CN104322858B - 一种双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的方法。具体步骤是：将粉状的小麦蛋白与淀粉加入混合搅拌器中搅拌混匀；将混合物加入高扭矩双螺杆挤压系统的固体喂料器中再次搅拌混匀，再加入高扭矩双螺杆挤压机中进行挤压；将挤压物切割、干燥、冷却，制备成组织化小麦蛋白产品；其水分含量≤13%，膨化率≥1.20，复水率≥190%，持水率≥180%，复水后产品的硬度7.00～12.50 kg，弹性0.500～0.750，咀嚼度2200～3550，粘着性‑65.00～ ‑17.50 g·sec，组织化度≥2.0。本发明加工过程稳定，操作简单，加工成本低；生产出的组织化小麦蛋白产品营养丰富、易于消化、保质长，烹饪加工稳定性好，使小麦蛋白资源得到合理利用，提高小麦蛋白产品的附加值。

Description

一种双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的方法

技术领域

本发明属于食品挤压加工技术领域，具体涉及一种组织化小麦蛋白的制备方法。

背景技术

我国是世界上小麦总产最高，消费量最大的国家。小麦蛋白是小麦淀粉加工的副产物，2012年我国小麦蛋白年产量约为30万t，且国内谷朊粉市场规模迅速扩大，已从20世纪90年代不足1000 t扩大到了现在的年消费10万t以上，且每年都以15%以上的速度不断递增。小麦蛋白的主要成分为蛋白质，其质量分数在75%以上，脂肪、糖含量较低，钙、磷、铁含量均较高，具有优良的黏弹性、延伸性、吸水性、吸脂乳化性、薄膜成型性及气味清淡醇香等性质，尤其是钙含量远高于鸡蛋等食品，完全符合人们对健康膳食结构的要求。但是，小麦蛋白含有较多的疏水性氨基酸和不带电荷的氨基酸，分子内疏水作用区域较大，溶解度较低，往往不能满足加工的需要，应用受到限制。小麦蛋白通常作为小麦粉品质改良剂、饲料黏结剂等用于食品和饲料工业中，其产品附加值低，另一方面也造成了小麦蛋白资源的浪费。

当前，挤压组织化技术作为一项新型的食品质构重组技术，是一种集混合、搅拌、破碎、加热、杀菌、组织化及成型等为一体的一种新技术，在食品工业中改善蛋白质质地、口感和营养价值，提高蛋白质有效利用率的一种重要方法。因此，为了更好的利用小麦蛋白，采用组织化加工技术开发的新型小麦蛋白食品显得尤为重要，目前国内挤压组织化研究多集中于大豆、花生等植物蛋白的挤压组织化，小麦蛋白由于其自身的疏水性、粘弹性等性质不易进行挤压加工，大多作为辅料来添加到其它产品中，把小麦蛋白作为主要原料用于挤压组织化的研究则更少。

目前，小麦组织化蛋白的制备方法，所用原料除了含有谷朊粉、淀粉外，还含有L-半胱氨酸、甘油、单甘脂、氢氧化钠、氯化钙等食品添加剂，虽然其中小麦蛋白也作为主要原料，但是食品添加剂的过多加入与目前大众的食品消费观念相差很大，并且没有解决在不添加任何添加剂时，小麦蛋白难于在挤压机中挤压且产品品质较差等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种操作简单、不添加任何添加剂、且加工成本低的双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的方法。

具体的技术解决方案如下：

双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的具体操作步骤如下：

1）将粉状的小麦蛋白与淀粉加入混合搅拌器中搅拌混匀，得到混合物；小麦蛋白和淀粉的质量之和以100%的质量分数计，其中小麦蛋白质量分数为80~100%，淀粉质量分数为0~20%；所述小麦蛋白的蛋白质含量为75~85%；所述淀粉为小麦淀粉或马铃薯淀粉；

