全 文 ：第 28 卷 第 15 期 农 业 工 程 学 报 Vol.28 No.15
258 2012 年 8 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Aug. 2012
高温短时气流膨化薏米工艺优化
刘晓娟
1
，龚 丽
2
，毛 新
1
，赵力超
1
，周爱梅
1
，刘 欣
1
（1. 华南农业大学食品学院，广州 510642； 2. 广东省农业机械研究所，广州 510642）
摘 要：为了对薏米高温短时气流膨化工艺进行优化，采用响应曲面法研究了预糊化时间、膨化温度、膨化时间和含水
率 4 个因素对薏米膨化率和黄蓝值的影响，并对膨化前后薏米的淀粉和蛋白质体外消化性以及细胞结构进行了分析。结
果表明，影响薏米膨化率因素的强弱顺序依次为膨化时间>含水率>膨化温度>预糊化时间，高温短时气流膨化薏米的最优
条件为预糊化时间 30 min、膨化温度 250℃、膨化时间 20.0 s 和含水率 6%。膨化后薏米淀粉和蛋白质体外消化率均比膨
化前显著提高（P<0.05）。膨化后薏米细胞内部呈蜂窝状结构，形成很多较大的空洞。该文提供了一种缩短薏米蒸煮时间
和提高营养物质消化吸收率的技术，满足薏米工业化生产的需求。
关键词：农产品，工艺，优化，高温短时气流膨化，薏米
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.15.041
中图分类号：TS213 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2012)-15-0258-06
刘晓娟，龚 丽，毛 新，等. 高温短时气流膨化薏米工艺优化[J]. 农业工程学报，2012，28(15)：258－263.
Liu Xiaojuan, Gong Li, Mao Xin, et al. Optimization of high temperature short time air puffing technology of adlay[J].
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2012, 28(15): 258－263. (in
Chinese with English abstract)
0 引 言

薏米属禾本科玉蜀黍族薏苡属，又名薏苡仁或薏仁
米。薏米的营养价值很高，富含维持人体健康所必需的
蛋白质、脂肪、碳水化合物、8 种氨基酸、亚油酸、B 族
维生素和各种微量元素等，是一种营养平衡的谷物
[1]
。此
外，薏米还含有多糖、薏醇、薏苡素、薏苡仁酯及特有
的三萜类化合物等多种药用成分
[2-3]
。现代药理研究表明，
薏米能够抑制癌细胞的增殖，增强肾上腺皮质功能，提
升白细胞血小板，增强免疫力和抗炎作用，镇静镇痛及
解热作用，降血钙，抑制骨骼肌收缩和降血糖抗肿瘤等，
是一种很好的药食两用的功能性原料
[4-6]
。但是薏米颗粒
结构致密、质地硬，并且淀粉很难糊化，在生产应用中
较难煮熟，食用时必须经过长时间浸渍后进行煮沸，限
制了薏米在食品方面的利用。
膨化食品是一种休闲方便食品，通过膨化加工可以
提高人体对食品营养物质的消化吸收率，同时使物料内
部形成许多较大的空洞，利于在蒸煮过程中水分子充分
进入到物料内部进行蒸煮，缩短膨化产品的蒸煮时间。
目前，膨化食品加工以油炸膨化、挤压膨化、焙烤膨化
和压差气流膨化方式为主
[7]
，高温短时气流膨化方式国内
外研究较少，只有苋菜籽、板栗片、马铃薯块（片）、苦
荞麦以及小麦休闲食品高温短时气流膨化的相关报道
[8-15]
，
收稿日期：2011-12-07 修订日期：2012-05-15
基金项目：广州市科技计划项目（11BppZLhh1010038）；广东省科技攻关项
目（2007A020300003）
作者简介：刘晓娟（1980－），女，山东烟台人，讲师，博士，主要从事农
产品精深加工研究与综合利用。广州 华南农业大学食品学院，510642。
Email: liuxj@scau.edu.cn
但尚未有关该技术应用于薏米的研究报道。高温短时气
流膨化是一种新型先进膨化技术，其最大的特点是可满
足包括原颗粒物料和重组物料等多种形状大小的物料无
油、连续膨化加工，物料受热时间短，营养保持好，是
一种应用前景广阔的的多功能膨化技术
[16]
。本文所采用
的高温短时气流膨化机由广东省农业机械研究所研制，
