膨化食品加工技术发展概况及应用

膨化食品加工技术发展概况及应用

姓名： 张先栋

班级： 食品1404

膨化食品加工技术发展概况及应用

Expanded food, also known as extruded food abroad, explosive food, light food, etc., is developed in recent years, a new type of international food. It cereals, beans, potatoes, vegetables and other raw materials, the processing of puffing equipment to create a wide variety, compact, nutritious, crisp fragrant food. Therefore, a unique style of food has formed a major category. Due to the simple structure, easy operation, low investment in equipment and rapid income, the equipment for producing such puffed food has developed rapidly and has shown great vitality.

Due to different uses and equipment, puffed food has the following three types: First, the use of extrusion extruder, corn and potato as raw materials to produce small food products; the second is the use of extrusion-type extruder, the plant protein as raw material production Tissue protein-like food (plant meat); third is cereals, beans or potatoes as raw material, made by puffing staple food. In addition to trial production of indirect heating puffing machine, but also refined food extruded puffed into a variety of puffed food.

一、概述

1. 膨化食品

膨化食品是指以谷物、薯类或豆类、蔬菜等为主要原料，经加湿(调整水分)、焙烤、油炸或挤压等方式膨化而制成的，具有一定膨化度、体积明显增大，且具有一定酥松度的

食品。

一般来说，含淀粉和蛋白质的食品较易膨化。生淀粉(β- 淀粉) 在水中加热时，形成 α- 淀粉，即淀粉糊化。当水分处于高温、高压条件下，突然减压，填充在间隙内的水便会产生强大的膨化力，促使淀粉体积膨胀，呈多孔状。蛋白质在高温和高压条件下会与水形成黏稠状物，减压后形成膨胀水蒸气泡，使蛋白质内部的水蒸发，冷却后的蛋白质便具有高度膨胀的结构。

2. 发展现状

膨化食品品种繁多, 外形精巧, 营养丰富, 酥脆香美, 深受儿童、青少年以及一些老人的喜爱, 成为一种时尚的休闲食品。随着中国经济的持续发展、人们生活水平的显著提高和生活方式的多样转变，此类食品已不仅是人们闲暇、休息时所吃的食品，作为能缓解人们自身情绪、保持心情愉悦的食品，而逐渐成为人们日常的必需消费品。我国每年休闲食品的销售额达几千亿元人民币，其中谷物膨化食品的年产量约上百万t。世界范围内，休闲食品正在逐渐成为人们日常生活中的必备需求品。新的市场报告显示，近年，全球消费者每年在休闲食品(零食小吃食品)上花费3740亿美元，同比增长2%。在美国，食用休闲食品的人群已占到97%。在我国，近年以健康营养为特点的休闲食品年销售额超过2000亿元人民币，以15%的速度快速增长，预计到2018年将高达4800亿元人民币。全球各大地区休闲食品持续增长，欧洲（1670亿美元）和北美（1240亿美元）是全球休闲食品销售额最多的地区，亚太地区（460亿美元）和拉丁美洲（300亿美元）的销售额分别增长了4%和9%，中东/非洲地区（70亿美元）则增长了5%，味道和健康成为消费者需求的重要因素。健康休闲食品和便携食品强劲增长，国外休闲食品风味添加日益创新，新配方设计向产品中添加水果和蔬菜，增进健康的同时，也向其中增添了创新的风味。

二、技术原理

物料膨化的主要机理是挤压机内形成的粘弹性物体能在压模处由于压力瞬间下降而膨胀，使产品的密度改变，从而显著影响其外观、质地(如易碎性、硬度)、适口性、颗粒稳定性、水稳定性和漂浮性(对水产品饲料而言)等。在膨化挤压机中螺旋与物料、物料与机筒以及物料内部的机械摩擦，物料被强烈地挤压、搅拌、剪切，物料被细化、均化。在高温、高压、高剪切条件下，物料发生变化，由粉状变成糊状，淀粉糊化。挤压腔内温度高，但腔内压强较高达到几十个大气压，水分并未转变成水蒸气，直到物料从挤出模孔排出的瞬间，压强骤然降低至一个大气压，水分迅速变成过热蒸汽而增大体积，使物料体积迅速膨胀，水蒸气进一步蒸发逸散使冷却的胶状物料中留下许多的微孔而定型。挤压物膨胀过程主要靠压模膨胀和水的骤蒸发后者占主要作用。对于水的骤蒸发导致的膨胀来说，至关重要的是粘弹性物体在正出模时温度要超过100 ℃，此时粘弹体中的水蒸气成为种核气泡，到膨胀阶段，气泡涨大使挤压物达到最大体积并且成形，而气泡的涨大程度取决于温度、水分和流动状况指数，如注入二氧化碳或添加碳酸氢钠之类的产气化合物，能增强挤压物的膨胀。

