擠壓膨化對(duì)蛋白質(zhì)的影響主要表現(xiàn)在： 變性作用：當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)受熱或受到其他物理或化學(xué)作用時(shí)，其特有的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，使其性質(zhì)也隨之變化，如溶解度降低，對(duì)酶水解的敏感度提高，失去生理活性等，這種現(xiàn)象稱為變性作用。變性不是蛋白質(zhì)發(fā)生分解，而僅僅是蛋白質(zhì)的二三級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。適度破壞蛋白的結(jié)構(gòu)可以改善蛋白質(zhì)的消化性。 熱致變性：蛋清在加熱時(shí)凝固，瘦肉在烹調(diào)時(shí)收縮變硬等都是蛋白的熱致變性作用引起的。蛋白質(zhì)受熱變性后對(duì)酶水解的敏感度提高，所以我們不吃生肉而吃熟肉，消化率高。 熱力殺菌也是利用了蛋白質(zhì)的變性。有些蛋白的要素抑制了他的消化吸收。如，大豆中的尿酶是一種不受歡迎的酶，它很容易在膨化中失去活性。米糠中的脂肪酶也是有害的，它可以加速米糠的腐敗變質(zhì)。通過膨化可以使脂肪酶變性。 在淀粉含量很低的情況下，膨化會(huì)降低蛋白質(zhì)在水中的蛋白分散指數(shù)( PDI) 。但是由于物料中淀粉的存在，糊化淀粉將其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包裹在淀粉基質(zhì)。因此，蛋白質(zhì)被物理性地結(jié)合在糊化淀粉內(nèi)，被淀粉基質(zhì)保護(hù)起來，簡(jiǎn)單的水溶液不能溶解蛋白，但腸道中的消化酶可輕易的溶解淀粉基質(zhì)，將蛋白釋放出來。到目前為止，沒有任何研究表明膨化會(huì)損害蛋白質(zhì)或降低氨基酸的利用率。 膨化對(duì)氨基酸的變化 膨脹對(duì)某些氨基酸穩(wěn)定性和可利用性的影響  從上表可看出：在 120 ℃ 和 130 ℃ 情況下，氨基酸和可應(yīng)用氨基酸都無變化。 膨脹對(duì)合成氨基酸的影響  備注：加工條件：溫度 140 ℃ ，壓力 50bar ，水分含量 18 % 但就蛋白質(zhì)品質(zhì)而言，不同的擠壓條件對(duì)其影響不一，這主要取決于擠壓過程中有效賴氨酸的損失。總的趨勢(shì)是在原料水分低于 15% ，擠壓溫度高于 180℃ 的條件下，擠壓時(shí)水分愈低，溫度愈高，賴氨酸損失越大，蛋白質(zhì)的生物學(xué)效價(jià)就愈低( Maclean ， W.C. ， 1983 ; Noguchi ， A. ， 1982 ; Bjorck ， I.1983 )。適當(dāng)改變擠壓工藝條件，如降低飼料中葡萄糖、乳糖等還原糖含量，提高原料水分含量( Tossavainen ， O.S. ， 1986 )等可有效減少美拉德反應(yīng)的發(fā)生。 K.Dahlin ( 1993 )等通過不同條件下對(duì)玉米、小麥、黑麥和高粱等 8 種谷物的處理結(jié)果表明：在原料水分為 15% ，擠壓溫度為 150℃ ，轉(zhuǎn)速為 100rpm 的條件下擠壓，產(chǎn)品蛋白質(zhì)的生物學(xué)效價(jià)與未處理原料相比得到顯著提高( Dahlin ， K. ， 1993 )。 (三)、擠壓過程中脂肪的變化 擠壓作用會(huì)使甘油三脂部分水解，產(chǎn)生單甘油脂和游離脂肪酸，因此從單純處理來看，擠壓過程將降低油脂的穩(wěn)定性，但就整個(gè)產(chǎn)品而言，擠壓產(chǎn)品在貯藏過程中游離脂肪酸含量的升高顯著低于未擠壓樣品，這主要?dú)w結(jié)于擠壓使飼料中的脂肪水解酶、脂肪氧化酶等促進(jìn)脂肪水解的因子失活。 脂肪及其水解產(chǎn)物在擠壓過程中能同糊化的淀粉形成絡(luò)合物，從而使脂肪不能被石油醚萃取。這種絡(luò)合物的形成使脂肪不易從產(chǎn)品中滲出而給產(chǎn)品一個(gè)很好的外觀。這種絡(luò)合物在酸性的消化道中能解離，因此也不影響脂肪的消化率。 