表1 双螺杆挤压膨化设备基本参数
Table 1 Basic parameters of twin-screw extruder
名称 规格 名称 规格螺纹头个数 1 第一系列长径比 11.6∶12.7∶23机筒直径 68 cm 第二系列长径比 9.3∶15∶20.6螺杆直径 30 mm 模孔直径 2.5 mm螺杆中心距 26 mm 模孔长度 3 mm电机功率 5.5 kW 最高腔体温度 300 ℃
目前我国主食以稻米为主，但单一稻米饮食存在缺乏营养素、膳食纤维、营养失衡等问题。而玉米具有营养丰富、健脾益胃、防癌、抗衰老等功效，与其他食物营养互补。随着人们饮食观念、生活方式的改变以及生活水平的提高，方便、营养、安全、绿色成为谷物加工的主流方向[1]。以玉米为原料，通过双螺杆挤压技术生产方便米饭顺应了市场发展趋势，具有广阔的市场前景。
挤压法加工营养米是向碎米粉中添加营养素，通过挤压使谷物粉发生质构重组、二次成型所加工出的人造米，又称为重组米或工程米[2]。1982年，Harrow等[3]利用低压意大利面型挤出机最先建立了重组米的技术，将原料与水混合后置于150 ℃挤压机中形成重组米，50 ℃干燥至水分质量分数低于15%。Moritteo等[4]研究铁元素强化重组米，将硫酸亚铁、乙二胺四乙酸钠铁以及焦磷酸铁添加到米粉中，通过单螺杆挤压机进行挤压生产，开发与水稻具有相似感官特性的铁强化重组米。Hagenimana等[5]通过研究发现，经过挤压的膨化米粉淀粉黏度远低于未加工的米粉，其淀粉消化率主要取决于加工条件。Kadan等[6]研究结果表明，随着挤出温度的升高，产品吸水率和水溶性指数均呈增加趋势。鉴于挤压重组米的特殊性，对其品质评价也应从多方面进行，如挤压重组米的理化特性、质构特性、风味品质等[7]。制作方便米饭不仅能满足即食、方便的要求，而且可以弥补其他方便食品营养单一、难以满足人们需求的不足，符合当代消费理念[8]。目前，国内外关于挤压重组米的研究多集中在挤压机加工参数方面，对于多品种玉米粉在挤压处理前后理化指标及品质指标之间关系的研究鲜有报道。本研究采用双螺杆挤压技术对吉林省17 个品种玉米进行双螺杆挤压制备重组米，研究品种间不同指标在挤压前后的差异，为玉米粉在挤压重组米中的应用和未来开发全谷物营养重组米产品提供相关理论依据及技术支持。
实验用17 种玉米（‘吉单27’、‘吉单33’、‘吉单50’、‘吉单53’、‘吉单56’、‘吉单66’、‘吉单83’、‘吉单84’、‘吉单95’、‘吉单96’、‘吉单441’、‘吉单511’、‘吉单513’、‘吉单524’、‘吉单551’、‘吉单953’、‘吉单1402’）由吉林省农业科学院玉米研究所提供。
氢氧化钠、磷酸二氢钾、碘粒、碘化钾、乙醇、甲醇、无水碳酸钠、盐酸 北京化工厂；氢氧化钾、醋酸西陇化工股份有限公司；磷酸氢二钾、溴甲酚绿、甲基红 天津光复科技发展有限公司；直链淀粉、支链淀粉（标准品） 美国Sigma公司。
SLG-30双螺杆挤压膨化机 山东赛百诺机械有限公司；BJ-1000A型高速多功能粉碎机 拜杰机械有限公司；DHG-9240A型电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司；3K15型高速离心机 美国Sigma公司；KQ5200DV型数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司；HH-6A数显恒温磁力搅拌水浴锅 常州荣华仪器制造有限公司；722E型紫外分光光度计 上海光谱仪器有限公司；2300全自动凯氏定氮仪 丹麦福斯公司；500/VP高分辨率场发射扫描电子显微镜 德国卡尔-蔡司公司。
1.3.1 设备基本情况
双螺杆挤压膨化设备基本参数如表1所示。
表1 双螺杆挤压膨化设备基本参数
Table 1 Basic parameters of twin-screw extruder
名称 规格 名称 规格螺纹头个数 1 第一系列长径比 11.6∶12.7∶23机筒直径 68 cm 第二系列长径比 9.3∶15∶20.6螺杆直径 30 mm 模孔直径 2.5 mm螺杆中心距 26 mm 模孔长度 3 mm电机功率 5.5 kW 最高腔体温度 300 ℃
