食品膨化机理的理论探析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目前, 最常见的外部能量向膨化动力的转换方 式是挤压膨化技术。它是同时利用热导和机械挤压
摩擦原理, 实现其工艺目的的。而微波膨化技术则 是通过电磁能的辐射传导, 使水分子吸收微波能产 生分子极震, 获得动能, 实现水分的汽化, 进而带动 物料的整体膨化。此外, 还有油炸膨化。外部能量的 传递 设计必须遵 循: 一、外部 供能方式 必须满 足膨 化动 力的形成机 制; 二、外部 能量向膨 化动力 的转 换必须保证能量的最大利用率及最佳的 膨化效果; 三、外部供能和内部的能量变化应最大限度保持食 品物料的营养性。所以, 从理论上讲在满足上述原 则的前提下, 膨化工艺条件可以进行不同方式的变 换和组合, 这对新型膨化工艺技术的开发和膨化设 备的 发展创新具 有极大的 指导意 义, 如 低温、超低 温膨 化技术、超声膨化 技术、化学膨化 技术都 有可 能在不久的将来得到实际的应用。
此外, 物料在膨化过程中还存在一定的含湿量 梯度。梯度差异的形成是由于水分在物料中的分布 差异和水分与物料之间的结合差异所致 。不同的湿 量梯 度会造成膨 化动力产 生时间上的 差异和 质量 的不均匀性, 影响到膨化质量。所以, 物料必须具备 均匀的含水条件, 以利于膨化动力的均衡发生。 2. 3 外部能量向膨化动力的转换分析
·5 3·
表2
3. 4 回收率试验
浓度
振幅值 D
精密称取苯甲酸( 钠) 、阿斯巴甜和蔗糖按成分
0. 2
0. 040
配比 溶于 pH = 3. 5 的 稀酸中 配制 成溶液, 照 样品
0. 3
0. 088
测定项下方法操作。结果见表 3
0. 4
0. 137
3. 5 讨论
0. 5
0. Biblioteka Baidu85
0. 6
0. 233
= 1. 5 与 pH= 5. 0 的溶液 进行检 测、扫 描, 发 现其 ( 12) : 1062
四阶导数谱均有所偏移, 影响本法测定。现很多软 2 姚文兵, 吴梧桐等 . 药物生物技术 , 1994, 1( 2) :
饮料的 pH 值都是在 3. 5 左右, 利用本法测定。
9 ～12
参考文献
3 蒋明哲, 章日春等 . 食品科学, 1996, 17( 6) : 67 4 金时俊 . 食品添加剂—现状、生产、性能、应 用.
膨化 动力虽然来 源于膨 化物料内 部水分 的分 子离散所提供的动力, 但这种动力也必须是由外部 能量来间接供给的。而外部能量的提供方式和能量 的转换效率对于膨化效果起着至关重要 的作用。同
时, 也决定着膨化设备的不同工作方式。一般来说, 外部能量的供给方式有热能、机械能、电磁能、化学 能等。这些能量可通过一定的传递转换形式作用于 水分子, 加剧分子热运动, 增加分子动能。
度, 以满足气体增压的需要; 其三、构成气体小室的 内壁 材料, 必 须具备拉 伸成膜特 性, 且 能在固 化段 蒸汽外溢后, 迅速干燥并固化成膨化制成品的相对 不回 缩结构网架; 其四、外界 要提供足 以完成 膨化 全过 程的能量, 包括相 变段的液 体升温 需能、汽化 需能、膨胀需能和干燥需能等。对于食品 物料而言, 最安全的液体就是所含的成分水, 成膜材料则是其 中的 淀粉、蛋 白质等高 分子物质, 而成 品的网 架材
从膨化的发生过程分析, 物料特性和其外界环 境与膨化直接关联。换言之, 只有当物料与环境同 时符合膨化所需的特定条件时, 膨化才有可能得以 顺利进行。所谓特定条件就是: 其一在膨化发生以 前, 物料内部 必须均匀 含有安全 的汽化 剂, 即 可汽 化的液体; 其次, 从相变段到增压段, 物料内部能广 泛形 成相对密闭 的弹性气 体小室, 同时, 要保 证小 室内 气体的增压 速度大于 气体外泄造 成的减 压速
