膨化大豆加工工艺流程
大豆挤压膨化技术及膨化机理的分析_王宏立
大豆挤压膨化技术及膨化机理的分析王宏立1,2，张祖立1，白晓虎1（1.沈阳农业大学工程学院，沈阳 110161；2.黑龙江八一农垦大学工程学院，黑龙江大庆 163319）摘要：利用小型单螺杆挤压膨化设备对全脂大豆进行膨化加工试验，通过电子显微扫描观察、分析膨化和未膨化大豆的微观结构的变化，对大豆膨化加工机理进行了探讨。
膨化和未膨化大豆的营养成分分析化验结果表明，膨化加工能够改变大豆的理化性状，有利于家畜对其营养成分的消化和吸收。
关键词：农学；膨化机理；分析；大豆；营养成分；螺杆挤压膨化中图分类号：S377 文献标识码：A 文章编号：1003─188X(2006)01─0085─02我国有丰富的大豆资源，年产量约为1500万t，居世界第4位[1]。
与其它农作物相比，大豆中含有丰富的蛋白质和油脂，是人类的优良食品和动物的优质、高能、高蛋白饲料。
目前，许多饲料生产企业用廉价的大豆植物性蛋白来替代昂贵的动物性蛋白，如鱼粉、骨粉和血粉等。
但大豆含有多种抗营养因子，其中的胰蛋白酶抑制因子、脂肪氧化酶、脲酶等，如果不进行处理就加到饲料中，将会影响动物对营养物质的吸收[2]。
实践表明，大豆中一些影响营养物质吸收的有害成分，只有通过膨化加工的高温、高压处理才能消除。
目前，挤压膨化法已成为最主要的饲用大豆加工方法。
为此，本文重点对大豆的挤压膨化技术及膨化机理进行分析和探讨。
1 挤压膨化机主要参数及工作过程1.1 试验设备及其主要参数试验所用膨化机是自行研制的小型单螺杆挤压膨化机，采用等根径变螺距螺杆，环形出料口，主要参数如下：主轴转速为50～300r/min，可调；螺杆直径为45mm；螺杆长度为296mm；螺杆螺旋槽深度为4.5mm；螺旋升角为17°；套筒内径为48mm；喷口截面面积为3.14mm2；膨化温度为120°～160℃；膨化压力为1.11MPa以上。
1.2 膨化工作过程大豆挤压膨化工艺流程为：原料→清选→粉碎→调质→挤压膨化→冷却→干燥→包装。
神奇膨化大豆加工技术与应用
大豆
螺杆
细化、均化物料
膨化壁
淀粉糊化、蛋白变性 纤维降解、抗营养因子破坏
疏松、多孔
鲜黄亮泽·风味独特·粉细蓬松·豆香浓郁
膨化加工的方法
油炸膨化 加热密闭膨化
挤压膨化(干法、湿法)
微波膨化
膨化的发展历程
20世纪30年代
谷物方便食品出现(二战军粮，卫生要求) ，单螺杆挤压膨化机
20世纪50年代
膨化食品(谷物、油脂、蛋白质、调味料等)
20世纪60年代
膨化大豆粉产品（人造肉）
20世纪70年代 欧美地区35%以上的方便食品由挤压膨化生产，膨化宠物饲料出现
20世纪90年代
欧美和日本成立专门研究开发机构；膨化技术在很多领域应用，迅猛发展
21世纪 水产料
由于膨化料卓越品质，大受饲料生产商和养殖业主欢迎，用于高档
（5）熟化程度更高，脲酶活性(0.02-0.2)稳定，大豆的抗营养因子消除彻底，对幼龄 动物的消化利用率大大由于豆粕+油。
（6）有动物喜爱采食的熟化香味，能有效提高动物采食量。
膨化大豆 VS 豆粕+油脂
✓ 香味，诱食性 ✓ 熟化程度不一样，膨化大豆脲酶活性(0.02-0.2)稳定，大豆的抗营养因子消除
大豆异黄酮
提高母猪泌乳性能 延长母猪使用年限 提高仔猪出生重 改善母、仔猪的免疫能力 含量：0.1-0.3%
大豆磷脂
预防脂肪肝(水产) 生物膜的重要组成部分 促进幼龄动物的生长发育 提高生长效率和饲料转化率 提高屠宰率，改善肉质
膨化大豆的饲料报酬比用“溶剂萃取过油脂的豆 粕+饲料级油脂混合物”提高5-10%。
最佳消除抗营养因子
营养破坏的程度 工业化生产要求 质量控制难易度 投资和运营成本 ······
神奇的膨化大豆加工技术及应用方案54页PPT
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
