随着现代食品制造业的持续不断的发展,更多的新技术已出现。目前,超微粉碎技术在食品加工中的应用还在一个起步的阶段,随着科学技术的发展和消费的人对食品的高要求,超微粉碎技术的应用空间将会更广泛[9]。超微粉碎技术已成为一个研究的热点,它与传统的行业相交叉,衍生出许多新的学科,促进了相关领域的发展。在食品制造业,超微粉碎技术与超高压灭菌技术、膜分离技术、微胶囊技术、辐照技术、微波技术、冷冻干燥技术和食品生物技术共同列为国际性食品加工新技术。因此,随着超微粉体技术的成熟和发展,必将为动物资源的开发、应用提供更广阔的前景。
在冷食业中应用超微粉碎技术,不但能减少相关成本,增加花色品种,还为开发新冷食提供了新型原辅料。
在棒冰、雪糕类生产中,为了起到稳定和填充作用,防止冰晶产生,保证固形物含量,一般需加进相当数量的糯米粉和玉米淀粉,但效果却常是冰晶较多,口感粗糙。如果将糯米粉和玉米淀粉经超微处理后再添加,制成的雪糕、棒冰的冰晶会明显减少,稳定性明显提高,口感细腻、柔和[3]。
作为一种新型的食品加工技术,超微粉碎可使传统调味料(主要是香辛料)细碎成粒度均一、分散性好的优良超微颗粒。随着粒径的减小,其流动性、溶解度和吸收率均有所增加,巨大孔隙率使得孔腔容纳的香气经久不散,因而超微粉调味品的香味和滋味非常浓郁、纯正,入味效果也更佳,适于生产速溶、速食[10]。
植物蛋白饮料是以富含蛋白质的植物种子和果核为原料,经浸泡、磨浆、均质等操作制成的乳状制品[6]。磨浆时,可用胶磨机磨至粒径5µm~8µm,再均质至1µm-2µm。在这样的粒度下,蛋白质固体颗粒、脂肪颗粒变小,从而防止了蛋白质下沉和脂肪上浮。
蔬菜在低温下磨成微膏粉,既保存了营养素,其纤维质也因微细化而使口感更佳。例如,人们一般将其视为废物的柿树叶富含Vc、芦丁、胆碱、黄酮甙、胡萝卜素、多糖、氨基酸及多种微量元素,若经超微粉碎加工成柿叶精粉,可作为食品添加剂制成面条、面包等各类柿叶保健食品,也可以制成柿叶保健茶。成人每日饮用柿叶茶6 g,可获取Vc20 mg,有着非常明显的阻断亚硝胺致癌物生成的作用。另外,柿叶茶不含咖啡碱,风味独特,清香自然。可见,开发柿叶产品,可变废为宝,前景广阔[7]。
超微粉碎技术是利用各种特殊的粉碎设备,对物料进行碾磨、冲击、剪切等,将粒径在3 mm以上的物料粉碎至粒径为10—25µm以下的微细颗粒[2],从而使产品具有界面活性,呈现出特殊功能的过程。与传统的粉碎、破碎、碾碎等加工技术相比,超微粉碎产品的粒度更加微小。
3.1丰富和完善中药炮制技术。使药物质酥易碎、便于药物吸收、提高药效是中药炮制的目的之一。超微粉碎技术的应用,使适宜研末冲服的药物达到最适粒度,更好地发挥药效并节省药材,从而大大丰富和完善中药炮制技术。
3.2超细粉体化饮片的研制与产业化。对工业化提取工艺不适合的某些中药,如矿物药、贵重药、有效成分易受湿热破坏的药物、有效成分不明的药物等,可粉碎后入药,但常规粉碎工艺制得的产品起效慢,生物利用度不高;而超细粉体工艺制得的产品起效迅速,生物利用度高,能提高疗效,降低毒副作用,减少服用剂量,节约药材[6]。