表 3 回收率测定结果
序号
苯甲酸 加入量( mg ) 测得量( mg)
回收率( % )
加入量( m g)
阿斯巴甜 测得量( mg)
回收率( % )
1
2 3
4 平均回收率( % )
CV( % )
4. 85 4. 63 4. 97 4. 32
4. 71 4. 58 4. 88 4. 20 97. 86% 0. 89
在热压条件下, 团粒内部的变化大致涉及四个 不同的过程: ( 1) 向微晶区域引入结合水( 实际上该 区域 由于在自然 条件下与 环境作用 还存在 少量结
晶水) ; ( 2) 无 定型区中凝胶相的有限润胀; ( 3) 微晶 的熔融, 同时已熔微晶与非晶性凝胶区的共同水化 和 润胀; ( 4) 熔融 微晶的水 化导致团 粒内水 分重新 分配, 最终润胀产生的应力使微晶变形又加速了熔 融。实际上团粒的含水量决定着团粒的变化 性质。 水分 含量低时, 微晶以 熔融变化 为主; 而当 水分含 量高 时, 则微 晶的熔融、水合 和极度 不可逆 的润胀 同时发生。一般而言, 前者所需的温度、压力 较高, 被称为淀粉的低水高压热炼过程。像淀粉质物料的 挤压膨化, 则是利用这一原理来实现的。而后者在 常压 60～70℃范围内即可 完成。也就是 通常所说 的糊化过程。当然, 淀粉的热炼与糊化之间存在着 一定范围内的弹性可调过度区域。所以, 工艺上即 可通过适当增加低水分物料的含水量 , 降低环境的 温度压力, 获得熔融充分、润胀适度的制品。在实际 膨化 过程中, 淀粉分子 的熔融与 润涨混 炼, 不仅可 使 淀粉 分子 均匀 分布, 而 且能 让所 含水 分分 散均 匀。如微波膨化就可应用上述调节原理, 先通过低 水高压热预炼制备出含湿量低、可挤压成型的膨化 胚料, 再经干 燥除去多 余水分, 制成 炼化干 胚再进 行 微波 膨化, 以 满足 微波 能量 均匀 辐射 特性 的需 要。 3. 2 蛋白质在膨化中的作用
关键词 热压效应 膨化动力 汽化水分 高分子物质
1 膨化的形成机理 1. 1 膨化的理论定义
膨化是利用相变和气体的热压效应 原理, 使被 加工 物料内部的 液体迅速 升温汽 化、增 压膨胀, 并 依靠气体的膨胀力, 带动组分中高分子物质的结构 变性, 从而使 之成为具 有网状组 织结构 特征, 定型 的多孔状物质的过程。依靠该工艺过程生产的食品 统称为膨化食品。为研究分析方便, 可将整个膨化 过程 分为三个阶 段, 第 一阶段为 相变段, 此时 物料 内部 的液体因吸 热或过热, 发生 汽化; 第二个 阶段 为增压段, 汽化后的气体快速增压并开始带动物料 膨胀; 第三阶 段为固化 段, 当 物料内部 的瞬间 增压 达到 和超过极限 时, 气 体迅速外 溢, 内 部因失 水而 被高温干燥固化, 最终形成泡沫状的膨化产品。 1. 2 膨化的构成要素
《食品工业科技》
Science and Technology of Food Industry
食品膨化机理的理论探析
刘自强
( ( 南京金陵职业大学工程技术系食品工程教研室, 南京 210001) )
1997. No. 6
摘 要 通过深入探析膨 化动力的发生过程, 膨化动力 的影响因素和外部 能量向膨化 动力转 换的机理, 全面阐述了膨化动力的发生机制。从动力学的角度提出了膨化的定义, 膨化的构成要 素。同时系统地分析了在膨化过程中, 物料的成分、比 例和结构的变化及其对膨化的影响。
一般来说, 物料所含的水分大体有四种存在形 态: 水合态、胶体吸润态、自由态和表面吸附态。水 合态和胶体吸润态的水虽含量不高, 但因与物料内 的物 质呈氢键缔 合, 结 合较为紧 密, 若对其 施加外 力影响, 就可能通过其对与之结合的物料分子产生 影响。食品膨化主要是通过对这部分水施加作用得 以实现的。
