范小平，楊公明，周家華

（華南農(nóng)業(yè)大學 食品學院，廣東 廣州 510642）

0 引言

膨化食品通常是以谷物粉、薯粉或淀粉為主料，利用擠壓、油炸、焙烤、熱空氣、微波等膨化技術加工而成，因具有酥脆的口感而頗受人們的喜愛.其中，將食品原料利用螺桿擠壓機加工得到的產(chǎn)品稱為擠壓膨化食品，常見的有早餐谷物食品、方便食品、休閑食品、組織化仿生食品、調(diào)味品、巧克力食品以及寵物食品等種類.通過更換模具，還可方便地改變食品形狀，生產(chǎn)出具有不同外形和花色的擠壓膨化食品[1].

在各類擠壓膨化食品中，淀粉質(zhì)食品占最主要部分.近年來，大量研究人員致力于淀粉質(zhì)食品擠壓膨化技術研究.就研究內(nèi)容而言，主要集中在擠壓（如擠壓機及模具結(jié)構、擠壓機理與過程、物料受擠壓狀態(tài)）、膨化（如膨化機理與過程）、膨化物（如膨化物結(jié)構、質(zhì)構、品質(zhì)、營養(yǎng)成分）三方面.在現(xiàn)有的研究中，絕大部分都是以工藝和產(chǎn)品開發(fā)為主，在膨化機理方面的研究相對較少.同時，由于擠壓膨化過程較復雜，且淀粉質(zhì)物料在該過程中會產(chǎn)生復雜的物理、化學變化，相關膨化機理研究仍有待進一步深入和完善.作者主要對近年來關于淀粉質(zhì)食品擠出物的膨化機理的研究進行綜述、歸納和分析，在此基礎上，對該領域的進一步深入研究作出展望.

1 淀粉質(zhì)食品擠壓膨化過程的一般描述

1.1 食品擠壓膨化的“五階段”

食品擠壓膨化的一般過程是：含一定水分的物料在擠壓機內(nèi)部受到螺桿、機筒以及物料內(nèi)部的機械摩擦作用，被劇烈地擠壓、攪拌、剪切而逐步變得均勻和細化.此時，機筒內(nèi)部的物料因螺桿的高速剪切而處于高溫、高壓狀態(tài)，水分呈過飽和液態(tài).當物料從模口被擠出時，壓力突然降為大氣壓，水分發(fā)生閃蒸并進入物料體系因擠壓過程而產(chǎn)生的氣核內(nèi)部，誘使氣泡急劇膨脹；同時，水分的持續(xù)蒸發(fā)帶走了物料內(nèi)部大量的熱量，溫度在短時間內(nèi)顯著降低，致使擠出物固化定形，得到多孔、疏松結(jié)構和酥脆口感的膨化食品[2].

根據(jù)擠壓膨化過程的特點，Kokini等[3]提出了人們廣為認同的膨化過程理論，其核心內(nèi)容可概括為“五階段”，即：物料從有序到無序的轉(zhuǎn)變，氣核形成，?？谂蛎?，氣泡生長和氣泡塌陷，如圖1所示.

圖1 食品擠壓膨化過程示意圖

1.2 淀粉質(zhì)食品的擠壓膨化過程機制

淀粉質(zhì)擠壓膨化食品的加工物料主要來源于高淀粉含量的玉米、小麥、大米等，淀粉是形成膨化產(chǎn)品結(jié)構和膨化效果的主要成分.結(jié)合淀粉物料的特點及“五階段”理論，將其擠壓膨化過程機制描述如下.

1.2.1 淀粉質(zhì)物料從有序到無序的轉(zhuǎn)變

淀粉在擠壓機機筒內(nèi)部經(jīng)受螺桿的高速、高溫剪切而導致淀粉顆粒和分子發(fā)生不同程度的改變[4-6].因水分的存在，淀粉的原始結(jié)構將被破壞，發(fā)生糊化和降解.當水分充足時，淀粉受熱達到一定的溫度會糊化；當水分含量較低時，在通常的糊化溫度范圍內(nèi)糊化不完全，但隨著溫度的升高，未發(fā)生糊化的淀粉分子的活動加劇，最后結(jié)晶部分發(fā)生熔融，使顆粒狀或粉末狀的淀粉物料最終變成具有黏彈性的熔融體[7-9].

