1、第十講 食品質(zhì)構(gòu)調(diào)整技術(shù)技術(shù),蒸煮擠壓 氣流膨化,食品質(zhì)構(gòu)（texture）也稱為食品質(zhì)地，是指眼睛、口中的粘膜及肌肉所感覺到的食品的性質(zhì)，包括粗細(xì)、滑爽、顆粒感等。,食品質(zhì)構(gòu)是食品的一個重要屬性。作為一門相對獨立的科學(xué)技術(shù)，食品質(zhì)構(gòu)學(xué)起步較晚。目前，在我國食品科學(xué)與工程教學(xué)領(lǐng)域，其內(nèi)容與食品物性學(xué)、食品感官評價以及膠體化學(xué)等課程有較大的交叉或者關(guān)聯(lián)。食品質(zhì)構(gòu)的屬性取決于食品的組分以及之間的相互作用，但是宏觀上卻以物理特征為主。因此，新質(zhì)構(gòu)產(chǎn)品的開發(fā)需要很強的高分子化學(xué)和高分子物理等知識背景。,一、蒸煮擠壓技術(shù),擠壓成型技術(shù)是指物料經(jīng)預(yù)處理（粉碎、調(diào)濕、混合）后，經(jīng)機械作用強使其通過一個專門設(shè)

2、計的孔口（模具），以形成一定形狀和組織狀態(tài)的產(chǎn)品。 作為食品加工用的擠壓機是將蒸煮和擠壓成型兩種作用結(jié)合起來。 目前，膨化食品生產(chǎn)上主要采用擠壓式膨化的方法。,1.擠壓膨化的原理,物料處于38Mpa的高壓和200左右的高混狀態(tài)，在如此的高溫高壓下物料呈現(xiàn)熔融狀態(tài)。 一旦物料有模具口擠出，壓力驟然降為常壓，水分便發(fā)生急劇的蒸發(fā)，產(chǎn)生了類似于“爆炸”的情況，產(chǎn)品隨之膨脹，水分從物料中失散，帶走了大量熱量，使物料在瞬間從擠壓狀態(tài)時的高溫迅速降至80左右，從而使物料固化成型，并保持膨脹后的形狀。,擠壓加工方法是借助擠壓機螺桿的推動力，將物料向前擠壓，物料受到混合、攪拌和摩擦以及高剪切力作用，使得淀粉粒

3、解體，同時機腔內(nèi)溫度壓力升高(溫度可達 150200，壓力可達到1MPa以上)，然后從一定形狀的?？姿查g擠出，由高溫高壓突然降至常溫常壓，其中游離水分在此壓差下急劇汽化，水的體積可膨脹大約2000倍。膨化的瞬間，谷物結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，它使生淀粉(-淀粉)轉(zhuǎn)化成熟淀粉(-淀粉)，同時變成片層狀疏松的海綿體，谷物體積膨大幾倍到十幾倍。,圖92 擠壓加工過程示意圖 1、加料輸送段 2、壓縮熔融段 3、計量均化段,擠壓過程可分為三階段： 當(dāng)疏松的食品原料從加料斗進入機筒內(nèi)時，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動，沿著螺槽方向向前輸送，稱為加料輸送段。 由于受到機頭的阻力作用，固體物料逐漸壓實，又由于物料受到來自機筒的外部加熱

4、以及物料在螺桿與機筒的強烈攪拌、混合、剪切等作用，溫度升高、開始熔融，直至全部熔融，稱為壓縮熔融段,由于螺槽逐漸變淺，繼續(xù)升溫升壓，食品物料得到蒸煮，出現(xiàn)淀粉糊化，脂肪、蛋白質(zhì)變性等一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，組織進一步均化，最后定量、定壓地由機頭通道均勻擠出，稱為計量均化段。,2.擠壓技術(shù)特點,連續(xù)化生產(chǎn) 生產(chǎn)工藝簡單 生產(chǎn)效率高、原料浪費少、能耗低 應(yīng)用廣泛 投資少、見效快 生產(chǎn)費用低,3.擠壓食品的特點,膨化食品 組織化產(chǎn)品,指將原料 (谷物原料)進行高溫高壓處理后，迅速降低壓力，使其體積膨脹若干倍，且內(nèi)部組織呈多孔海綿狀態(tài)的食品.,將原料(蛋白原料)經(jīng)處理后。使蛋白質(zhì)的原始結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，在外

5、加條件作用下，產(chǎn)生了分子間的重組，形成一類似于肉類組織結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。,擠壓食品的特點,不易產(chǎn)生“回生”現(xiàn)象，便于長期保存 營養(yǎng)成分損失少，食物易消化吸收 產(chǎn)品口感細(xì)膩 風(fēng)味好、食用方便 產(chǎn)品衛(wèi)生水平高，保存性能好,回生現(xiàn)象,糊化后的淀粉，在保存放置期間，慢慢失水，淀粉分子之間重新形成氫鍵而相互結(jié)合在一起，由糊化后無序的分子排布狀態(tài)重新變?yōu)橛行虻姆肿优挪紶顟B(tài)，即- 淀粉化。,4.擠壓過程中物質(zhì)成分的變化,淀粉 蛋白質(zhì) 脂肪 甜味劑 調(diào)味料 色素 維生素和礦物質(zhì),（1）淀粉,淀粉在擠壓食品中所起的作用 賦形作用 密度控制作用 硬度控制作用 吸水速度控制 風(fēng)味調(diào)解作用（支鏈淀粉）,淀粉在擠壓過程中的變