0. 7 D= 0. 483C- 0. 0566
0. 281 r= 0. 9999
0. 585mg / ml。 3. 3 样品中阿斯巴甜含量的测定
同上述方法测得样品中阿斯巴甜的 浓度为
3. 5. 1 苯甲 酸与阿斯巴甜的紫外吸收光谱相互有 干扰, 采用四阶导数光谱法可直接消除阿斯巴甜的 干扰, 利用峰-零法测定苯甲酸的含量。而在四阶导 数谱 中找不到无 苯甲酸干 扰的阿斯 巴甜的 特征吸 收。所以采用固定苯甲酸含量, 渐增阿斯巴甜的量 消除苯 甲酸的干扰( 在 270nm 处, 苯甲酸 四阶导数 谱位于吸收谷, 是一定值) , 测定阿斯巴甜的含量。
97. 11% 98. 92% 98. 19% 97. 22%
16. 32 16. 88 16. 63 16. 11
15. 93 16. 27 16. 14 15. 66 97. 06% 0. 53
97. 61% 96. 38% 97. 05% 97. 21%
3. 5. 2 本测定方法受溶液 pH 值的 影响。曾用 pH tame. Journal o f Chemical Education 1987, 64
蛋白 质是一大类 以氨基 酸为基 本构成 单元的
分子量巨大的高分子物质, 通常分为单纯蛋白质和 结合蛋白质两大类。其分子的外观形状有纤维状蛋 白和球状蛋白。生物体内的蛋白质存在形式则包括 组织结构成分状态和活性游离状态。蛋白质的分子 组成、结构特征及其生理功用决定着蛋白质具有两 性解离性质, 水化水合性质和胶体性质。这些性质 决定 了自然状态 的蛋白质 可与脂质 结合成 流动镶 嵌结构的膜, 可使蛋白质外 ( 下转第 79 页)
·52·
料除 淀粉、蛋 白质外, 少量其 它高分 子物质 亦可充 填其间, 如纤维素等。 2 膨化动力的产生机制 2. 1 膨化动力的发生
膨化 动力的产生 主要由 物料内 部水分 的能量
释放所致。由于水具有分子量小、低沸点、易汽化膨 胀的特性。所以, 在同样的外 部供能条件下, 在物料 内部 的各种物质 成分中, 水分子 热运动 最先加 剧, 分子动能同时加大。当水分子所获能量超出相互间 的束缚极限值时, 就会发生分子离散。水分分子的 分子离散使物料内部水分状态发生变 化, 产生相变 和蒸汽膨胀。其结果必然造成对与之接触的物料结 构的冲击。当这种冲击作用力超出维持高分子物质 空间结构的力, 并超出高分子物质维持的物料空间 结构的支撑力时, 就会带动这些大分子物质空间结 构的扩展变形, 最终造成膨胀物料的质构变化。
1 L indeberg G. A co nv enient synthesis o f Aspar - 华东化工学院出版社, 220
( 上接第 53 页) 围高度持水形成水合分子或形成凝 胶, 可溶于水而成为高浓度的胶体溶液。在膨化过 程中, 蛋白质 作为膨化 物料的成 分, 主 要是其 中的 结构 性蛋白质易 受外部能 量的影响和 作用而 发生 分子结构变化, 如: 变形、变性等。结构性蛋白质的 这种 变化通常与 其在膨化 过程的功能 变化同 步发 生。蛋 白质在膨 化过程中的 主要功 能有: ( 1) 以水 化、水合作用 持水, 膜囊包裹 作用存水 和网状 结构 吸 水等方式维 持物料的部 分含水; ( 2) 充当密 闭气 体小室的可塑性壁材, 在气体膨胀时实现扩展性拉 伸并 逐渐变性, 随后在 室壁瞬时 破裂、蒸汽外 泄的 过程 中因失水和 自身所带 热量的干燥 作用而 被固 化。干燥后的汽室内壁在膨化成品中维持着类似淀 粉功能的力学上的网架结构。