1.2.2 熔融淀粉質(zhì)物料內(nèi)部形成氣核

淀粉質(zhì)食品擠出物的膨化過程和最終形成的多孔狀結(jié)構，均與擠壓過程中淀粉熔體內(nèi)部的氣泡成核狀態(tài)直接有關.氣泡的成核指的是液體亞穩(wěn)態(tài)內(nèi)部形成體積小、熱力學不穩(wěn)定、氣態(tài)的“泡胚”.一旦“泡胚”達到臨界尺寸，將自發(fā)生長變成穩(wěn)定的氣泡核.對于淀粉質(zhì)物料的膨化而言，成核發(fā)生的區(qū)域可能為包陷的空氣，物料表面的塵粒，或者是基質(zhì)內(nèi)部存在的自由體積[10].

1.2.3 淀粉質(zhì)擠出物發(fā)生?？谂蛎?/p>

模口膨脹又稱擠出脹大或Barus效應，是指高分子熔體被強迫擠出模口時，擠出物的尺寸大于?？诔叽?，截面形狀也發(fā)生變化的現(xiàn)象.通常，牛頓型流體的?？谂蛎浶苋趸蛘卟淮嬖?，但高分子液體的?？谂蛎洭F(xiàn)象較為顯著，主要是因為高分子熔體的彈性記憶效應所致[11].當熔融淀粉物料進入擠壓機模口時，受到強烈的拉伸和剪切形變，其中拉伸形變屬于彈性形變.這些形變在模口中只有部分得到松弛，剩余部分在擠出模口后發(fā)生彈性恢復，產(chǎn)生模口膨脹.此外，淀粉熔體從?？跀D出時逐步冷卻，導致彈性力對熔體流變性的影響顯著增大，促進了模口膨脹.

1.2.4 擠出物內(nèi)部發(fā)生氣泡生長

氣泡生長與氣核形成階段緊密相連，直接決定著最終泡孔的大小、形態(tài)及膨化物的結(jié)構和性能.氣泡生長的驅(qū)動力為氣泡內(nèi)外壓力差.當?shù)矸廴垠w到達擠壓機模口時，處于高壓、高溫狀態(tài)，而從?？跀D出時，外界環(huán)境為常壓、常溫，壓力的驟降導致淀粉熔體中的水分發(fā)生急劇相變（閃蒸），大量水蒸氣持續(xù)進入氣核內(nèi)部，致使氣泡內(nèi)部壓力高于周圍環(huán)境，氣泡隨即生長.影響氣泡生長的因素是多方面的，主要有：

（1）擠壓機結(jié)構及操作條件，如螺桿類型、喂料速度、螺桿轉(zhuǎn)速、溫度設定、?？趲缀谓Y(jié)構，等.

（2）膨化劑種類與含量，常用的膨化劑有水、乙醇等.

（3）物料組成及其物性，尤其是與膨化劑混熔狀態(tài)的流變性.

（4）?？谕獠颗蚧h(huán)境，如溫度、濕度、壓力等.

1.2.5 擠出物內(nèi)部發(fā)生氣泡塌陷

氣泡塌陷包括生長停止、收縮或破裂過程.隨著氣泡的生長，氣泡的壁面（淀粉與水的混合熔體）溫度和含水率均下降，彈性、黏性等流變性發(fā)生改變，致使氣泡生長的動力枯竭，逐步停止生長或發(fā)生收縮.在氣泡生長的后期，如果氣泡間的壁發(fā)生破裂，將發(fā)生氣泡聚結(jié)現(xiàn)象，而氣泡聚結(jié)一般認為不會對宏觀擠出物的膨化產(chǎn)生影響，但位于表層的氣泡發(fā)生破裂將導致氣泡坍塌，會對膨化產(chǎn)生影響[12].

2 氣核形成的研究

淀粉質(zhì)食品擠出物的膨化過程是由大量氣泡快速增長所主導的多物理過程，而初始氣泡即氣核的形成是發(fā)生擠壓膨化的基礎條件之一.為深入揭示膨化過程機理，一些學者專注于氣核的形成及狀態(tài)研究，但目前相關研究文獻報道主要集中在合成高分子領域.

