高新技术论文作业doc.docx

食品高新技术论文课程名称 食品高新技术 系 别 生物与化学工程系 年级专业 09食品质量与安全 学生姓名 丁 岚 学 号 0940901151 指导老师 伍桃英 邵 阳 学 院2012年 4 月 9 日超微粉碎技术在食品技术中的应用超微粉碎技术是近年来随着现代化工、电子、生物、材料及矿产开发等高新技术的不断发展而兴起的,是国内外食品加工的高科技尖端技术. 美国、日本市售的果味凉茶、冻干水果粉超低温速冻龟鳖粉、海带粉、花粉和胎盘粉等, 多是采用超微粉碎技术加工而成的,我国也于20 世纪90 年代将此技术应用于花粉制品, 一些口感好、营养配比合理、易消化吸收的功能性食品(如山楂粉、魔芋粉、香菇粉等) 应运而生. 1 超微粉碎技术原理超微粉碎技术是利用特殊的粉碎设备, 通过一定的加工工艺流程, 对物料进行碾磨、冲击、剪切等,将粒径3 mm 以上的物料粉碎至粒径为10 25 m以下的微细颗粒 , 从而使产品具有界面活性, 呈现出特殊的功能. 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.超微粉碎技术是基于微米技术原理的. 随着物质的超微化, 其表面电子排列、电子分布结构及晶体结构均发生变化, 产生块(粒)材料所不具备的表面小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应, 从而使得超微粉碎产品与宏观颗粒相比具有优异的物理、化学及表界面性质.2 常用超微粉碎设备类型及技术原理2. 1 气流式超微粉碎设备气流式超微粉碎是利用气体通过压力喷嘴的喷射产生剧烈的冲击、碰撞、摩擦等作用来实现对物料的超微粉碎. 与普通机械式超微粉碎机相比, 气流粉碎机可将产品粉碎得很细, 粒度分布范围更窄, 粒度更均匀. 因为气体在喷嘴处膨胀可降温, 粉碎过程不伴随热量产生, 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特别重要. 但是, 气流粉碎能耗大, 一般要高出其他粉碎方法数倍, 气流粉碎还存在粉碎极限, 粉碎粒度与产量成线性关系, 产量越大, 粒度越大.2. 2 高频振动式超微粉碎设备高频振动式超微粉碎是利用球形或棒形磨介作高频振动而产生的冲击、摩擦、剪切等作用力来实现对物料的超微粉碎. 振动磨是用弹簧支撑磨机体, 由一带有偏心块的主轴使其振动, 磨机通常是圆柱形或槽形. 振动磨的效率比普通磨高10 20 倍, 其粉磨速度比常规球磨机快得多, 而能耗比普通球磨机低数倍.2. 3 旋转球( 棒) 磨式超微粉碎设备旋转球(棒) 磨式超微粉碎设备主要有球磨机、棒磨机等. 常规球磨机一直是细磨过程中的主要加工设备, 主要靠冲击进行破碎, 物料粒度小于20 m 时, 反映出其效率低、耗能大、加工时间长等缺点. 搅拌式球磨机是超微粉碎机中能量利用率最高的超微粉碎设备, 主要由搅拌器、筒体、传动装置和机架组成, 工作时搅拌器以一定速度运转带动研磨介质运动, 物料在研磨介质中利用摩擦和少量的冲击研磨粉碎.2. 4 冲击式超微粉碎设备冲击式超微粉碎机利用围绕水平轴或垂直轴高速旋转的转子对物料进行强烈冲击、碰撞和剪切. 其特点是结构简单, 粉碎能力大, 运转稳定性好, 动力消耗低, 适合于中等硬度物料的粉碎. 国产的MLC40高速冲击粉碎机用于超微粉碎取得了理想效果, 入料粒度3 5mm, 产品粒度10 40 m.3 超微粉碎技术的优点3. 1 速度快, 可低温粉碎超微粉碎技术采用超音速气流粉碎、冷浆粉碎等方法, 在粉碎过程不会产生局部过热现象, 甚至可在低温状态下进行, 粉碎瞬时即可完成, 因而能最大限度地保留粉体的生物活性成分, 有利于制成所需的高质量产品.3. 2 粒径细, 分布均匀由于采用了气流超音速粉碎, 使得原料外力的分布非常均匀. 分级系统的设置既严格限制了大颗粒, 又避免了过碎, 能得到粒径分布均匀的超细粉,很大程度上增加了微粉的比表面积, 使吸附性、溶解性等亦相应增大.3. 3 节省原料, 提高利用率物体经超微粉碎后的超微粉一般可直接用于制剂生产, 而用常规粉碎方法得到的粉碎产品, 仍需一些中间环节才能达到直接用于生产的要求, 这样很可能造成原料的浪费. 因此, 超微粉碎技术非常适合珍稀原料的粉碎.3. 4 减少污染超微粉碎是在封闭系统内进行的, 既避免了微粉污染周围环境, 又可防止空气中的灰尘污染产品, 在食品及医疗保健品中运用该技术, 可控制微生物和灰尘对产品的污染.3. 