膨化与挤压食品生产工艺

第六章膨化与挤压食品生产工艺第六章膨化与挤压食品生产工艺第六章膨化与挤压食品生产工艺本章内容•第一节膨化与挤压技术的特点及产品•第二节食品膨化理论•第三节膨化食品生产工艺第六章膨化与挤压食品生产工艺第一节膨化与挤压技术的特点及产品•膨化食品是指谷物或蛋白质等原料经过加工后体积膨胀许多倍，内部组织成为多孔、疏松的海绵状结构的食品。•广义上的膨化食品(PuffingFood)，是指凡是利用油炸、挤压、沙炒、焙烤、微波等技术作为熟化工艺，在熟化工艺前后，体积有明显增加现象的食品。•膨化食品是指以膨化工艺过程生产的食品。第六章膨化与挤压食品生产工艺•食品膨化的方法有两种:一种是采用急热使水分急骤汽化；另一种是含水原料在高压加热中突然降压。•膨化(Puffing)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。第六章膨化与挤压食品生产工艺食品物料在压力作用下，定向地通过一个模板，连续成形地制成的熟或半熟、膨化或非膨化食品，称为“挤压食品”广义的挤压食品是指凡是利用挤压机生产的食品，狭义的挤压食品是指利用挤压机生产的膨化食品，即挤压膨化食品。•挤压机﹠柱塞式挤压机﹠螺杆挤压机第六章膨化与挤压食品生产工艺•采用螺杆挤压机生产的食品即为挤压食品。螺杆挤压机既可制得膨化食品，也可生产出非膨化食品，•膨化的产品为多孔组织，经干燥后即可食用；•非膨化的产品为半成品，需经焙炒或油煎膨松、调味后食用。第六章膨化与挤压食品生产工艺膨化食品的发展•食品膨化技术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。•膨化技术作为一种新型食品加工技术，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。第六章膨化与挤压食品生产工艺•现代食品膨化与挤压技术始于20世纪30年代，首先把挤压机应用于生产谷物方便食品。•到了40年代末期，挤压膨化技术逐渐扩大到其它食品领域。•50年代出现由谷物、油、蛋白质、调味料、半干食品制成的膨化动物饲料。•70年代利用挤压蒸煮机生产出片状或丝状有咀嚼感的大豆粉产品，作为肉类补充品即“人造肉”。第六章膨化与挤压食品生产工艺膨化食品发展历史•1900年左右出现间歇柱塞式通心粉挤压机•1930年前后将单螺杆挤压机应用到面条的连续压制上•30年代后期首次将挤压技术用于谷物方便食品•1936年，膨化玉米果首次挤压成功，到1946年才开始商品化•40年代后期，蒸煮挤压机有了发展•50年代，挤压蒸煮的家畜饲料得到迅速发展•60年代，用单螺杆挤压机首次进行了工业化膨化速食早餐食物的生产第六章膨化与挤压食品生产工艺•70年代，双螺杆挤压机被就应用到食品加工中，用挤压机生产的组织化植物蛋白－－人造素肉实现工业化生产•80年代欧共体和日本组织成立相应的专门研究开发机构•90年代后，世界上已有生产各种系列的食品挤压机投放市场•爆玉米花是我国最早的膨化食品•1979年，我国研制成功食品挤压机投放市场•许多院校和研究所开始食品挤压技术与挤压设备的研究第六章膨化与挤压食品生产工艺现代膨化技术在我国还处于起步阶段膨化食品在我国有着悠久的历史，由于种种原因，我国膨化技术发展缓慢。表现在：•(1)挤压膨化设备落后。目前，我国主要是单螺杆挤出机，无温度、压力测控系统和数字显示。国外先进的膨化设备实现了进料量、膨化温度、压力的自动控制与数字显示等，极大地提高了生产率和降低了劳动强度。•(2)口味品种单一。国外的膨化食品形状和口味多种多样，基质原料从单一玉米发展到马铃薯、大米、小麦、淀粉等。70年代初，美国用上述基质原料加强化剂、大豆蛋白及调味料制成的各种小食品风靡全世界，成为家庭、公园、影剧院的专用小吃，销售量很大。