亚麻籽挤压膨化脱毒工艺与机理的研究

摘要

亚麻籽营养丰富，含有不饱和脂肪酸、亚麻籽胶、木脂素等多种营养成分，具有很好的保健功效，但是亚麻籽中的植酸、生氰糖苷、抗维生素B6等抗营养因子，尤其是生氰糖苷的毒性，限制了亚麻籽的利用。目前亚麻籽饼粕除限量用于畜禽饲料外，一般作为肥料处理，其潜在价值远没有开发出来。 采用挤压膨化机作为反应器，解决亚麻籽的脱毒问题，研究亚麻籽挤压膨化脱毒优化工艺，鲜有文章报道，是一种新尝试，与国际上将挤压机作为生物聚合器的新构思相吻合。亚麻籽的热特性研究、膨化工脱毒工艺与机理的研究，可以为亚麻籽工业化生产的工艺路线提供理论依据。 本文研究了亚麻籽的物性，表明随粉碎粒度减少，容积密度减小，休止角增大，滑动摩擦角增大。使用差示扫描量热法(DSC)对亚麻籽的热特性研究表明，亚麻籽粉蛋白质的变性温度较高，在129～141℃之间；随着升温速率的提高，DSC曲线的峰幅增大，峰形尖锐，变性温度升高，吸热焓值变化不大；亚麻籽蛋白质的变性温度与含水率有密切的关系，随含水率升高而降低。 以亚麻籽为原料，采用SLG67-18.5同向旋转双螺杆挤压膨化机进行膨化脱毒处理，研究了亚麻籽粉碎粒度、模孔直径、温度、含水率、螺杆转速和喂料速度、对亚麻籽中HCN去除率和膨化度的影响，得出了挤压膨化工艺参数对亚麻籽膨化脱毒的影响规律，并确定了亚麻籽挤压膨化脱毒的四个工艺参数及适宜取值范围。试验表明，亚麻籽中HCN去除率随粉碎粒度的减小，模孔直径的减小，温度的升高，含水率的增加，螺杆转速的升高而增加；喂料速度过低或者过高，均影响亚麻籽的膨化脱毒效果。 采用四因子二次通用旋转组合设计，研究了温度、含水率、螺杆转速、喂料速度对亚麻籽中HCN去除率、膨化亚麻籽蛋白质体外消化率、膨化度的影响，建立了各评价指标与膨化参数的数学模型，得出各因子影响指标的主次顺序和交互关系。其中，各个因子对亚麻籽膨化度影响均不显著；借鉴多目标优化的理想点法，对各个指标进行标准化后，构造了一个涵盖各指标的新的目标函数，并对该目标函数进行优化，得出经过验证的亚麻籽挤压膨化脱毒的最优工艺条件，即温度155.76℃，含水率16.6％，螺杆转速219r/min，喂料速76.1kg/h，亚麻籽HCN去除率可以达到91.8％，为指导生产和研制机型提供了理论依据。 考察了挤压膨化加工工艺对亚麻籽中营养成分和微观结构的影响。亚麻籽经过膨化后，脂肪和粗纤维均下降，蛋白质含量增加，氨基酸组分变化较大，蛋白质体外消化率增加了9.6个百分点。电镜扫描技术对膨化亚麻籽与原亚麻籽的微观结构观察的结果表明，挤压膨化工艺改变了亚麻籽的膨化微观结构。膨化亚麻籽的颗粒酥松、分层、形状较规则、脆性大，有光泽，颗粒间由无数大大小小的空洞相互链接。膨化的分层越多，颗粒越酥松，膨化亚麻籽蛋白质体外消化率随之增加。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要缩略词、符号说明

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章亚麻籽的物性研究

第三章挤压膨化工艺参数对亚麻籽脱毒效果的研究

第四章亚麻籽挤压膨化脱毒工艺参数优化

第五章膨化亚麻籽的品质分析

第六章结论与建议

参考文献

附录

致谢

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