6、化,糊化作用 淀粉在一定的水分含量和一定的溫度下，其顆粒會溶脹分裂，內(nèi)部有序態(tài)的分子之間的氫鍵斷裂，分散成無序狀態(tài)，這個作用稱為糊化作用。 糊化之后的淀粉也稱淀粉。 淀粉糊化后，吸水性增大，易受酶的作用，進入人體后易消化，產(chǎn)品質(zhì)地柔軟。,降解作用 淀粉在擠壓過程中，除了發(fā)生糊化作用外，還會產(chǎn)生部分降解的糊精化現(xiàn)象。,溫度高、水分含量低時，產(chǎn)生糊精化現(xiàn)象顯著。 轉(zhuǎn)速增加會使降解程度增大。降解度和糊精度高會使產(chǎn)品產(chǎn)生粘牙感。,直鏈淀粉和支鏈淀粉在擠壓過程中變化,淀粉中直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例會影響擠壓制品的質(zhì)構(gòu)特性： 支鏈淀粉能促進膨化，使產(chǎn)品變輕，變松脆； 直鏈淀粉含量高時，擠出物光亮，表面和組

7、織均勻有彈性，擠出過程所需動力較少。含量過高的原料制成的產(chǎn)品較硬，膨化度小。,制作小吃食品時，為達到良好的口感和一定的硬度，直鏈淀粉含量一般需2050之間 超過50以上，則制品的結(jié)構(gòu)便過度密實，膨化欠佳，硬度大。 由于直鏈淀粉含量高時，膨化度、溶解度較小、吸水速度較慢，故產(chǎn)品浸于水中或牛奶中保持形狀不會馬上變成糊狀的相對時間較長，這對于提高某些谷物早餐制品的質(zhì)量是有好處的。,（2）擠壓過程中的蛋白質(zhì)變化,含有較多蛋白質(zhì)(50%以上)的原料，在擠壓機內(nèi)由于所受的剪切和摩擦力的作用，使維持蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的氫鍵、范德華力、離子鍵、二硫鍵遭到破壞。 隨著蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)被破壞，形成了相對呈線性的蛋白質(zhì)

8、分子鏈。這些相對呈線性的分子鏈在一定的溫度和一定的水分含量下，變得更為自由，從而更容易發(fā)生定向的再結(jié)合。也就是說，熱變性和剪切促使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)成為類似纖維狀的結(jié)構(gòu)。,隨著剪切的不斷進行，呈線性的蛋白質(zhì)分子鏈不斷增多，相鄰的蛋白質(zhì)分子鏈之間由于分子間的相互吸引而趨于結(jié)合。當(dāng)物料被擠壓經(jīng)過模具時，較高的剪切力和定向流動的作用更加促使蛋白質(zhì)分子的線狀化、纖維化和直線排列。這樣，經(jīng)過擠出的物料就形成了一定的纖維狀結(jié)構(gòu)和多孔的結(jié)構(gòu)。纖維狀結(jié)構(gòu)的形成給產(chǎn)品以良好的口感和彈性，而多孔的結(jié)構(gòu)給產(chǎn)品以良好的復(fù)水性和松脆性。,在高溫、高壓、高剪切力的作用下，原有的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變?yōu)榫€性結(jié)構(gòu)，分子發(fā)生重排，從而蛋白質(zhì)變性

9、、組織化。 蛋白質(zhì)在擠壓過程中含量有所下降。 經(jīng)擠壓的蛋白質(zhì)消化性增加。,（3）擠壓過程中的脂肪變化,許多研究表明，在擠壓過程中，原料中絕大多數(shù)脂肪與淀粉、蛋白質(zhì)形成了復(fù)合物。降低了擠出物中游離脂肪的含量。例如玉米經(jīng)擠壓之后，游離脂肪含量由4.22%下降至1.65%.,脂肪復(fù)合體：原料一般經(jīng)過擠壓加工之后，脂肪氧化酶和脂肪水解酶也破壞。 不飽和脂肪酸的順、反式異構(gòu)現(xiàn)象,脂肪復(fù)合體生成的作用,防止氧化、延長貨架期:脂肪復(fù)合體的生成，使得脂肪受到淀粉和蛋白質(zhì)的保護作用，對降低脂肪的氧化速度和氧化程度，延長產(chǎn)品的貨架期起到了積極的作用。 改善產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和口感。有的研究者認(rèn)為，小吃食品的含油量在20%

10、以上，會提高產(chǎn)品的口味，產(chǎn)生繼續(xù)想吃的食欲。,（4 ）其他物質(zhì)成分在擠壓過程中的變化,甜味劑：糖的焦糖化作用，美拉德反應(yīng) 調(diào)味劑：香氣損失，異味產(chǎn)生，也有利于一部分風(fēng)味物質(zhì)的形成 色素：分解褪色，與蛋白質(zhì)、糖、金屬離子等發(fā)生反應(yīng)。 維生素和礦物質(zhì)：,二、 氣流膨化,氣流膨化是以空氣為加熱介質(zhì)，利用水的瞬時相變及空氣壓力的變化，使原料在瞬間由高溫，高壓突然降到常溫，常壓，原料水分突然汽化，發(fā)生閃蒸，使谷物組織呈海綿狀結(jié)構(gòu)，體積增大到幾倍到十幾倍，從而完成谷物產(chǎn)品的膨化。,氣流膨化的特點,1）氣流膨化所需熱量全部靠外部加熱，（過熱蒸汽加熱，電加熱或直接明火加熱）； 2）氣流膨化高壓的形成是靠密封容器中加熱熱時水分的汽化和氣體的膨脹所產(chǎn)生。,3）對象