神奇的膨化大豆加工技术及应用
河南神农膨化饲料有限公司是一家从事膨化原料研发、生产 、销售为一体 的专业化膨化饲料企业；公司前身是2001年成立河南大成膨化饲料有限公司， 2012年更名为神农膨化，已陆续开发、生产出以膨化大豆、膨化玉米为主，膨 化小麦、膨化大米、膨化麸皮、能量532复合膨化产品、蛋白能量3070复合膨化产品 等为辅的系列化产品。
膨化大豆 VS 豆粕+油脂
项目 饲料混合的均匀度 熟化程度 物料营养利用率 香味与诱食性 促繁殖的大豆异黄酮
促生长的大豆卵磷脂 加工温度 卫生指标 使用安全方便
膨化大豆 好
完全熟化 高 高 含有
含有 120-140
高 无需油脂设备
豆粕+油脂
差
熟化度很低
低
低 不含有（油厂浸提豆油后
原料膨化，最基本的就是为动物提供无菌化、熟化饲料， 从而减少动物体患病风险，改善动物体的生产性能
大豆
螺杆
细化、均化物料
膨化壁
淀粉糊化、蛋白变性 纤维降解、抗营养因子破坏
疏松、多孔
鲜黄亮泽·风味独特·粉细蓬松·豆香浓郁
膨化加工的方法
油炸膨化 加热密闭膨化
挤压膨化(干法、湿法)
微波膨化
膨化的发展历程
大豆磷脂
预防脂肪肝(水产) 生物膜的重要组成部分 促进幼龄动物的生长发育 提高生长效率和饲料转化率 提高屠宰率，改善肉质
膨化大豆的饲料报酬比用“溶剂萃取过油脂的豆 粕+饲料级油脂混合物”提高5-10%。
—“饲料加工技术的最新进展及其对动物性能的影响”， Stevn L. Traylor，Keith Behnke，Joe D. Hancock 秦崇德 译
独特的营养价值 产量的持续上升 人类的食品安全 本身的高性价比
膨化食品生产流程
膨化食品生产流程膨化食品是通过在高温高压下迅速膨胀形成膨化结构的一类食品。
以下是一般膨化食品（如膨化谷物、膨化薯片等）的生产流程：1.原料准备：•选择适宜的主要原料，通常为谷物类，如玉米、小麦、大米等。
也可以使用薯类、豆类等。
•清理、磨碎和筛分原料，以确保均匀的颗粒大小。
2.混合：•将各种原料按照一定的配方混合，加入水或其他液体成分，形成均匀的混合物。
3.糊化：•将混合物通过膨化设备进行糊化处理。
这通常是在高温高压条件下进行的，通过蒸煮原料，使其混合物呈现黏稠的糊状。
4.挤压膨化：•将糊化后的混合物通过膨化机挤压出来，使其迅速膨胀。
这一步通常涉及到高温、高压和瞬间减压的过程，从而使混合物内的水分蒸发，形成膨化结构。
5.切割和成型：•将膨化的块状物通过切割机或成型机进行切割和成型，形成所需的形状，如颗粒、片状等。
6.烘烤/烘干：•将成型后的膨化食品送入烘烤炉或烘干机，将余留的水分蒸发，使其变得酥脆。
7.调味：•在膨化食品表面喷洒或撒布各种调味料，以增加口感和味道。
调味可以根据市场需求和消费者口味进行定制。
8.包装：•将成品通过自动包装机或手动包装进行包装。
包装通常采用气体保鲜包装，以延长产品的保质期。
9.品质检验：•对成品进行品质检验，包括外观、口感、含水量、调味度等指标的检测。
10.成品储存和配送：•将合格的成品储存并按照需要进行配送。
储存条件要求避免潮湿、阳光直射和高温。
这是一个一般性的膨化食品生产流程，具体的生产过程可能会因产品类型、设备配置和生产规模而有所不同。
在整个生产过程中，严格的生产管理和质量控制非常重要，以确保生产出安全、美味的膨化食品。
膨化食品的设定和工艺流程
膨化食品的设定和工艺流程膨化食品是指经过一系列加工处理后，使其体积膨胀，质地变得脆性和松软的食品。
虽然膨化食品种类繁多，但是其设定和工艺流程基本相似。
首先，膨化食品的设定是选择合适的原料。
常用的原料包括谷物（如米、玉米、小麦）、豆类（如大豆、花生）、坚果（如杏仁、核桃）等。
这些原料通常具有较高的淀粉或蛋白质含量，对于膨化食品的制作来说，具有重要的作用。