区别于普通粉碎,超微粉碎设备是利用转子非常快速地旋转所产生的湍流,将物料加到该超高速气流中。转子上设立多极交错排列的若干小室能产生变速涡流,从而形成高频振荡,使物料的运动方向和速度瞬间产生剧烈变化,促使物料颗粒间急促摩擦、撞击,经过多次的反复碰撞而裂解成微细粉,粒度可达1 000 Et/2.54cm或更高。超微粉加工设施还具有以下特性:(1)设备回流装置,能将分选后的颗粒自动返回涡流腔中再进行粉碎;(2)有蒸发除水和冷热风干燥功能;(3)对热敏性、芳香性的物料具有保鲜作用;(4)对于多纤维性、弹性、粘性物料也可处理到理想程度;(5)对设备正常运行中产生的超声波,有一定的灭菌作用。在食品加工中的超微粉碎设备一般为胶磨机和气流粉碎机。胶磨机是一种传统方法,较为广泛使用。在粉碎工序中,95%~99%的机械能将转化成热量,故物料的升温不可避免,热敏食品易因此而变质、熔解、粘着,同时机器的粉碎能力也会降低。为此,在粉碎前或粉碎中应使用适当的冷却方法,如在粉碎进行中加以冷冻、冷风、热风、除湿、灭菌、微波脱毒、分级等过程,使物料达到加工要求[5]。气流粉碎机是目前较为先进的超微粉碎设备,它在加工中升温低,非常适合于热敏性食品,但能耗大。
目前,利用气流微粉碎技术已开发出的软饮料有粉茶、豆类固体饮料和超微骨粉配制富钙饮料等。
茶文化在中国有着悠久的历史,传统的饮茶是用开水冲泡茶叶,但是人体并没有大量吸收茶的营养成分,大部分蛋白质、碳水化合物及部分矿物质、维生素等都存留于茶渣中。若将茶叶在常温、干燥状态下制成粉茶(粒径小于5µm),可提高人体对其营养成分的吸收率。将茶粉加到其他食品中,还可开发出新的茶制品。
利用超微粉碎对植物做深加工的产品品种类型繁多,如枇杷叶粉、红薯叶粉、桑叶粉、银杏叶粉、豆类蛋白粉、茉莉花粉、月季花粉、甘草粉、脱水蔬菜粉、辣椒粉等。
将超微粉碎的麦麸粉、大豆微粉等加到面粉中,可制成高纤维或高蛋白面粉[8];稻米、小麦等粮食类加工成超微米粉由于粒度细小,表面态淀粉受到活化,将其填充或混配制成的食品具有优良的加工性能,且易于熟化,风味、1:3感好[9];大豆经超微粉碎后加工成豆奶粉,可以脱去腥味;绿豆、红豆等其它豆类也可经超微粉碎后制成高质量的豆沙、豆奶等产品。
超微粒粉碎设备按其作用原理可分为气流式和机械式两大类。气流式粉碎设备是利用转子线速度所产生的超高速气流,将产品加速到超高速气流中,转子上设置若干交错排列的、能产生变速涡流的小室,形成高频振动,使产品的运动方向和速度瞬间产生剧烈变化,促使产品颗粒间急促撞击、摩擦,进而达到粉碎的目的。与普通机械式超微粉碎相比,气流粉碎可将产品粉碎得很细,粒度分布范围很窄,即粒度更均匀。又因为气体在喷嘴处膨胀可降温,粉碎过程不产生热量,所以粉碎温升很低。这一特性对于低熔点和热敏性物料的超微粉碎很重要。其缺点是能耗大,一般认为要高出其他粉碎方法数倍[3]。机械式又分为球磨机、冲击式微粉碎机、胶体磨和超声波粉碎机4类。高频超声波是由超声波发生器和换能器产生的。超声波在待处理的物料中引起超声空化效应,由于超声波传播时产生疏密区,而负压可在介质中产生许多空腔,这些空腔随振动的高频压力变化而膨胀、爆炸,真空腔爆炸时能将物料震碎。同时由于超声波在液体中传播时产生剧烈的扰动作用,使颗粒产生很大的速度,从而相互碰撞或与容器碰撞而击碎液体中的固体颗粒或生物组织。超声粉碎后颗粒在4µm以下,而且粒度分布均匀[4]。
摘要:超微粉碎技术作为一种新型的食品加工方法,已受到普遍关注,本文主要介绍了超微粉碎技术的工作原理,具体说明了这项新技术在食品制造业中的应用。
食品超微粉碎技术的应用是食品加工业的一种新尝试。美国、日本市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉等,都是应用超微粉碎技术加工而成的。超微粉碎食品可作为食品原料添加到糕点、糖果、果冻、果酱、冰淇淋、酸奶等多种食品中,增加食品的营养,增进食品的色香味,改善食品的品质,丰富食品的品种。鉴于超微粉食品的溶解性、吸附性、分散性好,容易消化吸收,故可作为减肥食品、糖尿病人专用食品、中老年食品、保健食品、强化食品和特殊营养食品[1]。