该机通过省级科技成果鉴定，并已在企业成功用于板栗
全粉膨化脆片和红薯脆片产品的加工。本文以薏米为原
料，通过响应曲面法研究了预糊化时间、膨化温度、膨
化时间和含水率对薏米膨化率和黄蓝值的影响，对薏米
高温短时气流膨化工艺进行了优化，并对膨化前后薏米
的淀粉和蛋白质体外消化性以及细胞结构进行了分析，
以期提供一种缩短薏米蒸煮时间和提高营养物质消化吸
收率的技术，满足薏米工业化生产的需求。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
薏米：购于广州百佳超市。
XPD-Q40 多功能气流膨化机（广东省农业机械研究
所）；DC-P3 型全自动测色色差计（北京光学仪器厂）；
TC10KB 电子天平（美国双杰电子天平有限公司）；RG-
热泵功能扩展干燥试验装置（广东省农业机械研究所）；
XL-30-ESEM 环境扫描电子显微镜（荷兰 Philips-FEI 公
司）。
1.2 试验方法
1.2.1 薏米气流膨化工艺
工艺流程：薏米→除杂→清洗→浸泡→预糊化→干
燥→膨化
除杂：除去薏米壳、碎粒及其他杂物；浸泡：在 28℃
第 15 期 刘晓娟等：高温短时气流膨化薏米工艺优化 259
左右冷水料液比（质量比）1∶5 浸泡 30 min；预糊化：
用电炉将水煮沸，在料液比（质量比）1∶10 下 100℃沸
水进行预糊化；干燥：40℃热泵干燥至不同的含水率。其
中，预糊化时间和含水率是以下试验的变化因素。
1.2.2 试验因素和水平
通过单因素预试验，预糊化时间超过 30 min 时，膨
化率继续增大，但是黄蓝值增大显著，影响产品外观，
因此在响应曲面设计时预糊化时间最高取值为 30 min；
含水率越大，膨化率越低，黄蓝值变化不显著，且薏米
含水率在 10%以内，膨化率差异不显著，薏米在干燥过
程中，将含水率降低到更低时需要消耗更多的能量和时
间，所以综合考虑，薏米最低含水率设置了 6%。
在单因素预试验基础上，选取预糊化时间、膨化温
度、膨化时间和含水率 4 个影响因素，以膨化率和黄蓝
值 为 响 应 值 ， 应 用 Design Expert (7.1.3) 软 件 中
Box-Benhnken 设计 4 因素 3 水平的响应曲面优化方案，
如表 1 所示。
表 1 Box-Benhnken 设计试验因素水平及编码
Table 1 Level and code of variables for
Box-Benhnken design
自变量
编码
预糊化时间
X1/min
膨化温度
X2/℃
膨化时间
X3/s
含水率
X4/%
-1 10 240 10 6
0 20 260 20 10
1 30 280 30 14
1.3 测试指标
1.3.1 膨化率的测定
膨化前后薏米密度由 S(膨化前或膨化后薏米 10 g)除
以体积 C 计算，膨化率由膨化前后薏米的密度比算出[17]。
薏米的体积 C 由下式计算
C=[(A-B)/A]×V
式中，C 为薏米的体积，mL；A 为 100 mL 量筒中海沙的质
量，g；B 为 100 mL 量筒中放入膨化前或膨化后 10 g 薏米，
剩余体积用海沙填充的质量，g；V 为量筒的体积 100 mL。
1.3.2 黄蓝值的测定
薏米颜色较白，高温膨化后，薏米受到过热效应，
会发生焦糊，颜色变黄。所以选择黄蓝值为评价指标，
筛选最佳膨化条件。采用 Zapotoczny 等报道的色差计测
定薏米的黄蓝值
[9]
。
1.3.3 体外消化率的测定
采用张习军等报道的方法进行淀粉体外消化率的测
定
[18]
。
采用许永亮等报道的方法进行蛋白质体外消化率的
测定
[19]
。
1.3.4 细胞结构的测定
据 Graziella 等报道，用刀片将样品进行纵切，镀金
后，用 XL-30-ESEM 环境扫描电子显微镜进行观察[20]。
2 结果与分析
2.1 模型建立
Box-Benhnken 试验设计和结果如表 2 所示。利用
Design Expert 对表 2 试验数据进行二次多项回归拟合，
分别获得膨化率 Y1 和黄蓝值 Y2 对预糊化时间 X1、膨化温
度 X2、膨化时间 X3 和含水率 X4 的多元回归方程。
Y1=1.81+0.10X1+0.14X2+0.17X3−0.16X4+0.020X1X2 +
0.025X1X3−0.089X1X4 −0.014X2X3−0.033X2X4 –