其次，膨化食品的工艺流程包括以下几个步骤：1. 研磨或粉碎：原料经过研磨或粉碎，以获得细小且均匀的颗粒。
这一步骤有助于提高原料的可浸出性和膨化后的均匀性。
2. 预处理：某些原料需要进行预处理，如水浸泡、蒸煮等。
这些处理可以改善原料的可加工性和吸水性，以利于膨化时的蒸汽渗透和蒸汽爆破。
3. 挤出或压制：将经过预处理的原料通过挤出机或压制机，形成形状均匀的块状或颗粒状。
挤出机或压制机通常会施加高温高压来改变原料的结构。
4. 蒸煮或烘干：挤出或压制后的原料通常需要经过蒸煮或烘干处理。
蒸煮可以使原料中的淀粉或蛋白质发生凝胶化，提高膨化食品的口感和储存稳定性。
烘干可以去除水分，增加膨化食品的保质期。
5. 膨化：膨化是膨化食品制作的关键步骤。
在蒸煮或烘干后，原料中的水分会发生蒸发，形成大量气泡。
通过瞬间恢复大气压力，气泡迅速膨胀并形成脆性结构，从而使食品体积膨胀。
6. 调味或包装：膨化食品完成膨化后，可以根据需求进行调味处理，如添加盐、糖、香料等。
最后，将膨化食品包装，以便储存和销售。
膨化食品的设定和工艺流程既要考虑到生产效益，又要兼顾营养价值和口感。
因此，在实际生产中，根据不同原料和产品类型的特点，可以进行细微的调整和改进，以满足市场需求和消费者口味。
大豆的膨化加工
(一)主要设备 多功能粉碎机、烘箱、天平、蒸锅、冰箱、 纱布、0～300℃温度计、分光光度仪、电子 天平、离心机、油炸锅等。 (二)工艺流程 新鲜大豆→分选→烘干→磨粉→原料配比→ 加水调成面团→成形→蒸煮(预糊化)→冷却老 化→切片→预干燥→油炸膨化→真空包装→常 温保藏
(三)操作要点 ①分选：挑选粒大饱满，颜色金黄者，去 除杂物类。 ②烘干：大豆放置干净的托盘中，在烘箱 中50℃条件下，保持5～6小时。烘干多余水 分为磨粉创造条件。 ③磨粉：用多功能粉碎机将烘干的大豆粉 碎成豆粉，同时将大米和花椒磨成粉。 ④原料配比：将豆粉、米粉、木薯淀粉和 调味料进行不同的配料。
膨化大豆的可利用营养物优势(kg，Mcal/t) 用膨化大豆与炒大豆比较，从表4可以 看到，膨化大豆显著提高能量、蛋白质、 氨基酸可利用性。
表4 大豆不同加工方法对可利用营养物质的影响 % 炒大豆 膨化大豆 变化 粗蛋白质 370 370 可消化粗蛋白质303（82） 318（86) +15 消化能 4100 4400 +400 总赖氨酸 19 21 +2 有效赖氨酸 15.6（82）18（86） +2.4
一、提取与凝聚调制 1浸泡 将大豆浸泡在三倍于其本身重量的自来水或 0.5%碳酸氢钠溶液中。视季节不同，浸泡时间 8～16小时不一，浸泡程度以大豆重量约为原 重的2.2倍，豆皮平滑涨紧不宜。尔后冲洗、沥 干。 2制浆 本试验为防止破碎大豆时，产生豆腥味而采 取热磨法，即将整粒大豆混入85℃～90℃的干 净热水中后，再用打浆机磨碎成浆。大豆与热 水比例为1∶6～7.然后分离，磨碎的浆体，除 去豆渣，得到豆奶样制品。
（二）按膨化加工的工艺过程分类 1．直接膨化法 又称一次膨化法，是指把原料放人加工设备(目前主要是膨化设 备）中，通过加热、加压再降温减压而使原料膨化。 2．间接膨化法 又称二次膨化法，就是先用一定的工艺方法制成半熟的食品 毛坯，再把这种坯料通过微波、焙烤、油炸、炒制等方法进行第二次加工， 得到的酥脆的膨化食品。 膨化食品的分类 (The Category of Puffing Food) 按膨化加工的工艺条件分类 油炸膨化食品：根据其温度和压力，又可分为高温油炸膨化食品和低温真空 油炸膨化食品。 微波膨化食品：利用微波发生设备进行膨化加工的食品。 挤压膨化食品：利用螺杆挤压机进行膨化生产的食品。 焙烤膨化食品：利用焙烤设备进行膨化生产的食品。 沙炒膨化食品：利用细沙粒作为传热介质进行膨化生产的食品。 其他膨化食品：如正在研究开发的利用超低温膨化技术、超声膨化技术、化学 膨化技术等生产的膨化食品。 按膨化加工的工艺过程分类 直接膨化食品：又称一次膨化食品，是指用直接膨化法生产的食品。如爆米花、 膨化米果等。