近年來，研究人員針對成核區(qū)域的范圍和起源開展研究，試圖驗證有關成核理論，但普遍遇到了實驗中的困難.迄今為止，研究人員一般認為氣核形成于流體尤其是熔融高分子內(nèi)部，主要是因為其內(nèi)部存在溶解的氣體或者化學發(fā)泡劑[3].在熔融淀粉質(zhì)物料內(nèi)部成核方面，Kumagai等[13-14]成功估算了促使小麥淀粉和大米淀粉膨化的臨界氣泡半徑，Hoseney等[15]研究了一種能使局部氣泡可視化的小麥淀粉擠出螺桿，并證明了淀粉臍為主要成核區(qū)域.根據(jù)Hoseney等[15]和Cisneros等[6]的研究結(jié)論，熔體內(nèi)包陷的空氣泡有助于擠出物的膨化，主要是因為它們可以充當泡核作為水蒸氣氣泡的形成.最近，Robin等[16]在研究小麥淀粉與麥麩共擠物的膨化時發(fā)現(xiàn)，在小麥淀粉中加入不溶的干性麥麩顆粒有助于提高氣核生成數(shù)量，進而提高了最終膨化物的孔隙數(shù)量.

就成核方式而言，可分為均勻成核和非均勻成核[10].均勻成核是由于亞穩(wěn)態(tài)液相內(nèi)部的局部熱效應和密度變動，導致形成具有類似蒸氣能的分子簇，這些分子簇進一步形成氣核；非均勻成核的條件是當液相與其他相或外界雜質(zhì)（如包陷的不可凝結(jié)的空氣泡，懸浮的固體顆粒等）接觸.通常，均勻成核和非均勻成核在擠壓機內(nèi)部的淀粉熔體中共同存在，且非均勻成核的數(shù)量少于均勻成核數(shù)[17]，而Guy等[18]則在研究中強調(diào)，當均勻成核作為主要成核方式時，隨著擠出熔體溫度上升，膨化物內(nèi)部的氣孔數(shù)目沒有增加.

在對成核狀態(tài)的數(shù)學模型描述方面，由于淀粉屬于生物高分子，在擠壓過程中經(jīng)歷連續(xù)的較為復雜的轉(zhuǎn)變（主要為糊化），因而不能完全參照合成泡沫塑料高分子的發(fā)泡理論.目前，關于淀粉的成核模型基本都采用了適當?shù)暮喕僭O，用以定量地描述成核狀態(tài).比如，Kokini等[3]認為在飽和狀態(tài)下，液體和水蒸氣內(nèi)的壓力在氣泡界面處相等且保持平衡，并采用Laplace（拉普拉斯）方程進行了建模，對氣泡成核和膨脹現(xiàn)象的理解做出了頗有價值的貢獻，但他們忽略了黏彈性因素，并假設擠壓過程中氣泡界面的壓力差恒定.

3 熔融淀粉物料的流變性研究

擠壓過程中，含有一定水分的淀粉物料被轉(zhuǎn)變?yōu)轲椥悦鎴F，其流變性對擠出物在?？谕獠康呐蚧a(chǎn)生決定性的影響，因此，自擠壓膨化技術產(chǎn)生以來，許多研究人員致力于熔融淀粉（面團）的流變性研究.

近年來，針對熔融淀粉流變性的研究主要集中在量化擠壓膨化加工條件參數(shù)和物料組分的影響方面：研究人員通常借助流變儀對熔融淀粉物料的流變性（主要為黏彈性）進行檢測，以建立流變性與加工條件、淀粉轉(zhuǎn)化與降解程度、物料組分之間的經(jīng)驗或半經(jīng)驗模型.就檢測手段而言，較多研究者在擠壓機模口安裝在線式流變儀[19-22]，也有的采用離線式毛細管流變儀[23-24].

