超微粉碎技术在食品工业中的应用及进展

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扬州大学烹饪学报
第 "" 卷 总第 -. 期
3 超微粉碎技术的发展前景
超微粉碎是上世纪七十年代以后为适应现代高新技术的发展而派生出的一种物料加工新技 术!我国从九十年代才开始研究超微粉碎技术和研制相关的设备!"#!而超微粉碎技术的应用关键是 超微粉碎设备的研制" 功能保健食品是当今国际食品领域的研究与开发重点!其中真正起作用的成 分称为生理活性成分!富含这些成分的物质即称生理活性物质$或功能性食品基料%" 生理活性物质 包括膳食纤维#活性多糖#多不饱和脂肪酸#活性肽等 &’ 多类" 在保健食品生产中!一些微量活性物 质$硒等%的添加量很小!若颗粒稍大!则不利用混匀!这就需要非常有效的超微粉碎手段将其粉碎 至足够细小的粒度!并加上有效的混合操作!才能保证它们在食品中的均匀分布!增强食品的口感! 以提高它们在功能性食品中的可用性!提高它们在人体内的消化吸收!促进其生理功能的发挥" 有关超微粉碎技术在功能保健食品中应用的研究!国内外都在进行之中!但研究尚属初步" 随 着人类生存环境的恶化!水资源和空气污染现象的加剧!各种恶性疾病发病率的上升 !这些因素都 刺激着人们更加关注自身的健康" 因此!人们对功能保健食品都寄托了很大的希望" 包括超微粉碎 技术在内的各种食品加工新技术!将在功能保健食品中得到更深入广泛的应用" 总之!随着现代食品工业的不断发展!必将出现更多#更为先进的高新技术" 超微粉碎技术在食 品加工中的应用还只是在一个起步的阶段!超微细粉技术!因为有着其他一般粉碎方式所没有的优 势与特点!以后在汤料#药材的生产中肯定会起到更加突出的作用!相信在不久的将来 !这种节能# 高效#产品品质高的新技术会更加趋于完善" 参考文献:
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才能保证巧克力的质量! 瑞士"日本等国主要采用五辊精磨机和球磨精磨机! 我国也设计开发了适 合国情的巧克力球磨机#粉碎细度和能耗指标达到并超过国外同类机型#特别是比刮板式精磨机能 节能 #$%以上&’(! 2. 2. 2 软饮料加工 利用气流微粉碎技术已经开发出的软饮料有粉茶"豆类固体饮料"超细骨粉配制富钙饮料和速 溶绿豆精等! 中国有着悠久的饮茶文化#传统的饮茶方法是用开水冲泡茶叶#但是人体并没有完全 吸收茶叶中的全部营养成分#一些不溶性或难溶的成分#如维生素 ?"@"A 及绝大部分蛋白质"碳水 化合物"胡萝卜素以及部分矿物质等都大量留存于茶渣中#大大地削弱了茶叶的营养及保健功能! 如果将茶叶在常温"干燥状态下制成粉茶#使粉体的粒径小于 )!=#则茶叶的全部营养成分易被人 体肠胃直接吸收#可以即冲即饮! 超微粉碎的乌龙茶"红茶"绿茶的茶粉还可加入到各种食品中#从 而加工出不同的茶类制品! 在牛奶生产过程中#利用均质机能使脂肪显著细化! 若脂肪球直径 *"%在 +!= 以下#则可达到 优良的均质效果#口感好"易于消化! 植物蛋白饮料是以富含蛋白质的植物种子和各种果核为原料# 经浸泡 " 磨浆 " 均质等操作单元制成的乳状制品 ! 磨浆时用胶体磨磨至粒径 ) B"!=# 再均质至 , B +!=! 在这样的粒度下可使蛋白质固体颗粒"脂肪颗粒变小#从而防止蛋白质下沉和脂肪上浮#提高 产品的稳定性! 2. 2. 3 功能性食品基料的生产 功能性食品基料是生产功能性食品的关键! 超微粉碎技术在部分功能性食品基料-膳食纤维"脂 肪替代品等.的制备上起重要作用! 各种畜"禽鲜骨中含有丰富的蛋白质和脂肪"磷脂"磷蛋白等# 能促进儿童大脑神经的发育"有 健脑增智之功效! 