臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
學號：M8936020
論文題目：直立式單軸擠壓機製作薄片狀組織化植物蛋白產品之研究 總頁數：164
學校名稱：國立屏東科技大學 系別：食品科學系碩士班
畢業時間及摘要別：九十學年度第二學期碩士學位論文摘要
研究生：蔡育真 指導教授：林貞信 博士
論文摘要內容：
擠壓機結合了許多加工功能，使擠壓技術具有多項優點，早已廣泛地應用於即時早餐穀類、點心食品、寵物飼料及組織化植物蛋白等之生產。近來，由於素食人口逐漸增加，使得以植物蛋白為主的各類素食產品需要被多元化地開發。本研究即是在以自行設計之直立式單軸擠壓機，擠壓加工製作薄片狀組織化植物蛋白產品。研究的主要目的在探討擠壓程序變數 (原料組成、螺軸轉速及進料含水率)對擠出物之理化性質 (含水率、厚度值、剪切力、拉伸強度、假密度、蒸煮流失率、吸水性指標及蛋白質消化率)及外觀形態的影響。
研究結果顯示，原料組成對擠出物的含水率、厚度值、剪切力及蒸煮流失率具有極顯著的影響。當原料組成為分離黃豆蛋白含量15 %及全脂黃豆粉含量5 %時，其擠出物有較佳的外觀形態及較薄的厚度值。
在螺軸轉速的影響方面，它極顯著的影響擠出物的含水率、厚度值、剪切力、吸水性指標及蛋白質消化率。提高螺軸轉速時，會使擠出物的吸水性指標及蛋白質消化率增加，但會使擠出物的含水率、厚度值及橫向剪切力減小。隨著螺軸轉速的增加，擠出物有較佳的成形性，且可得到較薄的擠出物。
在進料含水率的影響方面，它極顯著的影響擠出物的含水率、厚度值、剪切力、拉伸強度、吸水性指標及蛋白質消化率等。增加進料含水率會增加擠出物的含水率及吸水性指標，但它會降低擠出物的厚度值、剪切力及拉伸強度。隨著進料含水率的增加，擠出物有較佳的外觀形態，且可得到較薄的擠出物。

Abstract
Extruders combine many processing functions, and therefore the extrusion technology has many advantages. It has been widely applied to the production of ready-to-eat breakfast cereals, snack foods, pet feed, and textured vegetable protein. Recently, the increase of vegetarian population has resulted in the diverse developments of vegetarian foods based on vegetable protein. In this research, the production of thin textured vegetable protein products by a self-designed vertical single-screw extruder was studied. The major objective of the study was to investigate the effects of extrusion process variables (feed composition, screw speed and feed moisture content) on the physicochemical properties (moisture content, thickness value, shear force, tensile strength, bulk density, cooking loss, water absorption index and protein digestibility) and external appearances of extrudates.
From the results of the study, feed composition significantly affected the moisture content, thickness value, shear force and cooking loss of extrudates. When the feed composition was 15 % SPI and 5 % FFSF, the extrudates were found better looked in its external appearances and thinner in its thickness value.
Regarding to the influence of screw speed, it significantly affected the moisture content, thickness value, shear force, water absorption index and protein digestibility of extrudates. Increasing screw speed would increase the water absorption index and protein digestibility of extrudates, whereas it would decrease the moisture content, thickness value and cross-sectional shear force of extrudates. The extrudates, which would have a better look in forming and a smaller thickness value, were possibly obtained with increasing screw speed.
Regarding to the influence of feed moisture content, it significantly affected the moisture content, thickness value, shear force, tensile strength, water absorption index and protein digestibility of extrudates. Increasing feed moisture content would increase the moisture content and water absorption index of extrudates, whereas it would decrease the thickness value, shear force and tensile strength of extrudates. The extrudates, which would have a better look in external appearances and a smaller thickness value, were possibly obtained with increasing feed moisture content.

