梁燕

膨化大米零食是美味且价格便宜的谷物食品，但其营养价值相对较差。高粱富含膳食纤维和低淀粉消化率的碳水化合物，大豆粉富含蛋白质，芝麻粉富含必需氨基酸、必需脂肪酸等。为了制作美味且营养质量良好的膨化零食，本研究利用正交试验，通过在膨化大米零食中加入高粱粉、大豆粉和芝麻粉生产混合膨化零食。以膨化率以及感官评分为评价指标，筛选最佳配比。结果表明：高粱粉15%、大豆粉20%、芝麻分8%为最佳工艺配比。这三种物质的添加可以用来改变大米膨化零食的营养质量。

休闲食品是美味又实惠的产品，种类繁多，因其便利性、广泛的可用性、外观、味道和特殊的质地，深受各年龄段消费者的喜爱。因此，膨化零食在全球消费者偏好较高的加工食品中也具有新兴的商业价值。与传统技术相比，挤压技术是一种更干净、更有工作效率的技术。该工艺已用于生产多种食品，包括休闲食品、早餐谷物和其他即食食品。许多挤压膨化食品是由谷物制成的，如玉米、大米和小麦，但是谷类膨化零食中的高脂肪、高热量以及低纤维和蛋白质含量都会对人体带来负面影响和严重的健康问题。例如，碳水化合物摄入过多，会增加心血管疾病、糖尿病等慢性疾病的患病率，碳水化合物质量的重要性已引起了消费者的广泛关注。鉴于消费者对健康膨化休闲食品的需求，可以通过增强膨化产品中的蛋白质、膳食纤维等成分生产营养丰富的产品。

1. 材料与方法

1.1 材料与设备

大米、高粱粉、脱脂大豆粉、芝麻（线上商城https：//www.tmall.com）;电动粉碎机（尚烤佳 800A，济南尚客户外用品有限公司）;质构仪[Brookfield CT 3，阿美特克商贸（上海）有限公司];螺杆挤出机（济南晨阳科技有限公司）;烘箱（CX-8074，昆山市创新科技检测仪器有限公司）;游标卡尺（得力集团有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 高粱、大米、大豆混合膨化食品的制备

将大米、芝麻清洗干净，沥干水分，晾干，用粉碎机将其粉碎，过100目筛备用。将粉碎好的大米、芝麻粉、高粱粉、大豆粉按照相应配比称量完成后混合均匀。膨化食品的制作参考Hashempour-Baltork， Torbati， Azadmard-Damirchi， et al. ，并稍作修改。具体而言，采用双螺杆挤出机对混合粉进行挤出蒸煮。挤出机机筒长径比为20：1，螺杆直径为30mm。模具直径为3mm，刀具速度为20rpm。进料段、混合段和出口段的温度分别调整为50℃、100℃、140℃。达到稳定条件后，将挤出物收集到干燥盘中，并在50℃的空气对流烘箱中干燥30min，此时水分含量为6.53%±0.37%。

1.2.2 高粱粉、大豆粉、芝麻粉的单因素实验设计

（1）大豆粉的添加量为10%，芝麻粉的添加量为8%，高粱粉的添加量分别为10%、15%、20%、25%、30%，确定高粱粉的最佳添加量。

（2）高粱粉的添加量为20%，芝麻粉的添加量为8%，大豆粉的添加量分别为5%、10%、15%、20%、25%，确定大豆粉的最佳添加量。

（3）高粱粉的添加量为20%，大豆粉的添加量为10%，芝麻粉的添加量分别为4%、8%、12%、16%、20%，确定芝麻粉的最佳添加量。

1.2.3 正交优化实验设计

选取高粱粉（A）、大豆粉（B）、芝麻粉（C）进行L9（33）正交试验设计。具体的设计水平如表1所示。

1.2.4 膨化率的测定

根据高瑜璇、张雨和金铁描述的程序确定膨化食品的膨胀比（ER），ER定义为挤出物的径与模孔直径的比值，如公式（1）所示。

1.2.5 数据处理

使用SPSS统计软件对数据进行分析。所有实验一式三份，实验结果表示为平均值±标准差。采用Duncan进行事后多重检验分析，不同处理之间在0.05水平上确定显著性差异（P<0.05）。

2. 结果与分析

2.1 单因素实验结果分析

2.1.1 高粱粉添加量对膨化制品膨化率的影响

高粱粉对混合膨化制品膨化率的影响如图1所示。随着高粱粉添加量的增加，混合膨化制品的膨化率由1.93显著增加到2.13（P<0.05），随后显著降低到1.81%（P<0.05）。这与Mahajan and Gupta的研究结果相似。综上所述，高粱粉添加量为20%时，混合膨化制品的膨化率最大，而膨化率越大，产品的膨化效果越好。因此，选择15%、20%、25%的高粱粉添加量作为正交试验中相应的分析水平。

图1 高粱粉添加量对制品膨化率

的影响

2.1.2 大豆粉添加量对膨化制品膨化率的影响

大豆粉对混合膨化制品膨化率的影响如图2所示。随着大豆粉添加量由5%增加到20%，混合膨化制品的膨化率由2.01显著增加到1.23（P<0.05），添加量由20%增加到25%，膨化率显著降低到2.11%（P<0.05）。综上所述，大豆粉添加量为20%时，混合膨化制品的膨化率最大。因此，正交试验分析中，选择15%、20%、25%的大豆粉添加量作为相应的分析水平。

2.1.3 芝麻粉添加量对膨化制品膨化率的影响

芝麻粉对混合膨化制品膨化率的影响如图3所示。随着芝麻粉添加量的增加，混合膨化制品的膨化率先增加后降低。当添加量为20%时，膨化率最低，与其他组具有显著性差异（P<0.05）。添加量为4%和16%时，不具有显著性差异。当芝麻粉的添加量为8%时，膨化制品的膨化率最大，且与其他实验组具有显著性差异（P<0.05）。说明芝麻粉对膨化制品的膨化程度与其添加量密切相关。当芝麻粉添加量为8%时，混合膨化制品的膨化率最大。因此，正交试验分析中，选择芝麻粉的添加量4%、8%、12%作为相应水平。

图3 芝麻粉添加量对制品膨化率

的影响

2.2 正交试验结果分析

本研究中混合膨化制品制作中的难点在于如何平衡高粱粉、大豆粉以及芝麻粉添加量，以获得较高的膨化率。为此，本实验采用了正交试验方法。本实验选取的L9 （33）正交表。各实验因素对膨化制品膨化率的影响如表3所示。根据正交试验理论，极差较大的因素比其他因素更重要。同样，均值较大的级别也优于其他级别。因此，各添加物对膨化制品膨化率的影响顺序为B、A、C。最佳的实验组合是A1B2C2，即高粱粉的添加量为15%，大豆粉为20%，芝麻粉为8%。

结论

通过单因素实验结果，确定了高粱粉的添加量為20%，大豆粉的添加量为20%，芝麻粉的添加量为8%。添加高粱粉、大豆粉、芝麻粉进行了3因素3水平正交试验。结果表明，混合膨化制品最佳的添加量组合为高粱粉15%，大豆粉20%，芝麻粉8%。利用此组合制作的膨化制品具有较高的膨化率，产品的品质最优。