2022年食品膨化技术综述 .pdf

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1、食品膨化技术摘要： 目前市场上膨化食品越来越多，其生产工艺也是多种多样。食品的膨化方法包括了直接挤压膨化、气流膨化、微波膨化等。本文介绍了这三种膨化技术的原理、特点以及应用，并阐述了食品膨化技术的发展前景。关键词： 挤压膨化；气流膨化；微波膨化Expanded Food Technology CHEN Bing-bing (University of Shang Hai for Science and Technology, ShangHai 200093) Abstract：Currently on the market, puffed food, more and more of its

2、production process is also varied. Methods puffed foods include direct extrusion, air puffing, puffing like. This article describes these three principles puffing technology, characteristics and applications, and describes the development prospects of food puffing technology. Key words: Extruded；Air

3、flow puffing ；Microwave puffing 1 膨化技术的发展食品膨化技术2在我国有着悠久的历史，古代就把油炸作为使食品膨化的重要方法之一。由于种种原因，我国现代膨化技术发展缓慢。直到20 世纪 70 年代末，国内才开始现代膨化技术与膨化食品的研究。 20 世纪 80 年代初期，以太阳牌锅巴为代表的膨化休闲食品开始出现，丰富了中国传统的以瓜 子 、 花 生 、 饼 干 及 糖 果 为 代 表 的 休 闲 类 食 品 ， 同 时 带 动 了 一 批 新 兴 企 业 的 建 立 和 成 长 。进入 90 年代，随着消费市场的进一步扩大，国内膨化技术的逐渐成熟，以及国际膨化食品企

4、业入驻国内，带来了先进的技术、设备和经验，膨化食品企业走上产业化发展的道路。进入21 世纪，更多的休闲食品不断涌现，多种原料制成的膨化食品令人眼花缭乱，丰富着食品市场和人们的生活。国内外谷物膨化食品和膨化技术的发展膨化技术作为一种新型食品加工技术9在国外发展很快。早在1856 年美国的沃德就申请了关于食品膨化技术的专利；1936 年挤压法生产膨化玉米果首次成功；日本在20 世纪 30 年代至 40 年代进行侵略战争期间曾采用膨化技术加工玉米、麦类再经过压制成军粮；20 世纪 60 年代日本膨化技术发展起来用膨化大米制成面包、点心、蒸制品和炸制品等；20 世纪 70 年代以来各食品厂家积极研制膨

5、化食品并申请了各种膨化食品专利食品其中有以小麦粉、荞麦、小麦胚芽等为主要原料制成的谷物膨化食品。在膨化类食品领域中膨化小食品的发展最为迅速的美国，年产值已达十几亿美元。目前一些国家生产膨化小食品已有成熟的工艺和先进的设备，并形成了生产线由于设备先进能够生产出外形精巧、多样化的膨化小食品。如今国外食品膨化技术及其理论的研究已处于兴旺时期。近年来我国食品工业呈现持续快速健康发展，膨化食品正在逐渐成为百姓日常生活的必需消费品。我国每年休闲食品的销售额达几十亿元人民币，其中谷物膨化食品的年产量约20 万吨。薯类、谷类等膨化食品占据休闲食品市场的大半江山。由此可见作为休闲食品的一大类，谷类膨化食品具有巨

6、大的发展空间。但由于种种原因，我国的膨化技术发展缓慢，应用现代膨化技术生产膨化食品的时间并不长。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、品种少，远不能满足人们的需求。近年来，美国、日本、欧洲各国和东南亚国家和地区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。特别是随着很多国际食品公司投资中国，各类膨化休闲食品在工艺技术设备等方面也有了长足进步。因此，大力发展并加快膨化技术在食品生产中的应用步伐，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。目前我国应用膨化技术生产膨化食品还处于初级阶段，因此应积极开展膨化理论和膨化技术研究，不断开

7、发新产品。相信，随着以上各项工作的开展，以及人民生活水平的提高，满足大众生活需要的膨化食品必将迅速发展。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 2 膨化食品的分类按原料分为：未加工颗粒、半加工颗粒及经过加工制成的粉状物按食用品位分为：主食膨化食品、副食膨化食品、膨化小食品、强化膨化食品等按膨化方式分为：挤压膨化食品、气流膨化食品、油炸膨化食品、焙烤膨化食品、微波膨化食品按生产工艺流程：直接膨化和间接膨化3 膨化技术3.1