盡管熔融淀粉在擠壓機?？诟浇憩F(xiàn)為黏彈性，但其在擠壓機內(nèi)的運動主要靠螺桿的剪切作用，因此黏性是最主要的性能[25].基于此，一些研究者通過忽略熔融淀粉在?？诟浇膹碗s流動、膨化效應和彈性，將其看成為流體，其性能符合Arrhenius式的溫度相關性[26-27].但是，隨著淀粉擠出物溫度的下降并接近玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，其黏性更趨于符合Williams-Landel-Ferry模型（本文簡稱WLF方程），而Arrhenius模型通常在熔體溫度高出玻璃化轉(zhuǎn)變溫度100℃時較為適用[26，28-29].

為建立熔融淀粉黏度與擠壓膨化加工條件的關系模型，一些研究者在傳統(tǒng)冪律方程的基礎上，不斷提出和優(yōu)化黏性模型.早在20世紀70年代，Harper等[19]便提出了一種包含加工溫度、剪切速率和物料含水率影響的理論模型，用于描述擠壓蒸煮谷物面團的黏度，并通過實驗數(shù)據(jù)對模型中的參數(shù)進行了修正，該模型后來被Wang等[30]和Altomare等[31]用來預測小麥粉、大米粉在低水分含量條件下的黏度變化，而Lai等[32]則通過引入淀粉糊化度、活化能及淀粉轉(zhuǎn)化等因素對Harper模型進行了修正.最近，Dautant等[33]采用毛細管流變儀測定大米淀粉與少量脂肪共擠物在不同加工溫度、含水率和表觀剪切速率下的黏度，結(jié)果表明熔融擠出物符合假塑性流體行為，可采用冪律模型來描述其黏性.

熔融淀粉的流變性除與加工條件參數(shù)有關外，還與淀粉物料自身性質(zhì)有關，比如含直鏈、支鏈淀粉分子的比例，是否含其他添加組分（除水外）等.同時，在淀粉中加入其他成分如蛋白質(zhì)、脂肪等同樣會影響熔融淀粉的流變性，進而影響共擠物的膨化，而這方面也有了較多的研究報道.

4 ?？谂蛎洐C制研究

目前對于?？谂蛎浝碚撃Ｐ偷难芯恐饕性诤铣筛叻肿宇I域，對淀粉等生物高分子的?？谂蛎浹芯縿t較少，主要是因為淀粉本身在擠壓時產(chǎn)生的復雜變化和特殊的流變性，使其?？谂蛎浀牧炕^為困難.

Chang[34]分別采用Amioca（含98%支鏈淀粉）、Hylon7（含70%直鏈淀粉）和玉米粉作為原料對模口膨脹現(xiàn)象進行了理論建模和實驗研究，結(jié)果表明，第一法向應力差隨剪切速率的增加而增大，但隨物料溫度和含水率的增加而減小，原料Amioca的可恢復剪切應變表現(xiàn)為溫度的正相關函數(shù)，而玉米粉的可恢復剪切應變表現(xiàn)為溫度的負相關函數(shù).此外，Brent等[35]通過數(shù)學建模、數(shù)值計算和實驗確定了模口膨脹對擠出物徑向膨化率的影響，Tanner[36]則對其早期提出的模口膨脹模型未能很好地解決高彈性材料在?？谔幍钠娈慄c問題進行了修正.

5 氣泡膨脹機制研究

研究氣泡膨脹機制主要是對淀粉質(zhì)食品擠出物內(nèi)部氣泡增長的動態(tài)過程進行觀測、量化、分析.氣泡膨脹是一個典型的多物理過程——其增長受到熔融態(tài)淀粉擠出物流體的流變性以及氣泡與熔融態(tài)流體之間的質(zhì)量、動量和熱量傳遞過程控制，并與周圍環(huán)境存在熱量和質(zhì)量交換[37].

目前關于氣泡膨脹動態(tài)過程的研究，按照氣泡增長的熔體環(huán)境可分為兩大領域：（1）合成高分子領域，如PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、EPS（聚苯乙烯）等泡沫塑料的發(fā)泡成型，通常采用擠出和注射成型[38]；（2）生物高分子領域，如淀粉質(zhì)食品擠出物的膨化.這兩類熔體環(huán)境中的氣泡增長機制有類似之處，但也有明顯差異，主要是不同高分子的流變性本構方程不一樣.事實上，學術界針對氣泡膨脹機制的研究最初是從合成高分子的發(fā)泡成型發(fā)展起來的.對于淀粉質(zhì)食品擠出物的膨化，由于淀粉在擠壓膨化過程中存在糊化、降解、轉(zhuǎn)變等特殊變化，熔體的流變性和熱力學性質(zhì)更加復雜，因此加大了對其內(nèi)部氣泡膨脹機制的研究難度.

