正文 第四節 討論(1 / 1)

擠壓機係統參數是聯係過程參數和目標參數的中間環節,它受過程參數的影響和控製,並控製和影響著目標參數。係統參數的變化與物料在機筒內的流變學行為密切相關。黏度是反映物料流變學行為的關鍵指標之一。Harper等(1981)經過長期的實踐和統計分析提出了擠壓過程中食品物料的黏度模型[6]:

馬海樂等根據該模型,經過試驗測定和參數擬合,得出了大豆麵團的經驗黏度模型[155]:

王洪武等綜合考慮剪切速率、溫度、含水量對大豆蛋白質表觀黏度的影響,在擠壓實驗基礎上推導出修正的黏度模型(式1-2-5),並給出了簡化的半經驗公式(式1-2-6和式1-2-7),認為該模型適用於通常加工條件下的大豆蛋白質的擠壓加工,可以較準確地預測擠壓機和機頭內蛋白質麵團的表觀黏度,從而有效地指導工藝條件的設置和用於擠壓過程的模擬[140]。

由以上模型可以看出,大豆蛋白的黏度是溫度、剪切和物料水分的函數。但與化學結構較為單純的化工高聚物不同的是,不同的溫度下,大豆蛋白會發生不同的生化反應,例如高級結構和化學鍵的變化、交聯或降解、美拉德反應、與其他生物高聚物(多糖、脂類等)發生相互作用等。這些複雜的化學反應也是影響大豆蛋白在擠壓機筒內流變學性質的重要因素。因此,大豆蛋白在擠壓機機筒內的流變學行為變得相對複雜。

從擠壓試驗中發現,當係統參數在一個適當的範圍內時,擠壓產品的組織化質量較好,當係統參數不在這一範圍時,產品的質量較差。具有較好組織化度的產品,一般具有較小的扭矩(9.6~17.1N·m)、壓力(13.0×105~26.0×105Pa)和SME(62.4~154.1W·h/kg)。當係統參數超過此範圍時,或者是因為機筒溫度低,產品未發生充分組織化,或者是因為機筒溫度太高,產品組織化過度。這表明充分熔融是大豆蛋白形成組織化的前提條件,而充分熔融的物料具有較低的黏度,因此使係統參數壓力和扭矩降低,能耗減少。