2）将混合物加入高扭矩双螺杆挤压系统的固体喂料器中再次搅拌混匀，混匀后的物料加入高扭矩双螺杆挤压机中，并加水，加水量为小麦蛋白和淀粉质量之和的40%~48%，进行挤压，得到挤压物；

3）将挤压物进行切割、成型、干燥、冷却，制备成组织化小麦蛋白产品；

所述组织化小麦蛋白产品的水分含量≤13%，膨化率≥1.20，复水率≥190%，持水率≥180%，复水后产品的硬度7.00～12.50 kg，弹性0.500～0.750，咀嚼度2200～3550，粘着性-65.00～ -17.50 g·sec，组织化度≥2.0。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1.本发明的双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的方法，解决了在不添加任何添加剂时，小麦蛋白难于在挤压机中挤压且产品品质较差的问题，整个生产加工过程稳定、高效、节能、卫生，操作简单，加工成本低，是一种适合规模化、连续化工业生产的方法，生产出的组织化小麦蛋白产品营养丰富、易于消化、保质长，烹饪加工稳定性好，使小麦蛋白资源得到合理利用，提高小麦蛋白产品的附加值；

2.本发明由湖南富马科食品工程技术有限公司提供设备支持，实验所得参数在合肥工业大学农产品精深加工省级重点实验室完成。在上述工艺参数条件下，双螺杆挤压机工作稳定，产品的外观平整规则，组织化小麦蛋白产品复水后组织结构、纤维化状态显著，外观和口感与肉制品的品质十分相似，组织化小麦蛋白拉丝效果明显。经检测，生产出的组织化小麦蛋产品水分含量≤13%，膨化率≥1.20，复水率≥190%，持水率≥180%，复水后产品的硬度7.00~12.50 kg，弹性0.500~0.750，咀嚼度2200~3550，粘着性-65.00 ~ -17.50 g·sec，组织化度≥2.0。

附图说明

图1为挤压生产出的组织化小麦蛋白复水后拉丝效果实物图。

图2为干燥后组织化小麦蛋白横向切面(Ⅰ)和纵向切面(Ⅱ)微观结构图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地说明。

以下实施例中所采用的小麦蛋白及淀粉购自安徽瑞福祥食品有限公司；所使用的高扭矩双螺杆挤压机为湖南富马科食品工程技术有限公司生产的FMHE-36 智能型双螺杆挤压设备；流化干燥床及卧式冷却机均为湖南富马科食品工程技术有限公司生产提供。

实施例1

双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的具体操作步骤如下：

1）.准确称取90kg粉状的小麦蛋白、10kg小麦淀粉，倒入混合搅拌器中进行搅拌混匀；

2）.将混合物倒入高扭矩双螺杆挤压系统的固体喂料器中进行再次搅拌混匀备用。高扭矩双螺杆挤压机的Ⅰ区为液体喂料区，Ⅱ区到Ⅵ区为独立控制温度的电加热区，螺杆为积木式结构，由正向螺纹、反向螺纹及具有高剪切型捏合块组合而成，螺杆的长径比L:D为24:1，高扭矩双螺杆挤压机的模头为圆柱体，长度为20cm，直径为8cm，模头的一侧圆周上均布的物料出口均为36mm×4mm的矩形模孔。将高扭矩双螺杆挤压机进行预热，挤压机各区预设温度为：Ⅱ区的温度为60℃，Ⅲ区的温度为130℃，Ⅳ区的温度为143℃，Ⅴ区的温度为160℃，Ⅵ区的温度温度为135℃，模头的温度为157℃；打开液体喂料泵，加水量为40%，水温为常温，固体原料喂料速度为20kg/h，螺杆转速为280r/min，待双螺杆挤压机各项参数稳定后，设备模头处得到的挤压物即为组织化小麦蛋白；

3）.将挤压物进行切割，切割速率为100r/min，切割后的小断挤出物直接通过风力输送管道进入流化干燥床干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为30min；挤压产物干燥后输送到卧式冷却机中冷却15 min，即制备成组织小麦蛋白产品。

