食品的膨化及影响膨化率的因素.pdf

食品的膨化及影响膨化率的因素 浙江水产学院 叶清扣 一 绪 一 日二 食品膨化的机理 在 膨化食 品中以粮食谷类食 品膨化程 度最 为 明显 这是 因为它们含有较多的淀 粉 生淀粉是 由许多排 列紧密 的 胶束组 成 胶束间 的间隙很小 这种生淀粉称之 谓日 一淀粉 它在水 中经加热后 因部分 胶 束溶解 空隙增大而体 积澎胀 将淀粉继 续加热 胶束完全破坏 而形成单分子 这 种溶胶状态的链 状或分 枝状淀粉其溶液具 有粘性 称之谓糊 化淀粉 也叫a一淀粉 糊化淀粉在高温高压下其 晶体 结构被破 坏 淀粉在淀化 机 中 膨化时 机 内的 温度可 高达2 5 0 以上 压 力 可 增 至4 0 Kgf Cm Z 以上 此时 物料 中的水仍处于液 体状态 当物 料从压 力室突 然 被挤压 到大 气压力 下 物 料中 的超沸点水 分因瞬 间蒸 发 而产生巨大的膨胀力 物料 中的溶胶淀 粉 体积也瞬间膨化 描 述食品 膨化程度大小 的专用术语为 膨化率 它 是指食 品澎胀后 的体积或 截面积与 澎胀前 原料 的体积 或截面积 之比 值 若用E表示膨 化率则表达式为 业 v 0 里 s 0 一一一一 膨化食 品是一个较新的名词 但追朔 其历史 像爆米 花之 类食 品已有 数 百年之 久 膨化食 品具有味道甜美 口感香酥 便于消化吸收 食用 方便 保存期长 等优 点 因而近年来在国外发展较快 已成为 食品行业中的一个热门 我国目前 虽处 于 起步 阶段 但也有 一定的规模和产 量 只 要再经 过几 年的努力 可在 较短时 间内赶 上世界水平 膨化食品 的类别较多 从应用对象来 分有 儿童膨化食品 保健营养膨化食品 饲 料 中的膨化饵 料 酿造 中的膨化谷 物 从膨化 食品的原 料来分有 粮食 谷物类的膨 化大米 膨化玉米 膨 化淀粉 制品 植物 蛋白类的膨化大豆及其制 品 像炸豆腐 人造猪肉 牛 肉 鸡 肉 动物蛋 白质与淀 粉的混 合膨化食品 像膨化 虾 片 澎化鱼 片以及其它膨化水 产 品 目前生产量较大 的 主要是粮食制品与大豆制品 食 品的膨化 是靠食 品在加热后 由于温 度和压力变化而使食品体积增大 其加工 的 方法 一种是传统的方 法 如 用砂炒 油炸 热空气膨胀 等 另 一 种 方法是采 用 现代 膨化 技术一挤 压膨 化机 膨化 即物料 在膨化机中经挤压 蒸煮后压力 和温 度显 著增加 物 料通 过出料口时压力 和温 度瞬 时 降低而实现食 品膨化 这种 膨化技术可 实现全过程的 连续化和 自动化 并 且产量 大而质量较稳定 是现代 化大生产的发展 方向 或E V V V o S S S 上 式 中 V与 S为 物料膨 胀后 其 体积和 和截面积 的增量 V 及S 表 示 未 彭胀前的体积和截面 积 而V 声及 S 表 示 物料膨胀后的体积和截面积 显然各种澎 化食品的E 1 二 26 朴 拢 昨 朴 定 澎化立 盈 厄一一承 1 4 巧 场 沈粉合贵 o o 图1 淀粉含量与膨化率的关系 三 影响食品膨化率的因素 1 原 料成分对膨化率的影响 对于粮食类制品 影响其膨化率的是 总直链淀粉含量 有人对某种 n型大米所 做 的 澎化效果 来看 膨 化率随总直链淀粉 含 量增加 而增大 到某一最大值后其含量 增加膨化率反而 下降 另外直链淀粉中非 热水溶性直链淀粉含量对膨化 率的影响也 很明显 从图 1 的曲线中可以着出 这类 n 型大米中总直链淀粉含量 在2 7肠时 有最 大的膨化率 同样 在非热水溶性直链淀 粉含量在1 3 5肠 千基 时膨化率最大 因此不同品种的大 米都有一个最适淀粉含 量 时膨化率最大 大米中的矿物质含量与蛋 白质含量对 其膨化率影响不大 同样 水溶性直链淀 粉不是一个主要的影响因素 粮食制 品 中水分含量对膨 化率有 影 响 如在膨化大米加工中 脱去糠皮的大 米其膨化率最初随含水量增加而增大 到 某一最大值后 随含水量增大而减小 通 过试验用的三种大 米 尽管在同 一含水量 下各自的膨化率差 别很大 它们 的最大膨 化率都 在含水量为10 5肠这一点 故在膨 化大米时要求控制水分含量在 1 0肠到 1 2肠 间 以得到 最大 的膨化率 其它粮食谷 物 也应控制一个最适含水量 对于大豆制品 如油炸豆腐它的膨化 率与其初制 品一豆浆中的空气含量有关 豆浆中的空气含量 越大膨化率越大 从所 报导的资料来看 