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国内宠物市场已进入一个高速发展的时期,而国内目前的宠物食品公司规模较小、产品单一,和国外宠物食品产业相比,还处在萌芽阶段。且作为主要零食食品的狗咬胶面临牛皮来源受限、环境污染、原料利用率低,品质控制难,劳动密集型等问题,因此开发新型宠物食品成为一种必然趋势。 本文以宠物食品工业中比较常见的牛皮边角料作为研究对象,首先研究了两种不同的加工工艺(绞肉机注模成型和单螺杆挤压成型)对狗咬胶产品的物理化学特性影响,尝试从分子水平上解释二者的加工工艺对产品的质构、吸水性、热力学特性及微观结构产生的影响,实验结果表明:经过螺杆挤压处理后,产品的体积密度、吸水指数和水溶性指数均有所提升,将其配制成2%的溶液(W/W)后发现,该溶液的浊度为0.390,溶液中绝大部分颗粒的粒径为541.07 nm。余下的颗粒粒径为55nm,而注模成型的产品的粒径均分布在425.82 nm左右。这说明在螺杆挤压过程中蛋白质可能发生部分降解,产生了小片段。对颗粒进行红外光谱、热力学及质构特性测试结果说明,经过单螺杆挤压后,螺杆产品的β折叠结构及无规卷曲含量相应增多,蛋白质内部的均一化程度提高,且硬度和耐咀性均大幅度提高。螺杆挤压产品可以满足市场对宠物食品理化特性的要求。 在纯牛皮螺杆挤压研究的基础上,考察牛皮蛋白与玉米淀粉混合物在单螺杆挤压过程中的相互作用,利用X-射线衍射仪、红外光谱仪、荧光光谱和扫描电镜等仪器分析方法,考察牛皮蛋白与玉米淀粉复合物颗粒表观形貌、晶体结构,从分子水平上分析不同温度及不同牛皮蛋白-玉米淀粉比例对蛋白质与淀粉复合物的物理化学特性影响,结果表明:蛋白质和淀粉在螺杆挤压过程中发生美拉德反应,同时蛋白质/蛋白质、蛋白质/淀粉也发生相互作用,形成了新的共价作用键。在蛋白质/淀粉比例为7∶3和3∶7时,蛋白质和淀粉形成了有序的复合物。但是在比例为5∶5时,蛋白质和淀粉相互作用较弱,复合物结构较松散,可明显的看到淀粉颗粒和蛋白质的不均匀分布。当牛皮蛋白-玉米淀粉复合物的比例是7∶3时,随着温度从105℃升高到135℃,牛皮蛋白中的氨基和玉米淀粉中的羟基交互作用增强,使美拉德反应加剧,引起蛋白质与蛋白质之间的交联作用增强,造成了体积密度的上升及△E的增大;当蛋白-淀粉的比例是3∶7时,表现出了较高的体积密度和较低的△E、水溶性指数(WSI),主要是因为淀粉作为连续相,在螺杆挤压过程中,糊化作用造成的淀粉凝胶网络结构越来越致密,造成了复水速率及平均消化速率较慢;当蛋白-淀粉比例为5∶5时,表现出了较高的复水曲线,糊化特性显示复合物溶液在95℃恒温的过程中表现了良好的耐剪切能力,在此比例下牛皮蛋白变性程度较轻,复合物结构较为疏松,同时表观形貌图显示,在此比例下淀粉颗粒镶嵌于蛋白质形成的连续相中,形成的结构最为疏松,导致了硬度和耐咀性的下降,同时酶的作用位点暴露较多,使得平均消化速率最大。