0.067X3X4 + 0.061X12+0.042X22−0.083X32+9.967×10-3X42
（1）
Y2=15.79+0.65X1+3.17X2+4.75X3−0.88X4−0.095X1X2−
0.095X1X3−0.093X1X4+3.68X2X3−1.98X2X4−1.63X3 X4−
0.27X12+1.45X22+1.49X32+0.96X42 （2）
表 2 Box-Benhnken 设计表及试验结果
Table 2 Box-Benhnken design matrix and experimental results
因素水平 响应值
序号
X1 X2 X3 X4 膨化率 Y1 黄蓝值 Y2
1 -1 -1 0 0 1.725 13.49
2 1 -1 0 0 1.865 15.08
3 -1 1 0 0 1.956 21.36
4 1 1 0 0 2.174 22.57
5 0 0 -1 -1 1.608 13.70
6 0 0 1 -1 2.112 26.89
7 0 0 -1 1 1.529 15.15
8 0 0 1 1 1.764 21.84
9 -1 0 0 -1 1.812 15.00
10 1 0 0 -1 2.226 15.80
11 -1 0 0 1 1.599 14.95
12 1 0 0 1 1.658 15.38
13 0 -1 -1 0 1.358 14.40
14 0 1 -1 0 1.668 11.69
15 0 -1 1 0 1.785 16.01
16 0 1 1 0 2.037 28.03
17 -1 0 -1 0 1.603 11.23
18 1 0 -1 0 1.755 13.29
19 -1 0 1 0 1.831 20.99
20 1 0 1 0 2.083 22.67
21 0 -1 0 -1 1.884 14.53
22 0 1 0 -1 2.243 25.20
23 0 -1 0 1 1.608 15.25
24 0 1 0 1 1.835 17.98
25 0 0 0 0 1.772 16.90
26 0 0 0 0 1.777 15.41
27 0 0 0 0 1.815 15.39
28 0 0 0 0 1.812 15.01
29 0 0 0 0 1.856 16.24
膨化率和黄蓝值二次回归方程方差分析结果见表 3
和表 4 所示，对模型方程（1）和（2）方差分析结果表
明，两方程具有极显著性（P<0.0001）。方程（1）决定
系数为 0.9857，方程（2）的决定系数为 0.9745，而且各
因子系数具有意义，说明回归方程对实际试验拟合情况
较好。膨化率和黄蓝值的失拟项均稍大于 0.05，可能实
验误差会稍微大一些，但从统计学意义上来讲，属于失
拟不显著。从而证明两模型是合适有效的，具有一定的
实践指导意义。
农业工程学报 2012 年260
表 3 膨化率回归方程方差分析表
Table 3 Analysis of variance table for fitted quadratic
polynomial model of expansion rate
变异来源 平方和 自由度 均方差 F 值 P 值
模型 1.19 14 0.085 17.83 <0.0001
X1 0.13 1 0.13 26.76 0.0001
X2 0.24 1 0.24 49.99 <0.0001
X3 0.36 1 0.36 76.70 <0.0001
X4 0.30 1 0.30 62.80 <0.0001
X1X2 1.52×10-3 1 1.52×10-3 0.32 0.5804
X1X3 2.50×10-3 1 2.50×10-3 0.53 0.4801
X1X4 0.032 1 0.032 6.63 0.0220
X2X3 8.41×10-4 1 8.41×10-4 0.18 0.6803
X2X4 4.36×10-3 1 4.36×10-3 0.92 0.3545
X3X4 0.018 1 0.018 3.81 0.0713
X12 0.024 1 0.024 5.10 0.0405
X22 0.012 1 0.012 2.46 0.1389
X32 0.045 1 0.045 9.44 0.0083
X42 6.44×10-4 1 6.44×10-4 0.14 0.7182
残差 0.067 14 4.75×10-3
失拟项 0.0062 10 6.19×10-3 5.37 0.0598