第六章膨化与挤压食品生产工艺目前要做的工作•（一）开发先进的和生产能力较大的挤压膨化设备•现在国外食品膨化设备的类型繁多，既有适用于娱乐等公共场所使用的小型食品膨化机，也有适合家庭使用的轻便式膨化机；同时，不仅有大型连续式膨化设备，也出现了自动化膨化设备。•我国膨化机品种、规格较少，今后应大力开发多品种、多功能的各种类型膨化机。第六章膨化与挤压食品生产工艺•（二）积极开展膨化理论和膨化技术的研究•进行膨化理论与膨化技术的研究，是研制性能良好的膨化设备和加工美味可口膨化食品的保证，国外对此十分重视.•今后应加强膨化机对物料适应性、降低能耗、新工艺、新配方及减少损失等方面的研究。第六章膨化与挤压食品生产工艺•（三）不断开发新产品，生产风味多样的膨化食品•不断开发新产品，生产风味多样的膨化食品，如甜味、咸味、酸味和果味等膨化食品，以满足不同口味的消费者的需要。第六章膨化与挤压食品生产工艺膨化与挤压技术的特点•1．应用范围广利用原料广：豆类、谷类、薯类、蔬菜及某些动物蛋白等。除食品加工外，还在在饲料、酿造、医药、建筑等方面•2．工艺简单，成本低与普通加工相比，在挤压过程中同时完成混炼、破碎、杀菌、压缩成型、脱水等工序而制成膨化产品，使生产工序显著简化，制造成本降低且可节省能源20％以上。第六章膨化与挤压食品生产工艺•3．能使用低价粗原料，便于粗粮细做•许多粗粮中富含矿物质、维生素、必需氨基酸等营养成分，符合人体营养需要。但粗粮因口感粗糙而受到人们的冷落。•粗粮膨化后，能改变物料的组织结构、密度和复水性能，质地变柔软，口感和风味得到改善，消化吸收率提高。第六章膨化与挤压食品生产工艺•4．设备生产能力高，占地面积小膨化加工技术可连续生产，生产能力高，并可在一定范围内进行调节。•5．产品种类多利用相同的膨化设备改变各种原料及工艺条件，可得到各种膨化食品，产品的形状可随模孔的形状而改变。•6．无废弃物只要管理严格，生产过程中将无废弃物排出。第六章膨化与挤压食品生产工艺膨化类食品的特点•1营养成分保存率和消化率比较高•膨化食品系高温短时间加工产品，膨化时间一般只有3～5s，粮食中的营养成分受破坏较小。•在膨化过程中，因食品淀粉糊化、蛋白质变性而增强了食物的可消化性，破坏了某些食品中的不良因子(如大豆中的脂肪氧化酶)，使消化率提高。第六章膨化与挤压食品生产工艺•2、赋予制品较好的营养价值和功能特性采用挤压技术加工以谷物为原料的食品时，加人氨基酸、蛋白质、维生素、矿物质、食用色素和香味料等添加剂可均匀地分配在挤压物中，并不可逆地与挤压物相结合，可达到强化食品的目的。第六章膨化与挤压食品生产工艺•3、改善食用品质，易于贮存•采用膨化技术可使原本粗硬的组织结构变得膨松柔软，在膨化过程中产生的美拉德反应又增加了食品的色、香、味。因此，膨化技术有利于粗粮细作，改善食品品质，使食品具有体轻、松脆、香味浓的独特风味。•另外，膨化食品经高温、高压处理，既可杀灭微生物，又能钝化酶的活性，同时膨化后的食品，其水分含量降低到10％以下，限制了微生物的生长繁殖，有利于提高食品的贮存稳定性，如密封良好，可长期贮存并适于制成战备食品。第六章膨化与挤压食品生产工艺•4、食用方便，品种繁多•在谷物、豆类、薯类或蔬菜等原料中，添加不同的辅料，然后进行挤压膨化加工，可制出品种繁多、营养丰富的膨化食品。•由于膨化后的食品已成为熟食，所以大多为即食食品（打开包装即可食用），食用简便，节省时间，是一类极有发展前途的方便食品。•5、生产设备简单、占地面积小、耗能低、生产效率高•用于加工膨化食品的设备简单，结构设计独特，可以较简便和快速地组合或更换零部件而成为一个多用途的系统。第六章膨化与挤压食品生产工艺•6、工艺简单，成本低•谷物食品加工过程一般须经过混合、成型、烘烤或油炸、杀菌、干燥或粉碎等工序，并配置相应的各种设备；•而采用挤压方式加工谷物食品，由于在挤压加工过程中同时完成混炼、破碎、杀菌、压缩成型、脱水等工序而制成膨化产品或有膨化及组织化产品，使生产工序显著缩短，制作成本降低。