食品膨化技术及其应用

食品膨化技术及其应用

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林　勉　芮汉明　刘通讯

(华南理工大学食品与生物工程学院,广州,510641)

摘　要　膨化技术作为一种新型食品生产技术,正逐步在食品工业中得到广泛的应用。目前膨化食品的生产技术主要包括挤压膨化技术和高温膨化技术2种类型。本文主要介绍了挤压膨化技术和高温膨化技术的膨化机理、生产工艺和流程以及它们在膨化休闲小食品生产中的应用;并对膨化食品的研究开发和微波膨化、烘焙膨化、真空油炸等新型食品膨化技术及其发展趋向进行了讨论。

关键词　膨化　挤压　高温膨化　油炸

膨化食品是指以谷物粉、薯粉或淀粉为主料,利用挤压、油炸、砂炒、烘焙等膨化技术加工而成的一大类食品。它具有品种繁多、质地酥脆、味美可口、食用方便、营养物质易于消化吸收等特点。作为一种休闲食品,膨化食品深受消费者尤其是青少年的喜爱和欢迎。在自诩为小吃食品王国的美国,各种休闲食品的年销售额高达150亿美元,其中30%为马铃薯片。而作为美国最大膨化食品生产企业的F rito2L ay公司,年销售额达到50亿美元[1]。可以肯定,膨化技术应用于膨化食品的生产具有十分广阔的前途和发展前景。

食品膨化技术在我国有着悠久的历史,但应用现代膨化技术生产膨化食品的时间并不长。我国第一台挤压机于70年代末期在上海研制成功,这标志着我国工业生产挤压膨化食品开始起步。但由于生产厂家对膨化食品的研究开发工作不够重视,膨化食品风味单调,品种较少,远不能满足人们生活水平日益提高的需求,因而逐渐受冷落。近年来,美国的F rito2L ay公司、日本的Calbee公司以及欧洲和东南亚很多著名的膨化食品生产企业纷纷在中国投资建厂,生产各种膨化食品。美国F rito2L ay公司在广州的合资企业广州百事食品有限公司1994年投产后仅日式牛排和海鲜味粟米脆年销售额达一亿元人民币。因此,大力发展膨化技术并加快它在食品生产中的应用步伐以促进我国食品工业的发展是目前食品科学工作者需着重考虑的一个课题。

1　膨化食品生产技术

1.1　挤压膨化食品生产技术

1.1.1　概　述

挤压膨化技术在40年代末期逐渐扩大到食品领域。它不但应用于各种膨化食品的生产,还可用于豆类、谷类、薯类等原料及蔬菜和某些动物蛋白的加工。近年来挤压膨化技术发展十分迅速,目前已成为最常用的膨化食品生产技术之一。据报道美国1997年挤压膨化食品的销售额达9.319亿美元,比1996年增长9.3%[2]。它具有产品种类多、生产效率高、成本低、产量高、产品质量好、能使用低价粗原料、无废弃物、可实现生产全过程的自动化和连续化等特点[3],是膨化食品加工技术发展的一个方向。挤压膨化可以使产品的质量得到改良和提高,它导致淀粉的糊化、蛋白质的变性以及淀粉、蛋白质和脂类复合体的形成[4],蛋白质的可消化率得到提高[3]。因而挤压膨化食品味美可口、易于消化吸收,深受广大消费者的青睐。

1.1.2　食品挤压膨化的机理

膨化食品的生产原料主要是含淀粉较多的谷物粉、薯粉或生淀粉等。这些原料由许多排列紧密的胶束组成,胶束间的间隙很小,在水中加热后因部分胶束溶解空隙增大而使体积膨胀。当物料通过供料装置进入套筒后,利