鲜骨中含有的骨胶原-氨基酸."软骨素等#有滋润皮肤防衰老的作用! 鲜骨中还含有维生素 ?" C,"C!"C,! 等营养成分#钙"铁在鲜骨中的含量也极高! 一般将鲜骨煮"熬之后食用#实际上鲜骨中的 营养成分没有被人体吸收#造成资源浪费! 利用气流式超微粉碎技术将鲜骨多级粉碎加工成超细骨 泥或经脱水制成骨粉#既能保持 *)%以上的营养素#营养成分又易被人体吸收! 骨髓粉-泥.可以作为 添加剂#制成高钙高铁的骨粉-泥.系列食品#具有营养保健功能&’(! 2. 2. 4 果蔬加工 果皮"果核经超微粉碎可转变为食品! 蔬菜在低温下磨成微膏粉#既保存全部的营养素#纤维质 也因微细化而增加了水溶性"口感更佳! 超微粉碎还可用于南瓜粉"大蒜粉"芹菜粉等的加工&/($01,,"%! 2. 2. 5 粮油加工 经超微粉碎加工过的面粉"豆粉"米粉等#其口感以及人体吸收利用率得到显著提高! 将麦麸 粉"大豆微粉等加到面粉中#可用来改造劣质面粉"制成高纤维或高蛋白面粉! 黄忠平等报道了超微 粉碎对于玉米粉加工的重要作用&"(! 2. 2. 6 水产品加工 螺旋藻"海带"珍珠"龟鳖"鲨鱼软骨等通过超微粉加工制成的超微粉具有一些独特优点! 加工 珍珠粉的传统方法是球磨十几个小时#粒度达几百目! 如果在23/D左右的低温和严格的净化气流 条件下瞬时粉碎珍珠#可以得到平均粒径为 ,$!4 的超微珍珠粉#加上整个生产过程无污染#与传统 珍珠粉加工方法相比#该法加工时#珍珠中的有效成分被充分保留#其钙含量高达 5+%#可作为药膳 或食品添加剂#制成补钙营养食品&’(! 2. 2. 7 调味品加工 微粉食品的巨大孔隙率造成集合孔腔# 可吸收并容纳香气经久不散# 这是重要的固香方法之 一#因此作为调味品使用的超微粉#其香味和滋味更浓郁"突出!
!* 世纪食品工业的竞争是高科技的竞争! 随着现代食品工业尤其是保健食品工业的不断发展" 普通的粉碎手段已不适应生产的需要"于是出现了超微粉碎技术"并得到了迅猛的发展! 食品工业 是超微粉碎技术应用的一大领域"作为一种新型食品加工方法"它已运用于许多食品的加工中! 日 本#美国市场上销售的果味凉茶#冻干水果粉#超低温速冻龟鳖粉等"都是应用超微粉碎技术加工而 成的"我国 !+ 世纪 ,% 年代就将此技术应用于花粉破壁-./"随后"一些口感好#营养配比合理#易消化 吸收的功能食品便应运而生!
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故颇适宜采用湿粉碎法! 实践证明"湿法操作消耗能量一般较干法操作大"同时设备的磨损也较严 重! 但湿法比干法易获得更微细的粉碎物"故在超微粉碎中多采用湿法粉碎! $%& 超微粉碎技术的特点 速度快、 时间短、 可低温粉碎 超微粉碎技术采用超音速气流粉碎#冷浆粉碎等方法"与以往的 纯机械粉碎方法完全不同’()! 在粉碎过程中不产生局部过热现象"甚至可在低温状态下进行粉碎"速 度快"瞬间即可完成"因而最大限度地保留粉体的生物活性成分"以利于制成所需的高质量产品! 粒径细、 分布均匀 由于采用超音速气流粉碎"其在原料上外力的分布是很均匀的! 分级系统 的设置"既严格限制了大颗粒"又避免了过碎"得到粒径分布均匀的超细粉"同时很大程度上增加了 微粉的比表面积"使吸附性#溶解性等亦相应地增大! 节省原料、提高利用率 物体经超微粉碎后" 近纳米细粒径的超细粉一般可直接用于制剂生 产"而常规粉碎的产物仍需经过一些中间环节"才能满足要求" 这样很可能会造成原料的浪费! 因 此"该技术尤其适合珍贵稀少原料的粉碎’()! 减少污染 超微粉碎由于是在封闭系统下进行粉碎"既避免了微粉污染周围环境"又可防止空 气中的灰尘污染产品"故在食品及医疗保健品中运用该技术"可控制微生物和灰尘的污染!
