玉米膨化技术论文分析

扬州大学自学考试毕业生论文（设计）毕业论文题目玉米粉膨化工艺的研究学生姓名唐明东接本院校扬州大学考试专业生物技术指导教师刘长春完成日期 2016-5-04诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业项目报告/论文:玉米粉膨化工艺的研究是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。

论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。

本声明的法律结果由本人独自承担。

作者签名：2016年5月04日摘要：玉米来源广泛，价格低廉，玉米膨化粉香味纯正、口感滑润、速溶性好，在食品、保健品、医药行业应用广泛。

论文主要对膨化玉米粉生产工艺进行研究，研究了生产工艺流程、工艺条件等;并通过设计对照试验,主要采用理化实验法，分别研究了气流式膨化机与挤压式膨化机作用下的玉米膨化倍数、还原糖、淀粉的碘蓝值、淀粉的α-化度、蛋白质的含量、氨基酸的含量、脂肪的含量、水溶性成分的含量的变化。

有效证明了挤压式膨化机比气流式的玉米膨化倍数大、还原能力强、碘蓝值和α-化度更高、蛋白质、氨基酸和水溶性成分的含量都有所提高，且脂肪的含量明显下降。

为说明玉米经膨化后质构发生变化 ,组织结构疏松 ,改善口感，增加人体消化吸收能力提供了有力依据。

关键字：膨化玉米粉生产工艺对照试验目录一、前言 (4)二、膨化玉米粉的生产工艺流程 (7)2.1生产工艺流程 (7)2.2影响膨化玉米粉品质的因素 (8)三、玉米粉膨化工艺的研究 (10)3.1材料和仪器 (10)3.2试验方法 (12)3.3结果与讨论 (18)四、结论 (22)参考文献 (23)致谢 (34)一、前言1.1膨化玉米粉的概述1.1.1玉米的应用及营养价值玉米（学名：Zea mays），亦称玉蜀黍、包谷、苞米、棒子、棒槌子。

是一年生禾本科草本植物，是重要的粮食作物和饲料来源，其营养丰富，也是全世界总产量最高的粮食作物。

玉米由于取材广泛、价格低廉而普遍应用于饲料、食物和工业加工等众多行业。

玉米籽粒是重要的工业原料，经过加工后在食品、医疗、化学、发酵等工业中生产种类繁多的产品。

玉米被称为“饲料之王”,随着全球畜牧业的迅速发展，全球饲用玉米的需求量也随之呈现增长的趋势。

玉米富含丰富的营养物质，包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、膳食纤维等，并且被誉为“第一黄金主食”。

营养专家研究发现，玉米所含有的“全能营养”适宜各个年龄阶段的人群食用。

首先，玉米中含有谷氨酸，能促进大脑发育，被称为儿童最好的“益智食物”;其次，玉米中所含有的维生素B族能够调节神经，是白领很好的“减压食品”；再次，玉米中有丰富的钙质、亚油酸，可以帮助调脂、降压，较高的纤维含量则使玉米成为很好的“刮肠食物”，可以预防中年发福;此外，玉米中含有最有效的抗癌成分－－谷胱甘肽，其所富含的维生素E也可以起到抗衰老、软化血管的作用。

1.1.2膨化玉米粉及膨化技术的特点膨化食品是在20世纪末兴起并迅速盛行的食品，膨化食品具有疏松多孔、结构均匀、质地柔软等特点，不仅色、香、味俱佳，而且提高了食品的营养价值和消化率[1]，因此，受到很多人的喜爱。

膨化玉米粉，是将优质玉米经过高温、高压挤压膨化，再经深加工而制成的粉末产品。

在高温高压条件下，玉米粒含有的水分不断吸收能量而汽化，并且向玉米分子内部强行渗透、切割，在到达均化阶段之前，玉米糁从固态逐渐变成粘流态。

粘流态的玉米蛋白分子在均化阶段中继续其蛋白质变性的过程，并且被连续挤出，当温度骤然降低时，挤入蛋白质分子内部的水分子便急速膨胀、汽化，并“炸”开包围它的物质，完成最后的变性过程，同时使产品形成具有无数微孔的疏松物质——膨化玉米条，膨化玉米条经切割成为手指大小的颗粒状，再经自然冷却和粉碎后即成为膨化玉米粉。

