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擠壓膨化技術的多領域應用

1.在休閑食品加工中的應用

膨化食品是將擠壓技術應用于食品加工中zui先獲得成功的產(chǎn)品。以大米、玉米等谷物類及薯類為主要原料,經(jīng)擠壓蒸煮后膨化成型成為疏松多孔狀產(chǎn)品,再經(jīng)烘烤脫水或油炸后,在表面噴涂一層美味可口的調(diào)味料,玉米果、膨化蝦條等即屬這一類。另一類為膨化夾心小吃食品,是通過共擠壓膨化制成,即谷物類物料在擠壓后形成中空的管狀物,將蛋黃粉、糖粉、奶粉、調(diào)味料、香料等各種配料按一定比例加入后,經(jīng)充分攪拌混勻成為具有較好流動性的夾心料,通過夾心泵及共擠出模具,在膨化物擠出的同時將餡料注入管狀物中間,經(jīng)此道工序加工的膨化夾心小食品,口感酥脆,風味隨夾心餡的改變而具多樣性,可通過改變其中的夾心料的配方,加工出各種營養(yǎng)強化食品、功能食品。

2.在油脂浸出中的應用

對于高含油油料作物來說，油料在脫殼（皮）后，先經(jīng)擠壓膨化機處理，預先擠出部分油脂，并形成一定結構的料粒再進行浸出，是一項比較理想的新技術。目前在美國、巴西、印度、瑞士等國家均有擠壓膨化機生產(chǎn)廠家，其中以美國安得森（ANDERSONIntrntionlCorp）生產(chǎn)的帶預榨的、用于處理高含油料的擠壓膨化機尤為引人注目。據(jù)報道，其產(chǎn)量已高達300t/D[9]。

另外，膨化機的發(fā)明和其在油料坯片溶劑浸出工藝中的應用*地增加了溶劑浸出工藝的效率。梁平等人已經(jīng)在大豆和棉籽坯片方面取得了良好的效果[10]。膨化機內(nèi)坯片受一系列的斷續(xù)螺旋的擠壓和突出于機筒的固定螺栓的揉搓，使得更多的油細胞破裂。在坯片被搗碎的同時，蒸汽被注入含有坯片的機筒內(nèi)，坯片在筒內(nèi)蒸煮15～20s。經(jīng)過蒸煮改變了坯片的蛋白特性，使之更為柔軟。同時，當蒸汽進入機筒并與坯片混合，機筒內(nèi)部的壓力將蒸汽從氣相變?yōu)橐合?，釋放出大量的熱量，該熱量在膨化機內(nèi)產(chǎn)生有效的蒸煮作用，并且液體滲透坯片，充分的使坯片得以滲透。另外，油料坯片在獲得*蒸煮后，有膨化機出料口釋放出來，由于壓力驟然降低，坯片內(nèi)的水分會立即由液相變?yōu)闅庀?。當液體變?yōu)闅怏w，會把周圍的熱量吸收過來，這樣使蛋白冷卻并產(chǎn)生剛硬的，多孔的蛋白結構，這種蛋白的膨脹

3.擠壓膨化技術在抗性淀粉制備中的應用

將擠壓膨化技術應用于抗性淀粉（resistantstarchRS）制備的預處理中，是由于在抗性淀粉的制備過程中，擠壓膨化起到預糊化的作用，提高了淀粉的糊化度。已有資料報道，淀粉經(jīng)擠壓膨化后處理后，其糊化度能達到90%以上，而傳統(tǒng)工藝糊化率僅為80～90%。只有使淀粉*糊化，才能使*與普魚蘭酶對其充分作用，生成一定長度的直鏈淀粉分子，通過調(diào)節(jié)酶的作用條件，從而可提高抗性淀粉的得率[11]。

4.擠壓膨化技術在膨化玉米粉生產(chǎn)冰激凌中的應用

玉米的營養(yǎng)價值較高,含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì),并含有人體必需的賴氨酸和*等。過去人們在利用玉米做飲料和冰激凌時,通常要經(jīng)過粉碎、磨漿、糊化等多道前處理工序,工藝復雜、費時。大連產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所的金芳研究使用擠壓膨化機處理物料,使其由高溫高壓下突然降至常溫常壓，經(jīng)瞬間將玉米粉膨化成海綿狀,淀粉高度α化。使淀粉、蛋白質(zhì)成分發(fā)生降解;糊精、還原糖、氨基酸等成分含量增加。水溶性增強,有利于消化吸收。而且口感香酥,代替淀粉添加到冰激凌原料中,可制成具有烤玉米風味的冰激凌[12]。

5.在組織化植物蛋白生產(chǎn)上的應用

組織化植物蛋白的生產(chǎn)是利用含植物蛋白較高(50%左右)的原料,如大豆、棉籽等,通過擠壓、剪切作用后,蛋白質(zhì)分子的三級結構被破壞,形成相對呈線性的蛋白質(zhì)分子鏈,在一定的溫度和水分下,由于受到較高剪切力和螺桿定向流動的作用,當被擠壓經(jīng)過模具出口時,蛋白質(zhì)分子成為類似纖維狀的結構。植物蛋白經(jīng)組織化后,改善了口感和彈性,擴大了使用范圍,提高了營養(yǎng)價值與動物蛋白相比,具有價格低,不含*,保質(zhì)期長,易著色、易增香添味,可制成多種不同的食品?？商砑佑谌馐吃现?作為肉類填充料,或者代替肉、魚、禽類制成仿肉類食品。美國已將這類肉類補充品加入到漢堡牛排、肉糕、三明治中,在漢堡牛排中替代肉類的加入量高達30%[13]。

