挤压膨化法组织化大豆蛋白的研究分析
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。
挤压膨化过程中大豆化学成分变化分析
!" 《粮油加工与食品机械》２００６ 年第 ７ 期
【关键词】大豆； 化学成分 中图分类号： ＴＳ ２２２．１ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００９－ １８０７ （２００６） ０７－ ００６０－ ０２
大豆在挤压机中发生复杂的物理、化学、生物反应， 使最终产品在质构、组成、表现等理化特性及营养上发生 很大变化。正是这些变化产生了大豆蛋白独特的品质， 如 结构膨松、质地松脆、营养丰富、易于消化等。这些成分 变化包括蛋白质、粗纤维、灰分、水分、脂肪、氨基酸等 的变化和香味成分的形成等， 下面就这些变化进行讨论。
!" 《粮油加工与食品机械》２００６ 年第 ７ 期
·油脂工程·
粮油加工
压迅速变常压， 这时， 物料内部过热状态的水分在瞬间气 化， 体积可膨胀 ２ ０００ 倍， 巨大的膨胀压力不仅破坏了颗 粒的外部状态， 而且也拉断了颗粒内部的分子结构， 将部 分不溶纤维断裂形成可溶性纤维， 使测得的粗纤维含量下 降。 ２．３ 灰分的变化
６ 徐 学 明 ． 挤 压 膨 化 过 程 中 饲 料 营 养 成 分 的 变 化 ［Ｊ］ ． 营 养 研 究 ， １９９８， １９ （１２）： ２６．
收稿日期： ２００６－ ０２－ ２０ 作 者 简 介 ： 郭 树 国 （１９７８－ ）， 男 ， 汉 族 ， 沈 阳 化 工 学 院 机 械 学 院 讲 师， 工学硕士， 研究方向为农产品加工技术与设备。 通讯地址： （ １１０１４２） 沈阳市经济技术开发区 １１ 号街
３ 钟耀广．组织化大豆蛋白的生产原理及其工艺 ［Ｊ］ ．农 牧 产 品 开 发 ， ２０００， （ １） ：１０￣１１．
４ 张 敏 ． 挤 压 膨 化 加 工 对 食 品 中 营 养 成 分 的 影 响 ［Ｊ］ ． 北 方 园 艺 ， ２００３， （ ３） ： ６３￣６４．
高湿挤压技术生产组织化大豆蛋白工艺研究
大豆膨化实验报告
一、实验目的1. 了解大豆膨化工艺的基本原理和操作步骤。
2. 掌握大豆膨化过程中各参数对膨化效果的影响。
3. 评价大豆膨化产品的质量。
二、实验原理大豆膨化是一种物理加工方法，通过高温、高压条件下，使大豆中的蛋白质、脂肪等营养成分发生变性、淀粉糊化、脂肪细胞破裂等变化，从而提高其营养成分的利用率。
膨化大豆具有体积膨胀、质地酥脆、口感好、易于消化等特点。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：大豆、水、食用油2. 实验仪器：膨化机、温度计、压力计、天平、烘箱、粉碎机、筛分器、电子秤、样品盒等四、实验方法1. 大豆预处理：将大豆洗净、晾干，然后用粉碎机粉碎成直径为2-3mm的颗粒。
2. 膨化工艺参数：温度（120-160℃）、压力（0.1-0.2MPa）、水分（10-15%）、食用油（1-5%）。
3. 膨化过程：将预处理好的大豆颗粒按照设定的工艺参数进行膨化。
具体操作如下：（1）将粉碎后的大豆颗粒放入膨化机料斗中；（2）开启膨化机，调节温度、压力等参数；（3）将水、食用油等辅助材料按照比例加入膨化机；（4）观察膨化效果，适时调整工艺参数；（5）膨化完成后，将膨化大豆取出，晾干、筛分。
4. 质量评价：对膨化大豆的色泽、气味、质地、水分、蛋白质、脂肪等指标进行检测。
五、实验结果与分析1. 色泽：膨化大豆的色泽金黄亮泽，与原料大豆相比，色泽更加鲜艳。
2. 气味：膨化大豆具有独特的香味，与原料大豆相比，气味更加浓郁。
3. 质地：膨化大豆质地酥脆，口感好，易于消化。
4. 水分：膨化大豆的水分含量为10-15%，符合国家标准。
5. 蛋白质：膨化大豆的蛋白质含量为34-35%，较原料大豆提高约10%。
6. 脂肪：膨化大豆的脂肪含量为16-18%，较原料大豆提高约5%。
7. 消化率：膨化大豆的消化率较高，可达90%以上。
8. 膨化效果：通过调整工艺参数，可以得到不同规格、不同口感的大豆膨化产品。