纯误差 4.613×10-3 4 1.15×10-3
总变异 1.25 28R2=0.9857
表 4 黄蓝值回归方程方差分析表
Table 4 Analysis of variance table for fitted quadratic
polynomial model of yellow-blue index
变异来源 平方和 自由度 均方差 F 值 P 值
模型 516.07 14 36.85 14.71 <0.0001
X1 5.03 1 5.03 2.01 0.1784
X2 120.78 1 120.78 48.18 <0.0001
X3 270.47 1 270.47 107.90 <0.0001
X4 9.31 1 9.31 3.71 0.0745
X1X2 0.036 1 0.036 0.014 0.9062
X1X3 0.036 1 0.036 0.014 0.9062
X1X4 0.034 1 0.034 0.014 0.9680
X2X3 54.24 1 54.24 21.64 0.0004
X2X4 15.76 1 15.76 6.29 0.0251
X3X4 10.56 1 10.56 4.21 0.0593
X12 0.48 1 0.48 0.19 0.6683
X22 13.65 1 13.65 5.44 0.0351
X32 14.36 1 14.36 5.73 0.0313
X42 5.98 1 5.98 2.39 0.1447
残差 35.09 14 2.51
失拟项 32.75 10 3.27 5.58 0.0560
纯误差 2.35 4 0.59
总变异 555.16 28R2=0.9745
2.2 膨化率的响应曲面分析与优化
由膨化率回归方程所作的响应曲面图如图 1 所示。
由图 1a 可知，当膨化时间为 20 s，含水率为 10%的条件
下，随着预糊化时间和膨化温度的升高，薏米的膨化率
均增大。预糊化时间与膨化温度的交互作用对膨化率的
影响，随着 2 种因素水平协同增加而呈上升趋势。由图
1b 可知，当膨化温度为 260℃，含水率为 10%的条件下，
随着预糊化时间和膨化时间的延长，薏米的膨化率均呈
上升趋势。预糊化时间与膨化时间的交互作用对膨化率
的影响，随着 2 种因素水平协同增加膨化率呈上升趋势。
由图 1c 可知，当膨化温度为 260℃，膨化时间为 20 s 的
条件下，薏米的膨化率，随着预糊化时间的延长而增大，
随着含水率的增高而下降。预糊化时间与含水率的交互
作用对膨化率的影响，随着 2 种因素水平协同增加而呈
下降趋势。由图 1d 可知，当预糊化时间为 20 min，含水
率为 10%的条件下，随着膨化温度和膨化时间的延长，
薏米的膨化率均呈上升趋势。膨化温度与膨化时间的交
互作用对膨化率的影响，随着 2 种因素水平协同增加而
呈上升趋势。由图 1e 可知，当糊化时间和膨化时间分别
为 20 min 和 10 s 的条件下，薏米的膨化率，随着膨化温
度的升高呈上升趋势，随着含水率的增高而下降。膨化
温度与含水率的交互作用对膨化率的影响，随着 2 种因
素水平协同增加，膨化率呈下降趋势。由图 1f 可知，当
预糊化时间和膨化温度分别为 20 min 和 260℃条件下，
薏米的膨化率，随着膨化时间的延长呈上升趋势，随着
含水率的增高而下降。膨化时间与含水率的交互作用对膨化
率的影响，随着 2 种因素水平协同增加，膨化率呈下降趋势。
由回归方程、各试验因素对薏米膨化率的响应曲面
图及其等高线图以及方差分析可知，预糊化时间、膨化
温度、膨化时间、含水率对薏米膨化率的线性效应以及
预糊化时间、膨化时间对薏米膨化率的曲面效应皆显著
（P<0.05）；线性效应中影响薏米膨化率的强弱顺序依次
为膨化时间>含水率>膨化温度>预糊化时间；预糊化时间
和含水率的交互作用显著（P<0.05）。
2.3 最适膨化工艺参数的确定及验证
根据膨化薏米的生产，希望得到膨化率较高黄蓝值
较小的产品。结合感官评价得出，当薏米黄蓝值<17.00
时外观较好。根据表 2 可知，在试验范围内，薏米的膨
化率最高可以达到 2.243，但是黄蓝值大于 17.00，在
Design Expert(7.1.3)软件中设定产品的优化条件为膨化率
>2.100 和黄蓝值<17.00，从而得出高温短时气流膨化薏米
的最优条件为预糊化时间 30 min、膨化温度 250℃、膨化