在上述工艺参数条件下，双螺杆挤压机工作稳定，产品的外观平整规则，复水后产品的组织结构、纤维化状态显著，外观和口感与肉制品的品质十分相似，组织化小麦蛋白拉丝效果明显，见图1和图2。经检测，生产出的组织化小麦蛋产品水分含量为12.86%，膨化率为1.254，复水率为196.20%，持水率为256.43%，复水后产品的硬度7.30kg，弹性0.685，咀嚼度2272.45，粘着性-47.471g·sec，组织化度为3.46。

实施例2

双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的具体操作步骤如下：

1）.准确称取80kg粉状的小麦蛋白、20kg小麦淀粉，倒入混合搅拌器中进行搅拌混匀；

2）.将混合物倒入高扭矩双螺杆挤压系统的固体喂料器中进行再次搅拌混匀备用。高扭矩双螺杆挤压机同实施例1。将高扭矩双螺杆挤压机进行预热，挤压机各区预设温度为：Ⅱ区的温度为50℃，Ⅲ区的温度为120℃，Ⅳ区的温度为150℃，Ⅴ区的温度为170℃，Ⅵ区的温度温度为141℃，模头的温度为159℃；打开液体喂料泵，加水量为44%，水温为常温，固体原料喂料速度为21kg/h，螺杆转速为280r/min，待双螺杆挤压机各项参数稳定后，设备模头处得到的挤压物即为组织化小麦蛋白；

3）.将挤压物进行切割，切割速率为100r/min，切割后的小断挤出物直接通过风力输送管道进入流化干燥床干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为30min；挤压产物干燥后输送到卧式冷却机中冷却15 min，即制备成组织化小麦蛋白产品。

在上述工艺参数条件下，双螺杆挤压机工作稳定，产品的外观平整，复水后产品的组织结构、纤维化状态显著，外观和口感与肉制品的品质十分相似，组织化小麦蛋白拉丝效果明显。经检测，生产出的组织化小麦蛋产品水分含量为12.03%，膨化率为1.264，复水率为234.90%，持水率为181.34%，复水后产品的硬度9.99kg，弹性0.526，咀嚼度2650.423，粘着性-47.471g·sec，组织化度为2.72。

实施例3

双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的具体操作步骤如下：

1）.准确称取90kg粉状的小麦蛋白、10kg马铃薯淀粉，倒入混合搅拌器中进行搅拌混匀；2）.将混合物倒入高扭矩双螺杆挤压系统的固体喂料器中进行再次搅拌混匀备用。高扭矩双螺杆挤压机同实施例1。将高扭矩双螺杆挤压机进行预热，挤压机各区预设温度为：Ⅱ区的温度为60℃，Ⅲ区的温度为130℃，Ⅳ区的温度为150℃，Ⅴ区的温度为170℃，Ⅵ区的温度温度为141℃，模头的温度为163℃；打开液体喂料泵，加水量为48%，水温为常温，固体原料喂料速度为20kg/h，螺杆转速为265r/min，待双螺杆挤压机各项参数稳定后，设备模头处得到的挤压物即为组织化小麦蛋白；

3）.将挤压物进行切割，切割速率为100r/min，切割后的小断挤出物直接通过风力输送管道进入流化干燥床干燥，干燥温度为70℃，干燥时间为20min；挤压产物干燥后输送到卧式冷却机中冷却25 min，即制备成组织化小麦蛋白产品。

在上述工艺参数条件下，双螺杆挤压机工作稳定，产品的外观平整，复水后产品的组织结构、纤维化状态显著，外观和口感与肉制品的品质十分相似，组织化小麦蛋白拉丝效果明显。经检测，生产出的组织化小麦蛋产品水分含量为10.27%，膨化率为1.276，复水率为207.28%，持水率为234.32%，复水后产品的硬度12.01kg，弹性0.582，咀嚼度3163.719，粘着性-19.586g·sec，组织化度为2.74。