在加入空气量相同的情 况下 豆浆随 加热时 间延长而使油 炸 豆腐 的膨化率降低 2 加 工工艺对膨化率 的影 响 对于粮食谷 物制品来说 下 列工艺条 件会影响膨化率 1 淀粉的糊化温 度对膨化率的影 响 在膨化大 米中 不同 品种的大 米其糊 化温度也各不 相同 低直链淀粉的大米 如姐型大米 具有较宽的糊 化温度范 围 它 的糊化温度较低在6 0一6 8 之间 但其 膨化率的范围较窄在4一4 5之 间 而 一些中等和高含量直链 淀粉大米 如 n型 大米 具有较窄的膨化温度范围 一般在 68一7 1 它的糊化温度较高 但其澎化 率的范围较宽 通常在4 5一6 它们的变 化关系如 图 2 中所示 从图2中也可以看出 大米的膨化程 27 r11 捌屏铸 犷 脚 机 牛 应鱼 巫于 广 一 洲 户 奉乙 6 687D72 拟北摄皮 o c 图2不 同直链淀粉含量 的大米 糊化 温度与膨化率 的关系 胀 3 谷类 大 米 预热 时蒸汽压 力 对 膨化率的影响 大米在不 同的蒸汽压力下浸泡 压力 低时膨化率增长 不大 当压力增长到1 5 Kg Cm Z时 膨化率最大 随后即使蒸 汽压力增加 膨化率不再增大 膨化曲线 成水平发展 4 用砂炒 膨化时 砂粒温 度对膨 化率的影响 砂粒温度对大米膨化率影响很大 温 度低膨化率也低 温度高膨化率随 之增 大 但超 过某一范围则膨化率有所降低 通常最适温度范围为2加一2 8 见表2 衰2 砂较沮度对大米璐化 率影 晌 度随其淀粉的糊化温度上升而增大 由大 米的糊化温度也可以间接算出大米中的 直 链淀粉含量 其它含有直链淀粉的谷物也 有类似情况 2 谷 物中增加食油 成分对 膨化率 的影 响 用砂炒脱糠 大 米 在 膨 胀前 加入 定 量 食盐溶液 可以明 显 的提高膨化 率 表1 中的数 据表 示盐溶液对膨化率 的影响 从表 1 中的数据中看到 加入 定量 的 高浓 度食 盐溶液 膨 化率 可山5提 高到7 表1 盐溶液对大米嘴化率的影晌 膨化率 耳 各 5膨时妇 化间 化温约 创枷比 200 2 20 240 250一2 80 290 30 0 1 0一1 12 3 47 7 3 7 6 7 3 69 盐溶液 盐类 浓度 呱 容 量 ml 每209大米 膨化率 溶 一 无 水 N C la 一 0 5 1 0 5 200 5 5 0 5 2 5 4 70 在加入其它 软类如KCI或CaCI 都能得到 同样效果 这是因为盐溶液 促进了大米内 部热传导和外部含水量而有助于谷 类 膨 对于大豆制品来 说 如油炸 豆腐 影 响其膨胀 程度 的是制作豆腐的初 制品 即 豆浆熬煮温度 和时 间对豆腐的膨化率影响 很大 据资 料报 道 用8 0 到10 0 温度加 热豆浆 在相同的加热时间下 温度低则 膨化率高 而在 同 一加热温度下 加热时 间延长 澎化率逐渐降低 高温比低温降 低 得更 为 明显 豆浆加热时 间延 长做 成 的豆腐膨 化率 降低 这是由于豆浆 过度加热 其溶解的 空气量减 少 另外加热还 引起蛋 白质分子 缔合 形 成蛋 白质 的热变性 在热变性温 度9 0 以上加热 则随时 间延 长膨化率明 显降低 反之则降低缓慢 3 膨化设备对膨化率的影响 使用挤压 膨化机膨化食 品 时 除了食 品淀粉的 糊化程度 它是由挤压 过程中产 生 的压力和剪切力 加热温度等因素决定 外 还有一个很重要的因素就是膨化机的 喷嘴尺寸对淀粉的膨胀有很大影响 实际 上决定 膨化率的是喷嘴的长度L与其 直径 D的比值 即L D值 有人对玉米淀粉用 不同 的L D做膨化试验 结果所得数据绘 制成曲线如图 3 所示 压 方 7 0 与 幼护 I4D e e l r e e l 卜 l e s e s L I l L lr l 粉 化 建 门 Ez I 夕 力 甘 夕 甘 卜 l 力 I T 日日日 乙 拍 川 夕 刀 功 夕 图3 100夕16 石 三2283 2 2 7 歹 弓O 一一十 一一一一一一 一 叶一 2 0 2 夕 玉米淀粉在膨化机不同的肠值下乌其压力 膨化率的关系 挤压膨化食的澎化率为 挤出物的平 均横截面 面积 E 一 一 一 一 一一 喷嘴横截面 面 积 从 图 3 的 曲线 中可以看 到 膨化 机的 挤压 压 力随L D值的增长明 显增大 成直 线 关 系 而 膨化率的变化在 开始 阶段迅速 增长 当L D值增大某一值时 膨化率达 到最大值 再增大L D值膨