1.3.2 挤压重组米粉制备工艺流程
玉米剥粒→除杂→粉碎→过筛（100 目）→大颗粒再次粉碎→过筛（100 目）→加水混粉（水分质量分数16%）→挤压（机筒温度分别为75、130、130、80 ℃，螺杆转速13 Hz，喂料速率15 Hz）→切割（55 Hz）→干燥（自然风干）→粉碎
1.3.3 基础理化指标检测方法
水分质量分数：采用GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中直接干燥法；蛋白质量分数：采用2300全自动凯氏定氮仪测定；粗脂肪质量分数：采用GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中索氏抽提法；直链淀粉质量分数：采用NY/T 2639—2014《稻米直链淀粉的测定 分光光度法》中方法。
1.3.4 糊化度测定
参考王宝石等[9]的实验方法。将样品过筛（60 目），取0.2 g悬浮于98 mL蒸馏水中，加入KOH溶液（10 mol/L）2 mL，磁力搅拌5 min，4 500 r/min离心10 min。取上清液0.2 mL，加HCl溶液（0.2 mol/L）0.2 mL和蒸馏水15 mL，最后加入碘溶液（1 g碘、4 g碘化钾溶解到100 mL蒸馏水中）0.2 mL，在600 nm波长处测定吸光度A1。另取0.2 g样品悬浮于95 mL蒸馏水中，加入KOH溶液（10 mol/L）5 mL，磁力搅拌5 min，4 500 r/min离心10 min，取上清液0.2 mL，加入HCl溶液（0.5 mol/L）0.2 mL中和，再加入蒸馏水15 mL，最后加入碘液0.2 mL，在600 nm波长处测定吸光度A2。糊化度按式（1）计算。
1.3.5 吸水性、水溶性、膨润力的测定
参考侯蕾[10]、Kaur[11]等的实验方法。准确称取样品0.50 g，置于已恒质量的离心管中，加入蒸馏水10 mL，在（25±1）℃条件下保持30 min（每5 min振荡一次），3 000 r/min离心25 min，分离上清液和沉淀物，并将上清液倾倒于恒质量的铝盒中，在120 ℃下蒸发至恒质量。吸水指数、水溶性指数及膨润力分别按式（2）～（4）计算。
式中：m1为沉淀物质量/g；m2为上清液溶质干质量/g；m为样品干质量/g。
1.3.6 冻融稳定性的测定
参考孙洪蕊[12]及Wu Yue[13]等的实验方法并进行改进。配制50 mL质量分数为6%的淀粉糊，100 ℃水浴15 min，冷却至室温。移取相同质量的淀粉糊至50 mL离心管中，－20 ℃冷冻保存22 h，室温下解冻2 h。3 000 r/min离心20 min，使用纱网过滤，称取纱网上沉淀物的质量，按式（5）计算析水率。
1.3.7 色差的测定
将干燥48 h后的样品进行粗粉碎，过60 目筛，平铺于铝盒中，样品高度约为1.5 cm，压实，对其表面进行色差测定。按公式（6）计算△E*。
式中：∆E*值为色差，其值越大说明产品的综合色差越大；∆L*值为亮度，其值为正说明测试样比标准样品浅（偏白）；∆a*值为红绿度，其值为正说明测试样比标准样红；∆b*值为黄蓝度，其值为正说明测试样比标准样黄。
1.3.8 扫描电子显微镜观察
将样品均匀固定在直径为1 cm的样品台上，喷金，置于扫描电子显微镜下观察。分别用500、5 000 倍2 个不同放大倍数对样品从不同角度进行观察和分析。
所有数据利用SPSS Statistics 23软件进行双变量相关性分析，P＜0.05表示相关性显著，P＜0.01表示相关性极显著。采用Origin 8.5.1软件进行绘图处理，所有实验重复3 次，均取平均值进行计算与分析。
表2 挤压处理对不同品种玉米重组米蛋白、脂肪质量分数的影响
Table 2 Effect of extrusion on protein and fat contents in corn flour