实施例4

双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的具体操作步骤如下：

1）.准确称取80kg粉状的小麦蛋白、20kg马铃薯淀粉，倒入混合搅拌器中进行搅拌混匀；2）.将混合物倒入高扭矩双螺杆挤压系统的固体喂料器中进行再次搅拌混匀备用。高扭矩双螺杆挤压机同实施例1。将高扭矩双螺杆挤压机进行预热，挤压机各区预设温度为：Ⅱ区的温度为60℃，Ⅲ区的温度为130℃，Ⅳ区的温度为145℃，Ⅴ区的温度为160℃，Ⅵ区的温度温度为139℃，模头的温度为160℃；打开液体喂料泵，加水量为44%，水温为常温，固体原料喂料速度为24kg/h，螺杆转速为300r/min，待双螺杆挤压机各项参数稳定后，设备模头处得到的挤压物即为组织化小麦蛋白；

3）.将挤压物进行切割，切割速率为100r/min，切割后的小断挤出物直接通过风力输送管道进入流化干燥床干燥，干燥温度为70℃，干燥时间为20min；挤压产物干燥后输送到卧式冷却机中冷却25 min，即制备成组织化小麦蛋白产品。

在上述工艺参数条件下，双螺杆挤压机工作稳定，产品的外观平整规则，复水后产品的组织结构、纤维化状态显著，外观和口感与肉制品的品质十分相似，组织化小麦蛋白拉丝效果明显。经检测，生产出的组织化小麦蛋产品水分含量为9.98%，膨化率为1.278，复水率为224.30%，持水率为181.04%，复水后产品的硬度11.17kg，弹性0.534，咀嚼度2770.649，粘着性-28.820g·sec，组织化度为2.77。

Claims (3)

1.一种双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的方法，其特征在于具体操作步骤如下：

1）将粉状的小麦蛋白与淀粉加入混合搅拌器中搅拌混匀，得到混合物；小麦蛋白和淀粉的质量之和以100%的质量分数计，其中小麦蛋白质量分数为80~90%，淀粉质量分数为10~20%；所述小麦蛋白的蛋白质含量为75~85%；所述淀粉为小麦淀粉或马铃薯淀粉；

2）将混合物加入高扭矩双螺杆挤压系统的固体喂料器中再次搅拌混匀，混匀后的物料加入高扭矩双螺杆挤压机中，并加水，加水量为小麦蛋白和淀粉质量之和的40%~48%，进行挤压，得到挤压物；

所述高扭矩双螺杆挤压机的Ⅰ区为液体喂料区，Ⅱ区到Ⅵ区为独立控制温度的电加热区，螺杆为积木式结构，由正向螺纹、反向螺纹及具有高剪切型捏合块组合而成；

所述螺杆的长径比为24:1，所述高扭矩双螺杆挤压机的模头为圆柱体，长度为20cm，直径为8cm，模头的一侧圆周上均布的物料出口均为36mm×4mm的矩形模孔；

所述Ⅱ区的温度为50～60℃，所述Ⅲ区的温度为120～130℃，所述Ⅳ区的温度为143～150℃，所述Ⅴ区的温度为160～170℃，所述Ⅵ区的温度为135～141℃，所述模头的温度为157～163℃，喂料速度为20～24kg/h，螺杆的转速为265～300r/min；

3）将挤压物进行切割、成型、干燥、冷却，其中干燥温度为60～70℃，干燥时间为20～30min；制备成组织化小麦蛋白产品；

所述组织化小麦蛋白产品的水分含量≤13%，膨化率≥1.20，复水率≥190%，持水率≥180%，复水后产品的硬度7.00～12.50 kg，弹性0.500～0.750，咀嚼度2200～3550，粘着性-65.00～ -17.50 g·sec，组织化度≥2.0。

2.根据权利要求1所述的一种双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的方法，其特征在于：步骤3）中切割挤压物的速率为100 r/min。

3.根据权利要求1所述的一种双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的方法，其特征在于：步骤3）中冷却的时间为15～25min。