时间 20.0 s 和含水率 6%。表 2 中试验序号为 10 的试验
结果，尽管膨化率（2.226）高于最优膨化条件下的膨化
率（2.170），但是黄蓝值（15.80）也高于最优膨化条件
下的黄蓝值（14.95），外观不如最优条件下的膨化薏米
好，为了将产品外观更能吸引消费者，结合感官评价，
最终确定薏米的最优膨化条件。
根据最优条件，重复做了 3 次验证试验，预测值与
验证试验值结果见表 5。
经过验证试验得出，验证试验结果与预测值的误差
率：膨化率为 3.36%、黄蓝值为 2.07%。误差率在合理的
范围之内，说明采用响应曲面优化得到最佳结果的工艺
参数可靠，具有实用价值。
第 15 期 刘晓娟等：高温短时气流膨化薏米工艺优化 261
图 1 各因素交互作用对薏米膨化率的影响
Fig.1 Interacting influences of several factors to expansion rate of adlay
表 5 预测值及验证试验结果
Table 5 Results of predictive value and actual value
膨化率 黄蓝值
预测值 2.170 14.95
实际值 2.097 14.64
误差率/% 3.36 2.07
2.4 薏米膨化前后体外消化性的变化分析
淀粉和蛋白质体外消化性与吸光值呈正比，膨化前
后薏米的体外消化性如图 2 所示。从图 2 可以看出，膨
化后薏米淀粉和蛋白质体外消化率均比膨化前显著提高
（P<0.05），且膨化前后薏米淀粉和蛋白质体外消化率均
随着消化时间的延长而升高。高温短时气流膨化过程中，
淀粉发生一定程度的糊化，糊化度越高，淀粉的消化性
越高；同时蛋白质在高温下发生变性作用，伸展的蛋白
质分子更易被蛋白酶消化，并且蛋白酶抑制剂被钝化所
致，从而提高了淀粉和蛋白质的消化率
[18,21]
。
图 2 薏米膨化前后的体外消化性
Fig.2 In vitro digestion of starch and protein of adlay before and after puffing
2.5 薏米膨化前后细胞结构变化分析
图 3 是薏米膨化前后放大 150 倍的细胞结构扫描电
镜图片。从图 3 可以看出，薏米细胞膨化前后发生了明
显变化。膨化前薏米细胞结构致密，膨化后薏米细胞内
部呈蜂窝状结构，形成很多较大的空洞，变得疏松。由
于在高温短时气流膨化过程中，膨化温度高、热量充足，
农业工程学报 2012 年262
水分吸热后迅速蒸发，使膨化后物料呈蜂窝状。薏米颗
粒形成的较大空洞为人体内酶的作用提供了更大的作用
空间，空间位阻也减小，同时，蛋白质和淀粉结合力减
小，更有利于酶对蛋白质和淀粉的水解。因此膨化薏米
比原料薏米淀粉、蛋白质消化率更高。
a. 膨化前 b. 膨化后
图 3 薏米膨化前后的细胞结构
Fig.3 Cell structure of adlay before and after puffing
3 结 论
1）以预糊化时间、膨化温度、膨化时间和含水率为
自变量，通过 Box-Benhnken 设计法试验，建立了膨化率
和黄蓝值回归方程，通过方差分析和显著性检验，证明
回归方程对实际实验拟合情况较好，具有一定的实践指
导意义。
2）根据回归方程以及各试验因素对薏米膨化率影响
的响应曲面图及等高线图分析可知，预糊化时间、膨化
温度、膨化时间、含水率对薏米膨化率的线性效应以及
预糊化时间、膨化时间对薏米膨化率的曲面效应皆显著
（P<0.05）；线性效应中影响薏米膨化率的强弱顺序依次
为膨化时间>含水率>膨化温度>预糊化时间；预糊化时间
和含水率的交互作用显著（P<0.05）。
3）应用 Design Expert 软件确定了高温短时气流膨化
薏米的最优条件：预糊化时间 30 min、膨化温度 250℃、
膨化时间 20.0 s 和含水率 6%。验证试验结果与预测值的
误差率在合理的范围之内，采用响应曲面优化得到最佳
工艺参数可靠，具有实用价值。
4）膨化后薏米淀粉和蛋白质体外消化率均比膨化前
显著提高（P<0.05），且膨化前后薏米淀粉和蛋白质体外
消化率均随着消化时间的延长而升高。
5）薏米细胞膨化前后发生了明显变化。膨化前薏米
细胞结构致密，膨化后薏米细胞内部呈蜂窝状结构，形
成很多较大的空洞，变得疏松。
[参 考 文 献]
[1] 回瑞华，侯冬岩，郭华，等. 薏米中营养成分的分析[J]. 食
品科学，2005，26(8)：375－377.