8、 挤压膨化技术3.1.1 挤压膨化技术5的原理把物料置于膨化器后，随着加温加压的进行，物料中的水分呈过热状态，物料本身变的柔软，当达到一定的高压而开启膨化器盖时，高压迅速变成常压， 这时物料内呈过热状态的水分在瞬间汽化而发生强烈爆炸，水的体积可膨胀大约2000 倍。膨化的瞬间，物料结构发生了变化，同时体积膨大十几倍到几十倍。3.1.2 挤压膨化的特点10（1）生产工艺简单。（2）连续化生产。（3）生产效率高、原理浪费少、能耗低、操作简单、生产能力可在较大范围内调整。（4）应用范围广（适合于加工小吃食品11、产品范围广12-13，种类多）3.1.3 挤压过程中食品成分的变化1 蛋白质在挤压中的变

9、化含有较多蛋白质的原料，在挤压机内由于所受的剪切力和摩擦力的作用，使维持蛋白质三级结构的氢键、范德华力、离子键、二硫键遭到破坏。随着蛋白质三级结构的破坏，形成了相对呈线性的蛋白质分子链。这些相对呈线性的分子链在一定的温度和水分含量下，变的更为自由，从而更容易发生定向的再结合。随着剪切力的不断进行，呈线性的分子链不断在增多，相邻的蛋白质分子链之间由于分子间的相互吸引而趋于结合。 当物料被挤压经过模具时，较高的剪切力和定向流动的作用更加促进蛋白质分子的线状化、纤维化和直线排列。这样，经过挤压的物料就具有一定的纤维状结构和多孔的结构，增加了食品的口感和风味。2 淀粉在挤压中的变化淀粉在一定的水分含量

10、和一定的温度下，其颗粒会溶胀分裂， 内部有序态的分子之间的氢键断裂，分散成无序状态，这个作用成为糊化作用。糊化之后的淀粉也成淀粉。淀粉糊化后，吸水性增大，易受酶的作用，进入人体后易消化，产品质地柔软。3 脂肪在挤压中的变化脂肪在挤压过程中能够与淀粉和蛋白质形成复合物，而这些复合物又能降低挤压产品在保存时的氧化现象，所以在一定程度上起到了延长产品货架期的作用。3.2 气流膨化技术3.2.1 气流膨化的原理气流膨化4与挤压膨化的原理相似，它需要外部给膨化机加热。可以用过热蒸汽加热、电加热或名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -

11、- 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 用燃料直接加热，使气流膨化机内的被膨化物料达到200-280的高温和0.5-0.8MPa 的压力，使谷物物料中积蓄大量的能量。在膨化的瞬间，高温高压降为常温常压而释放大量的能量，使物料中的水分突然汽化，体积膨大为原来的数倍，即所谓的“爆炸”，使物料组织受到“破坏”呈海绵状，体积增大几倍或几十倍。3.2.2 气流膨化的特点（1）气流膨化所需的热量全部靠外部加热（过热蒸汽加热或电加热）。（2）气流膨化高压的形成是靠密封容器中加热时水分的汽化和气体的膨胀所产生。（3）原料基本上粒状的。（4）气流

12、膨化过程不存在剪切力的作用，所以不会存在混炼和均质效果。（5）不能进行组织化的生产。（6）在较高水分和脂肪含量下，仍能完成膨化过程。（7）气流膨化一般仅限于小吃食品的生产。3.2.3 气流膨化的工艺过程6-7原料清理除杂水分调节进料加热升温升压出料膨化调味成品（1)原料 用于气流膨化的原料多为谷物类8，主要以粒状形式，一般要求原料表面有较致密的皮层或膜，以利于其内部产生较高的膨胀压力。（2) 清理除杂在加工前除去原料中的泥块、石块、杂粮粒、金属杂质等。（3) 水分调节一般情况下，气流膨化时要求原料水分含量控制在13%-15% 。（4) 进料进料器在完成连续、均匀、稳定进料的同时必须保证加热器始

13、终处于密封状态，保证加热室中压力不产生下降或微动。（5) 加热升温升压物料的升温升压在加热器中完成，加热室温度可达250或更高，一般温度控制在 200左右，压力可达0.5-0.8MPa，因此加热器必须耐温耐压。同时，为充分利用资源，防止热量损失，避免车间温度过高，加热室应有良好的绝热保温层。（6) 出料膨化被加工的物料在加热室中积蓄大量的能量，达到一定的温度和压力后，通过出料器放出而膨化。气流膨化过程分为三个阶段第一阶段：相变增压阶段物料内部的液体因吸热或过热发生汽化，罐内压力开始升高。第二阶段：释压膨化阶段高温高压降为常温常压，形成巨大压差，物料内部水分闪蒸逸出带动物料体积膨胀。第三阶段：定

