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王桂瑛 毛华明 文际坤
摘 要 利用自行设计委托加工的蒸汽压片设备，选择不同温度与时间的工艺参数进行玉米糊化度与容重的测定试验，以确定蒸汽压片玉米的最适工艺参数。经筛选，得出蒸汽压片玉米工艺的最佳参数是处理温度90℃，处理时间50min；蒸汽压片玉米糊化度（X）与容重（Y）间还存在极显著的相关性（P<0.01），回归方程为Y=-6.05X+663.20(R2=0.937 5)。
关键词 蒸汽压片玉米；糊化度；容重
中图分类号 S513
The Study of processing parameter for steam-flaked corn
Wang Guiying1, Mao Huaming, Wen Jikun
Abstract The equipment that can produce steam-flaked corn was manufactured and the technical parameter was chosen. The technical parameter chosen was processing temperature at 90℃，processing time at 50 minutes. Relation between degree of gelatinization and density of steam-flaked corn was found.The regression equations was as follow:Y=-6.05X+663.20 (R2=0.937 5).
Key words steam-flaked corn;degree of gelatinization;density
玉米是育肥牛和高产奶牛日粮中的主要能量来源，玉米的主要营养成份是淀粉(含量高达64%~78%)，因此，提高玉米淀粉利用率是提高增重效率和奶产量的根本。蒸汽压片处理玉米(Steam-flaked Corn)可以大大地提高玉米的消化率。蒸汽压片处理玉米是通过蒸汽热加工使玉米膨胀、软化，然后用一对反向旋转滚筒产生的机械压力剥离压裂这些已膨胀的玉米，将玉米加工成规定密度的薄片。其机理实际上是一个凝胶化的过程，即将紧密结合型的玉米淀粉，通过凝胶化来破坏细胞内淀粉结合的氢键，从而提高动物对玉米淀粉的消化率。此外，在处理过程中，玉米中蛋白质的化学结构得到改变，有利于瘤胃对蛋白质的吸收[3,4,6]。蒸汽压片处理玉米促进凝胶化过程及提高整体消化率的作用因素主要是水分、热量、处理时间及机械作用。水分的作用是起膨胀和软化作用；加热可使电子发生移动，破坏氢键，促进凝胶化反应；足够的蒸汽调质处理时间是获得充分凝胶化过程的保证；滚筒的机械作用是一个压碎成型及达到规定压片密度的过程[9,10]。本试验旨在研究不同的处理温度与处理时间参数共同对玉米的糊化度与容重的影响，探讨蒸汽压片适宜的工艺参数，为蒸汽压片玉米的实际生产提供参考。
1 材料与方法
1.1 蒸汽压片玉米生产设备的研制及蒸汽压片玉米的生产
本试验所用设备为根据试验目的自行设计委托加工的设备，其工艺流程见图1。
玉米由斗式提升机提至蒸汽调制器中，在蒸汽调制器中调制30～50min，再由垂直螺旋输送机送至压片机中，在一定压辊间隙下压制成片。
1.2 测定指针及方法
1.2.1 淀粉糊化度的测定
1.2.1.1 仪器
天平，灵敏度0.001g，恒温水浴锅，分光光度计。
1.2.1.2 试剂
①缓冲液
将3.7ml冰醋酸和4.1g无水乙酸钠溶于大致100ml蒸馏水中，定容至1 000ml，必要时可滴加乙酸或乙酸钠调整pH值至4.5±0.05。
②酶溶液
将750mg脱支酶（No.A-7255）溶于50ml蒸馏水，测试当天配制。
③蛋白沉淀剂
10%（W/V）ZnSO4.7H2O水溶液；0.5N NaOH。
④铜试剂
将40g无水Na2CO3溶于大致400ml蒸馏水中，加7.5g酒石酸，溶解后加4.5g CuSO4.5H2O混合后并稀释至1 000ml。
⑤磷钼酸试剂
取70g钼酸和10g钨酸钠，加入400ml10%NaOH和400ml蒸馏水，煮沸20min～40min以驱赶NH3，冷却，加蒸馏水至大约700ml，加250ml浓的正磷酸，用蒸馏水稀释至1 000ml。
⑥葡萄糖标准液
溶解100mg纯葡萄糖于70ml蒸馏水中，稀释至100ml，测试当天配制。
1.2.1.3 操作程序
①先将风干样品细磨碎使全部通过1mm筛，准确称取两份样品各150mg，分别置于25ml刻度试管内，其中一份供制备全糊化样品，另一份为测定样品。向样品中加入15ml缓冲液，混匀后将试管置于沸水浴中加热1h（其间摇动2～3次），即为全糊化样品。用自来水冷却试管，滴加适量蒸馏水使液面恢复到加热前的位置，与测定样品一起进行以下步骤。
②向测定样品中加入15ml缓冲液。分别向全糊化样品与测定样品中加入1ml酶溶液。另取一空试管加入15ml缓冲液和1ml酶溶液，作为空白。在40℃水浴中保温1h，起初摇动一次，以后每15mim摇动1次。
③保温1h时，加2ml10% ZnSO4.7H2O，混匀，过滤。
④准确吸取0.1ml滤液和2ml铜试剂，置于25ml刻度试管中。