Hui Ruihua, Hou Dongyan, Guo Hua, et al. Analysis of the
nutritional oil components in jobs tears seed[J]. Food Science,
2005, 26(8): 375－77. (in Chinese with English abstract)
[2] Wu T T, Charles A L, Huang T C. Determination of the
contents of the main biochemical compounds of Adlay (Coxi
lachrymal-jobi)[J]. Food Chemistry, 2007, 104(4): 1509－
1515.
[3] 肖小年，曾海龙，易醒，等. 薏苡仁多糖的提取及分离纯
化[J]. 食品科学，2010，31(2)：1－4.
Xiao Xiaonian, Zeng Hailong, Yi Xing, et al. Isolation and
purification of polysaccharides from Coix lachryma-jobi L.
var. ma-yuen Stapf[J]. Food Science, 2010, 31(2): 1－4. (in
Chinese with English abstract)
[4] Lee M Y, Lin H Y, Cheng F, et al. Isolation and
characterization of new lactam compounds that inhibit lung
and colon cancer cells from adlay (Coix lachryma-jobi L. var.
ma-yuen Stapf) bran[J]. Food and Chemical Toxicology,
2008, 46(6): 1933－1939.
[5] Wang C Y, Wu S C, Ng C C, et al. Effect of Lactobacillus-
fermented adlay-based milk on lipid metabolism of hamsters
fed cholesterol-enriched diet[J]. Food Research International,
2010, 43(3): 819－824.
[6] Chen H J, Chung C P, Chiang W, et al. Anti-inflammatory
effects and chemical study of a flavonoid-enriched fraction
from adlay bran[J]. Food Chemistry, 2011, 126(4): 1741－
1748.
[7] 尚永彪，唐浩国. 膨化食品加工技术[M]. 北京：化学工业
出版社，2007：1－3.
[8] Varnalis A I, Brennan J G, MacDougall D B, et al.
Optimisation of high temperature puffing of potato cubes
using response surface methodology[J]. Journal of Food
Engineering, 2004, 61(2): 153－163.
[9] Zapotoczny P, Markowski M, Majewska K, et al. Effect of
temperature on the physical， functional, and mechanical
characteristics of hot-air-puffed amaranth seeds[J]. Journal of
Food Engineering, 2006, 76(4): 469－476.
[10] Nath A, Chattopadhyay P K, Majumdar G C. High
temperature short time air puffed ready- to-eat(RTE) potato
snacks: Process parameter optimization[J]. Journal of Food
Engineering, 2007, 80(3): 770－780.
[11] Nath A, Chattopadhyay P K. Optimization of oven toasting
for improving crispness and other quality attributes of ready
to eat potato-soy snack using response surface methodology[J].
Journal of Food Engineering, 2007, 80(4): 1282－1292.
[12] Nath A, Chattopadhyay P K. Effect of process parameters
and soy flour concentration on quality attributes and
第 15 期 刘晓娟等：高温短时气流膨化薏米工艺优化 263
microstructural changes in ready-to-eat potato-soy snack
using high-temperature short time air puffing[J]. LWT, 2008,
41(4): 707－715.
[13] Pardeshi I L, Chattopadhyay P K. Hot Air Puffing Kinetics
for Soy-fortified Wheat-based Ready-to-Eat(RTE) Snacks[J].
Food Bioprocess Technol，2010, 3(3): 415－426.