三、传统膨化食品加工技术

1.油炸型

一般采用棕榈油油炸，后经脱油处理。由于温度较高，油炸后原料的营养成分损失严重，且会出现酸败问题，而且油炸用油因反复使用，容易产生致癌物质；但由于油炸型膨化食品的加工工艺及设备要求简单，所以很多生产企业（特别是小厂）还在继续使用。油炸型膨化食品生产流程为：

制粉一蒸练一成形一干燥一油炸一调味一包装。

2.挤压型

2.1挤压膨化的工作原理

挤压型膨化食品的原料主要是含淀糖多的谷物粉、薯粉或生淀粉等。这些原料由许多排列紧密的胶束组成，胶束间的间隙很小，在水中加热后因部分胶束溶解、空隙增大而使体积膨胀。当物料通过供料装置进入套简后，利用螺杆对物料的强制输送，通过压延效应及加热产生的高温和高压，使物料在挤压筒中被挤压、混合、剪切、混炼、熔融、杀菌和熟化等一系列复杂的连续处理，胶束即被完全破坏形成单分子，使淀粉糊化，在高温和高压下其晶体结构被破坏，此时物料中的水分仍处于液体状态。当物科从压力罐被挤压到大气压力下后，物料中的超沸点水分因瞬间的蒸发而产生巨大的膨账力，物料中的溶胶淀粉体积也瞬间影化，这样物料体积也突然被膨化增大而形成了疏松的食品结构。

2.2挤压膨化的特点

挤压膨化是一个连续的生产系统，可以实现全过程的连续化与自动化，具有以下特点。

（1）生产效率高。大型双螺杆挤压机每小时生产能力可达数十吨，且操作简便。

（2）生产成本低。与传统的蒸煮方法相比，用现代挤压膨化技术加工产品，在时耗、能耗、劳动力、占用厂房等方面都有明显降低。

（3）营养丰富。挤压膨化后的食品富含蛋白质、热量、维生素和矿物质等营养成分，保证了饮食需要的平衡。

（4）原料适用性广。可加工的原料品种繁多，不仅可以对谷物、薯类和豆类等粮食进行深加工，使粗粮细做，生产出精美的小吃食品，而且还能加工果蔬、香料及一些动物蛋白。

（5）浪费少、无废弃物。除了开机和停机时需要少量原料作引子外，整个生产过程中几乎无废弃物排出，原料浪费很少。

（6）产品种类多。生产膨化小食品时，利用同一台挤压机，只需改变原料及模头，即可生产出形状各异的产品。

3.焙烤型

采用谷类、薯类或豆类等为主要原料，经烘焙、焙烤和焙炒等加热方式膨化而制成的膨化食品，可赋予产品更好的香味和风味。烘焙膨化技术是生产低油膨化食品的一种膨化技术。这种技术目前多用于面包和饼干的生产。

焙烤膨化食品的生产流程为：

制粉一蒸练一成形一1次干燥一熟成一2次干燥一焙烤一调味一包装。

4.花色型

采用焙烤型、油炸型或直接挤压型膨化食品为坯子，用油脂、酱料或果仁等辅料夹心或涂层，经过上色工序，可使膨化食品形式多样，以满足人们不同口味的要求。

花色型膨化食品的工艺流程是，按照其坯子的生产工艺流程（焙烤型、油炸型或挤压

型，最后加一道上色工序。

四、部分新型膨化食品加工技术

1.真空低温膨化技术

真空低温膨化也叫压差膨化、气流膨化，主要用于膨化果蔬脆片的生产。该装置由主要压力罐和一个体积比压力罐大5~10倍的真空罐组成。果蔬原料经处理后，干燥至水分含量15%~25%（不同果蔬要求的含水量不同）。然后将果蔬置于压力罐内，通过加热和加压，使果蔬内部压力与外部压力平衡，然后突然减压，使物料内部水分突然气化，使果蔬细胞膨胀，达到膨化的目的。产品特点主要如下。

（1）营养丰富。由于加工温度低、时间短而保留了原果蔬中的绝大部分营养成分，不含油及任何添加剂，具有原果蔬的风味，富含纤维素、维生素及矿物质等多种营养素成分。

（2）容易吸收。与普通热风干燥相比，真空低温膨化能够产生均匀的、显著蜂窝状结构，利于人体消化吸收。

（3）复水迅速。由于呈蜂窝状结构，所以在复水时，在单位时间内吸收水分多。

（4）贮藏期长。产品不含油，从而避免了油脂氧化：同时，产品含水量在4%以下，保质期较长。

2.微波膨化技术

微波膨化是通过电磁能的辐射传导，使水分子吸收微波能、产生分子快速振动获得动

能，实现水分的气化，进而带动物料的整体膨化。目前现有的利用微波膨化技术生产的谷类膨化食品，如爆米花、大豆及其制品，以及膨化淀粉及少油或无油的方便面等。一般经微波膨化后的果蔬水分含量还较高，不能达到酥松的程度，因此还必须经过处理，从而在一定真空度、湿度和温度下，使膨化的果蔬进一步增加膨化度和脆性，达到酥脆的程度。