第六章膨化与挤压食品生产工艺•7、原料的利用率高•用淀粉酿酒、制怡糖时，原料经膨化后，其利用率达98％以上，出酒率提高20，出糖率提高12%；•用膨化后的高粱制醋时，产醋率提高40％左右；利用大豆制酱油时，蛋白质利用率一般为15%，采用膨化技术后，蛋白质利用率提高了25%。第六章膨化与挤压食品生产工艺•真正的垃圾食品一般包含这三层含义：•营养质量较差；•容易让人不知不觉中发胖；•不利于预防慢性病。•可乐没营养，糖果让人胖，膨化食品危害心脏第六章膨化与挤压食品生产工艺膨化食品的问题•膨化食物它最大的危害是含铅毒,积聚在人体内难以排出，血液里铅含量高时,会影响神经系统、心血管系统、消化系统和造血系统，造成精神呆滞、厌食、贫血、呕吐等症状。第六章膨化与挤压食品生产工艺•目前市场上的膨化类食品（包括油条和面包）几乎都存在铝残留量超标的情况。•铝摄入过量可能引起神经系统病变，表现为记忆减退、震颤与身体协调障碍等，甚至可能增加发生老年性痴呆的风险。•对儿童而言，过量的铝可能会影响智力发育、干扰思维与记忆功能。过量的铝蓄积在人体脏器会引起相应的病理损害，蓄积在骨骼也会影响骨骼健康。第六章膨化与挤压食品生产工艺•属于“四高一多”食品:高脂肪、高热量、高盐、高糖、多味精;•大量食用膨化食品易造成孩子饱腹感，影响正常饮食，多种营养素得不到保障和供给，易出现营养不良。•膨化食品脂肪含量高，摄入过多，会造成体内大量脂肪堆积，容易出现肥胖。第六章膨化与挤压食品生产工艺膨化方法的分类•一、按膨化加工的工艺条件分类•一类是利用高温，如油炸、热空气、微波膨化等。•另一类是利用温度和压力的共同作用，如挤压膨化、低温真空油炸等。第六章膨化与挤压食品生产工艺•1.高温膨化•高温膨化技术是一种现代化的机械挤压成型技术与比较古老的油炸膨化、沙炒膨化等处理工艺结合起来从而生产膨化食品的一种技术。•油炸膨化（FryingPuffing)：是利用油脂类物质作为热交换介质，使被炸食品中的淀粉糊化、蛋白质变性以及水分变成蒸汽从而使食品熟化并使其体积增大。第六章膨化与挤压食品生产工艺•热空气膨化（Hot-airPuffing)：包括气流膨化、焙烤膨化、沙炒膨化，是利用空气作为热交换介质，使被加热的食品淀粉糊化、蛋白质变性以及水分变成蒸汽从而使食品熟化并使其体积增大。•微波膨化（MicrowavePuffing)：是利用微波被食品原料中易极化的水分子吸收后发热的特性，使食品中淀粉糊化、蛋白质变性以及水分变成蒸汽，从而使食品熟化并使其体积增大。第六章膨化与挤压食品生产工艺•2．温度和压力的共同作用的膨化•低温真空油炸膨化：在负压条件下，食品在油中脱水干燥。水分蒸发时使体积显著膨胀。•挤压膨化（ExtrusionPuffing）：一般食品物料在压力作用下，定向地通过一个模板，连续成型地制成食品，被称为“挤压”。第六章膨化与挤压食品生产工艺•二、根据原料和加工过程的不同•1．直接膨化食品•以谷物、薯类和豆类为原料，用膨化机直接膨化成球形、薄片、环形或摔状等各种形状，再喷洒糖浆、盐或味精等调味品，最后干燥，以供食用。第六章膨化与挤压食品生产工艺•2．膨化再制食品•先将谷物、薯类和豆类膨化，然后将膨化产品磨成粉，配上各种辅料再制成各种食品，如面包、饼干、糕点等。•3．膨化植物蛋白•以大豆、豆饼或其它植物蛋白为原料，用膨化机进行膨化，制成组织化的植物蛋白，可以生产“人造肉”，也可掺入肉馅内食用。第六章膨化与挤压食品生产工艺三、按膨化加工的工艺条件分类•油炸膨化食品：根据其温度和压力，又可分为高温油炸膨化食品和低温真空油炸膨化食品。•微波膨化食品：利用微波发生设备进行膨化加工的食品。•挤压膨化食品：利用螺杆挤压机进行膨化生产的食品。•焙烤膨化食品：利用焙烤设备进行膨化生产的食品。•沙炒膨化食品：利用细沙粒作为传热介质进行膨化生产的食品。•其他膨化食品：如正在研究开发的利用超低温膨化技术、超声膨化技术、化学膨化技术等生产的膨化食品。第六章膨化与挤压食品生产工艺•四、经加工食品用的主要原料分＊淀粉质挤压食品＊蛋白质挤压食品＊脂肪质