六、结论1. 大豆膨化是一种有效的物理加工方法，可以提高大豆的营养价值，改善产品品质。
挤压膨化对大豆蛋白结构及协同酶解对其乳化特性影响研究进展
2021年第34卷第2期!"与油%1专论综述挤压膨化对大豆蛋白结构及协同酶解对其乳化特性影响研究进展朱秀清，杨宏哲，孙冰玉，黄雨洋（哈尔滨商业大学食晶工程学院，黑龙江省普通高校食晶科学与工程重5实验室，黑龙江省谷物食晶与综合加工重5实验室，黑龙江哈尔滨150076）摘要：综述了挤压膨化技术对大豆蛋白构象的影响，并结合挤压过程中大豆蛋白分子与体系共存的脂类、糖类等大分子的相互作用以及挤压膨化协同酶解处理对大豆蛋白乳化特性影响的相关研究进展，探讨了挤压过程中大豆蛋白构象变化机制，为挤压膨化技术协同酶解处理在大豆蛋白的改性加工应用中提供参考。
关键词：挤压膨化；大豆蛋白；结构；酶解；乳化特性Research progress on the influence of extrusion on the structure of soybean protein and synergistic enzymatic hydrolysison its emulsifying propertiesZHU Xin-qing,YANG Hong-zhe,SUN Bing-yu,HUANG Yu-yang (Heilongjiang Key Laboratory of Food Science and Engineering,Heilongjiang Key Laboratory of Grain Food and Comprehensive Processing,Denartment of Food Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin150076,Heilongjiang,China) Abstract:The influence of extrusion technology on the conformation of soybean protein was reviewed.In combination with the interaction between soyben protein molecules and macromolecules such as lipid o and sacchaade s coexisting in the system duany extrusion,and related aseah proores s on the effect of extaision and expansion cooperative enzymatic hydrolysis on the emulsifying propeaies of soyben protein,the mechanism of soy protein conformation changes duony the extrnsion process was discussed te proviOe a referenco foo the application of extrnsion technolooy and enzymatio hydrolysis i the modilco-tion of soybem protein.Key words：extmsion;soybem protein;stmcture;enzymatio hydrolysis;emulsifying propeOy中图分类号：TS201.1文献标志码：A文章编号：100(-957((2021)02-0001-04大豆中的蛋白质含量丰富,一般为40%左右,其丰富的营养价值及功能特性使其成为人类日常饮食中重要的优质植物蛋白来源[1]o蛋白质的营养价值不仅依赖于氨基酸的组成和含量，还与蛋白质的结构特征有直接关系，蛋白质结构的变化会引起功能特性的变化,从而改变其在食品领域中的应用范围目前，大豆蛋白在生产制备过程中往往会引入物理手段加以处理，相关处理方式的及蛋白结构性质的目前的。
蛋白质的挤压组织化改性--大豆蛋白在挤压过程中的物理,化学变化