分分子原有的空间位置, 这部分间隙水往往不在密 闭气体小室中, 很难成为膨化动力, 引起物料膨 化。 第二, 过量水 在外部供 能时, 由于与物 料其它 组分 相互间的约束力弱, 较易优先汽化, 占用有效能 量, 影响膨化效应。第三, 过量水会导致物料内吸润态 胶 体区域 的不 适当 扩大 , 造 成物 料 在增 压段 因温 升, 其中的部分淀粉已提前糊化或部分蛋白质已超 前变性, 反而阻碍了膨化。第四, 含过量水的物料即 使经历膨化过程, 其制品也会因成品含水量偏高而 回软, 失去 膨化制成 品的应 有风味。因 此, 在 膨化 前, 必须确定 物料的适 度含水量, 以保 证最佳 膨化 效果。
2. 2 膨化动力的影响因素 膨化 动力的产生 不仅取 决于水 分在物 料中的
形态 和其结合特 性, 而 且与水分 的含量 密切相 关。 从理 论上讲, 物料含水 量越大, 可能 产生的 蒸汽量 越大, 膨化动力越强, 对膨化的效果影响也越大 。但 物料 所含水分过 量时, 会影响膨 化正常 实现, 究其 原因, 第一, 过量水 分往往是 自由态 和表面 吸附态 的水, 它们很难取代或占据结合态和胶体吸润态水
3 物料中高分子物质在膨化中的作用 3. 1 淀粉质在膨化中的作用
淀粉 是由 D - 葡 萄糖单 元以苷 键形式 结合形 成的大分子链状物质。自然界中的淀粉通常是以若 干条链所组成的相对密集的团粒形式 存在。淀粉团
粒内 水分的含量 与分配较 大程度上 取决于 多糖链 的密度与叠集的规则性。这对淀粉的理化性质和膨 化加工特性至关重要。
摩擦原理, 实现其工艺目的的。而微波膨化技术则 是通过电磁能的辐射传导, 使水分子吸收微波能产 生分子极震, 获得动能, 实现水分的汽化, 进而带动 物料的整体膨化。此外, 还有油炸膨化。外部能量的 传递 设计必须遵 循: 一、外部 供能方式 必须满 足膨 化动 力的形成机 制; 二、外部 能量向膨 化动力 的转 换必须保证能量的最大利用率及最佳的 膨化效果; 三、外部供能和内部的能量变化应最大限度保持食 品物料的营养性。所以, 从理论上讲在满足上述原 则的前提下, 膨化工艺条件可以进行不同方式的变 换和组合, 这对新型膨化工艺技术的开发和膨化设 备的 发展创新具 有极大的 指导意 义, 如 低温、超低 温膨 化技术、超声膨化 技术、化学膨化 技术都 有可 能在不久的将来得到实际的应用。
此外, 物料在膨化过程中还存在一定的含湿量 梯度。梯度差异的形成是由于水分在物料中的分布 差异和水分与物料之间的结合差异所致 。不同的湿 量梯 度会造成膨 化动力产 生时间上的 差异和 质量 的不均匀性, 影响到膨化质量。所以, 物料必须具备 均匀的含水条件, 以利于膨化动力的均衡发生。 2. 3 外部能量向膨化动力的转换分析
·5 3·
表2
3. 4 回收率试验
浓度
振幅值 D
精密称取苯甲酸( 钠) 、阿斯巴甜和蔗糖按成分
0. 2
0. 040
配比 溶于 pH = 3. 5 的 稀酸中 配制 成溶液, 照 样品
0. 3
0. 088
测定项下方法操作。结果见表 3
0. 4
0. 137
3. 5 讨论
0. 5
0. Biblioteka Baidu85
0. 6
0. 233
= 1. 5 与 pH= 5. 0 的溶液 进行检 测、扫 描, 发 现其 ( 12) : 1062
四阶导数谱均有所偏移, 影响本法测定。现很多软 2 姚文兵, 吴梧桐等 . 药物生物技术 , 1994, 1( 2) :
饮料的 pH 值都是在 3. 5 左右, 利用本法测定。
9 ～12
参考文献
3 蒋明哲, 章日春等 . 食品科学, 1996, 17( 6) : 67 4 金时俊 . 食品添加剂—现状、生产、性能、应 用.