構建擠壓膨化食品多孔結(jié)構和質(zhì)構性能的氣泡有水蒸氣和化學氣體（常見的是CO2），二者還可能混有空氣成分.因此，研究淀粉質(zhì)食品擠出物內(nèi)部的氣泡膨脹機制，通常以這兩類氣泡為對象.

5.1 由水蒸氣擴散所主導的氣泡膨脹機制研究

在淀粉質(zhì)食品擠出物的膨化過程中，水分充當塑化劑和發(fā)泡劑的作用[39].當熔融淀粉被擠出模口，水分由液態(tài)快速轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵猓ㄩW蒸），經(jīng)擴散進入氣核內(nèi)部，促使氣泡膨脹.為研究該類氣泡的膨脹機制，Kokini等[3]提出了一種簡化了的數(shù)學模型用于預測玉米淀粉擠壓膨化過程中的氣泡生長，并將擠出物的比體積與Pvs/η關聯(lián)起來（Pvs為水蒸氣壓力，η為熔體黏度）.Kumagai等[14]采用擠出物的楊氏模量和氣泡內(nèi)、外壓力差建立了膨化物的臨界半徑預測模型，且預測結(jié)果與實驗觀測結(jié)果基本一致，但該模型忽略了氣泡收縮現(xiàn)象.Fan等[28]提出的氣泡生長動態(tài)模型考慮了膨化過程中氣泡與環(huán)境的熱、質(zhì)交換，采用冪律模型和WLF方程的組合模型來描述擠出物熔體的流變性，突出了熔體黏性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響；其數(shù)值計算結(jié)果表明，氣泡經(jīng)歷了一種快速增長而隨后發(fā)生收縮的變形階段，且決定該變形的主要因素是熔體的黏性，表面張力的影響幾乎可忽略.但他們的研究沒有考慮淀粉熔體的彈性和對水分傳遞的阻滯效應，也沒有考慮氣泡破裂與合并的影響，因而與實際情形存在一定的差異.最近，Wang等[39]分別針對淀粉基擠出物在膨化過程中的單個氣泡增長過程，氣泡增長與擠出物膨化之間的關聯(lián)，以及宏觀層面上的動量、質(zhì)量、熱量傳遞過程進行建模，采用程序設計對其中的微分方程進行數(shù)值求解，并通過相關實驗驗證了數(shù)值分析結(jié)果的合理性，但他們建立的熔體黏性本構方程沒有很好地反映?？谕獠康姆堑葴剡^程特點.

此外，Schwartzberg等[40]系統(tǒng)研究并建立了爆米花（物料為玉米粉）膨化過程中的熔融淀粉流變性與剪切速率、水分含量、溫度和預定SME（單位機械能耗）輸入的關系方程，以及熔體的平衡水分分壓方程，凈潛熱方程，氣泡增長的控制方程（組）等，并利用有限差分法對建立的微分方程組進行數(shù)值計算.然而，他們在理論建模時忽略了宏觀層面上發(fā)生的熱量、動量與質(zhì)量傳遞現(xiàn)象，而這些會對單個氣泡膨脹過程產(chǎn)生影響.他們提出的破裂應力與開孔分數(shù)計算模型被后來的Alavi等[41-42]和Wang等[39]在研究宏觀擠出物的膨化特性時所采用，并取得了較好的效果.

綜上，對于由水蒸氣主導的氣泡膨脹動態(tài)過程，目前大部分文獻報道均采用數(shù)值方法進行理論研究，完全采用實驗研究的較少，主要是因為膨化過程持續(xù)時間極短（約幾秒鐘），導致觀測水分的閃蒸現(xiàn)象和其他狀態(tài)參數(shù)非常困難.其中，Arhaliass等[43]采用一套整合有圖像處理技術的可視化系統(tǒng)對玉米粉擠出物在雙螺桿擠壓機?？谔幍呐蚧褪湛s狀態(tài)進行觀測，為理論研究提供了實驗參考.

