中型双螺杆挤压膨化机生产组织蛋白的研究

组织蛋白作为更易直接被人体吸收的一种植物蛋白，蛋白质含量高，营养全面，蛋白质质量较好，是一种全价蛋白，经深加工后的组织蛋白的蛋白质含量更高，有类似瘦肉一样的纤维结构，是应用范围很广的健康食品制作原料，并且已经被广泛应用于肉制品、乳制品、面制品、饮品、儿童食品、糖果、方便食品、冷冻食品等几十种食品中。 挤压膨化技术作为新型加工方法，其经济实用的特点，使其广泛应用于食品工业中。挤压膨化机用于食品生产具有工艺简单、一机多能、生产连续化、效率高、能耗低、投资少、收效快的特点。生产出来的食品口感细腻、易消化吸收、营养成份损失少、贮藏时间长、不易产生“回生”现象，食用方便。目前，大豆组织蛋白的加工主要采用挤压膨化法。 本课题研究的主要内容是以大豆分离蛋白为主要原料，根据大豆组织蛋白的特性，通过改造传统挤压膨化机的螺杆部件，采用半干法来生产组织化大豆蛋白产品，通过试验的方法对大豆蛋白的组织化工艺进行了初步的研究。 研究中对中型食品挤压膨化机的螺杆部分进行了改造设计，将原有的一体式双螺杆改造为分段、可拆卸式螺杆，并增加剪切锁、阻流环等元件以适应大豆组织蛋白膨化的要求。通过试验证明了用中型双螺杆挤压膨化机膨化大豆组织蛋白是可行的。 通过预试验和单因素试验找出了加工参数：物料含水率、螺杆转速、机筒温度正常生产时的参数适用范围。应用二次回归正交旋转组合设计安排试验，初步研究了挤压机螺杆转速、物料含水率、机筒温度三个因素对产品剪切力和膨化度的影响情况，得出各自的数学模型方程，通过因子贡献法得出影响产品剪切力的因素主次顺序为：螺杆转速＞水分＞温度；影响产品膨化度的因素主次顺序为：温度＞水分＞螺杆转速。 对得到的回归方程分别以剪切力和膨化度为目标函数对两个回归方程用Matlab软件进行寻优，并考虑到实际加工的情况，得到各自的最佳工艺参数：物料含水率为32％；螺杆转速为80rpm；机筒温度为155℃，此时剪切力的理论最优值为4.28；物料含水率为30％；螺杆转速为100rpm；机筒温度为152℃，此时膨化度的理论最优值为2.48。经过验证试验证明两个回归方程是可靠的，可以用于实际生产的指导与预测。 综合考虑三个因素对剪切力和膨化度同时作用的结果，采用目标规划法将两个回归方程拟合为一个方程，通过Matlab软件寻优得到最终的优化结果：物料含水率为33％；螺杆转速为86rpm；机筒温度为156℃时，产品剪切力和膨化度可以同时达到最佳状况。