改变率/%吉单27 9.06±0.25 7.84±0.31 －13.47 4.48±0.19 2.67±0.08 －40.42吉单33 8.80±0.20 8.18±0.55 －7.05 4.74±0.17 3.22±0.04 －32.01吉单50 10.93±0.09 9.95±0.15 －8.97 5.21±0.24 3.62±0.14 －30.61吉单53 9.45±0.12 8.19±0.08 －13.33 3.91±0.09 3.47±0.15 －11.21吉单56 9.82±0.09 9.02±0.01 －8.15 6.32±0.04 3.89±0.09 －38.44吉单66 11.42±0.03 10.10±0.40 －11.56 6.13±0.01 3.76±0.11 －38.69吉单83 9.68±0.04 8.34±0.23 －13.84 6.23±0.04 2.92±0.10 －51.11吉单84 10.49±0.06 9.11±0.06 －13.16 5.43±0.14 3.20±0.15 －41.04吉单95 9.98±0.10 8.76±0.36 －12.22 5.66±0.10 3.31±0.03 －41.48吉单96 9.22±0.11 8.16±0.15 －11.50 6.43±0.10 3.51±0.31 －45.47吉单441 10.57±0.18 8.94±0.10 －15.42 6.89±0.04 3.95±0.41 －42.74吉单511 10.81±0.04 9.39±0.02 －13.14 4.81±0.23 3.30±0.04 －31.38吉单513 9.95±0.09 8.69±0.09 －12.66 4.76±0.17 4.66±0.03 －2.02吉单524 9.97±0.24 8.95±0.00 －10.23 3.97±0.21 4.33±0.18 －9.04吉单551 10.53±0.17 10.25±0.11 －2.66 5.58±0.13 4.87±0.24 －12.58吉单953 9.85±0.07 8.40±0.09 －14.72 4.53±0.08 3.60±0.14 －20.49吉单1402 9.13±0.20 8.19±0.09 －10.30 3.97±0.07 3.21±0.03 －19.27平均值 9.98±0.13 8.85±0.14 －11.32 5.24±0.12 3.62±0.13 －29.88品种蛋白 脂肪挤出前质量分数/%挤出后质量分数/%改变率/%挤出前质量分数/%挤出后质量分数/%
如表2所示，挤压处理对不同品种玉米重组米的蛋白、脂肪质量分数都有明显改变。其中脂肪质量分数改变最明显，挤压后样品明显低于挤压前，最大改变率超过50%，其原因可能是由于在挤压过程中游离脂肪酸受到高温作用，发生氧化反应，导致脂肪质量分数下降；另一个原因也有可能是物料在机筒中受到强剪切力，并且在挤出头处受到高压作用，使油脂从物料中分离。从表2可以看出，挤压处理后蛋白质量分数有所降低，普遍降低了10%～13%，这主要是由于蛋白质在高温、高压、高剪切力的作用下产生变性，氨基酸发生降解。而分子质量的变化是导致蛋白质理化特性改变的重要原因，有研究发现，挤压后蛋白质亚基的分子质量分布呈现出向小分子质量转变的趋势[14]。
淀粉是玉米的重要组成部分，其中直链淀粉主要由α-D-葡萄糖通过α-D-1,4糖苷键连接而成的链状分子，摩尔质量为105～106 g/mol。支链淀粉是葡萄糖由α-D-1,6糖苷键与主链相连组成[15]，摩尔质量为107～109 g/mol。由表3可以看出，在挤压处理后直链淀粉质量分数有所下降，但下降趋势较小，总体在3%～6%左右，平均为5.11%。据文献[16]报道，挤压处理对支链淀粉产生了较大程度的改性，表现为分子质量明显减小。挤压处理过程中的高剪切力可能是造成支链淀粉分子大量降解的主要原因，而直链淀粉分子抗剪切能力较强，降解程度较小，高直链淀粉含量产品对于控制餐后血糖升高速度更有益[17]。
表3 挤压处理对不同品种玉米重组米直链淀粉质量分数的影响
Table 3 Effect of extrusion on amylase content in corn flour
