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研究生:吳正國
研究生(外文):Cheng-Kuo Wu
論文名稱:以單酸甘油酯及酸修飾澱粉為添加劑改良單軸擠壓機膨發型玉米產品之研究
論文名稱(外文):Study on the Production of Puffed Corn Snack with Glycerol Mono Stearate and Acid Modified Starch as Additive by Single-Screw Extruder
指導教授:龔鳴盛龔鳴盛引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立海洋大學
系所名稱:食品科學系碩士在職專班
學門:農業科學學門
學類:食品科學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:單軸擠壓機玉米膨發產品單酸甘油酯酸修飾澱粉
外文關鍵詞:single-screw extruderpuffed corn snackglycerol mono stearateacid modified starch
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本實驗是以單軸擠壓機,進行玉米膨發產品的研究。在固定每小時150kg進料或產出速率下,測試主螺軸轉速改變(250-350rpm)及分別添加不同量單酸甘油酯(0-1%)和酸修飾澱粉(0-20%)添加劑,測試其對產品15 項品質指標的影響。
實驗結果發現,在無添加任何添加劑下,低轉速區的螺軸轉速由300rpm下降至250rpm,套筒中物料填塞程度和勻混不良程度皆被提升,造成產品夾雜未糊化玉米量增多,且膨發均勻度及口感皆劣化。轉速由300rpm提高至350rpm,物料與套筒中之滑滯混合和總摩擦受熱均提升,造成產品膨發度、白度、氣室緻密度和水溶性熱裂解組成皆增高,但因熱裂解所增之可溶性澱粉量增大,造成產品易吸濕,降低脆度及提升產品口感黏牙性。其中300rpm附近的產品,雖然膨發度最小發泡均勻度和氣室均勻度皆非理想,由可用來反映物料受熱程度的膨發率及水解度指標予以比較後,可證實300rpm主螺軸轉速下的擠壓摩擦生熱最小,對機械磨耗及能源消耗皆最低。綜此可結論出,300rpm應屬最適之擠壓條件。
添加單酸甘油酯雖會降低產品膨發度和白度,但在300 rpm螺軸轉速和0.5%單酸甘油酯添加量下,可令產品穿破變形度下降和受壓粉粉碎度提升,來達成最大的碎度改變,同時又可令產品溶水度指標降低,令口感黏牙度獲的明顯改善效果。
酸修飾預糊化澱粉添加量在超過10%以上,會發生改善產品氣室均勻度的效果,但卻會令產品溶水度指標大增且黏牙口感。兩者的添加可分別令擠壓產品的質感朝硬脆和鬆脆兩方面預以修飾。
This research was to study the production of puffed corn snack by single-screw extruder. At the fixed raw material feed rate 150kg/hr, a set of fifteen of produce quality indices was tested to evaluate of extrusion upon changing the main screw speed (250-350rpm) and the amount of additive glycerol mono stearate(0-1%) or acid modified starch(0-20%).
Experiment results showed at the speed from 300 to 250 rpm without any additive, the content of yellowish residue of on ungelatinized corn starch as well as unevenness of cell homogeneity were increased. When the screw speed was increased from 300 to 350 rpm, the product expansion, whiteness and cell homogeneity were all increased. However, in the mean time, water solubility index and deformation at break, reflecting the tendency to develop stickiness in chewing as well as the loss of crispiness reaction, were increased. At around 300 rpm, although the expansion, whiteness and homogeneity of extrudate as good as those obtained at higher screw speed were not favorable. Product with most acceptable crispiness and inhibited stickiness in chewing, were accounted. In addition, the mechanical energy consumption and machine wears were reaching their minima. Thus, the screw speed at around 300 rpm seemed to be the optimized operation condition.
Glycerol mono stearate additions to the raw material although would cast the depletion in expansion and whiteness of its extruded. However, 0.5% addition of its at screw speed of 300 rpm could offer most significant improvement in crispness and inhibited stickiness in chewing, the increasing hardness and brittle, as well as depressed stickiness mouth-feel by the inhibition of water solubility index.
This addition of acid modified starch at level above 10% could improve cell size homogeneity of extrudates. However the significant increased of water solubility index by its addition would cause increased tendency to develop the unfavorable stickiness mouth-feel. In general, the additions of glycerol mono stearate and acid modified starch could modify their products texture toward hard/brittle and soft/brittle respectively.