Ξ第一作者:硕士研究生。

收稿时间:1998-09-22,改回时间:1998-12-21

用螺杆对物料的强制输送,通过压延效应及加热产生的高温、高压,使物料在挤压筒中被挤压、混合、剪切、混炼、熔融、杀菌和熟化等一系列复杂的连续处理[5],胶束即被完全破坏形成单分子,淀粉糊化,在高温和高压下其晶体结构被破坏,此时物料中的水分仍处于液体状态。当物料从压力室被挤压到大气压力下后,物料中的超沸点水分因瞬间的蒸发而产生巨大的膨胀力,物料中的溶胶淀粉体积也瞬间膨化,这样物料体积也突然被膨化增大而形成了疏松的食品结构[6,7]。

1.1.3　挤压膨化食品生产工艺

挤压膨化食品是指将原料经粉碎、混合、调湿,送入螺旋挤压机,物料在挤压机中经高温蒸煮并通过特殊设计的模孔而制得的膨化成型的食品。在实际生产中一般还需将挤压膨化后的食品再经过烘焙或油炸等处理以降低食品的水分含量、延长食品的保藏期,并使食品获得良好的风味和质构;同时还可降低对挤压机的要求、延长挤压机的寿命、降低生产成本。挤压膨化食品的工艺流程如图1所示。将各种不同配比的原料预先充分混合均匀,然后送入挤压机,在挤压机中加入适量水,一般控制总水量为15%左右。挤压机螺杆转速为200～350r m in,温度为120～160℃,机内最高工作压力为0.8～1M Pa,食品在挤压机内的停留时间为10～20s[3,8]。食品经模孔后因水蒸气迅速外逸而使食品体积急剧膨胀,此时食品中的水分可下降到8%～10%。为便于贮存并获得较好的风味质构,需经烘焙、油炸等处理使水分降低到3%以下。为获得不同风味的膨化食品,还需进行调味处理,然后在较低的空气湿度下,使膨化调味后的产品经传送带冷却以除去部分水分(目前一般成品冷却包装车间都有空调设备)再立即进行包装。

原料→混合→调理→挤压蒸煮、膨化、切割→烘烤或油炸→冷却→调味→称重、包装

图1　挤压膨化食品生产流程1.2　高温膨化技术

1.2.1　概　述

高温膨化技术是一种将现代化的机械压成型技术与比较古老的油炸膨化、砂炒膨化等处理工艺结合起来而获得膨化食品的一种技术。当然,烘焙技术、微波技术等新型膨化技术也应属于这一范畴,但这些新技术在工业化膨化食品生产中还较为少见,这里所说的高温膨化技术是指工业生产常用的油炸膨化或砂炒膨化,其中以油炸膨化最为常见,因为砂炒膨化对砂的质量要求较高,且食品膨化后砂的去除也不大好解决;而烘焙膨化和微波膨化将在后面提及。

高温膨化技术常应用于间歇生产中,生产工艺较为复杂,生产周期较长,产量也受到一定的限制;但由于这种膨化技术对设备要求不是很高,对于原料的等级要求也不十分严格,而且还可拓宽一些原料的利用途径,所制得的膨化食品也有其独特的风味、外观和口感,从而整体的可口性得到提高[9,10],因此目前仍广泛应用于膨化食品的生产。而且,这种技术还具有一个其它技术所没有的优点,就是采用这种技术经一次干燥后的半成品通常可存放半年的时间,因此生产厂家可将半成品运到目的地再进行膨化加工处理,既可节约投资、降低生产成本,又能使消费者得到新鲜、优质的膨化食品。

1.2.2　食品高温膨化的机理

高温膨化食品的生产原料以面粉、玉米淀粉和薯类淀粉为主。当食品原料经蒸汽蒸煮时,其中的淀粉发生糊化即Α2化,此时淀粉分子间氢键断开,水分进入淀粉微晶间隙。由于高温蒸汽和高速搅拌作用,淀粉快速大量地不可逆吸收水分。再经冷却处理,淀粉又发生老化即Β2化,淀粉颗粒高度晶格化,包裹住在糊化时吸收的水分。在高温处理(油炸或砂炒)时,淀粉微晶粒中水分因爆沸而急剧汽化,促使形成微细孔隙以达到膨化[10,11]。此外,高温膨化技术一般还借助膨松剂以促进食品的膨化。