品种 挤出前质量分数/% 挤出后质量分数/% 改变率/%吉单27 19.85±0.27 19.18±0.42 －3.39吉单33 20.41±0.32 19.23±0.10 －5.77吉单50 18.11±0.45 17.38±0.62 －4.03吉单53 20.19±0.52 19.07±0.62 －5.56吉单56 19.68±0.30 17.66±0.90 －10.26吉单66 18.56±0.07 18.11±0.50 －2.42吉单83 18.45±0.05 18.28±0.57 －0.91吉单84 21.59±0.30 20.90±0.35 －3.21吉单95 20.75±0.37 19.79±0.60 －4.60吉单96 19.85±0.27 19.18±0.67 －3.39吉单441 17.61±0.87 17.21±0.70 －2.23吉单511 18.50±0.47 18.06±0.62 －2.43吉单513 21.59±0.95 20.78±0.35 －3.73吉单524 22.04±0.20 20.56±0.15 －6.71吉单551 19.96±1.02 18.26±1.22 －8.53吉单953 20.69±0.65 18.50±0.62 －10.57吉单1402 22.38±0.85 20.36±1.00 －9.03平均值 20.01±0.47 18.97±0.64 －5.11
淀粉冻融稳定性是淀粉品质的重要特征之一，为了延长产品的货架期以及提高消费者的食用口感，提高淀粉的冻融稳定性至关重要。在销售运输过程中，产品经常反复冷冻、融化，如果产品的冻融稳定性不佳，导致食品不能保持原有的胶体结构，会对其食用品质产生不良影响[18]。通常用淀粉析水率表征淀粉的冻融稳定性，析水率越高，冻融稳定性越差。如表4所示，挤压前后淀粉析水率变化明显，挤压后析水率与挤压前相比较降低了50%～66%，这可能是由于挤压处理的高温、高剪切作用破坏了淀粉结构，使淀粉更易于糊化，同时降低淀粉分子质量，使淀粉颗粒更小，增强其保水能力，提高冻融稳定性[19]。挤压后的产品在经过反复冻融后，其淀粉与水不易产生隔层分离，表现为析水率降低。经过挤压处理的玉米粉冻融后产生凝胶化，其结构类似于海绵状态，并且具有一定的弹性和韧性，而未经过挤压的玉米粉凝胶化程度不高，结构松软，有大量水分析出，易破碎[20]。
表4 挤压处理对不同品种玉米重组米冻融稳定性和糊化度的影响
Table 4 Effect of extrusion on freeze-thaw stability and gelatinization of corn flour
品种 析水率 糊化度挤出前/% 挤出后/% 改变率/% 挤出前/% 挤出后/% 改变率/%吉单27 62.01±0.88 21.96±0.78 －64.58 55.57±0.33 97.70±0.02 75.81吉单33 62.37±0.04 21.74±0.47 －65.14 64.74±1.59 97.94±0.20 51.28吉单50 57.64±1.48 27.02±0.66 －53.12 66.07±0.60 94.08±0.06 42.39吉单53 58.05±0.02 22.53±0.13 －61.18 37.45±0.22 97.50±0.35 160.35吉单56 56.92±0.12 27.11±1.83 －52.38 60.52±0.40 93.17±0.20 53.95吉单66 55.81±2.30 24.87±0.36 －55.44 63.29±0.35 94.66±0.40 49.57吉单83 53.60±0.40 24.65±0.30 －54.02 66.85±0.18 94.89±0.38 41.94吉单84 55.69±0.08 22.53±0.10 －59.54 65.86±0.81 97.40±0.40 47.89吉单95 58.48±0.31 21.23±0.34 －63.69 32.77±1.29 99.38±0.46 203.27吉单96 59.26±2.20 21.75±0.96 －63.29 61.61±0.50 97.52±0.32 58.29吉单441 58.27±1.78 27.34±0.22 －53.08 70.06±0.91 91.88±0.22 31.14吉单511 58.89±0.89 25.37±1.16 －56.93 68.46±0.32 94.87±0.29 38.58吉单513 55.42±1.47 