工艺参数对产品物性指标的影响
Chinnaswany等人研究发现，不同比例直、支链淀粉混合物在物料含水量 13%~14%时，所有产品VEI均达到最大；把玉米面含水量固定为 14%，在螺杆转速75r/min~190r/min、喂料速度15g·min-1~170g·min-1、加工温度 140℃的条件下观察螺杆转速和喂料速度对产品膨化特性的影响，结果发现，达到最大VEI的螺杆转速和喂料速度分别为150r/min和60g·min-1。
较高的喂料速度和螺杆转速使淀粉糊化度降低而减少VEI如果原料含水量过低，加工温度过高，物料受到较长时间的作用，VEI反而会下降，这可能是淀粉颗粒完全糊化，并过度降解所致。
Halek等人研究结果表明，BD在物料含水量22%、粒度1.622mm和螺杆转速（200r/min、300r/min）时达到最大；较高的螺杆转速意味着较短的物料停留时间，物料来不及吸收足够的能量而膨化，就被冲出模口，因而VEI（膨化率）小，BD（容积密度）大。就产品质量而言，VEI和BD之间呈负相关性。
Osman等人研究结果表明，物料在挤压膨化过程中BD不随螺杆转速和加工温度的变化而改变，WAI则随加工温度的升高呈现出先增大而后减小的变化趋势。
Khan等人在挤压大豆粉时发现加工温度从110℃升到132℃的过程中，WAI呈现增大的趋势，但温度超过150℃再上升时，WAI（吸水性）又逐渐减少。挤出过程中淀粉糊化，纤维素膨胀，蛋白质适度降解，都将有利于挤出物WAI的提高。
加工温度和螺杆转速可提高淀粉糊化度，因而赋予挤出物较高WAI但加工温度急剧增加时，挤出物的WAI反而会下降。在挤压膨化法生产淀粉基粘结剂的工艺中，影响WAI的因素包括螺杆转速、加工温度、物料含水量、以及各因素之间的交互作用。
Pan等人研究结果表明，WAI最高可达790%，最小的WAI也有530%。在某些极端的条件下，物料粒子的解聚可能造成挤出物WAI的下降，但脂肪的润滑作用以及脂肪直链淀粉复合物的形成会阻止粒子进一步解聚，因而挤出物 WAI不会过度降低。
Ganez等人分析了不同型号的模头对产品膨化率的影响。研究指出，较长的模头（L）和较小的模口直径（D）都能提高物料在模口内侧受到的压力。内侧压力越高，膨化效果越好。L/D是预测模口内侧压力大小的最佳参数之一。含水量14%的淀粉在模口内侧压力为7Mpa时，膨化效果最好，此时L/D应为3.4。
王宁采用Brabender-DC2000型试验单螺杆挤压机在不同 L/D对模口挤出物性影响的研究中表明，L/D和 VEI之间呈显著正相关。
另外，向挤压原料中添加0.5%的 NaHCO3能得到较好的膨化效果，这是由于NaHCO3，受热分解产生了CO2，CO2在作用上相当于水蒸气，但NaHCO3会使制品发生褐变。有一种类似的方法，就是在物料被压通过模具之前注入高压CO2而诱导膨化。另外，添加适量的尿素也有助于制品膨化。
纤维含量越高，产品VEI越低，不同来源的粗纤维对VEI的影响程度不同，向淀粉原料中添加30%的大豆纤维，膨化后产品的VEI明显减小，而燕麦、麸皮等物料由于含有较多的脂肪和蛋白质，因而对淀粉原料挤出膨化性负面影响较强。
Mathew等研究结果表明，谷物原料的生长环境对产品质量有显著影响。不同的玉米品种或同一品种，但生长环境不同挤压膨化成品VEI差异显著，种植于不同地区的谷物原料挤压膨化时，产品的BS、BD和糊化度有较大差异；不同品种在相同挤压条件下产品质量差异显著，谷物类型在很大程度上决定产品的风味、质构和热量值；淀粉含量与产品的比容和BD有较强的相关性，相关系数分别为（r=-0.68，p<0.0057）和（r=0.63，p＜0.012）。
