zhì)的親水能力密切相關(guān)，蛋白質(zhì)、淀粉的親水性和成膠能力越強(qiáng)，擠壓產(chǎn)品的吸水能力越強(qiáng)。產(chǎn)品的水溶性取決于物料中可溶性成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及物料在擠壓過(guò)程中的降解程度，可溶性成分及降解后的小分子物質(zhì)含量越高，產(chǎn)品溶解性和水溶性越好[38-39]。本研究中由于雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的逐漸增加，物料中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸上升，淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，淀粉的親水性和成膠能力比蛋白質(zhì)強(qiáng)，因此導(dǎo)致擠壓產(chǎn)品的吸水性逐漸降低，而水溶性變化不大。

從圖3B中可以發(fā)現(xiàn)，隨著機(jī)筒溫度的升高，產(chǎn)品的水溶指數(shù)變化不顯著（P＞0.05），吸水指數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。造成這一現(xiàn)象的原因可能是由于在擠壓過(guò)程中物料中淀粉發(fā)生降解，結(jié)晶區(qū)熔化，在高溫、高壓、高剪切力的作用下淀粉顆粒大分子鏈斷裂，大量的親水基團(tuán)暴露出來(lái)，擠壓產(chǎn)品吸水指數(shù)增加；當(dāng)溫度升高時(shí)，物料在機(jī)筒內(nèi)部獲得的能量也隨之增強(qiáng)，淀粉分子支鏈被剪斷，氫鍵斷裂，分子間作用力被削弱，可溶物含量有所提高，擠壓產(chǎn)品水溶指數(shù)上升；溫度過(guò)高時(shí)，物料中淀粉顆粒支鏈、氫鍵等已完全斷裂，淀粉在機(jī)筒內(nèi)部變成熔融體，甚至發(fā)生碳化等現(xiàn)象，進(jìn)而造成擠壓產(chǎn)品的吸水指數(shù)和水溶指數(shù)下降[40]。因此，在擠壓過(guò)程中應(yīng)選擇合適的機(jī)筒溫度，以確保獲得較好品質(zhì)的產(chǎn)品。

2.7 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)及機(jī)筒溫度對(duì)產(chǎn)品糊化度的影響

糊化的結(jié)果是淀粉顆粒膨脹、晶體熔融，淀粉結(jié)晶區(qū)的水分流動(dòng)性增加，直鏈淀粉從顆粒中溶出，成為柔順性較好的無(wú)定型線形體，使凝膠的黏度上升，從而提高物料的柔軟性。同時(shí)，糊化后的淀粉容易與酶反應(yīng)，促進(jìn)其消化吸收，進(jìn)而影響食用品質(zhì)、感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

圖4 雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)（A）及機(jī)筒溫度（B）對(duì)雙螺桿擠壓產(chǎn)品糊化度的影響Fig. 4 Effects of chicken powder addition (A) and barrel temperature (B)on gelatinization degree of twin-screw extruded products

從圖4A可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品的糊化度與雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)間存在著一定的關(guān)聯(lián)性，隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，產(chǎn)品糊化度隨之降低，各組間差異顯著（P＜0.05）。其原因可能是當(dāng)物料中雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低、玉米粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高時(shí)，物料中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)低、淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，在相同水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)、螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)筒溫度的條件下，蛋白質(zhì)和淀粉交聯(lián)程度低，因此擠壓后產(chǎn)品的糊化度較低；隨著雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的逐漸增加，物料中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高，蛋白質(zhì)與淀粉之間交聯(lián)程度升高，擠壓產(chǎn)品糊化度逐漸降低；當(dāng)雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高時(shí)，物料中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)高于淀粉，過(guò)多的蛋白質(zhì)將淀粉顆粒完全包裹，使淀粉在機(jī)筒內(nèi)部吸收不到足夠熱量，最終導(dǎo)致產(chǎn)品糊化度下降[16-18]。

從圖4B中可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品的糊化度與機(jī)筒溫度間存在著一定的關(guān)聯(lián)性，隨著機(jī)筒溫度的升高，產(chǎn)品糊化度也隨之升高。其原因可能是在一定溫度下水分與物料中淀粉顆粒結(jié)合，破壞淀粉的氫鍵并將其水化，淀粉分子間的締合狀態(tài)被破壞，體積迅速膨脹；隨著溫度的進(jìn)一步升高，物料中淀粉分子獲得更多能量，成為游離分散的自由體，造成淀粉分子間氫鍵的斷裂和淀粉分子的熔出，物料糊化度上升。本研究中隨著機(jī)筒溫度的不斷升高，產(chǎn)品糊化度也逐漸升高，與李明菲[41]的研究結(jié)果一致。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)物料配比及擠壓時(shí)機(jī)筒溫度的研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí)，在相同條件下生產(chǎn)的擠壓產(chǎn)品品質(zhì)較好，雞肉粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高或過(guò)低均會(huì)造成擠壓產(chǎn)品品質(zhì)的下降。機(jī)筒溫度在155 ℃時(shí)生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)較好，溫度過(guò)低時(shí)，產(chǎn)品糊化不完全，產(chǎn)品中存在較多大氣泡，品質(zhì)較差；溫度過(guò)高則容易造成卡機(jī)或者模口堵塞。本研究得出的肉類擠壓膨化產(chǎn)品的最佳工藝參數(shù)為：添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%雞肉粉、50%玉米粉和20%大米粉，以此混合原料為基礎(chǔ)物料，物料水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%，螺桿轉(zhuǎn)速為35 Hz，喂料速度為12 Hz，機(jī)筒溫度為155 ℃。采用此工藝生產(chǎn)的擠壓產(chǎn)品品質(zhì)較好，可接受度較高。