22.61±1.98 －59.20 61.25±0.17 95.65±0.45 56.16吉单524 62.37±0.04 22.71±0.67 －63.59 24.70±1.07 97.28±0.58 293.85吉单551 59.55±0.63 29.24±0.63 －50.89 69.47±0.15 89.99±0.41 29.54吉单953 55.78±1.44 22.93±0.55 －58.90 31.55±0.70 95.36±0.17 202.25吉单1402 60.71±1.31 20.44±1.31 －66.33 57.59±0.39 98.08±0.05 70.31平均值 58.28±0.90 23.88±0.73 －58.90 56.34±0.59 95.73±0.29 88.62
糊化对于淀粉有着重要意义，其可以使淀粉产生良好的香味，改善口感，使其更加易于被人体消化吸收。如表4所示，玉米粉在挤压处理前糊化度（约24%～70%）相差较大，这可能是由于在磨粉期间高速磨粉机产生大量热量使粉质产生部分糊化。挤压处理后所有品种玉米粉糊化度都在90%以上，且产品散发玉米香气，说明挤压处理能够明显提高产品的糊化度。
吸水性对挤压重组米的蒸煮品质及食用品质起着重要的作用，米类在蒸煮时要经过淘洗、浸泡等步骤，其目的之一就是让物料吸收水分，经过高温蒸煮时不至于发生米饭过度糊化而黏锅、营养流失等现象，同时使饭粒颗粒饱满。如图1所示，挤压后的玉米粉吸水性明显高于挤压前，甚至高出1 倍，此现象有益于提升重组米的加工性能和食用品质。Liu Chengmei等[21]认为这是挤出产品中的糊化淀粉比例较高所导致。高温使物料产生糊化现象，使淀粉分子间距增大，削弱淀粉分子之间氢键的连接作用，使淀粉分子内部大量亲水基团暴露，提高产品的吸水性。由于吸水能力的提高，导致淀粉颗粒更易吸水膨胀，体积变大。在挤压过程中物料受到高温作用，机械能转化为分子间热能，使大分子转变为小分子，分解淀粉中大部分支链，使可溶性成分含量增加，从而导致物料水溶性提高。
图1 挤压处理对不同品种玉米重组米吸水指数的影响
Fig. 1 Effect of extrusion on water-absorbing index of corn flour
图2 挤压处理对不同品种玉米重组米水溶性指数的影响
Fig. 2 Effect of extrusion on water solubility index of corn flour
如图2所示，经过挤压处理的样品水溶性明显高于未经处理的产品。水溶性对于不同产品有着不同的意义，对于重组米的品质起着不良的作用。经过蒸煮实验发现，水溶性提高会使重组米发生溶解，其外观只能模糊辨认，丧失食用价值。所以，在对产品进行蒸煮时要注意添加水分的质量分数，过多或过少都会对其产生不好的影响。水溶性增加对于如代餐粉、糊状食品等需要冲调食用的食品具有一定意义，但对于重组品产品则会产生不良影响。
图3 挤压处理对不同品种玉米重组米膨润力的影响
Fig. 3 Effect of extrusion on swelling property of corn flour
如图3所示，经挤压处理后样品的膨润力明显高于未经处理的样品。其原因可能是在挤压过程中游离脂肪酸、蛋白质与淀粉降解，其相互作用所形成的环状结构被破坏，从而减弱了淀粉分子间的氢键结合，影响产品蒸煮时的膨润力。
综上所述，吸水性、水溶性以及膨润力是评价淀粉加工性能优劣的指标，提高吸水性与水溶性对淀粉能否形成糊状起着重要的作用，膨润力在一定意义上代表着重组米在蒸煮时的膨胀能力。可以看出，经挤压处理后的样品吸水性、水溶性以及膨润力变化明显，吸水性较未处理样品最低提高57.44%，水溶性最低提高42.37%，膨润力最低提高52.48%，这些改变都是由于淀粉在高温、高压、高剪切力的作用下产生糊化作用所致，分子质量明显减小，内部结构破坏，更容易与水分结合。
图4 挤压处理对不同品种玉米重组米色差的影响
Fig. 4 Effect of extrusion on chromatic aberration of corn flour
从图4可以看出，挤压后重组米∆E*值发生明显改变，挤压后产品的∆E*值高于挤压前产品。总体上挤压后的产品颜色更深，但对于产品总体品质的影响不大。
