Identifying quality indicators of wholegrain oats to predict extrusion performance in directly expanded snacks
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
CHEM3022
Language
en
Pages
52+0
Series
Abstract
The aim with the thesis was to study correlations between compositional factors of oats and texture and macrostructure properties of oat extrudates and to find optimal extrusion settings for extrusion of oat flours. Oat is a challenging raw material to use in the extrusion due to its high fat content and low starch content. In the study the oat flour was mixed with 30 % rice flour to increase differentiation between samples, as oat flour as such does not expand well. The optimal conditions for extrusion were studied with a three-factor response surface model (RSM). In this study the temperature was varied between 101 and 169 °C, water content between 13 and 27 % and the screw speed between 165 and 435 rpm. Expansion, density and hardness was measured from the extrudates. The optimum extrusion settings for expansion, density and hardness were found to be; temperature 135 °C, water content 15 % and screw speed 400 rpm. Extrusion temperature and water content affected more the extrudates properties than screw speed. These parameters were used to extrude 30 different oat samples with different chemical compositions. Extrudates were analyzed with a texture analyzer and their macrostructural properties were measured. The results of the extrudates textures, expansions and densities were combined with chemical composition and viscosity data of the flour samples and analyzed with a partial least squares regression model (PLS) to find out how different chemical compositional factors affects the extrudates properties. Thousand seed and starch amount correlated both strongly positively with each other and with expansion of the extrudates and negatively with density and hardness of the extrudates. Fat on the other hand correlated negatively with expansion and positively with density and hardness of the extrudates. The positive correlation between starch amount and expansion and negative correlation between fat and expansion were expected results based on earlier studies, but the good correlation between thousand seed and expansion is a useful marker to predict the composition of the oats and its extrusion behaviour. Several correlations were found between compositional factors of oats and texture and macrostructure properties of oat extrudates.Syftet med diplomarbetet var att studera korrelationer mellan havres kompositionella faktorer och havrepuffars makrostrukturella egenskaper, och att hitta optimala processinställningar för tillverkning av puffar gjorda på havremjöl. Havre är ett utmanande råmaterial att använda i extrusion p.g.a. dess höga fetthalt och låga stärkelsehalt. I arbetet blandades havremjölet med 30% rismjöl för att öka skillnader mellan de olika proverna, eftersom rent havremjöl expanderar dåligt. De optimala processinställningarna för extrusion av havre studerades med hjälp av en responsytsmodell med tre faktorer. I studien varierades temperaturen mellan 101 och 169 °C, vattenmängden mellan 13 och 27 %, och skruvhastigheten mellan 165 och 435 rpm. Expansion, densitet och hårdhet mättes från extrudaten. De optimala processparametrarna för expansion, densitet och hårdhet var; temperatur 135 °C, vattenmängden 15 % och skruvhastigheten 400 rpm. Temperaturen och vattenmängden påverkade mera extrudatens egenskaper än skruvhastigheten. Dessa processparametrar användes för att extrudera 30 olika havreprover med olika kemiska sammansättningar. Extrudatens texturella och makrostrukturella egenskaper mättes och kopplades ihop med deras kemiska sammansättning och viskositetsdata och analyserades med en partiell minstakvadrat regressionsmodell för att ta reda på hur havrets kemiska sammansättning påverkar extrudatens egenskaper. Tusenkornsvikten och stärkelsemängden korrelerade båda positivt med varandra och med expansionen av extrudaten. Tusenkornsvikten och stärkelsemängden korrelerade negativt med extrudatens densitet och hårdhet. Fettmängden igen korrelerade negativt med extrudatens expansionen och positivt med extrudatens densitet och hårdhet. En positiv korrelation mellan stärkelsemängden och expansion och en negativ korrelation mellan fettmängden och expansion var förväntade resultat enligt tidigare studier, men korrelationen mellan tusenkornsvikten och expansion var en ny iakttagelse och kan användas som markör för att förutspå stärkelsemängden i havre och havrets extrusionsbeteende.Description
Supervisor
Linder, MarkusThesis advisor
Nikinmaa, MarkusSözer, Nesli