Mathew等人分析了玉米组分与产品质量之间的相关性，指出蛋白质含量与产品VEI呈较强的负相关性（r=-0.56，p<0.0302）。蛋白质含量低，淀粉含量高的品种有望得到具有较大VEI的产品。Merier等人进一步研究指出淀粉含量、直链 皮链淀粉是影响挤出物 VEI的主要因素。
一般来说，直链淀粉含量高的原料，挤压成的产品质地较硬，VEI小；支链淀粉含量高的物料，挤压成的产品膨化效果较好。制作膨化小吃食品时，直链淀粉含量应在20%以上，但含量超过50%时，制品硬度大，VEI小。
Chinnaswany等人研究结果表明，膨化效果好的玉米材料都含有较大平均分子量的支链淀粉。由此可推知，直链淀粉含量、支链淀粉分子大小及其空间结构都是影响淀粉膨化效果的主要因素。
总之，环境因素是靠改变谷物品种的特性（淀粉、纤维、脂肪、蛋白质等）来影响膨化产品质量的。通过改变环境因素，可筛选和培育出适合加工膨化食品的谷物品种，这将为丰富膨化食品种类，增强谷物转化能力提供一个新的思路。
Meuser等人认为原料的预处理（热处理，机械处理等）对产品质量有极显著影响。比如，Mathew等人分析了玉米原料的粉碎方式对膨化食品质量的影响。研究表明，与锤式磨和剪切磨相比，旋风磨处理的物料，产品膨化效果最好；但是剪切磨对应的产品BD、WAI和糊化度最高。这可能是由于不同的粉碎方式对淀粉颗粒作用程度不同，因而淀粉破损率有所差异。
剪切磨对物料的作用最强，淀粉破损率最大，所以在相同的挤压膨化条件下，剪切磨对应的产品BD、WAI和糊化度最高。可见，在挤压膨化食品加工中，针对产品质量要求，考虑选择适宜的原料预处理方式，也是提高膨化产品质量的重要环节。
工艺参数对产品营养成分的影响
一、淀粉
赋予膨化食品高质量的组分之一是淀粉。纯淀粉在挤压机内经历由未胶化的白色颗粒到凝胶化的无色半透明体变化过程。这是由于淀粉在高温、高压和高剪切作用下，吸水受热膨胀，直链间脆弱的氢链断裂，原来有序结构遭到破坏，呈松散无序结构，即发生糊化。
研究表明，玉米经膨化加工后，其糊化度可由13.4%提高到81.55%。淀粉糊化的同时，往往发生分子降解反应，生成葡萄糖、麦芽糖等小分子物质。
国内外研究人员采用不同的仪器实验观察淀粉在挤压过程中的糊化过程，研究结果表明淀粉糊化度受加工温度、喂料速度、螺枉转速和物料含水量；及其交互作用的影响。小麦淀粉在 80℃以上糊化反应速度迅速提高；高水分含量的物料挤压膨化时，产品也具有较高的糊化度，但物料含水量变化对糊化度的影响小于加工温度变化对糊化度的影响；提高螺杆转速会减少物料的停留时间，因而螺杆转速对淀粉糊化度影响不显著；
Meuser和Weidman研究显示，当螺杆转速喂料速度不变时，挤出物模口处的糊化度保持不变。用硬水调节过的淀粉糊化度显著提高。添加糖也能在一定程度上提高挤压小麦淀粉的糊化度。
大量研究结果表明，物料含水量和加工温度对玉米淀粉糊化度影响极为显著。提高物料含水量和加工温度均有利于提高产品的糊化度。挤压膨化技术通过高温、高压、高剪切作用使淀粉发生糊化，以此提高了淀粉的消化吸收率。
即使在很低的物料含水量的条件下也可以使淀粉发生彻底的糊化，因此挤压膨化加工技术能够在赋予淀粉高消化吸收率的同时，最大限度地避免其它成分的损失，所以挤压膨化技术有望代替酶法来进行啤酒工业中发酵糖的生产。
淀粉糊化的同时，往往发生分子降解反应。在一定温度和压力范围内，淀粉糊化度和淀粉降解程度表现一致，都随着螺杆转速和加工温度的增加而增加，随物料含水量增加而减小。
剪切力对淀粉糊化和淀粉降解作用更加明显：剪切强度大，淀粉糊化度高，降解程度大。如果原料含水量过低，加工温度过高，物料受到较长时间的作用，淀粉颗粒有可能降解过度。研究结果表明，在某些极端条件下，产品会褐变，甚至碳化结焦，堵塞模孔。