颜色加深的原因可能是由于物料在挤压过程中脂肪受到高温作用，糊化时产生美拉德反应，导致颜色变深。Marti等[22]认为高温加热是产品色泽变深的主要原因。Elbert等[23]认为蛋白质变性时玉米黄素发生降解，导致黄度降低。如果适当降低机筒温度及螺杆转速，可能会使产品∆E*值略微降低，对产品色泽起到正面影响，使其更易于在视觉上被人们接受[24]。
以‘吉单513’为例，如图5A、B所示，未经挤压的玉米粉中存在大量完整的淀粉颗粒。颗粒呈现圆润状，破损程度较小，较为有序地相互紧密连接。而挤压后的玉米粉经高温剪切作用发生热膨胀现象，形成大颗粒，相互之间的距离增大，而结构也从有序球状转变为无序的疏散状。高剪切作用下产生的淀粉颗粒碎片也因预糊化淀粉的高黏性而无序地吸附在大颗粒表面。经过高温挤压处理后产品的微观表面产生撕裂的痕迹，并几乎观察不到完整的淀粉颗粒。如图5C、D所示，未经挤压的玉米粉中淀粉颗粒结构完整，呈现较为规则的圆润状或椭圆状，间隙较小。由于原料前期处理时被粉碎机高速粉碎，导致少部分淀粉颗粒表现出轻微破损。挤压后颗粒膨胀、变大。由于高剪切力作用导致淀粉颗粒发生破损，在表面遗留更多孔洞。挤压后颗粒的微观表面更加光滑、平整。这是由于原料在挤压过程中受到高温、高剪切力作用，由固态转变为熔融态，流动性增强，冷却后使产品的表面更加细腻。
图5 玉米重组米挤压处理前后扫描电子显微镜观察结果
Fig. 5 Scanning electron micrographs of native and extruded corn flour
表5 挤压前后玉米重组米理化特性相关性分析
Table 5 Correlation analysis of physicochemical properties of extruded corn
注：**.相关性极显著（P＜0.01）；*.相关性显著（P＜0.05）。
直链淀粉质量分数蛋白质量分数指标 蛋白质量分数 析水率 糊化度 吸水性 水溶性 膨润力 脂肪质量分数r 1.000 P析水率 r 0.635**P 0.006糊化度 r －0.566*－0.953**P 0.018 0.000吸水性 r －0.627**－0.857**0.851**P 0.007 0.000 0.000水溶性 r －0.692**－0.884**0.899** 0.952**P 0.002 0.000 0.000 0.000膨润力 r 0.018 －0.341 0.369 0.388 0.228 P 0.947 0.180 0.145 0.124 0.378脂肪质量分数r 0.486* 0.763** －0.681**－0.647**－0.625** －0.325 0.062 P 0.048 0.000 0.003 0.005 0.007 0.204 0.814色差 r －0.256 －0.249 0.362 0.300 0.365 0.009 －0.730** 0.111 P 0.322 0.334 0.153 0.241 0.150 0.973 0.001 0.672 r 0.379 0.487* －0.576*－0.483*－0.603* 0.123 P 0.133 0.047 0.016 0.050 0.010 0.637直链淀粉质量分数
由表5得出，析水率与蛋白质量分数呈极显著正相关（r＝0.635），在冻融过程中，蛋白质分子中产生细小冰晶，挤压蛋白分子，导致其三、四级结构受到破坏，由稳定结构变成易分解的结构，蛋白分子被分解成为多肽，无法与水分子结合，降低了冻融稳定性。糊化度与蛋白质量分数呈显著负相关（r＝－0.566），证明淀粉糊化可能受到蛋白质的影响[25-26]，当蛋白质量分数提高时，其在淀粉颗粒周围形成乳膜，降低糊化度以及凝胶化程度，防止淀粉快速形成凝胶。糊化度与析水性呈极显著负相关（r＝－0.953），提高糊化度会促进物料在挤压过程中产生美拉德反应，Camire等[27]发现，美拉德反应同样能够提高冻融稳定性。糊化度高说明已经形成预糊化淀粉，预糊化淀粉与冷水结合形成凝胶结构，其抵抗由温度波动造成的不良物理变化的能力强，且比未糊化玉米淀粉的冻融稳定性好[28]。
