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擠壓膨化預(yù)處理浸油技術(shù)主要用于大豆、棉籽、油菜籽、花生的加工,膨化技術(shù)使油料的細(xì)胞徹底破壞,油脂充分外露,溶劑滲透性好,提高了浸出效率,降低了粕中殘油；另外,經(jīng)過擠壓膨化處理后,胚粕中的纖維部分降解、淀粉糊化、蛋白質(zhì)消化率明顯提高,大大提高了粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
因此對(duì)玉米胚擠壓膨化預(yù)處理后浸出提油的研究,具有較大的意義。運(yùn)用擠壓膨化技術(shù),在傳統(tǒng)榨油工藝中,用膨化機(jī)代替蒸炒鍋,使油料在十幾秒內(nèi)瞬間完成膨化過程,從而避免了油料因蒸炒過程中的蛋白質(zhì)變性問題,提高了預(yù)榨餅的質(zhì)量。本研究主要是對(duì)玉米胚原料膨化參數(shù)(喂料含水率、?？字睆健⑻淄矞囟?、螺桿轉(zhuǎn)速)進(jìn)行二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì),利用DesignExpert7.0進(jìn)行分析,以期得到玉米胚原料浸出提油的最優(yōu)膨化工藝條件。
1材料與方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1原料
玉米胚:產(chǎn)地河南周口,通過工業(yè)高溫干燥后含水量10.94%、含油率14.46%。
1.1.2試劑
正己烷、無水乙醚,均為分析純。
1.1.3儀器設(shè)備
DS32-實(shí)驗(yàn)型雙螺桿擠壓機(jī);玻璃浸出器;CS501型超級(jí)恒溫水浴鍋;索式抽提器;GZX-9070MBE型數(shù)顯鼓風(fēng)電熱恒溫干燥箱;HHS型電子恒溫水浴鍋;AL204型電子分析天平等。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1優(yōu)化擠壓膨化的各參數(shù)
1.2.1.1玉米胚的膨化
主要考察玉米胚喂料含水率、擠壓膨化機(jī)?？卓讖?、套筒溫度、螺桿轉(zhuǎn)速4個(gè)因素,實(shí)驗(yàn)因素水平如表1所示,按照響應(yīng)面分析方案(見表2)進(jìn)行膨化實(shí)驗(yàn)。
1.2.1.2膨化玉米胚殘油率的測(cè)量
殘油量按GB5511-85索式抽提法測(cè)量。
1.2.2探索擠壓膨化對(duì)玉米胚油浸出的影響
根據(jù)響應(yīng)面得到的膨化最優(yōu)方案,取最優(yōu)方案條件下的膨化料和未膨化料,分別裝進(jìn)兩個(gè)自制浸出器中,填到浸出器五分之四左右,倒入6號(hào)溶劑油,高出物料5cm左右,進(jìn)行油脂浸出試驗(yàn),用超級(jí)恒溫水浴鍋循環(huán)水將浸出環(huán)境溫度控制在(56+1/-1)攝氏度。每隔15min打開浸出器下端的閥門放出溶劑,從浸出器上端取出2g左右的物料待測(cè),再倒入6號(hào)溶劑油反復(fù)浸提測(cè)殘油,比較相同浸出時(shí)間內(nèi)膨化料與未膨化料的殘油率情況。
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
2.1全因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
按表2進(jìn)行玉米胚擠壓膨化和浸出實(shí)驗(yàn),考察指標(biāo)為玉米胚經(jīng)膨化浸出后的殘油率。
根據(jù)表2的試驗(yàn)數(shù)據(jù),利用DesignExpert7.0軟件分析,可得出4個(gè)因素與浸出殘油率Y之間的回歸關(guān)系式:Y=0.39-0.17x1+0.039x2-0.005833x3-0.014x4-0.037x1x2+0.025x1x3+0.015x1x4+0.012x2x3-0.0025x2x4-0.01x3x4+0.37x21+0.014x22+0.014x23+0.009167x24
從表3可見,本試驗(yàn)所選用的二次多項(xiàng)模型具有高度的顯著性(P<0.0001),失擬項(xiàng)在P=0.05水平上不顯著(P=0.2451>0.05),其決定系數(shù)(R2)為0.9888,表明此模型擬合較好,因此可用該回歸方程代替試驗(yàn)真實(shí)點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。根據(jù)DesignExpert7.0軟件分析結(jié)果知當(dāng)喂料含水率11.27%、?？字睆?mm,套筒溫度102.62、桿轉(zhuǎn)速170r/min時(shí),殘油率最低為0.342%。
2.2膨化對(duì)玉米胚浸出效果的影響
取喂料含水率11.27%、?？字睆?mm,套筒溫度102.62、螺桿轉(zhuǎn)速170r/min的膨化玉米胚和未膨化的玉米胚在同樣條件下進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn),每隔15min測(cè)量一次殘油,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。
從圖1中可以看出,玉米胚經(jīng)膨化后,浸出提油效率明顯提高,采用膨化技術(shù),浸出時(shí)間為45min比較合適,與未經(jīng)膨化的玉米胚相比,浸出時(shí)間縮短了近15min。所以,單從提油來看,膨化技術(shù)應(yīng)用于玉米胚的提油有很大經(jīng)濟(jì)效益。
3結(jié)論
通過二次多項(xiàng)模型設(shè)計(jì),用DesignExpert7.0軟件分析得出玉米胚膨化的最佳工藝參數(shù)為:喂料含水率11.27%、模孔直徑6mm,套筒溫度102.62、螺桿轉(zhuǎn)速169.86r/min時(shí),殘油率最低為0.342%。和未膨化工藝相比,擠壓膨化預(yù)處理工藝可以使浸提時(shí)間縮短近15min,提高了浸出效率。