蛋白质的挤压组织化改性--大豆蛋白在挤压过程中的物理,化学
变化
挤压组织化改性是一种利用挤压力（压力）来改变蛋白质结构的技术。
它可以改变蛋白质的形状，从而改变它们的性质和用途。
大豆蛋白是一种常见的蛋白质，它可以通过挤压组织化改性来改变它的物理和化学特性。
挤压组织化改性可以改变大豆蛋白的结构，从而改变它的性质和用途。
挤压可以使大豆蛋白的结构变得更加紧凑，从而增加它的热稳定性，减少它的水分吸收能力，并增加它的溶解性。
此外，挤压还可以改变大豆蛋白的微观结构，从而改变它的口感和口感特性。
此外，挤压组织化改性还可以改变大豆蛋白的化学特性。
挤压可以减少大豆蛋白的抗氧化能力，从而延长其保质期。
此外，挤压还可以改变大豆蛋白的游离氨基酸含量，从而改变其核酸结构，影响其生物活性。
因此，挤压组织化改性可以改变大豆蛋白的物理和化学特性，从而改变它的性质和用途。
挤压可以改变大豆蛋白的结构，增加它的热稳定性，减少它的水分吸收能力，改变其口感特性，延长其保质期，改变其核酸结构，从而影响其生物活性。
大豆挤压膨化浸出工艺和设备的研究的开题报告
大豆挤压膨化浸出工艺和设备的研究的开题报告一、选题背景及意义大豆是我国一种重要的粮食作物，其含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养物质。
大豆在食品和饲料加工领域有着广泛的应用。
其中，膨化大豆是一种新型食品，具有营养丰富、口感好、易于消化等特点，深受消费者的青睐。
本研究将探究大豆的挤压膨化浸出工艺及设备，为大豆粉生产提供一种新型的加工工艺和设备，降低生产成本，提高产品的质量和效益。
同时，该工艺和设备可以解决传统大豆粉生产中存在的一系列问题，如工艺复杂、设备老化、产品质量不稳定等问题。
二、研究内容和方法（一）研究内容本研究将探究大豆的挤压膨化浸出工艺和设备，具体包括以下内容：1. 大豆挤压膨化工艺研究：探究大豆的挤压膨化过程，包括挤出物质的变化规律、挤压机的工作原理和参数优化等。
2. 大豆浸出工艺研究：探究大豆的浸出过程，包括浸出剂的种类和浓度、温度、时间等因素对浸出效果的影响，并结合实验数据进行优化。
3. 设备研究：设计一种具有自动化控制功能的大豆挤压膨化浸出设备，包括挤压机、浸出罐、沉淀罐、过滤设备等。
4. 大豆粉生产工艺研究：将大豆挤压膨化浸出工艺与传统碾磨工艺相比较，评估其经济性、工艺性和产品质量等方面的差异。
并探究其在实际生产中的应用。
（二）研究方法本研究将采取实验研究和理论分析相结合的方式，具体研究方法如下：1. 实验研究：通过大豆挤压膨化浸出实验，分析挤压膨化参数、浸出剂种类和浓度、温度、时间等因素对大豆挤压膨化浸出工艺的影响，收集实验数据，为后续工艺和设备的优化提供数据支持。
2. 理论分析：通过理论分析大豆挤压膨化浸出工艺，结合相关文献和计算机模拟，探究其工艺机理和影响因素。
3. 设备设计：根据大豆挤压膨化浸出工艺的要求，设计具有自动化控制功能的大豆挤压膨化浸出设备，并进行实际的制造和调试。
三、预期成果及意义（一）预期成果1. 建立一套大豆挤压膨化浸出工艺和设备；2. 解决传统大豆粉生产中存在的一系列问题，如工艺复杂、设备老化、产品质量不稳定等问题；3. 探究大豆挤压膨化浸出工艺的影响因素，建立相应的理论模型；4. 提高大豆粉的品质和效益，为相关行业提供新的技术和设备支持。
大豆蛋白挤压组织化力学特征和感官评价
２１ 单 因素试 验结果 与分析 ． ２１ 水分含量对大豆蛋 白挤压产 品品质 的影响 ．１ ． 水分含 量对 大豆蛋 白挤压 产 品感 官评 价 总得 分
的影响 ， 图 １ 见
对产 品的色泽 、 硬度 、 脆度 、 咀嚼性 和外形 ５ 项指
３９％。 ２ 扫描 电镜观 察 结 果显 示 产 品具 有 均 匀结构 ， 外 ， 用扫 描 量热 仪 示 差测 量该 产 品 ， 此 利 产品 具 有 良好 的 热稳 定性 。 关 键词 ： 豆蛋 白 ； 压 ； 官评 价 ； 描 电镜 ； 大 挤 感 扫 差示 扫 描 量 热 法
Ｅｘ ｒ ａ ｅＴｅ ｔｒｚ ｔｏ ｏ ｅ ｔｅ ｎ ｅ ｓ ｒ ａ ｕ ｉ ｎ ｏ ｏ ｂｅ ｎ Ｐｒ ｔ ｉ ｔｕｄ ｔ ｘ ｉ ｉａ ｉ ｎ Ｐｒ ｐ ｒｉ ｓａ ｄ Ｓ ｎ ｏ ｙ Ｅｖ ｌａｔｏ ｆＳ ｙ ａ ｏ ｅｎ
ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ａ ａ ｔｒ ｆｔｅ ｅ ｔｕ ｅ ｒ ｄ ｃ ｎ ｅ ｈ ｐ ｉ ｌｅ ｔｕ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｗｅ ｅ ｈ ｒ ｎ ｓ ． ｈ ｒｃｅ ｔ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓｏ ｈ ｘ ｒ ｄ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔｕ ｄ ｒｔ ｅ ｏ ｔｍａ ｘｒ ｓｏ ｒｃ ｓ ｒ ａ ｄ ｅ ｓ ４０ Ｎ， ｉ ｃ
２
１ 材 料 与 方 法
陈曦 等： 蛋白 娟， 大豆 挤压组织化力学 特征和感官 评价
基础研究
１ ． 挤压膨化产品的硬度 、 ．４ ３ 脆度和膨胀率
１ 材料 ． １ 大豆分离蛋白（ 白质含量 ７ ． 水分含量 ６ ％） 蛋 ８ ％、 １ ． ： ８
用质构仪对最适 条件挤压的产 品进 行质构分 析 ，
其余必需 氨基酸含量均较 丰富 ， 是植 物性的完全 蛋 白
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挤压膨化法组织化大豆蛋白的研究分析
摘要：本文总结和阐述了挤压膨化法组织化大豆蛋白的各种影响因素，并
其影响机理进行分析，从而对组织化大豆蛋白的进一步研究提供依据。
关键词：挤压，组织化，大豆蛋白
1前言
挤压膨化技术是一种新兴的大豆加工技术。
其原理是在挤压处理过程中，利
用摩擦产生的热量使物料升温，在挤压螺旋的作用下，强迫物料通过模孔，同时
获得一定的压力，物料挤出模孔后，压力急剧下降，水分蒸发，物料内部形成多
孔结构，体积增大，从而达到膨化的目的。
近些年来，由于社会的不断发展，人们对食品的要求有了更高得要求，大豆
蛋白开始进入了人们的生活。
大豆蛋白的主要成分是球蛋白，直接使用这种球状
大豆蛋白的缺点是产品强度低，缺乏应有的组织化结构，感官质量很难达到要求。
国内外研究者通过大量实验证明了挤压膨化对于大豆蛋白的性质与结构的改变，
可以通过这种方法，进行大豆蛋白的组织化。
本文经过多次大量阅读中外文献，
介绍了利用挤压膨化法组织化大豆蛋白的各种方法并进行讨论分析。
2大豆蛋白的定义
蛋白质是大豆中重要组成成分，其含量约为大豆的40%，含8种人体必需氨
基酸，其中的色氨酸与赖氨酸是一般植物蛋白缺乏的2种必需氨基酸。
大豆蛋白在挤压过程产生的高温、高压和高剪切的作用下，维持蛋白质结构
的化学键发生一系列变化，大豆蛋白失去天然结构，蛋白质分子伸展，形成纤维
状且具有类肉类组织结构的产品——组织化蛋白。
3大豆蛋白的挤压
大豆蛋白调成一定的含水量后（最大为80%，最小为20%），从挤压膨
化机的喂料口加入进去，在螺杆的推动下向前移动，由于物料在机腔内受到高压、高热和强剪切力，使得蛋白质发生变性，蛋白质分子定向排列并致密起来，在物
料挤出的瞬间，物料从机腔内的高压降为机腔外的常压，水分迅速蒸发逸出，得
到的组织化大豆蛋白产品是层状多孔且疏松的，外观呈肉丝状。
大豆蛋白产生组织化的重要原因是因为蛋白质本身结构发生变化。
大豆
蛋白质分子间存在空隙，当物料进入机腔内，在螺杆的强行推动及热的作用下，
蛋白质分子获得了很大的能量，在自身位置附近作强烈振动，趋于定向排列，同
时物料随着螺杆向前移动，机腔的压力也随之增大，蛋白质分子中的碳、氢、氧、氮原子获得更大的能量，由β-折叠变为α-螺旋结构，使得蛋白质分子间排列
更加紧密。
大豆蛋白挤压组织化的主要目的：使植物蛋白具有类似于动物蛋白的纤
维化结构，产品在口感、质地、外观等方面更容场被消费者接受；钝化大豆蛋白
中的抗营养因子，提高机体对蛋白质的消化吸收能力，提高大豆蛋白的营养价值；提高大豆蛋白的功能特性，使它具有更强的吸水性、吸油性等。
4影响大豆蛋白挤压膨化的条件
大豆蛋白在挤压膨化过程中，受到原料的组成、物料水分、螺杆转速、挤压