Farhat等人分析了添加木糖、果糖和麦芽糖对蜡质玉米挤出物流变学特性的影响。结果表明，直链淀粉的老化度与产品含水量、果糖和木糖的含量有关。含水量为20%的产品淀粉的老化度最小，而较高含水量（32%）且含有果糖和木糖的产品老化度最大。在试验所设计的参数范围内，随着果糖含量的提高，糊化淀粉的老化速度显著提高。麦芽糖在浓度10%时，能显著加快淀粉老化速度。加糖量一定时，水分含量越低，贮藏温度越高，老化度越低。
二、蛋白质
几百年来，大豆制品是蛋白质重要来源之一，其较高的营养价值为人们所接受。然而由于大豆食品自身带有不良风味，在西方国家不受重视。随着挤压膨化技术的发展，这一问题逐渐得到解决。经过短时高温挤压处理后，大豆制品不但能够最大程度地保留大豆中的营养成分，而且还能消除不良风味。
大豆组织化产品是通过高分子物料定向地重组结合而成的。蛋白质分子受到高温、高压、高剪切力的作用，原有的空间结构被打乱而熔融，离开模口时，随着压力迅速下降，过热水急剧蒸发，在纤维状结构中留下了多孔气泡状空间结构。
在研究的早期阶段，有些学者认为大豆组织化产品中的蛋白结构以凝胶的形式存在，凝胶化的蛋白质分子间的作用以二硫键、氢键，静电引力三种方式存在。
Burgess等人研究指出组织化蛋白的最终结构与二硫键是否形成无关，而是由挤压过程中新生成的肽键决定的，这些肽键在180℃的挤压条件才能形成。然而Baird等人在研究挤压过程中大豆面团流变学特性变化时发现，大豆蛋白凝胶化过程并不涉及共价键的形成。
Smith等人证实了该结论，在大豆粉中添加1%的盐就极大影响了产品的特性，这说明静电作用在组织化蛋白质相互缔合中所发挥的重要作用。
蛋白质还与其它化合物发生化学反应，影响产品质量。一方面，由于挤压使某些抗营养因子失活，并形成易受酶作用的蓬松结构，同时蛋白质的部分降解使游离氨基酸含量升高，因而蛋白质消化吸收率增加；另一方面，赖氨酸因与还原糖发生美拉德反应而减少，营养价值降低。
三、脂肪
许多研究表明，在挤压膨化过程中，脂肪发生部分水解生成单甘油和游离脂肪酸，这两种产物与直链淀粉、蛋白质形成了复合物，从而降低挤出物中游离脂肪酸的含量，例如，玉米经挤压后，游离脂肪酸含量由4.22%下降到1.65%。
何其傥等研究了100℃时脂肪复合体的生成过程，发现加工温度和物料含水量是影响复合体生成量的主要因素。低温时（<100℃），随着加工温度升高，复合体生成量略有增加，但超过100℃时，复合物生成量有明显下降的趋势；随着水分含量提高，挤出样品中复合物生成量减少，游离脂肪酸含量增加。脂肪复合物还与淀粉糊化度呈正相关，二者相关系数为0.9，当糊化度大于90%时，结合脂肪达95%以上。
脂肪复合物的生成，不但防止脂肪氧化，延长产品货架期，而且还会改善产品的质构，但脂肪含量过多又会产生油腻感，而且脂肪水解并和直链淀粉形成复合物，影响产品膨化性，使产品中淀粉的溶解性和消化率降低。因此，用于挤压膨化食品的原料脂肪含量不应太高。
四、粗纤维
粗纤维包括纤维素、半纤维素和木质素。由于挤压过程中原料、设备和条件不同，对挤压过程中纤维数量的变化，文献报道差异较大。Wang的研究表明小麦和小麦麸经挤压后，粗纤维质量变差，但个别研究结果表明，全麦粉挤压膨化后粗纤维质量变好。
较多的研究表明，粗纤维经挤压膨化后可溶性膳食纤维含量相对增加。金茂国等人通过分析豆渣在膨化前后纤维的变化认为，所增加的可溶性膳食纤维主要是由半纤维素和纤维素降解而产生的，纤维素的降解比半纤维降解更难。豆渣的X-射线衍射图谱显示，挤压膨化对纤维结晶度的影响不太明显。
五、微量物质
挤压过程中发生的美拉德反应，适当的热压处理使物料中原有的香味物质释放，赋予膨化食品良好的风味，研究表明高蛋白原料能生产出强风味的产品。与其它加工方法相比，挤压膨化处理对维生素和矿物质元素的破坏程度较小，这也是挤压膨化技术广泛用于食品加工业中的原因之一。
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