膨化 动力虽然来 源于膨 化物料内 部水分 的分 子离散所提供的动力, 但这种动力也必须是由外部 能量来间接供给的。而外部能量的提供方式和能量 的转换效率对于膨化效果起着至关重要 的作用。同
时, 也决定着膨化设备的不同工作方式。一般来说, 外部能量的供给方式有热能、机械能、电磁能、化学 能等。这些能量可通过一定的传递转换形式作用于 水分子, 加剧分子热运动, 增加分子动能。
度, 以满足气体增压的需要; 其三、构成气体小室的 内壁 材料, 必 须具备拉 伸成膜特 性, 且 能在固 化段 蒸汽外溢后, 迅速干燥并固化成膨化制成品的相对 不回 缩结构网架; 其四、外界 要提供足 以完成 膨化 全过 程的能量, 包括相 变段的液 体升温 需能、汽化 需能、膨胀需能和干燥需能等。对于食品 物料而言, 最安全的液体就是所含的成分水, 成膜材料则是其 中的 淀粉、蛋 白质等高 分子物质, 而成 品的网 架材
从膨化的发生过程分析, 物料特性和其外界环 境与膨化直接关联。换言之, 只有当物料与环境同 时符合膨化所需的特定条件时, 膨化才有可能得以 顺利进行。所谓特定条件就是: 其一在膨化发生以 前, 物料内部 必须均匀 含有安全 的汽化 剂, 即 可汽 化的液体; 其次, 从相变段到增压段, 物料内部能广 泛形 成相对密闭 的弹性气 体小室, 同时, 要保 证小 室内 气体的增压 速度大于 气体外泄造 成的减 压速
表 3 回收率测定结果
序号
苯甲酸 加入量( mg ) 测得量( mg)
回收率( % )
加入量( m g)
阿斯巴甜 测得量( mg)
回收率( % )
1
2 3
4 平均回收率( % )
CV( % )
4. 85 4. 63 4. 97 4. 32
4. 71 4. 58 4. 88 4. 20 97. 86% 0. 89
在热压条件下, 团粒内部的变化大致涉及四个 不同的过程: ( 1) 向微晶区域引入结合水( 实际上该 区域 由于在自然 条件下与 环境作用 还存在 少量结
晶水) ; ( 2) 无 定型区中凝胶相的有限润胀; ( 3) 微晶 的熔融, 同时已熔微晶与非晶性凝胶区的共同水化 和 润胀; ( 4) 熔融 微晶的水 化导致团 粒内水 分重新 分配, 最终润胀产生的应力使微晶变形又加速了熔 融。实际上团粒的含水量决定着团粒的变化 性质。 水分 含量低时, 微晶以 熔融变化 为主; 而当 水分含 量高 时, 则微 晶的熔融、水合 和极度 不可逆 的润胀 同时发生。一般而言, 前者所需的温度、压力 较高, 被称为淀粉的低水高压热炼过程。像淀粉质物料的 挤压膨化, 则是利用这一原理来实现的。而后者在 常压 60～70℃范围内即可 完成。也就是 通常所说 的糊化过程。当然, 淀粉的热炼与糊化之间存在着 一定范围内的弹性可调过度区域。所以, 工艺上即 可通过适当增加低水分物料的含水量 , 降低环境的 温度压力, 获得熔融充分、润胀适度的制品。在实际 膨化 过程中, 淀粉分子 的熔融与 润涨混 炼, 不仅可 使 淀粉 分子 均匀 分布, 而 且能 让所 含水 分分 散均 匀。如微波膨化就可应用上述调节原理, 先通过低 水高压热预炼制备出含湿量低、可挤压成型的膨化 胚料, 再经干 燥除去多 余水分, 制成 炼化干 胚再进 行 微波 膨化, 以 满足 微波 能量 均匀 辐射 特性 的需 要。 3. 2 蛋白质在膨化中的作用
关键词 热压效应 膨化动力 汽化水分 高分子物质