与采用油炸膨化成的脆片相比，微波膨化含油率低，产品不含油或少含油，而且松脆可口，具有加热速度快、时间短、产品质量高、加热均匀和设备占地面积少等特点。如利用微波膨化红薯脆片可以克服砂炒和油炸加工不卫生，以及脂肪含量高的缺点。可以预见，微波膨化技术是膨化食品生产技术发展的一个方向。由于我国对于微波膨化应用的基础研究和相应的设备开发还处于起步阶段，微波膨化技术还需进行深入研究和开发。

3.真空油炸技术

真空油炸是在负压条件下将食品在油中进行脱水干燥，可以改善食品的品质和降低油脂的劣化程度，是对传统油炸技术的一种有效改良方法。主要用于果蔬脆片类的膨化食品生产。由于加工温度低、时间短，从而保留了原果蔬的风味和大部分营养成分。

五、应用范畴

1.用于酿造业

将谷类先膨化再发酵可省去常规的蒸煮工序，吨酒耗粮可减少8%，耗煤减少62.5%；用膨化法生产1千克液态酒耗粮1.3千克，比固态法节粮一半左右，用膨化法生产1吨95度的酒精，比用蒸煮法可节省苕干0.3吨，节煤1.25吨，节约费用200元，酒精的主要指标达到国际先进水平。美国用9份干鲜麦芽与1份膨化后的麦芽混合，酿造啤酒，提高

了麦芽的烘干效率，既能节约能源，啤酒的风味又好。将小麦、大豆膨化后酿造酱油，蛋白质利用率可从5%提高到90%。用膨化法酿醋，淀粉利用率提高40%-50%，并减少了酒曲、酒母的用量，发酵时间比传统工艺缩短10天左右。

2.用于油脂工业

油料经挤压膨化后，原料呈多孔疏松结构，表面积增加，比重增大，且有一定的强度，不易破碎。这可使游离油份更易进入溶剂，提高了浸出时的渗透、滴干速度，增加了浸出器的装载容量，使生产率提高50%左右，粕残油率降到0.5%以下。在棉籽直接浸出中使用一台膨化机，每吨油料降低生产成本1美元，而在预榨浸出中使用膨化机代替压榨机，每吨油料可降低生产成本1.5美元。建一座日产500吨的棉籽膨化直接浸出油厂，其投资收回期只要5-8个月。

3.用于膨化稻壳

稻壳膨化后能使它的吸水性和保水性增强，营养成份的溶水机会增多。膨化后的稻壳，其细胞壁成分和半纤维成份分别由79.5%、22.6%下降到67.3%和13.1%，体外有机物质消化率和有机细胞成分消化率分别由5.4%、2.7%增加到25.7%和7.6%。膨化稻光主要用途有三种：一是作为粗饲料饲养牛、羊、猪和养鱼喂兔；二是用作畜舍的垫料或沤制优质有机肥；三是做育苗、培养蘑菇和草莓的营养钵体。

4.用于膨化大豆组织蛋白

大豆组织蛋白，又名植物肉，是一种高蛋白低脂肪的新兴食品。植物肉的制作方法是：将脱脂豆粕粉碎过筛，加入水和适量的食盐、碱等辅料，调好酸碱度后，投入挤压膨化机，

在高温高压下，使其蛋白分子重新排列，从而形成一种纤维结构的瘦肉状食品。

5.直接用于膨化小食品

在国外，膨化小食品品种繁多、形状和口味多种多样，基质原料由单一的玉米，发展到马铃薯、大米、小麦、米粉加变性淀粉和普通淀粉混合物。形状可见的有：齿轮形、方格形、古车轮形、螺旋形、管形、环形、海参形、贝壳形、伞形等。膨化小食品已成为发达国家食品工业的一个重要支柱，代表了未来食品发展的一种方向。膨化小食品的制作方法是，谷物等原料在膨化前，添加各种风味剂、色素、香精、植物油及某些营养素等，膨化时，根据需要变换膨化机的喷出机构，即可生产出风味、形状各异的产品。

6.用于膨化再制食品

原料在膨化前一般不添加辅料，而是将能化后的原料磨成粉，再配上各种辅料，经烘烤、蒸煮、煎炸等工艺制成各式早餐食品、方便食品、婴幼儿食品、保健食品等。

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