1 概述
.0. 粉碎的定义 粉碎是用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力使之破碎的单元操作! 粒度是指物料颗粒 的大小"是粉碎程度的代表性尺寸! 根据被粉碎物和成品粒度的大小"粉碎可分为粗粉碎#中粉碎# 微粉碎和超微粉碎四种-!/120)#3! 粗粉碎$原料粒度在 )+$*"++44 范围内"成品颗粒粒度约为 "$"+44%中粉碎 $原料粒度在 *+$ *++44 范围内"成品颗粒粒度约为 "$*+44%微粉碎 $原料粒度在 "$*+44 范围内"成品颗 (细粉碎) 粒粒度约 *++!4 以下 %超微粉碎 (超细粉碎) : 原料粒度在 +0" $"44 范围内 " 成品颗粒粒度约 *+ $ !"!4 以下! *0! 超微粉碎的形式 目前"微粒化技术分化学法和机械法两种! 化学粉碎法能够制得微米级#亚微米级甚至纳米级 的粉体"但产量低#加工成本高#应用范围窄! 机械粉碎法成本低#产量大"是制备超微粉体的主要手 段"现已大规模应用于工业生产! 根据粉碎过程中颗粒受力情况以及机械的运动形式"机械法又可 分为气流粉碎#媒体搅拌粉碎和冲击粉碎等三种方法-(/! 超微粉碎常有干法粉碎和湿法粉碎之分! 根据粉碎过程中产生粉碎力的原理不同"干法粉碎有 气流式#高频振动式#旋转球&棒’磨式#锤击式和自磨式等几种形式"目前应用于食品加工的主要有 气流式中的超音速式超微粉碎-)/! 湿法粉碎主要是用胶体磨和均质机粉碎"湿法粉碎是将原料悬浮 于载体液流&常用水’中进行粉碎-!/120)"5! 此法可克服粉尘飞扬问题"并可采用淘析#沉降或离心分离等 水力分级方法分离出所需的产品! 在食品加工中"粉碎经常作为浸出的预备操作"使组分易于溶出"
2 超微粉碎技术在食品工业中的应用现状
超微粉碎技术的应用是食品加工业的一种新尝试"对于传统工艺#配方的改进"新产品的开发 必将带来巨大的推动力! !%$ 超微粉碎技术对食品加工业发展的作用 2. 1. 1 有利于食物资源的充分利用 小麦麸皮#燕麦皮#玉米皮#米糠等"含有丰富的维生素#微量元素和优质的膳食纤维等"具有很 好的营养价值"但由于常规粉碎法得到的纤维粒度大"影响食品的口感"而使消费者难于接受! 通过 对纤维的微粒化"能显著地改善纤维食品的口感和吸收性"保存食品的营养成分"从而使食物资源 得到充分的利用! 2. 1. 2 推动新型功能食品及添加剂的开发 一些动植物体的不可食部分如骨#壳$如蛋壳%#虾皮等具有很高的营养价值"可通过超微化而 成为易被人体吸收利用的钙源和甲壳素! 纤维食品 膳食纤维素被现代营养学界称为&第七营养素’"增加膳食纤维的摄入是提高人体 健康水平的一项重要措施! 借助于现代超微粉碎技术"使食物纤维微粒化"能显著地改善纤维食品 的口感和吸收性! 补钙食品 动物骨#壳#皮等通过超微粉碎后得到的微粉属有机钙"比无机钙更容易被人体吸 收#利用! 这些有机钙粉可以作为添加剂"制成高钙高铁的骨粉$泥%系列食品"具有独特的营养保健 功能! 当这些有机钙粉$包括珍珠粉%的粒度小于 # 微米时"可用于某些缺钙食品如豆奶等的富钙’*)! 2. 1. 3 改变传统工艺—— —改善食品品质、 降低生产成本 超微粉碎可以使一些食品加工过程或工艺产生革命性的变化"如速溶茶生产"传统的方法是通 过萃取"将茶叶中的有效成分提取出来"然后浓缩#干燥制得粉状速溶茶! 现在采用超微粉碎仅需一 步工序便得到粉茶产品"既大大地简化了生产工艺"又大大降低了生产成本! !%! 超微粉碎技术在食品加工中的应用 2. 2. 1 巧克力生产 巧克力属于超微颗粒的多相分散体系"油脂在此体系内属于分散介质"是一种连续相! 巧克力 细腻滑润的口感特性主要决定于巧克力配料的粒度! 当巧克力配料的平均粒度小于 !(!+ 时"吃起 来就细腻滑润(当平均粒度超过 ,-!+ 时"就有明显的粗糙感! 因此"只有超微粉碎加工巧克力配料
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孙长花6 钱建亚 7
&扬州大学 食品科学与工程学院" 江苏 扬州 !!"%%.’

要: 超微粉碎技术是食品工业高新技术, 广泛应用于巧克力生产、 软饮料加工、 功能性食品基
料生产、 果蔬加工、 粮油加工、 调味品加工等, 前景广阔。 关键词: 超微粉碎; 高新技术; 食品工业 中图分类号# &’ !%( 文献标识码# ; 文章编号# <""=>?@<@!!""#""!>"""#>")
收稿日期: 2005- 03- 29 7 通讯作者
作者简介: 孙长花 (1982! ) , 女, 江苏南京人, 扬州大学食品科学与工程学院硕士研究生, 从事食品科学研究; 钱建亚 (1964! ) , 男, 江苏泰州人, 扬州大学食品科学与工程学院教授, 博士, 从事食品科学和食品生化研究。
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