1 膨化的形成机理 1. 1 膨化的理论定义
膨化是利用相变和气体的热压效应 原理, 使被 加工 物料内部的 液体迅速 升温汽 化、增 压膨胀, 并 依靠气体的膨胀力, 带动组分中高分子物质的结构 变性, 从而使 之成为具 有网状组 织结构 特征, 定型 的多孔状物质的过程。依靠该工艺过程生产的食品 统称为膨化食品。为研究分析方便, 可将整个膨化 过程 分为三个阶 段, 第 一阶段为 相变段, 此时 物料 内部 的液体因吸 热或过热, 发生 汽化; 第二个 阶段 为增压段, 汽化后的气体快速增压并开始带动物料 膨胀; 第三阶 段为固化 段, 当 物料内部 的瞬间 增压 达到 和超过极限 时, 气 体迅速外 溢, 内 部因失 水而 被高温干燥固化, 最终形成泡沫状的膨化产品。 1. 2 膨化的构成要素
《食品工业科技》
Science and Technology of Food Industry
食品膨化机理的理论探析
刘自强
( ( 南京金陵职业大学工程技术系食品工程教研室, 南京 210001) )
1997. No. 6
摘 要 通过深入探析膨 化动力的发生过程, 膨化动力 的影响因素和外部 能量向膨化 动力转 换的机理, 全面阐述了膨化动力的发生机制。从动力学的角度提出了膨化的定义, 膨化的构成要 素。同时系统地分析了在膨化过程中, 物料的成分、比 例和结构的变化及其对膨化的影响。
一般来说, 物料所含的水分大体有四种存在形 态: 水合态、胶体吸润态、自由态和表面吸附态。水 合态和胶体吸润态的水虽含量不高, 但因与物料内 的物 质呈氢键缔 合, 结 合较为紧 密, 若对其 施加外 力影响, 就可能通过其对与之结合的物料分子产生 影响。食品膨化主要是通过对这部分水施加作用得 以实现的。
0. 7 D= 0. 483C- 0. 0566
0. 281 r= 0. 9999
0. 585mg / ml。 3. 3 样品中阿斯巴甜含量的测定
同上述方法测得样品中阿斯巴甜的 浓度为
3. 5. 1 苯甲 酸与阿斯巴甜的紫外吸收光谱相互有 干扰, 采用四阶导数光谱法可直接消除阿斯巴甜的 干扰, 利用峰-零法测定苯甲酸的含量。而在四阶导 数谱 中找不到无 苯甲酸干 扰的阿斯 巴甜的 特征吸 收。所以采用固定苯甲酸含量, 渐增阿斯巴甜的量 消除苯 甲酸的干扰( 在 270nm 处, 苯甲酸 四阶导数 谱位于吸收谷, 是一定值) , 测定阿斯巴甜的含量。
97. 11% 98. 92% 98. 19% 97. 22%
16. 32 16. 88 16. 63 16. 11
15. 93 16. 27 16. 14 15. 66 97. 06% 0. 53
97. 61% 96. 38% 97. 05% 97. 21%
3. 5. 2 本测定方法受溶液 pH 值的 影响。曾用 pH tame. Journal o f Chemical Education 1987, 64
蛋白 质是一大类 以氨基 酸为基 本构成 单元的
分子量巨大的高分子物质, 通常分为单纯蛋白质和 结合蛋白质两大类。其分子的外观形状有纤维状蛋 白和球状蛋白。生物体内的蛋白质存在形式则包括 组织结构成分状态和活性游离状态。蛋白质的分子 组成、结构特征及其生理功用决定着蛋白质具有两 性解离性质, 水化水合性质和胶体性质。这些性质 决定 了自然状态 的蛋白质 可与脂质 结合成 流动镶 嵌结构的膜, 可使蛋白质外 ( 下转第 79 页)
·52·