5.2 由CO2氣體擴散所主導的氣泡膨脹機制研究

在膨化食品加工時，CO2氣體也可使面團類物料形成多孔膨松結(jié)構，其通常由酵母或者化學原料（如碳酸氫鈉）發(fā)酵產(chǎn)生.在熔融淀粉（面團）擠出物內(nèi)部，由CO2氣體擴散所主導的氣泡膨脹與由水蒸氣擴散所主導的類似，但在建立傳質(zhì)（擴散）、黏彈性及氣泡增長模型時須考慮不同氣體在溶解性、擴散性等性能上的差異.

目前在擠壓膨化時利用CO2氣體的研究報道并不多見，比較典型的有：Alavi等[41]對超臨界流體擠壓膨化時的CO2氣泡增長動態(tài)過程以及擠出后的干燥過程進行了數(shù)學描述，并建立了單個氣泡增長與宏觀擠出物膨化的關聯(lián)模型；同時，他們還利用Visual Basic編程工具對所建立的數(shù)學模型進行了程序設計和運算，將運算結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比（實驗采用預糊化玉米淀粉、土豆淀粉及乳清濃縮蛋白的混合物料），二者得到的氣泡半徑和開孔率大小基本一致.模型預測結(jié)果還表明，擠出物的坍塌程度和開孔率均隨熔體屈服應力、破損應力的增加而降低[42].此外，Hailemariam等[37]建立了面包面團擠出物內(nèi)由CO2氣體擴散主導的增長過程數(shù)學模型，并將模型預測結(jié)果分別與Alavi等[42]中的模型預測結(jié)果和實驗結(jié)果進行對比，證明了所建模型的合理性，但該模型同樣是在等溫膨化假設下建立的，與實際過程存在差異.

6 總結(jié)與展望

研究淀粉質(zhì)食品擠出物的膨化機理對深入認識擠壓膨化的發(fā)生、過程特點與控制，開展淀粉質(zhì)擠壓膨化食品的質(zhì)構調(diào)控等方面具有重要的基礎研究和實踐指導意義.作者從氣核形成、熔體流變性、?？谂蛎?、氣泡膨脹等方面對近年來學術界關于淀粉質(zhì)食品擠出物的膨化機理研究進行了系統(tǒng)綜述、分析.結(jié)合國內(nèi)外研究進展狀況，可在以下方面進一步加強膨化機理研究.

（1）量化氣核形成狀態(tài).現(xiàn)有的成核研究偏重于理論定性分析，因此可加強對成核狀態(tài)（主要指位置、方式）的定量研究，建立相應的數(shù)學模型，實現(xiàn)對最終擠壓膨化食品孔隙分布的預測與控制.

（2）完善淀粉擠出物熔體流變性的定量描述.熔體的流變特性與氣泡膨脹的內(nèi)部環(huán)境對應，直接決定了氣泡的膨脹狀態(tài)與結(jié)果，但現(xiàn)有研究均不同程度地對熔體采用了理想化處理，影響了對流變性建模的準確度，因此可進一步結(jié)合擠壓狀態(tài)、淀粉物料分子結(jié)構與性能、?？谕獠凯h(huán)境等綜合因素建立新的流變性模型，或者對現(xiàn)有模型進行修正、優(yōu)化.

（3）綜合運用研究方法.淀粉質(zhì)食品擠出物的膨化是典型的短時動態(tài)過程，目前對膨化過程特征的研究普遍采用數(shù)值模擬方法，彌補了該過程難以通過實驗準確觀測的問題.但數(shù)值模擬是基于若干理想化假設的基礎上，因此可在進一步研究膨化過程時加強理論分析與建模、數(shù)值模擬、實驗等方法的綜合運用，以提高對膨化過程規(guī)律量化的準確度.