温度、喂料速度的影响，与其他物料混合也会受到影响。
4.1原料的组成
原料中所含的蛋白质、淀粉和脂肪的量对挤组织化影响很大，尤其是蛋白质，增加蛋白质可以明显提高组织化蛋白的流变学特性。
通过电镜扫描可以观察到，在蛋白质含量相同的情况下，蛋白质含量高则结构完整，组织化和纤维化程度高。
而也有研究表明，在挤压的过程中，物料中的脂肪会和蛋白质、直链淀粉形成复合物，形成复合物的量越多，产品的膨化率就越高。
4.2物料水分
物料水分含量对产品的质量影响显著，它在挤压过程中具有降黏、增塑、产
生气化热及作为反应溶剂等作用，对产品的色泽、质构和营养特性有着重要的影响。
随着水分含量的增加，产品的组织化程度和粘着性逐渐升高，而硬度、弹性
和阻嚼度逐渐降低。
较低的水分含量（60%-65%）使得物料温度和模头压力较高，得到的产品质地较硬、咀嚼性强，具有较强的黏着性和较好的纤维结构。
物料水分在挤压过程中剧烈蒸发，不同的水分，蒸发速度和时间不同。
充分
组织化的大豆蛋白结构致密，有弹性，具有明显的组织化结构。
可以看出物料水
分对挤压膨化过程，有着极其重要的作用，在挤压过程中，找到一个适宜的水分
含量，是一个重要的关键。
4.3螺杆转速
螺杆转速在挤压过程中也影响着产品品质，通常螺杆转速与物料在挤压腔中
的滞留时间有关，螺杆转速过高或进料过快，物料在挤压腔停留太短，膨化率下降；螺杆转速过低或进料过慢，物料在挤压腔停留太长，膨化率下降。
对螺杆的
转速要求是：既能保证物料在整个过程中处于均质的状态，又能使螺杆的输送能
力与进料量相匹配。
这主要是随着螺杆转速的增大，剪切力也在增大，蛋白受到的力也大，表面
的电荷重新分布且趋于均一化，分子结构伸展、重组，分子间氢键、二硫键等次
级键部分断裂，有利于蛋白重新排列，形成组织化蛋白。
但当温度继续升高，物
料在机筒内的滞留时间变短，组织化度就低。
虽然螺杆转速对大豆蛋白的挤压膨
化有着一定程度的影响，但螺杆转速对大豆蛋白组织化的影响不如套筒温度和物
料含水率显著。
4.4套筒温度
套筒温度在一定范围内可以支持着大豆蛋白的组织化，超过一定温度时就会
降低大豆蛋白的组织化。
挤压温度为130 ℃时, 挤出物的溶解度很低, 持水量和
保水量很小, 产品的组织化程度较好，有较明显的纤维化结构。
挤压温度在
150～180℃范围内，组织化度随着温度的上升而增加，当温度高于180℃时，组
织化开始降低。
这主要是随着温度的升高，物料呈凝胶状，更有利于蛋白变性，
蛋白从原来的无序状重新排列，变成有序排列形成组织蛋白，但随着温度继续升高，由于热量过剩，易使膨化料“焦糊”，不利于挤压。
大豆蛋白挤压产品有良好的热稳定性，但是温度对产品是否添加淀粉影响小。
4.5喂料速度
较高的喂料速度，可以增大机腔内的压力，也是螺杆承受的扭矩增大，这都有利于产品的组织化，但是喂料速度过高会导致物料在机筒内停留的时间较短，会出现夹生或组织化不充分的现象，又不利于组织化，因此喂料速度不宜过高，长期的实践证明，较低的喂料速度可以得到较为理想的组织化度。
提出随着喂料速度的增大，机筒内的压力逐渐增大，有利于蛋白变性，形成组织蛋白；如喂料速度太大，螺杆被物料完全充满，不利于物料吸收能量，达到蛋白变性的要求，变性不充分，不利于形成组织蛋白，组织化度就低。
4.6螺杆构造和模头结构
螺杆构造不同会造成挤压机、物料受到的剪切力和停留时间的不同，这些都会影响产品的组织化程度和营养价值等。
而模头的结构不同也会造成挤压机内的压力不同，从而影响产品组织化程度。
5结论
在挤压组织化过程中，挤压机为大豆蛋白提供了一种特殊的变性环境。
在此环境中，通过挤压作用使蛋白质受到高能作用并在分子水平上发生了可控制的变化。
我们应在优化工艺流程和机械设备的同时，对以上的参数进行优化，为挤压大豆蛋白的发展提供理论依据。
参考文献
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[2] 王瑞红，郭兴凤．菜籽蛋白的功能特性及其在食品中的应用[J]．食品工业， 2016（2）：265-268．
[3] 阎欣，郭兴凤．挤压膨化处理对大豆蛋白功能特性影响[J]．粮食加工，2017，42(06)：33-37．。