料除 淀粉、蛋 白质外, 少量其 它高分 子物质 亦可充 填其间, 如纤维素等。 2 膨化动力的产生机制 2. 1 膨化动力的发生
膨化 动力的产生 主要由 物料内 部水分 的能量
释放所致。由于水具有分子量小、低沸点、易汽化膨 胀的特性。所以, 在同样的外 部供能条件下, 在物料 内部 的各种物质 成分中, 水分子 热运动 最先加 剧, 分子动能同时加大。当水分子所获能量超出相互间 的束缚极限值时, 就会发生分子离散。水分分子的 分子离散使物料内部水分状态发生变 化, 产生相变 和蒸汽膨胀。其结果必然造成对与之接触的物料结 构的冲击。当这种冲击作用力超出维持高分子物质 空间结构的力, 并超出高分子物质维持的物料空间 结构的支撑力时, 就会带动这些大分子物质空间结 构的扩展变形, 最终造成膨胀物料的质构变化。
1 L indeberg G. A co nv enient synthesis o f Aspar - 华东化工学院出版社, 220
( 上接第 53 页) 围高度持水形成水合分子或形成凝 胶, 可溶于水而成为高浓度的胶体溶液。在膨化过 程中, 蛋白质 作为膨化 物料的成 分, 主 要是其 中的 结构 性蛋白质易 受外部能 量的影响和 作用而 发生 分子结构变化, 如: 变形、变性等。结构性蛋白质的 这种 变化通常与 其在膨化 过程的功能 变化同 步发 生。蛋 白质在膨 化过程中的 主要功 能有: ( 1) 以水 化、水合作用 持水, 膜囊包裹 作用存水 和网状 结构 吸 水等方式维 持物料的部 分含水; ( 2) 充当密 闭气 体小室的可塑性壁材, 在气体膨胀时实现扩展性拉 伸并 逐渐变性, 随后在 室壁瞬时 破裂、蒸汽外 泄的 过程 中因失水和 自身所带 热量的干燥 作用而 被固 化。干燥后的汽室内壁在膨化成品中维持着类似淀 粉功能的力学上的网架结构。
分分子原有的空间位置, 这部分间隙水往往不在密 闭气体小室中, 很难成为膨化动力, 引起物料膨 化。 第二, 过量水 在外部供 能时, 由于与物 料其它 组分 相互间的约束力弱, 较易优先汽化, 占用有效能 量, 影响膨化效应。第三, 过量水会导致物料内吸润态 胶 体区域 的不 适当 扩大 , 造 成物 料 在增 压段 因温 升, 其中的部分淀粉已提前糊化或部分蛋白质已超 前变性, 反而阻碍了膨化。第四, 含过量水的物料即 使经历膨化过程, 其制品也会因成品含水量偏高而 回软, 失去 膨化制成 品的应 有风味。因 此, 在 膨化 前, 必须确定 物料的适 度含水量, 以保 证最佳 膨化 效果。
2. 2 膨化动力的影响因素 膨化 动力的产生 不仅取 决于水 分在物 料中的
形态 和其结合特 性, 而 且与水分 的含量 密切相 关。 从理 论上讲, 物料含水 量越大, 可能 产生的 蒸汽量 越大, 膨化动力越强, 对膨化的效果影响也越大 。但 物料 所含水分过 量时, 会影响膨 化正常 实现, 究其 原因, 第一, 过量水 分往往是 自由态 和表面 吸附态 的水, 它们很难取代或占据结合态和胶体吸润态水
3 物料中高分子物质在膨化中的作用 3. 1 淀粉质在膨化中的作用
淀粉 是由 D - 葡 萄糖单 元以苷 键形式 结合形 成的大分子链状物质。自然界中的淀粉通常是以若 干条链所组成的相对密集的团粒形式 存在。淀粉团
粒内 水分的含量 与分配较 大程度上 取决于 多糖链 的密度与叠集的规则性。这对淀粉的理化性质和膨 化加工特性至关重要。