［1］ 王丹兵，張桂．擠壓與膨化技術在食品工業(yè)中的應用與發(fā)展［J］．農(nóng)產(chǎn)品加工（學刊），2006，（1）：64-66．

［2］ 沈正榮．擠壓膨化技術及其應用概況［J］．食品與發(fā)酵工業(yè)，2000，26（5）：74-78．

［3］ Kokini J L，Chang C N，Lai L S．The role of rheological properties on extrudate expansion［C］//Kokini J L，Ho C-T，Karwe M V．Food extrusion science and technology．New York：Marcel Dekker Inc，1992：631-653．

［4］ Colonna P，Doublier J L，Melcion J P，et al．Extrusion cooking and drum drying of wheat starch．I．Physical and macromolecular modifications ［J］．Cereal Chemistry，1984，61（6）：538-543．

［5］ Lin S，Hseih F，Huff H E．Effects of lipids and processing conditions on degree of starch gelatinization of extruded dry pet food［J］．Lebensmittel-Wissenschaft and Technologie，1997，30（7）：754-761．

［6］ Cisneros F H，Kokini J L．A generalized theory linking barrel fill length and air bubble entrapment during extrusion of starch［J］．Journal of Food Engineering，2002，51 （2）：139-149．

［7］ Mitchell J R，Areas J A G．Structural changes in biopolymers during extrusion［C］//Food extrusion science and technology．New York：Marcel Dekker，1992：345-360．

［8］ Hoover R．Composition，molecular structure，and physicochemical properties of tuber and root starches：a review［J］．Carbohydrate Polymers，2001，5（3）：253-267．

［9］ Parker R，Ring S G．Aspects of the physical chemistry of starch［J］．Journal of Cereal Science，2001，34（1）：1-17．

［10］ Moraru C I，Kokini J L．Nucleation and expansion during extrusion and microwave heating of cereal foods［J］．Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety，2003，2（4）：147-165．

［11］吳其曄，巫靜安．高分子材料流變學［M］．北京：高等教育出版社，2002：8．

［12］趙學偉．食品擠壓膨化機理研究進展［J］．糧食加工，2010，35（2）：59-65．

［13］ Kumagai H，Lee B H，Kumagai H，et al．Critical radius and time course of expansion of an isolated bubble in wheat flour dough under temperature rise［J］．Agricultural and Biological Chemistry，1991，55（4）：1081-1087．

［14］ Kumagai H，Kumagai H，Yano T．Critical bubble radius for expansion in extrusion cooking［J］．Journal of Food Engineering，1993，20（4）：325-338．

［15］ Hoseney R C，Mason W R，Lai CS，et al．Factors affecting the viscosity and structure of extrusioncooked wheat starch［C］//Kokini J L，Ho C-T，Karwe M V.Food extrusion science and technology．New York：Marcel Dekker Inc，1992：277-305．

［16］ Robin F，Dubois C，Pineau N，et al．Expansion mechanism of extruded foams supplemented with wheat bran［J］．Journal of Food Engineering，2011，107（1）：80-89．

［17］ Colton J S，Suh N P．Nucleation of microcellular foam：theory and practice ［J］．Polymer Engineering&Science，1987，27 （7）：500-503．

［18］ Guy RCE，Horne A W．Extrusion and co-extrusion of cereals［C］//Blanshard J M V，Mitchell J R.Food structureits creation and evaluation．London：Butterworth，1988：331-350．

［19］ Harper J M，Rhodes T P，Wanninger J L A．Visco-sity model for cooked cereal doughs［J］．Chem-ical Engineering Progress Symposium Series，1971，67（108）：40-43．

［20］ Drozdek K D，F(xiàn)aller J F．Use of a dual orifice die for on-line extruder measurement of flow behavior index in starchy foods［J］．Journal of Food Engineering，2002，55（1）：79-88．

［21］ Li P C，Campanella O H，Hardacre A K．Using an in-line slit-die viscometer to study the effects of extrusion parameters on corn melt rheology［J］．Cereal Chemistry，2004，81（1）：70-76．

［22］ Robin F，Dattinger S，Boire A，et al．Elastic properties of extruded starchy melts containing wheat bran using on-line rheology and dynamic mechanical thermal analysis ［J］．Journal of Food Engineering，2012，109（3）：414-423．

［23］ Madeka H，Kokini JL．Effect of addition of zein and gliadin on the rheological properties of amylopectin starch with low-to-intermediate moisture［J］．Cereal Chemistry，1992，69（5）：489-494．

