谷物早餐通常配合牛奶浸泡食用，要求在牛奶中能较长时间保持原有的形状和较高的脆性。另外中国传统“热食热饮”的饮食习惯，对谷物早餐的保脆性提出了更高的要求。本文以热牛奶中的保脆性为中心，从谷物早餐配方的设计、挤压条件的优化、挤压前后成分的变化、复水模型的建立、添加剂的影响五个方面进行了深入的研究，为我国早餐谷物食品的研究与开发提供一定的理论指导依据。本文首先通过采用双螺杆挤压膨化技术，研究了八种常见谷物的挤压特性，挑选出在热牛奶中具有良好保脆性的原料，根据它们的营养成分，利用Lingo设计最优的配方组成。结果表明，小米、玉米、大麦、小麦在热牛奶中具有良好的保脆性，适合做谷物早餐的原料。最佳配方为：小米55%、玉米25%、大麦10%、小麦10%，可使必需氨基酸指数达到最大值，营养价值最高。其次，研究了挤压工艺参数（螺杆温度、水分含量、螺杆转速）对谷物早餐膨胀度与质构的影响。结果表明随着螺杆温度（110-150℃）的增加，脆性和保脆性逐渐下降；随着水分含量（20%-28%）的增加，脆性逐渐下降，保脆性无规律变化；随着螺杆转速（70-110r/min）的增加，脆性逐渐下降，保脆性无规律变化。根据单因素的试验结果，利用Design Expert软件优化得到最佳条件为：螺杆温度129.39℃，水分含量21.82%，螺杆转速87.40r/min。此条件下产品的脆性和保脆性分别为5.52kg·s和3.35kg·s。再次，对挤压前后淀粉、蛋白质和脂肪的性质变化进行了研究，并探讨与谷物早餐保脆性的关系。挤压后，总淀粉含量下降，水溶性总糖含量上升；DSC显示淀粉几乎完全糊化；吸水指数和水溶性指数显著提高；紫外吸收光谱表明主要是支链淀粉分支发生降解，直链淀粉比例上升；淀粉晶型被破坏，结晶度下降；扫描电镜表明，挤压后淀粉颗粒的外表呈岩石状，表面粗糙有细孔。挤压后蛋白质总量无明显变化，蛋白质溶解性下降；激光共聚焦扫描电镜结果表明，挤压过程中蛋白质发生聚集；近红外光谱分析表明，挤压后蛋白质的α-螺旋、无规卷曲和β-转角的比例下降，β-折叠比例上升。挤压后粗脂肪含量显著下降；X-射线衍射技术和DSC结果表明挤压过程中，部分脂肪与直链淀粉形成了复合物。然后，研究了谷物早餐在热牛奶浸泡过程中的吸水和脆性变化动力学模型。结果表明，Peleg模型、一级动力学模型和Weibull模型都能较好拟合吸水曲线，但Weibull模型的RMSE值最小，精度最高。Peleg模型和一级动力学模型也能较好拟合脆性变化曲线，但相对而言Peleg模型的RMSE值较小，精度较高。最后，探讨了各种胶体和乳化剂的添加对产品质构特性的影响。结果发现乳化剂并不能改善谷物早餐的质构，而胶体中的CMC能有效提高谷物早餐的脆性和保脆性，其最适宜的添加量为3‰。