膨化玉米粉呈浅黄色、带金状闪光的多微孔粉末，具有烤香味。

膨化技术最大的特点是起到了淀粉酶的作用，即当食物还没有进入口腔前，就使淀粉发生了裂解的过程，从这个意义上讲，膨化设备等于延长了人们的消化器官，促进了人体对食物的消化，提高了膨化食品的消化吸收率。

膨化技术的另一特点是，膨化技术可以使淀粉彻底α化，已经变成的α淀粉经放置后也不能复原成β淀粉，于是食品保持了柔软、风味良好和较高的消化率，这是膨化技术优越于其它物理加工方法的又一特征，并且为粗粮细作开辟了一个崭新的加工领域。

1.2设计的背景随着挤压膨化技术的不断提高，膨化食品越来越受到人们的青睐，尤其是惹小孩喜爱，目前国内的膨化技术正在食品、饲料等行业不断推广，双螺杆挤压膨胀谷物类的使用也日趋完善[4]。

扬州市华裕生物科技有限公司是一家集生产、销售、研发营养健康食品、五谷杂粮膨化粉、超微细粉、营养预混料等绿色有机食品的现代科技型企业。

该企业的膨化玉米粉年产量300吨左右，成品直接供给完美集团，作为完美营养早餐的主要成分。

根据产品的要求，膨化玉米粉成品外观应为浅黄色粉末状，无焦黑和其它外来杂志，具有典型的粮食膨化香气和滋味，无异味，无结块。

容重30~37g/ml,水分含量≤3.0%，粒度（40目过筛）≥98%，菌落总数是≤1000CFU/g，大肠菌群是≤30MPN/100g，霉菌是≤25CFU/g,酵母菌是≤25CFU/g。

通过设计对照试验, 有效证明了玉米经膨化后 ,物料组分发生了复杂的变化，不仅组织结构更为疏松 ,改善口感 ,而且增加人体消化吸收能力, 从而有助于优化产品，提高企业效益。

1.3设计和研究的内容(1) 前期以进企业实习为基础，熟悉膨化玉米粉生产过程的各个环节，了解基本生产设备及其工艺参数。

2.在此基础上运用玉米膨化食品是玉米深加工的最好途径之一 ,广泛查阅相关参考文献，综合分析，研究气流式膨化机与挤压式膨化机作用下玉米粉的区别，选用几种膨化食品的指标如膨化倍数、还原能力、碘蓝值、α-化度、蛋白质含量及脂肪含量和水溶性成分的含量等设计对照试验。

3.后期通过试验测定，对比气流式与挤压式膨化机后的玉米质构发生的变化 ,记录并进行相应总结。

二、膨化玉米粉的生产工艺流程2.1生产工艺流程选取优质的玉米粒，经脱皮、除胚芽、去根基、去黑脐和破碎，得到玉米糁。

玉米糁由螺杆输送到高处混匀，并进行除金属操作。

随后经过力气输送到二楼的料仓内，由料仓的底部放出，进入挤压膨化机的接料斗。

在接料斗底部，由螺杆输送，缓慢地将玉米糁挤压至膨化机腔内，进行挤压膨化，在挤压膨化机的出口，膨化玉米条经快速地切割成为手指大小的膨化玉米粒，再经传送带冷却输送后至高处，进行粉碎，即获得膨化玉米粉。

膨化玉米粉需过筛，达到要求粒度（40目过筛≥98%）的膨化玉米粉通过力气输送至二楼，筛余物则重新进行粉碎以达到筛过物的要求。

由力气输送料仓放下的物料，进行微波干燥杀菌后暂存贮在接料桶内，再经过力气输送至高处，除金属、过筛、包装，最后将产品运送至仓库存储。

期间，由于力气输送过程中，滤芯上吸有过多的膨化玉米粉，需要用压缩空气吹打以除去，并再次进行除金属、过筛可得。

其生产工艺流程如图1所示。

粉碎螺杆输送力气输送带式输送玉米玉米糁除金属膨化（冷却输送）吸风机袋式除尘器压缩空气吹力气输送力气输送除金属、过筛微波干燥杀菌过筛粉碎吸风口检验包装仓储图1 膨化玉米粉的生产工艺流程图2.2影响膨化玉米粉品质的因素2.2.1玉米原料品种玉米具有地域差异性和品种多样性，导致其所含有的各种营养成分不一样，因此，不同品种的玉米会表现出不同的膨化特性。