脂肪對(duì)飼料的質(zhì)構(gòu)、成型和適口性等作用較大，但從總體看脂肪的存在不僅影響最終擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量 ( 主要是膨化度 ) ，甚至可能影響整個(gè)擠壓過程的順利進(jìn)行。例如對(duì)脫脂大豆粉的擠壓，其脂肪的含量不應(yīng)超過 1% ;在飼料工業(yè)的膨化料生產(chǎn)中，單螺桿擠壓機(jī)油脂添加量在 0% ～ 12% 時(shí)，對(duì)擠壓效果無影響，當(dāng)添加量在 12% ～ 17% 范圍時(shí)，添加量每增加 1% 產(chǎn)品的容重就增加 16g /L ，添加量繼續(xù)增大則效果更差，當(dāng)超過 22% 時(shí)則產(chǎn)品就失去了一般擠壓的特性。因此擠壓應(yīng)以含油量低的原料為好。 (四)、擠壓過程中維生素、礦物質(zhì)及風(fēng)味物質(zhì)的變化 維生素在加工過程中能否保留下來，很大程度上取決于加工條件。擠壓過程中，熱敏性維生素如 VB1 、葉酸、 VC 、 VA 等是最容易受到破壞的幾種，而其他維生素如煙酸、 VH 、 VB12 比較穩(wěn)定。從生產(chǎn)方便性看，擠壓之前添加維生素優(yōu)于擠壓后添加，但必須超量添加以克服擠壓過程維生素部分損失對(duì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)的影響。有資料報(bào)道，在擠壓之前添加維生素，不僅擠壓過程中會(huì)對(duì)維生素產(chǎn)生破壞，而且擠壓之后，產(chǎn)品在儲(chǔ)藏過程中維生素的損失會(huì)加快。所以擠壓物料的維生素可能在擠壓之后添加更為經(jīng)濟(jì)。 擠壓過程中，礦物質(zhì)一般不會(huì)被破壞，但是具有凝固特性的新聚合物的形成可能會(huì)降低某些礦物質(zhì)的生物效價(jià)，例如植酸可能同 Zn 、 Mn 等絡(luò)合，形成不為動(dòng)物消化的化合物。 由于擠壓時(shí)的高溫、高水分將分解風(fēng)味物質(zhì)，且具有揮發(fā)性的風(fēng)味物質(zhì)在模頭口將隨水蒸汽一起蒸發(fā)而大部分散失。因此，加工過程中風(fēng)味劑的添加都采用擠壓后添加。 四、膨化的綜合影響分析 1、膨化加工改變了飼料原料中各成分的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，尤其是其中的淀粉和蛋白成分。 2、糊化淀粉具有很強(qiáng)的吸水性和粘接功能。由于它的高度吸水性，使得我們可向產(chǎn)品中添加更多的液體成分(油脂、糖蜜等)，同時(shí)，因?yàn)樗哂斜绕胀ǖ矸蹚?qiáng)的多的粘接功能，膨化過程淀粉的添加量可大大的減少。這為其他 O 原料的選擇提供了更多的余地，生產(chǎn)商可選擇更多的廉價(jià)原料替代那些昂貴的料，可以降低成本而不會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)。 3、由于淀粉基質(zhì)與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，因此飼喂時(shí)不易流失，只有當(dāng)動(dòng)物體內(nèi)消化酶分解淀粉時(shí)才將蛋白質(zhì)釋放出來，提高了蛋白質(zhì)的效價(jià)。 4、膨化過程使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，鈍化了許多抗?fàn)I養(yǎng)因子，同時(shí)改變了蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，縮短了蛋白質(zhì)在腸道中的水解時(shí)間。 5、膨化處理將原料分子中囊化油脂釋放出來，提高了脂肪的熱能值。 6、膨化將脂肪、淀粉、蛋白一起形成復(fù)合產(chǎn)物脂蛋白或脂多糖，降低了游離脂肪酸含量，鈍化了脂酶，抑制了油脂的降解，減少了產(chǎn)品儲(chǔ)存與運(yùn)輸過程中油脂成分的酸敗。 |
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