6.擠壓膨化技術在開發(fā)保健混合粉中的應用

黑米、薏米、蕎麥粉為原料,這幾種物料都具有較高的營養(yǎng)價值和保健功能,但由于其質(zhì)地堅硬,正常的蒸煮難以糊化,不易被消化吸收,因此,必須經(jīng)過特殊工藝處理,擠壓膨化技術是理想方法。此外,由于每種原料的各種營養(yǎng)成分分布是不均勻的,往往滿足不了人們對各種營養(yǎng)物質(zhì)的需要。郝彥玲等人將這幾種原料配合后進行膨化制成具有保健功能的混合粉，并得到了*的工藝參數(shù)雙螺桿擠壓機對混合物料(黑米∶薏米∶蕎麥粉=60%∶15%∶25%)膨化的*工藝參數(shù)為:水分含量16%,螺桿轉速100r/min,擠壓溫度170℃,糊化度可達90.6%[14]。此混合粉是預糊化淀粉,可直接食用或作為輔料應用于食品工業(yè),如主食品饅頭、餃子、面包等。

7.擠壓膨化技術在生產(chǎn)醬油中的應用

一般的醬油釀造用脫脂加工大豆,經(jīng)過蒸煮蛋白質(zhì)變性,在蒸煮過程中由于鍋爐蒸汽負荷變動,加之原料顆粒厚薄不勻,雖保持一定溫度蒸煮,但蒸煮過的脫脂加工大豆各粒子的氮變性程度不同,實際上是變性適度,過度和不足的蛋白混合物,因而制成醬油氮利用率低,醬油有氮性混濁。東北農(nóng)大徐沖等人將擠壓膨化技術應用于醬油生產(chǎn)中對部分醬油原料經(jīng)膨化處理,使原料中蛋白質(zhì)成為彈性良好的海綿狀組織,有利于細菌菌絲向原料內(nèi)部生長,故曲中蛋白酶和*含量比常規(guī)法高,能大幅度地提高原料的全氮利用率[15]。其優(yōu)點是無需將全部原料制成曲,從而簡化了制曲工藝,不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量,更主要的是節(jié)約了釀造用糧。

8.在其它方面的應用

擠壓膨化技術除廣泛應用于食品加工、釀造、油脂浸出、保健品等領域外,在飼料、醫(yī)藥、建筑等行業(yè)的應用也有報道[16]。用膨化粉粉末直接做壓片的輔料,具有填充劑、粘合劑、崩解劑的性質(zhì)。膨化粉可壓性良好,為沸騰法一次制粒提供了新的原料。膨化粉生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)周期短,有利于大規(guī)模生產(chǎn),可代替淀粉制藥。另外,利用擠壓膨化機作反應器對淀粉進行深加工,制備磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉,作為建筑業(yè)墻體粉刷的粘合劑。隨著對擠壓膨化機理研究的不斷深入,為擠壓膨化技術在眾多領域中的廣泛應用提供了理論依據(jù)。擠壓膨化技術是一種節(jié)能、保鮮、提高原料利用率及生產(chǎn)效率的新型加工技術,在許多領域已經(jīng)取得顯著的經(jīng)濟效益,具有廣闊的應用前景。

擠壓膨化技術的發(fā)展前景

食品加工的一個目的是充分利用現(xiàn)有的食品資源和開拓新的原料來源來開發(fā)各種各樣受人們歡迎的食品。膨化技術的出現(xiàn)可以說為谷物類、淀粉類等這些我們稱之為粗糧類的原料在食品工業(yè)中的應用開辟了一條嶄新的途徑。而且，膨化食品一般都需經(jīng)調(diào)味處理，因此膨化食品加工業(yè)的發(fā)展必將帶動調(diào)味料工業(yè)的發(fā)展，與此同時也帶動薄膜等包裝技術的發(fā)展。另外隨著食品工業(yè)的發(fā)展，新技術和新工藝的出現(xiàn)以及人們生活水平的提高，擠壓膨化技術及其設備也正朝著更好的方向發(fā)展，生產(chǎn)更受人們歡迎的低油、保健和天然食品。如低溫、超低溫膨化技術、化學膨化技術、超聲膨化技術都有可能在不久的將來應用于實踐；而微波膨化技術、烘焙膨化技術作為新型膨化技術已經(jīng)引起人們的重視并逐步在生產(chǎn)中得到應用。據(jù)報道，以淀粉為主要原料，配以9%的玉米分離蛋白、1.5%的棕櫚油，在含水量50%的條件下，用500W、2450MHz微波輻射兩分鐘可獲得良好的原料膨化食品[17]。真空油炸膨化技術對于改善食品的品質(zhì)、降低油脂的劣化程度有很大的意義。若在真空度20mmHg、有溫100℃下進行油炸，這時在60℃下便產(chǎn)生水蒸氣；若油炸時采用80～120℃，則原料中的水分可充分蒸發(fā)，水蒸發(fā)時使體積顯著膨脹[18]。采用真空油炸的制得的產(chǎn)品除有顯著的膨化效果外，油炸時間有也相對縮短。

總之，隨著人們生活水平的提高，利用擠壓膨化技術生產(chǎn)膨化食品以及擠壓膨化技術在其他領域的應用在我國具有十分廣闊的前景。擠壓膨化技術、微波膨化技術、烘焙膨化技術等都將是膨化技術的發(fā)展方向；真空油炸膨化技術則是保持油炸膨化技術生命力的一種有效的改良方法。進行膨化理論和技術的研究，開拓新的原料來源、開發(fā)新型擠壓膨化設備、擠壓膨化技術和其他食品加工技術的有機結合將是膨化技術發(fā)展的重點和熱點。