玉米品种的糊化参数可以用来预测挤压膨化加工的系统参数及挤压膨化产品的质量[5]。

不同品种玉米，挤压膨化的特性的差异受淀粉含量、直链/支链淀粉比例以及蛋白质含量和组成的影响[6]。

物料本身的含水量对挤压膨化的效果有显著的影响。

但是，改变物料含水量对糊化度的影响小于改变加工温湿度对糊化度的影响[7]。

玉米的蛋白质含量与挤压膨化产品的体积膨胀系数呈负相关[8]。

2.2.2玉米粉碎粒度大小玉米原料的粉碎粒度对膨化玉米粉的质量有重要影响[9]。

在一定的粉碎粒度范围内，粉碎粒度较细时，表面积增大，从而有利于吸收热量和水分，使得淀粉充分糊化，粘度增大。

相反，粉碎过细时，预先糊化的部分会黏在一起，包裹未糊化的颗粒，不利于吸收外界的热量和水分，降低糊化效果[10]。

2.2.3喂料速度喂料的速度也会影响膨化玉米粉的糊化度。

当喂料速度较快时，其单位产量增加，而淀粉加热糊化的时间缩短，糊化程度不够，导致淀粉黏结力下降，颗粒耐水性差；当进料速度适当降低时，可延长粉料的加热时间，使得淀粉充分糊化，有助于提高耐水性，但是产量降低，影响生产效率[10]。

2.2.4螺杆转速螺杆转速对膨化玉米淀粉的糊化度也有一定的影响，通常在一定范围内，膨化玉米淀粉的糊化度随着螺杆速度的增加而增大，当达到一定的值后，螺杆速度继续增大时，糊化度不再升高，反而呈下降趋势[11]。

2.2.5挤压膨化温度膨化温度通常也会影响玉米淀粉的糊化度，在一定的温度范围内，淀粉糊化度随温度的升高而增大。

膨化温度有一定的最优值，主要与其膨化参数相关[1]。

诸多文献表明，不同的膨化工艺参数导致膨化玉米粉的品质存在很大的差异。

2.2.6微波干燥微波干燥是玉米粉膨化工艺的关键步骤，具有速度快、时间短、热稳定性好、加热均匀、灭菌效果好，获得的产品质量高等特点。

主要分为预干燥、恒速干燥、降速干燥三个阶段[12]。

微波干燥的干燥功率、干燥温度和干燥风速这三个主要技术参数，对膨化玉米粉的干燥时间以及干燥后的品质和能耗[13]起着重要作用。

三、玉米粉膨化工艺的研究3.1材料与仪器3.1.1材料玉米糁，东台市新曹镇生产。

3.1.2仪器PH1-20型食品膨化机：气流式，湖北洪湖食品机械厂生产。

DZ65-II型双螺杆膨化机：挤压式，济南赛信机械有限公司生产。

3.1.3气流式膨化工艺步骤玉米糁→加热→密闭环境中高压气蒸→突然减压膨化气流式膨化中气流压力是膨化的关键，太高则会使玉米粒过于粉碎，太低时又会膨爆，使玉米粗糙没有酥脆感，所以，足够的高压气流加热时间，可以保证玉米达到半塑性状态。

3.1.4挤压式膨化工艺步骤玉米糁→混合→加湿→挤压膨化挤压式膨化中为适应膨化机对原料的要求，玉米糁在膨化前要粉碎成过40目筛，还应出去不易膨化的皮和胚芽。

混合好的物料通过螺旋推进喂料机连续、均匀地进入膨化机内，物料随螺杆向前推进并逐渐压缩，经强烈挤压、剪切及高温后，成为具有流动性的熔融状态，由模具口挤出达到常温状态，形成质构疏松的膨化食品。

3.2试验方法（1）玉米膨化结构用生物显微镜观察玉米膨化后的结构,结果如图2所示。

结果表明挤压式膨化玉米呈鱼鳞状结构，气流式呈蜂窝状。

(a) (b)图2 膨化玉米的结构(a) 挤压式膨化玉米；(b) 气流式膨化玉米(2) 菲林试剂法测定还原糖①样品溶液的配备称取样品-mg，稀释后在100ml容量瓶定容。