［24］ Sandoval A J，Barreiro J A．Off-line capillary rheometry of corn starch：Effects of temperature，moisture content and shear rate［J］．LWT-Food Science and Technology，2007，40（1）：43-48．

［25］ Dhanasekharana K M，Kokini J L．Design and sc-aling of wheat dough extrusion by numerical simulation of flow and heat transfer［J］．Journal of Food Engineering，2003，60（4）：421-430．

［26］ Della Valle G，Colonna P，Patria A，et al．Influence of amylose content on the viscous behavior of low hydrated molten starches［J］．Journal of Rheology，1996，40（3）：347-362．

［27］ Housiadas K，Tsamopoulos J．Cooling of a viscoelastic film during unsteady extrusion from an annular die［J］．Rheologica Acta，2000，39（1）：44-61．

［28］ Fan J，Mitchell J R，Blanshard J M V．A computer simulation of the dynamics of bubble growth and shrinkage during extrudate expansion［J］．Journal of Food Engineering，1994，23（3）：337-356．

［29］ Brent J L Jr，Mulvaney S J，Cohen C．Viscoelastic properties of extruded cereal melts［J］．Journal of Cereal Science，1997，26 （3）：313-328．

［30］Wang S M，Bouvier J M，Gelus M．Rheological behaviour of wheat flour dough in twin-screw extrusion cooking［J］．International Journal of Food Science&Technology，1990，25（2）：129-139．

［31］ Altomare R E，Anelich M，Rakos R．An experimental investigation of the rheology of rice flour dough with an extruder-coupled slit die rheometer［C］//Kokini J L，Ho C，Karwe M V．Food extrusion science and technology．New York：Marcel Dekker Inc，1992：233-254．

［32］ Lai L S，Kokini JL．The effect of extrusion operating conditions on the on-line apparent viscosity of 98%Amylopectin（Amioca）and 70%Amylose（Hylon7） corn starches during extrusion［J］．Journal of Rheology，1990，34（8）：1245-1266．

［33］ Dautant F J，Simancas K，Sandoval A J，et al．Effect of temperature，moisture and lipid content on the rheological properties of rice flour［J］．Journal of Food Engineering，2007，78（4）：1159-1166．

［34］Chang C N．Study of the mechanism of starchy polymer extrudate expansion ［D］．New Brunswick，N．J．：Rutgers，The State University of New Jersey，1992：291．

［35］ Brent J L Jr，Mulvaney S J，Cohen C，et al．Thermomechanical glass transition of extruded cereal melts［J］．Journal of Cereal Science，1997，26（3）：301-312．

［36］ Tanner R I．A theory of die-swell revisited［J］．Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics，2005，129（2）：85-87．

［37］ Hailemariam L，Okos M，Campanella O．A mathematical model for the isothermal growth of bubbles in wheat dough［J］．Journal of Food Engineering，2007，82（4）：466-477．

［38］Aloku G O，Yuan X F．Numerical simulation of polymer foaming process in extrusion flow［J］．Chemical Engineering Science，2010，65（12）：3749-3761．

［39］ Wang L J，Ganjyal G M，Jones D D，et al．Modeling of bubble growth dynamics and nonisothermal expansion in starch-based foams during extrusion［J］．Advances in Polymer Technology，2005，24（1）：29-45．

［40］ Schwartzberg H G，Wu J P C，Nussinovitch A，et al．Modelling deformation and flow during vapor-induced puffing［J］．Journal of Food Engineering，1995，25（3）：329-372．

［41］Alavi SH，Rizvi SSH，Harriott P．Process dynamics of starch-based microcellular foams produced by supercritical fluid extrusion．I：model development［J］．Food Research International，2003，36（4）：309-319．

［42］Alavi SH，Rizvi SSH，Harriott P．Process dynamics of starch-based microcellular foams produced by supercritical fluid extrusion．II：Numerical simulation and experimental evaluation［J］．Food Research International，2003，36（4）：321-330．

［43］ Arhaliass A，Bouvier JM，Legrand J．Melt growth and shrinkage at the exit of the die in the extrusion-cooking process［J］．Journal of Food Engineering，2003，60（2）：185-192．