第一章 前言…………………………………… …………… 1
1.1 研究背景和動機…………………………………… ……………. 1
1.2 研究的目的………………………………………… ……………. 1
1.3 文獻探討…………………………………………… ……………. 2
1.3.1 榖類擠壓加工…………………… ……………………….. 2
1.3.2 單軸擠壓機的構造……………… ……………………….. 3
1.3.3 單軸擠壓機之操作參數………… ……………………….. 4
1.3.4 實驗設計法…………………… …………………….. 8
第二章 材料與方法…………………… ………………………………10
2.1 原料……………………………………………………………….10
2.1.1 玉米………………… ……………………………………..10
2.1.2 修飾澱粉…………………… ……………………………..10
2.1.3 單酸甘油酯………………… ……………………………..10
2.2 單軸擠壓成型機..………………………………………………...10
2.2.1 螺軸………………………… ……………………………..10
2.2.2 模口………………………… ……………………………..11
2.2.3 套筒………………………… ……………………………..11
2.2.4 主螺軸馬達………………… ……………………………..11
2.2.5 進料機構造………………… ……………………………..11
2.3 擠壓操作條件…………………………………………………….11
2.4 實驗變數設計…………………………………………………….11
2.4.1主螺軸轉速部分……………… …………………………...11
2.4.2 單酸甘油酯與主螺軸轉速部分 …………………………..12
2.4.3 修飾澱粉與主螺軸轉速部分………… …………………..12
2.5產品品質指標及分析……………………………………………..12
2.5.1 比容積………………………………… …………………..12
2.5.2 橫向指標……………………………… …………………..13
2.5.3 水溶性指標及吸水性指標…………… …………………..13
2.5.4 白度、L值、a值及b值…………… ……………………13
2.5.5 剪切力及穿破變形度………………… …………………..13
2.5.6 平均粒徑大小………………………… …………………..14
2.5.7 氣室壁厚度、氣室大小及氣室數目……… …………….14
2.5.8 水份含量……………………………………… ………….14
2.6 統計分析……………………………………… ……14
第三章 主螺軸轉速對生產膨發型玉米產品之影響 …………… ….16
3.1 產品特性的分析……………………………………………… …16
3.2 主螺軸轉速的變化對一般特性品質指標之影響……… ………16
3.2.1 對比容積及水溶性指標之影響 ……………...16
3.2.2 對白度、L值、a值及b值指標之影響………… ….17
3.3 主螺軸轉速的變化對脆性質感相關品質指標之影響… ………18
3.3.1 對剪切力及穿透變形度指標之影響………………… …….18
3.3.2 對平均粒徑大小指標之影響………………………… …….19
3.4 主螺軸轉速的變化對氣室微細結構性的品質指標之影響 …20
3.4.1 對氣室壁厚度、氣室大小及氣室數目標之影響……...... ...20
3.5 結論………………………………………………………… ……20
第四章 單酸甘油酯添加量和主螺軸轉速變化對生產玉米膨發產品之影響……………………………………………… ……………...22
4.1 產品指標顯著性統計分析……………… ………………………22
4.1.1 比容積統計分析…………………… ……………………...22
4.1.2 橫向膨發率統計分析……………… ……………………...22
4.1.3 水溶性指標統計分析……………… ……………………...23
4.1.4 吸水性指標統計分析……………… ……………………...23
4.1.5 白度統計分析……………………… ……………………....23
4.1.6 L值統計分析……………………… ……………………....24
4.1.7 a值統計分析……………………… …………………….24
4.1.8 b值統計分析……………………………………………….24
4.1.9 剪切力統計分析……………………………………………25
4.1.10 穿透變形度統計分析………………………………………25
4.1.11 平均粒徑大小指標統計分析………………………………26
4.1.12 水分含量統計分析…………………………………………26
4.1.13 氣室璧厚度統計分析………………………………………27
4.1.14 氣室大小統計分析…………………………………………27
4.1.15 氣室數目統計分析 27
4.1.16 綜合分析歸納………………………………………………28
4.2 單酸甘油酯添加量和主螺軸轉速的變化對一般特性品質指標之影響……………………………………………………… ………29
4.2.1 對比容積及水溶性相關指標之影響……………… ……...29
4.2.2 對白度及b值指標之影響………………………… ……...30
4.3 單酸甘油酯添加量和主螺軸轉速的變化對脆性質感相關品質指標之影響………………………………………………………… 30
4.3.1 對剪切力、穿透變形度指標及平均粒徑大小指標之影響 .30
4.4 單酸甘油酯添加量和主螺軸轉速的變化對氣室微細結構性的品質指標之影響………………………… ……………………..31
4.4.1 對氣室壁厚度、氣室大小及氣室數目指標之影響…… ....31
4.5 結論………………………………………………………… ...32
第五章 酸修飾澱粉添加量和主螺軸轉速變化對生產膨發型玉米產品之影響………… …………………………………………….34
5.1 產品指標顯著性統計分析… …………………………………...34
5.2 酸修飾澱粉添加量和主螺軸轉速的變化對一般特性品質指標之影響 ………………………………………………...34
5.2.1 對比容積及水溶性指標之影響…………………………....34
5.2.2 對白度及b值指標之影響…………… 35
5.3 酸修飾澱粉添加量和主螺軸轉速的變化對脆性質感相關品質指標之影響…………………………………………………………35
5.3.1 對剪切力、穿透變形度及平均粒徑大小指標之影響… ….35
5.4 酸修飾澱粉添加量和主螺軸轉速的變化對氣室微細結構性的品質指標之影響…………… ……………………………………36
5.4.1 對氣室壁厚度、氣室大小及氣室數目指標之影響…… ..36
5.5 品質指標總合和評估………………………………… …………37
5.6 結論 37
第六章 參考文獻 38
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