食品蒸煮挤压加工技术

摘要本文对作为食品工程高新技术之一的食品蒸煮挤压加工技术进行了简要的介绍，将直接挤压膨化食品加工技术、间接挤压膨化食品加工技术、挤压组织化食品加工技术的原理进行了简单的解析。指出食品蒸煮挤压加工技术具有广阔的发展前景，应引起有关方面及科研单位的重视，联手开发，深入开发，将此项技术在食品加工业中广泛应用，造福人类。

关键词挤压膨化技术；挤压成型技术；挤压组织化技术

1食品蒸煮挤压加工技术发展概况

谷物食品的传统加工工艺一般需经粉碎、混合、成型、烘烤或油炸、杀菌等生产工艺，每套工序均需配备相应的设备，生产流水线长，占地面积大，劳动强度大。而采用挤压技术来加工谷物食品在原料经初步粉碎和混合后，即可用挤压机一步完成混炼、熟化、破碎、杀菌、预干燥、成型等工艺，再经烘干、调味后即可上市销售。1936年，世界上第一台应用于谷物加工的单螺杆蒸煮挤压机问世，40年代末，食品蒸煮挤压加工技术在食品工业上的应用领域得以较快拓展，种类繁多的方便食品、休闲食品、儿童营养食品等挤压食品相继问世，美国利用挤压式膨化机生产出的小学生课间食品，深受欢迎。50年代到60年代，迅速发展起来的食品蒸煮挤压加工技术，其应用领域由单纯的生产谷物食品，发展到生产家畜饲料、水产饲料、植物组织蛋白等领域。到了本世纪70年代，许多发达国家纷纷展开挤压机理的探讨，研究了各种淀粉及蛋白类食物在挤压过程中发生的一系列变化，以及挤压食品的营养与吸收等问题。

目前，美国、日本及西欧等国家对挤压技术的理论研究越来越完善，应用领域越来越广阔，各种各样的挤压食品遍布超市货架。美国生产的大型蒸煮挤压机生产能力已达每小时几吨至十几吨，有关挤压技术和设备的专利已达百余项，挤压产品遍及世界各地，仅挤压膨化食品年产值达十几亿美元。由于食品工业日新月异的发展，挤压设备的不断改进，挤压理论的不断完善，挤压食品在消费者中的地位也越来越重要。

2食品蒸煮挤压技术的概念及其加工原理

挤压技术是指物料经预处理（粉碎、调湿、混合）后，经机械作用强使其通过一个专门设计的孔口（模具），以形成一定形状和组织状态的产品。而作为食品加工用的挤压成型技术，则还需具有一定形状和结构的熟化或半熟化的产品。

挤压食品的种类很多，分类方法也各式各样，根据工业应用生产实践可大致分为三类：（1）直接挤压膨化食品（挤压膨化食品）；（2）间接挤压膨化食品（挤压成型食品）；（3）挤压组织化食品。因此，不能将挤压食品简单的理解为膨化食品（日常生活中人们极易将二者混为一谈），挤压膨化食品仅仅是挤压食品中的一种产品形式。而膨化食品不一定是挤压食品，将食品进行膨化还可采用气流膨化等手段。

2.1直接挤压膨化技术的工作原理

具有一定水分含量和淀粉含量的物料，在挤压机的套筒内受到螺杆的推动作用和卸料模具（或套筒内的节流装置）的反向阻滞作用，以及受到来自于外部的加热或物料与螺杆与物料与物料、物料、套筒内部的摩擦热的加热作用，其综合作用的结果使物料处于高达3-8MPａ的高压和200℃左右的高温的状态下。如此高的压力超过了挤压温度下的饱和蒸汽压，因而物料在挤出机套筒内水分不会沸腾蒸发，在如此高温下，物料呈现熔融状态。物料一旦经模具口挤出，压力骤然降低，水分急剧蒸发，产品随之膨胀。水分的散失，带走大量热量，使物料的温度在瞬间骤降到80℃左右，从而使产品固化定型，得到直接挤压膨化产品。

2.2间接挤压膨化技术的工作原理

原料在挤压机内蒸煮并在温度低于100℃时推进通过模板，原料面团在低温时成型，这样可防止物料中水分瞬间变为蒸气而产生膨化。产品的膨化工艺主要靠挤出之后的烘烤或油炸来完成。在此种生产工艺中，原料经过挤压机之后，只是让原料达到熟化、半熟化、组织化，以及给予产品一定形状的目的。为了改善产品质量，使产品的质地更为均一，糊化更为彻底，挤出后的半成品还需经过一段时间的恒温恒湿过程，然后进行后期的烘烤或油炸等工艺。

与直接挤压膨化食品相比，间接挤压膨化食品一般具有较均匀的组织结构，口感较好，不易产生粘牙等感觉，淀粉的糊化较为彻底，膨化度较易控制。

2.3挤压组织化技术的工作原理

在食品加工业上，挤压组织化主要是指植物蛋白的挤压组织化。植物蛋白的组织化的生产方法主要有：（1）纤维纺丝法；（2）蒸汽组织法；压力组织法；挤压组织法。由于挤压组织化技术的生产成本低，生产过程不产生三废污染，通过调整合理的工艺参数，可以得到高品质的产品。挤压组织化技术是一个值得工业选用和研究的生产方法。