大豆的膨化加工
大豆膨化对碳水化合物的影响 总的来说，大豆膨化后碳水化合物利用效率 明显提高。 粗纤维消化率：可达67.5%，豆粕粗纤维消化 率仅提高到55.9%。 中性洗涤纤维消化率：可达76.2%，豆粕仅提 高到53.8%。 膨化大豆与豆粕+大豆油的效果相比：膨化大 豆提高饲养效果3%～5%，具体程度主要决定于 膨化质量。
3调制 将豆奶加热并保持在75℃～80℃，然后按0.2%比例 加入硫酸钙，混匀并静置10分钟，使大豆蛋白凝聚，得 到豆腐样制品。 由于豆腐的消化率为92.7%,较其它大豆制品（如焙 烤大豆、蒸煮大豆）的消化率高，所以，以豆腐为基料 做成的膨化食品，其消化率相应也提高。 二、添加膨化助料和风味物质 为提高制品的膨化性能和营养品质，以增强其口感和 风味，将适量添加下列物质： 1.提高制品的膨化率添加一定量的淀粉，如木薯淀粉 等。 2.互补氨基酸组分由于大豆蛋白质缺乏含硫氨基酸， 粮食作物如大米、小麦的蛋白质缺乏赖氨酸，所以，如 将两者相混配，可使其混合物中蛋白质氨基酸组分互补， 从而提高制品的蛋白质生理效价或生物有效性。磨成粉 后均匀加入为宜。 3.改善制品风味可加些许绵白糖、洋 葱和大蒜粉末进入。
大豆膨化后常规营养价值变化 从表2可知，膨化加工后的大豆，水分显著减少， 粗纤维也减少，其他组成成分有不同程度增加。无氮 浸出物基本上不受加工影响。膨化过程的损耗主要是 水分，其他营养物质的损耗不到1%。 表2 大豆膨化后常规营养成分变化 % 生大豆 膨化大豆 水分 14.23 9.38 粗蛋白质 36.65 38.21 粗脂肪 17.02 18.11 粗纤维 6.72 4.35 无氮浸出物 25.38 29.95
⑤调面团、成形：把混合均匀的原料放入干净容器中， 加水(26％～38％)后不断搅拌，直至形成软硬适中的面 团。面团中湿度一定均匀，无粉团；将调好的面团制成 截面边长2.5～3厘米的正方形或2.5厘米×3厘米的长方 形，长短适中的棱柱形，注意面条必须压紧搓实，将空 气赶走，直至切面无气孔为止。 ⑥蒸煮(预糊化)、冷却老化、切片：成形后的面团进 行蒸煮，使其充分预糊化；蒸煮后迅速放置冰柜中冷却 老化；把面条从冰柜中取出，室温解冻，切片厚度2毫米 左右。2毫米厚的薄片在油炸时可迅速浮起，质地松脆， 膨化度较高；片过薄，加工难度较大，油炸时也易焦化； 片过厚，油炸时均匀性较差，往往是外脆而内有硬心， 膨化度也低。 ⑦油炸膨化：干片预干燥后，准备好油炸锅加入适量 的色拉油，在油达到不同温度时进行油炸，并记录油炸 的时间进行对比。 ⑧真空包装：用PET／CPP复合膜包装后，抽真空封 装，可以有效防止产品油脂氧化。
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膨化大豆加工工艺流程
膨化大豆的加工工艺流程如下：
大豆精选：选择优质、干燥的大豆，去除杂质和异物。
预处理：将大豆进行浸泡、蒸煮、干燥等预处理，以提高其可加工性和营养成分。
粉碎：将预处理后的大豆进行粉碎，以便于后续的膨化处理。
膨化：将粉碎后的大豆放入膨化机中进行膨化处理。
膨化处理可以提高大豆的表面积和可消化性，使其更容易被动物吸收利用。
冷却与干燥：膨化后的大豆需要经过冷却和干燥处理，以去除多余的水分和热量，保证大豆的品质和稳定性。
筛分与分级：根据需要将大豆分成不同大小的颗粒，以满足不同用户的需求。
包装与储存：将分级后的大豆进行包装，并储存在干燥、通风良好的仓库中，避免受潮、发霉和虫蛀等问题的发生。
以上是大豆膨化加工的基本工艺流程，具体操作可能因生产厂家和设备不同而有所差异。