14、型固化阶段由于瞬间压差导致物料内部水分汽化闪蒸、体积膨胀，失水后再继续干燥物料，使已膨胀的组织定型。一些大分子物质被固化，形成海绵状的膨化产品。只有当物料与环境同时符合膨化所需的特定条件时，膨化才得以顺利进行。一：在膨化发生前，物料内部必须均匀含有安全的汽化剂，即可汽化的液体二：从相变段到增压段，物料内部能广泛形成相密闭的弹性小室，同时要保证小室内的气体增压速度大于气体外泄造成的减压速度。三：构成气体小室的内壁材料，必须具备拉伸成膜特性。四：外界要提供足以完成膨化全过程的能量。3.3 微波膨化技术3.3.1 微波膨化1名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

15、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 膨化技术作为一神新型食品生产技术，正逐步在食品工业中得到广泛的应用。微波膨化3是利用微波的加热特性，使物料产生蒸气压梯度，当物料压力大于它所承受能力时瞬间出现膨化现象。由于微波的低温高效作用，使食品能较好地保留其营养成分，保持食品原有的色，吞，味，保证食品的品质。3.3.2 微波膨化的原理微波是指波长为1mm-1m，频率为 300MHz-300GHz ，具有穿透力的电磁波，其方向和大小随时间作周期性变化微波加热速度快，物料内部气体（空气）温度急剧上升，由于

16、传质速率慢，受热气体处于高度受压状态；而有膨胀的趋势，当达到一定的压强时，物料就会发生膨化。高水分含量的物料，水分在于燥初期大量蒸发，使制品表面温度下降，膨化效果不好。当水分低于20%时，由于物料的黏稠性增加， 致使物料内部空隙中水分和空气较难泄出而处于高度积聚待发状态，从而能产生好的膨化效果。3.3.3 微波膨化的特点微波膨化技术是通过电磁能的辐射传导，使水分子吸收微波能，产生分子剧烈振动，获得动能，实现水分的汽化，进而带动物料的整体膨化。膨化是利用了微波的加热特性，微波加热时，物料的排湿和热量迁移方向、传热方向、蒸汽压迁移方向都一致，即由物料内部指向表面。由于这样的特性有利于物料内部蒸汽的

17、产生和积累，微波加热速度快，物料内部气体温度急剧上升，物料升温很快，内部蒸汽的形成速率高于蒸汽的迁移速率，物料出现蒸气压梯度， 当压力超过纤维组织结构强度的承受能力，就能通过这种压力使物料膨化。膨化物料主要依靠物料的物化特性而形成一定的质构，以利于包裹水蒸气和积累压力。另外，也依赖于其介电特性吸收微波能有效地转化为热能的特性。微波应用于食品的生产可以改变传统的从表面到内部的热传导过程，具有受热均匀、 加热速度快、产品质量高，反应灵敏、易于控制、热效率高，以及设备占地面积小等优点。并能较好地保留食品中的营养物质及食品原有的色、香、味，有利于提高膨化食品的品质。4 膨化技术的未来展望膨化食品有着以

18、下诸多的优点：不易回生，便于长期贮存；营养损失少，有利于人体消化吸收；产品口感好风味好，食用方便；产品卫生水平高，保存性能好等。所以膨化技术就显得尤为重要，膨化技术简单，方便，但是在食品膨化过程中会出现一些卫生学问题，比如：微生物污染（主要是固体调味料中的微生物污染比较严重）；原材料中的农药残留；铅和铝的残留；油脂氧化污染；美拉德反应（美拉德反应造成氨基酸特别是赖氨酸的无谓损耗）。这就需要我们在食品膨化的时候针对这些问题进行优化工艺， 使在得到其产品的同时最大限度的降低污染和原料浪费，这将是我们未来解决的问题。参考文献名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

19、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 1李 琴.朱科学 . 钱海峰. 周惠明 . 微波热风组合干燥制备板栗粉的研究J. 食品工业科技 . 200.（） . 2尚勇彪 , 唐浩国 .膨化食品加工技术 M. 化学工业出版社 , 2007,5:15-21. 3李清明 , 谭兴和 ,申双贵等 . 食品微波膨化技术研究进展 J. 包装与食品机械 , 2003,21(4):13-17. 4石启龙 , 赵亚. 真空低温膨化技术简介 J. 中国果蔬加工 , 2002,(4):28. 5王宇伟 , 力沛生 ,阮

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