[14] 龚丽，毛新，蒋爱民，等. 苦荞麦高温短时气流膨化工艺
初步研究[J]. 食品工业科技，2011，32(5)：282－284.
Gong Li, Mao Xin, Jiang Aimin, et al. Initial research on the
technology of the tartary buckwheat by the high temperature
short time air puffing[J]. Science and Technology of Food
Industry, 2011, 32(5): 282－284. (in Chinese with English
abstract)
[15] 江宁，刘春泉，李大婧，等. 气流膨化甘薯片的工艺优化
[J]. 农业工程学报，2010，26(11)：361－367.
Jiang Ning, Liu Chunquan, Li Dajing, et al. Explosion
puffing technology optimization for sweet potato chips[J].
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
(Transactions of the CSAE), 2010, 26(11): 361－367. (in
Chinese with English abstract)
[16] 胡光华，李浩权，陈煜龙，等. 多功能气流膨化机的研制
[J]. 包装与食品机械，2009，27(2)：5－7.
Hu Guanghua, Li Haoquan, Chen Yulong, et al. The
development of multi-functional turbo puffing equipment[J].
Packaging and Food Machinery, 2009, 27(2): 5－7. (in
Chinese with English abstract)
[17] Lai H M, Cheng H H. Properties of pregelatinized rice flour
made by hot air or gum puffing[J]. International Journal of
Food Science and Technology, 2004, 39(2): 201－212.
[18] 张习军，熊善柏，周威，等. 蒸煮工艺对米饭中淀粉消化
性能的影响[J]. 农业工程学报，2009，25(1)：92－96.
Zhang Xijun, Xiong Shanbai, Zhou Wei, et al. Effects of
cooking technologies on in vitro starch digestibility of cooked
rice[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural
Engineering (Transactions of the CSAE), 2009, 25(1): 92－
96. (in Chinese with English abstract)
[19] 许永亮，程科，赵思明，等. 大米淀粉的分子量分布及其与
粘性的相关性研究[J]. 中国农业科学，2007，40(3)：566－572.
Xu Yongliang, Cheng Ke, Zhao Siming, et al. Molecular
weight distribution of rice starches and its correlation with
viscosity[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2007, 40(3): 566－
572. (in Chinese with English abstract)
[20] Antonio G C, Alves D G, Azoubel P M, et al. Influence of
osmotic dehydration and high temperature short time
processes on dried sweet potato (Ipomoea batatas Lam.)[J].
Journal of Food Engineering, 2008, 84(3): 375－382.
[21] 冯凤琴，刘东红，叶立扬. 甘薯全粉加工及其挤压膨化食
品特性的分析研究[J]. 农业工程学报，2001, 17(3)：99－
102.
Feng Fengqin, Liu Donghong, Ye Liyang. Processing of
sweet potato powder and analysis of the characteristics of
extruded sweet potato foods[J]. Transactions of the Chinese
Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE),
2001, 17(3): 99－102. (in Chinese with English abstract)
Optimization of high temperature short time air
puffing technology of adlay
Liu Xiaojuan1, Gong Li2, Mao Xin1, Zhao Lichao1, Zhou Aimei1, Liu Xin1
(1. College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;
2. Guangdong Agricultural Machinery Research Institute, Guangzhou 510642, China)
Abstract: In order to optimize the high temperature short time air puffing technology of adlay, the experiments were
conducted by response surface methodology to investigate the effects of four influencing parameters of
pre-gelatinization time, puffing temperature, puffing time and water content on expansion rate and yellow-blue index . In
vitro digestion of starch and protein, and cell structure of adlay before and after puffing were also analyzed. The results
showed that the importance of affecting factors were in the order of the puffing time, water content, puffing temperature
and pre-gelatinization time. The optimum conditions were that pre-gelatinization time of 29.9 min, puffing temperature
of 251℃, puffing time of 20.0 s and water content of 6%. After puffing, the external digestion of starch and protein of
adlay increased significantly (P<0.05). Cell structure of adlay showed honeycomb structure, and there were many big
cavities. The research can provide a method for shortening cooking time and improving nutrient digestion and absorption
rate of adlay, which can meet the requirements of industrial production.
Key words: agricultural products, technology, optimization, high temperature short time air puffing, adlay