⑤将该试管置沸水浴中6min，保持沸腾，加2ml磷钼酸试剂，继续加热2min。
⑥用自来水将试管冷却，加蒸馏水稀释至25ml，堵住试管口，反复颠倒试管使之混匀。
⑦用分光光度计在420nm测定吸光度。
⑧测定样品淀粉糊化度的计算：
1.2.2 容重的测定
根据杨胜《饲料分析与饲料质量检测技术》的方法，测定各处理玉米容重。
2 结果与分析
2.1 不同处理温度和处理时间对玉米容重及糊化度的影响
分别在调制温度为85℃和90℃，调制时间为30min、45min、50min时对玉米进行蒸汽压片处理，测定蒸汽压片玉米的糊化度与容重，结果见表1。
从表1中可以看出，在同一处理温度下，随处理时间的延长，蒸汽压片玉米容重降低，糊化度升高；在同一处理时间下，随温度升高，容重降低，糊化度升高。这说明处理时间和温度均与容重成反比，与糊化度成正比。淀粉类为主的颗粒饲料质量，在其它条件相同的情况下，主要取决于淀粉的糊化度。而淀粉糊化时主要是吸热吸水，蒸汽是一个很好的水热供体。一定温、湿度条件下，淀粉粒吸水润胀，构象发生变化，最终导致颗粒膨胀而破裂，即糊化(刘静明，1990；沉再春译，1996)。许多文献表明，温度是促使淀粉糊化的必需条件。淀粉糊化这种由有序态到无序态的熵增过程，必须通过一定的温度活化以利于这个过程的转化(French，1984；Ro1ee，1997；Lineback，1980)。胡友军试验报道，升高温度将不同程度地提高玉米中淀粉的糊化度，尤其是温度大于90℃时，糊化度急剧升高[5]。谭鹤群(1998)也曾报道，产品的淀粉糊化度随调质温度升高而升高[2]。李启武(1997)试验表明，在相同的温度下，当调质时间延长时，饲料中淀粉的糊化度也得到相应的提高[7]。这与本次试验的研究结果是一致的。
经蒸汽压片加工处理的谷物，其品质通常以实验室测定谷物的容重(单位：g/l)来评定。随着压辊压力的提高，薄片的容重减少，例如容重283g/l薄片与360g/l薄片相比，前者压辊压力高。试验表明，在蒸汽压片加工处理过程中，若提高谷物水分、温度和压力，谷物在瘤胃和全消化道内的淀粉消化率也随之提高[1]。国外很多文献报道，蒸汽压片的容重对于奶牛的生产性能也有很大影响，容重过低反而降低其生产性能。
C.T.Eurer，T.Thuber对19个泌乳试验进行总结，得到以下结论：①对玉米粒与高粱粒进行蒸汽压片处理与蒸汽碾压和干碾压相比，能提高许多泌乳测定指针，尤其是乳产量与乳蛋白产量，而且不降低乳脂量；②最适压片容重为360g/l[8]。在本次试验中，当处理温度为90℃，处理时间为50min时，蒸汽压片玉米的容重为363g/l，且其糊化度最高，具体形状见图2。
2.2 蒸汽压片玉米糊化度与容重间的相关性
经相关性分析，蒸汽压片玉米的糊化度与容重之间存在极显著的负相关（P＝0.001<0.01），相关系数为－0.968。对其进行回归分析，得回归方程Y＝－6.05X＋663.20（R2=0.937 5，N=6，X：糊化度，Y：容重）。
从图3可以看出，蒸汽压片玉米的容重随着其糊化度的增加而直线下降，即糊化度越大，则容重越低。糊化度与容重间存在极显著的负相关，这可能是由于糊化度越高，构象发生变化的淀粉就较多，在相同的压力下，玉米更容易被压成薄片，因此其容重就降低。
3 结论
本试验利用自行设计委托加工的蒸汽压片设备，在不同温度与时间下进行蒸汽压片处理玉米，并测定其糊化度与容重，以确定蒸汽压片玉米的适宜工艺参数。研究结果表明，当处理温度为90℃，处理时间为50min时，蒸汽压片玉米的容重为363g/l，糊化度最高，且蒸汽压片玉米糊化度（X）与容重（Y）间还存在极显著的相关性（P<0.01），回归方程为Y=-6.05X+663.20(R2=0.937 5)。这为蒸汽压片玉米的实际生产与推广提供了理论依据。
参考文献
1 朱钦龙译.玉米和高梁的不同加工处理饲喂奶牛的不同效果[J].乳业科学与技术，2000，（4）：26~28
2 谭鹤群，张炳利.制粒工艺参数对制粒效果影响的试验研究[J].中国饲料，1998，(22)：6~7
3 刘梅英，熊先安等.饲料加工对营养影响的研究[J].粮食与饲料工业，2000(1)：24~26
4 宿刊根.颗粒饲料的加工技术[J].饲料工业，1996，17(11)：7~9
5 胡友军，周安国等.饲料淀粉糊化的适宜加工工艺参数研究[J]. 动物营养学报，2003，15(1)：53~53
6 谢正军，陆齐波.制粒工艺参数分析与选择[J].饲料工业，1993，14(7)：21~24
7 李启武.不同加工工段对淀粉糊化度的影响[J].饲料工业，2002，23(1)：7~9
8 梁勤安，刘小龙等.蒸汽-薄片调质处理饲用玉米技术[J].新疆农机化，2002，(4)：32~33
9 谢正军，易炳权.蒸汽与调质[J].中国饲料，2002，(11)：26~27，29
10 陈永晖.水蒸汽调质[J].粮油食品科技，2003，11(1)：44~45
王桂瑛,云南农业职业技术学院，讲师，硕士，650212，云南昆明东郊云南农业职业技术学院小哨校区牧医系。
毛华明,云南省动物营养与饲料重点实验室。
文际坤,云南省肉牛与牧草研究中心。
收稿日期：２００４－10－１５
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