含有较高蛋白质的原料（50％以上），在挤压机内，由于受到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、双硫键遭到破坏，随着蛋白质三级结构被破坏，进而形成了相对呈线形的蛋白质分子链。这些相对呈线形的蛋白质分子链在一定的温度和水分含量下，变得更为自由，从而更容易发生定向的再结合。随着剪切的不断进行，呈线形的蛋白质分子链不断增多，相邻的蛋白质分子之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，更加促使蛋白质分子的线状化、纤维化和直线排列。这样，经过挤出的物料就形成了一定的纤维状结构和多孔的结构。纤维状结构的形成给予产品以良好的口感和弹性；而多孔的结构给予产品以良好的复水性和松脆性。蛋白质的变性和重组过程见图2。

3食品蒸煮挤压加工技术的特点及在食品加工业中的优势

3.1通过蒸煮挤压加工生产的食品，营养损失少，容易被人体消化吸收。由于蒸煮挤压过程是一个高温短时（ＨＴＳＴ）的加工过程，原料受热时间短，食品中的营养成分受破坏程度小，蒸煮挤压过程使淀粉、蛋白质、脂肪等大分子物质的分子结构均不同程度发生降解，挤压膨化食品多孔的疏松质构有利于消化酶的作用，因而使产品易消化吸收。如：通过挤压膨化的大米产品的蛋白质消化度为83.84％，而经过煮熟的大米产品其蛋白质消化率仅为75.95％。

3.2通过蒸煮挤压的食品不易产生“回生”现象，便于长期保存。采用传统的蒸煮方法加工的谷物食品其糊化后的淀粉，在保存期间，会慢慢失水，淀粉分子之间会重新形成氢键而相互结合在一起，由糊化后的无序分子排布状态重新变为有序的分子排布状态，即α-淀粉β-化（俗称“回生”现象）。利用蒸煮挤压技术加工的谷物食品，由于在加工过程中受到高强度的挤压、剪切、摩擦、加热作用，淀粉颗粒在水分含量较低的情况下，充分溶胀、糊化、部分降解，以及物料在挤出模具后，由高温高压状态突降到常温常压状态，发生瞬间“闪蒸”，这样就使得糊化后的α-粉不易恢复其β-淀粉的颗粒结构，所以不易产生“回生”现象。

3.3利用蒸煮挤压技术加工的产品口感好，改善了产品的风味。谷物中含有的纤维素、木质素等，虽然不能被人体所吸收，但具有促进大肠蠕动，降低胆固醇等生理功能，通过蒸煮挤压加工之后，这些成分被彻底微粒化，并且产生了部分分子降解和结构变化，使水溶性增强，避免了这些成分口感粗糙、难以直接食用的特点。目前世界上正兴起利用挤压技术生产膳食纤维的研究。

挤压产品可以对风味进行灵活调整，满足不同消费口味。挤压过程也可破坏一些原料中的抗营养因子及不良风味因子，如在大豆加工中需进行钝化脂肪氧化酶的活性以消除豆腥味；需破坏胰蛋白酶抑制因子等抗营养因子。而在挤压加工中，均可在挤压熟化、成型等一体的加工过程中完成。

3.4蒸煮挤压加工技术适用范围广。该技术适合加工早餐谷物食品、方便食品、休闲食品、组织化仿生食品、调味品、糖制品、巧克力食品等许多食品种类。并且经过简单的更换模具，即可改变产品形状，生产出不同外形和花色的产品，因而产品种类多、花色全、范围广，可形成系列化产品。发酵工业上应用该技术处理原料后，可明显提高出品率，如日本龟甲万酿造株式会社将原料大豆进行挤压膨化处理后酿造酱油，蛋白质利用率可高达90％，提高了酱油的产量和质量，改善了酱油的风味。而未经挤压的大豆用于酿造酱油时，其蛋白质利用率一般只有65％左右。

3.5利用蒸煮挤压加工技术，生产效率高，原料利用率高，无“三废”污染。由于挤压加工技术将供料、输送、加热、成型、熟化、杀菌等连为一体，连续生产，生产效率高。避免了串联多台单功能机种，极大的提高了能源的利用率，一般情况下，能源是传统加工方法的60—80％。方便了生产管理和产品质量控制，降低了劳动强度，减少了占地面积。生产过程中，除了开机和关机时需投少许原料作头料和尾料，使设备操作过度到稳定生产状态和顺利停机外，不存在原料的浪费。生产过程中，不向环境排放废水、废气、废物等。

3.6产品的卫生水平高，易于保存。从原料到产品，生产工艺简单，流水线短，污染机会便相对减少。挤压过程中温度可高达200℃，即使时间很短（通常10秒以下），也足以杀灭原料中的微生物。成品的含水量很低，一般为5-8％，这种低水份含量状态也不利于微生物生长繁殖，只要贮存方法适当，可保存较长时间。

5结束语

在科研院所和有关设备生产厂家的共同努力、团结协作下，相信食品蒸煮挤压加工技术在不久的将来会给消费者的餐桌增添不少色、香、味、营养俱佳的食品。专家认为：作为现代食品工程高新技术之一的蒸煮挤压加工技术将会在“中国营养改善行动计划”、“国家大豆行动计划”中起到重要作用。

参考文献

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06三专保健 1号 杨秀容