目 錄
中文摘要 ……………………………………………………….... I
英文摘要 …………………………………………………….…. III
誌謝 ………………………………………………………...….... V
目錄 …………………………………………………………….. VI
圖索引 …………………………………………………...…….... X
表索引 …………………………………………………..…….... XI
壹、緒論 ……………………………………………………….. 1
1.1 前言 ………………………………………………………1
1.2 研究動機 …………………………………………………2
1.3 研究目的 …………………………………………………3
貳、文獻探討 …………………………………………………...4
2.1 食品擠壓技術……………………………………………..4
2.1.1 食品擠壓技術簡介 ………………………………….4
2.1.2 食品擠壓技術的發展 ……………………………….6
2.1.3 擠壓機介紹 ………………………………………….9
2.1.3.1 擠壓機的構造 ……………….………………….9
2.1.3.2 擠壓機的分類 ……………………………….…11
2.2 擠壓變數 ………………………………………………...15
2.2.1 原料組成 ……………………………………………17
2.2.2 螺軸轉速 ………………………….………………...19
2.2.3 進料含水率 …………………………………………21
2.3 組織化植物蛋白 ………………………………………...23
2.3.1 定義及原料 ………………………..…………….….23
2.3.2 組織化的原理 ……………………………….……...26
2.3.3 組織化植物蛋白的製造方法 ……………….….…..28
2.3.4 組織化植物蛋白於擠壓之發展 ……………………32
2.4 直立式擠壓機之應用 …………………………………...34
參、材料與方法 ………………………………………………..36
3.1 原料及調配 ……………………………………………...36
3.2 擠壓機設備及擠壓操作 ………………………………...37
3.2.1 擠壓機設備 …………………………………………37
3.2.2 擠壓操作 ……………………………………………38
3.3 實驗設計及流程 ………………………………………...43
3.4 測量項目及分析方法 …………………………………...47
3.4.1 原料的一般成分分析 ………………………………47
3.4.2 原料的色差值分析 …………………………………47
3.4.3 擠出物的物性測定 …………………………………48
3.4.3.1 含水率 ………………………………………….48
3.4.3.2 厚度值 ………………………………………….48
3.4.3.3 剪切力 ………………………………………….48
3.4.3.4 拉伸強度 ……………………………………….49
3.4.3.5 假密度 ……………………………………….…49
3.4.3.6 蒸煮流失率 …………………………….………50
3.4.4 擠出物的化性測定 …………………………………51
3.4.4.1 吸水性指標……………………………………...51
3.4.4.2 蛋白質消化率 ……………………………..…...52
3.5 實驗數據分析 ………………………………………..….54
肆、結果與討論 ………………………………………………..55
4.1 原料分析 ……………………………………….………..55
4.1.1 一般成分分析……. ……………………..…………..55
4.1.2 色差值分析 …………………………………..……..55
4.1.3 原料組成之蛋白質與脂肪含量 ……………………57
4.2 第一階段複因子 (SPI及FFSF)試驗之結果與討論 …..60
4.2.1 含水率 ……………………………………….……...60
4.2.2 厚度值 ………………………………………………64
4.2.3 剪切力 ………………………………………………68
4.2.4 拉伸強度 ……………………………………………72
4.2.5 假密度 …….………………………………………...76
4.2.6 蒸煮流失率 …………………………………………79
4.2.7 吸水性指標 …………………………………………83
4.2.8 蛋白質消化率 ………………………………………87
4.2.9 外觀形態 ……………………………………………91
4.3第二階段單因子 (SPI)試驗之結果與討論 …………….94
4.3.1 含水率 ……………………………………….……...94
4.3.2 厚度值 ………………………………………………96
4.3.3 剪切力 ……………………………………………....98
4.3.4 拉伸強度 …………………………………………..102
4.3.5 假密度 ……………………………………………..106
4.3.6 蒸煮流失率 ………………………………………..108
4.3.7 吸水性指標 ………………………………………..110
4.3.8 蛋白質消化率 ……………………………………..112
4.3.9 外觀形態 …………………………………………..114
4.4第三階段單因子 (SS)試驗之結果與討論 …………….117
4.4.1 含水率 ……………………………………….…….117
4.4.2 厚度值 ……………………………………………..119
4.4.3 剪切力 ……………………………………………..121
4.4.4 拉伸強度 …………………………………………..124
4.4.5 假密度 ……………………………………………..126
4.4.6 蒸煮流失率 ……………………………………..…128
4.4.7 吸水性指標 ……….……………………………….130
4.4.8 蛋白質消化率 ……………………………………..132
4.4.9 外觀形態 …………………………………………..134
4.5第四階段單因子 (FMC)試驗之結果與討論 ………….135
4.5.1 含水率 ……………………………………….…….135
4.5.2 厚度值 ……………………………………………..137
4.5.3 剪切力 ……………………………………………..139
4.5.4 拉伸強度 ………………………………………..…141
4.5.5 假密度 …………………………………………..…143
4.5.6 蒸煮流失率 ………………………………………..145
4.5.7 吸水性指標 ………………………………………..147
4.5.8 蛋白質消化率 ……………………………………..149
4.5.9 外觀形態 ………………………………………..…151
伍、結論 ………………………………………………………152
陸、未來研究工作之建議 ………………………………...….153
柒、參考文獻 ……………………………………………....…155

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