吸水性与蛋白质量分数呈极显著负相关（r＝－0.627），由于在挤压过程中蛋白质分子受到高剪切力及高温作用，使蛋白质变性，破坏蛋白质分子中的氢键，降低其与水的结合能力。另外，由于原料与双螺杆挤压时产生的重金属阳离子接触，导致重金属阳离子与蛋白质中游离羧基形成不溶性盐，同样降低其与水的结合能力。有研究发现，吸水指数较低表明蛋白质干扰了淀粉颗粒的凝胶化过程；同时，蛋白质能够与类脂物质（如油、脂肪等）反应，使物料发生壁面滑移现象[29]。吸水性与析水率呈极显著负相关（r＝－0.857），吸水性高证明产品与水分子的结合能力较强，在冻融循环后水分不易溢出，降低析水率。糊化度、吸水性（r＝0.851）和水溶性（r＝0.899）三者间相互呈极显著正相关。如前文所述，物料受到高温、高压、高剪切力的作用产生高度糊化，破坏淀粉分子结构，使淀粉大分子降解为小分子，充分与水分子结合。
水溶性与蛋白质量分数呈极显著负相关（r＝－0.692），蛋白质量分数与水之间的作用力一部分源于蛋白质中的肽键，只有经过剪切力和高温作用，导致肽键和氢键断裂，才能使其易与水分子结合。水溶性与析水率呈极显著负相关（r＝－0.884），水溶性提高说明产品中更多部分溶解于水，保持稳定结构的物质更少，导致其稳定性较差。水溶性与吸水性呈极显著正相关（r＝0.952），水溶性越高，溶解于水的物质越多，产品中越多的内部物质被更多地暴露出来，与水分子的接触越多，产品吸水性越高。
脂肪质量分数与析水性呈显著正相关（r＝0.487），脂肪质量分数提高，产品糊化度降低，淀粉降解程度减小，结合水分能力减弱，冻融稳定性变差。糊化度与脂肪质量分数呈显著负相关（r＝－0.576），有研究结果表明，提高剪切力和机筒温度可以提高物料糊化度[30]。高剪切力、高温会使油脂溶出，在机筒内部充当润滑剂，覆盖在物料表面，降低螺杆对物料的剪切作用及机筒的温度传递，提高物料运输速度，缩短物料在机筒内的停滞时间，从而显著降低物料的糊化度。脂肪质量分数与吸水性（r＝－0.483）和水溶性（r＝－0.603）都呈显著负相关，油脂在挤出时少量覆盖在产品表面，形成薄膜，阻挡淀粉与水分子的结合，降低产品吸水性和水溶性。
直链淀粉质量分数与析水性呈极显著正相关（r＝0.763），与糊化度呈极显著负相关（r＝－0.681）。直链淀粉空间构象为卷曲螺旋状，具有较好的柔韧性和抗剪切性[31]，所需要的糊化温度更高，因此淀粉降解程度小，结合水分的能力弱，冻融稳定性较差，不适于加工成冷冻食品。与直链淀粉相比，支链淀粉短链分支更多，更易受到螺杆剪切力作用发生降解，糊化温度低。直链淀粉质量分数与吸水性（r＝－0.647）和水溶性（r＝－0.625）都呈极显著负相关，直链淀粉的抗剪切能力较强，在高温剪切作用下降解程度小，各部分均不能与水分子较好结合，其吸水性与水溶性都下降。直链淀粉与膨润力呈负相关（r＝－0.325），脂质能够与直链淀粉相互作用并且抑制淀粉膨胀[32]和水合能力，但脂质复合淀粉却能够在100 ℃低水分条件下降低淀粉的凝胶化热焓。色差与脂肪质量分数呈极显著负相关（r＝－0.730），脂肪质量分数较高时，挤压、高温作用下会产生严重地美拉德反应，导致产品颜色变深。综上所述，生产重组米应尽量选择直链淀粉和油脂质量分数较低的原料。
双螺杆挤压对玉米粉营养成分及品质特性有明显的影响。本研究结果表明，挤压处理后不同品种玉米重组米蛋白质量分数平均降低11.32%，脂肪质量分数平均降低29.88%，直链淀粉质量分数平均降低5.11%，冻融稳定性平均提高58.90%，糊化度平均提高88.62%，吸水性平均提高77.03%，水溶性平均提高73.57%，膨润力平均提高87.51%。
相关性分析表明，糊化度与脂肪、直链淀粉质量分数呈极显著负相关，与蛋白质量分数呈显著负相关，与吸水性和水溶性呈极显著正相关；直链淀粉和脂肪质量分数与冻融稳定性、糊化度、吸水性及水溶性呈极显著负相关。玉米重组米在挤压处理后理化成分损失较小，但加工性能及食用品质有较大的提高。本研究证明挤压重组米的加工性能、成分、口感等方面均符合当代人们食用需求，为挤压玉米重组米的工业化生产提供理论依据。
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