5 提高了发酵、酶解过程的化学反应速度由于经过超微粉碎后的原料, 具有极大的比表面, 在生物、化学等反应过程中, 反应接触的面积大大增加了, 因而可以提高发酵、酶解过程的反应速度, 在生产中节约了时间, 提高了效率.3. 6 利于对食品营养成分的吸收研究表明, 经过超微粉碎的食品, 由于其粒径非常小, 营养物质不必经过较长的路程就能释放出来, 并且微粉体由于粒径小而更容易吸附在小肠内壁, 加速了营养物质的释放速率, 使食品在小肠内有足够的时间被吸收.4 超微粉碎技术在食品中的应用4.1食物资源的利用小麦麸皮、燕麦皮、玉米皮、玉米胚芽渣、豆皮、米糠、甜菜渣和甘蔗渣等，含有丰富维生素、微量元素等，具有很好的营养价值，但由于常规粉碎的纤维粒度大，影响食品的口感，而使消费者难于接受。通过对纤维的微粒化，能明显改善纤维食品的口感和吸收性从而使食物资源得到了充分的利用，而且丰富了食品的营养。果皮、果核经超微粉碎可转变为食品。蔬菜在低温下磨成微膏粉，既保存全部的营养素，纤维质也因微细化而增加了水溶性，口感更佳。一些动植物体的不可食部分如骨、壳(如蛋壳)、虾皮等，也可通过超微化而 成为易被人体吸收利用的钙源和甲壳素。各种畜、禽鲜骨中含有丰富的蛋白质和脂肪、磷脂质、磷蛋白，能促进儿童大脑神经的发育，有健脑增智之功效。鲜骨中含有的骨胶原(氨基酸)、软骨素等，有滋润皮肤防衰老的作用鲜骨中还含有维生素A、B，、B2、B12等营养成分。钙、铁等在鲜骨中的含量 也极高，如猪骨中含有复合磷酸钙盐、脂质和蛋白质等主要成分。一般将鲜骨煮、熬之后食用，实际上：鲜骨的营养成分没有被人体吸收，造成资源浪费。利用气流式超微粉碎技术，将鲜骨多级粉碎加工成超细骨泥或经脱水制成骨粉，既能保持95以上的营养素，而且营 养成分又易被人体直接吸收利用，吸收率可达90以上。骨是肉类食品厂的大宗副产品，大多以低价出售处理。因此，将骨制成富钙产品，既具有营养意义，又具有经济意义。另外，传统的饮茶方法是用开水冲泡茶叶，但是人体并没有完全吸收茶叶的全部营养成分，一些不溶性或难溶的成分，诸如维生素A、K、E及绝大部分蛋白质、碳水化合物、胡罗卜素以及部分矿物质等，都大量留存于茶渣中大大影响了茶叶的营养及保健功能。如果将茶叶在常温、干燥状态下制成粉茶，使粉体的粒径小于5微米，则茶叶的全部营养成分易被人体肠胃直接吸收，用水冲饮时成为溶液状，无沉淀。 4.2新型功能食品或添加剂1、纤维食品膳贪。纤维素被现代营养学界称为第七营养素 ，它可作为食物填充剂或生理活性物质，是防治现代文明病和平衡膳食结构的重要功能性基料食品。因此，增加膳食纤维的摄入是提高人体健康的重要措施。借助现代超微粉碎技术，使食物纤维微粒 化，能明显改善纤维食品的口感和吸收性。2、补钙食品。动物骨、壳、皮等通过超微粉碎后得到的微粉属有机钙，比无机钙容易被人体吸收、利用。这些有机钙可以作为添加剂，制成高钙高铁的骨粉（泥）系列食品，具有独到的营养保健功能，因此被誉为21世纪功能性食品。当这些有机钙粉（包括珍珠粉）的粒度小于5微米时，可用于某些缺钙食品如豆奶等的富钙。 3、甲壳素。蟹壳、虾壳、蛆、蛹等的超微粉末可用作保鲜剂、持水剂、抗氧化剂等，改性后还有其他许多功能性。4.3改变传统工艺改善食品品质、降低生产成本超微粉碎，可以使部分食品加工过程或工艺产生革命性的变化。如速溶茶生产，传统的方法是通过萃取，将茶叶中的有效成分提取出来，然后浓缩、干燥制得粉状速溶茶。现在采用超微粉碎仅需一步工序便得到粉茶产品，既大大简化生产工艺，又大大降低生产成本。再者是豆粉的生产，传统的工艺是先将大豆浸泡，然后破碎、去皮、细磨脱水、干燥，如果采用干法超微粉碎技术，大豆毋须加水浸泡，便可直接破碎、超微得到豆粉产品。这样，既保留了豆皮的营养，又节省了能量，因为传统方法先加水，最后再脱水干燥，浪费很多能量。4.4软饮料加工利用气流微粉碎技术，可开发出的软饮料有粉茶、豆类固体饮料、超细骨粉配制富钙饮料和速溶绿豆精等。如果将茶叶在常温、干燥状态下制成茶粉、使粉体的粒径小于5微米，则茶叶的全部营养成分易被人体肠胃直接吸收，可以即冲即饮。乌龙茶、红茶、绿茶、的茶粉还可加入到各种食品中，从而加工出一种全新的茶制品。在牛奶生产过程中，利用均质机能使脂肪明显细化。若98%的脂肪球直径在2微米以下，则可达到优良的均质效果，口感好，易于消化。植物蛋白饮料是以富含蛋白质的植物种子和各种果核为原料，经浸泡、磨浆、均质等操作单元制成的乳状制品。磨浆时用胶体磨磨至粒径58微米，再均质至12微米。在这样的粒度下，可使蛋白质固体颗粒、脂肪颗粒变小，从而防止蛋白质下沉和脂肪上浮。调味品加工微粉食品的巨大孔隙造成集合孔腔，可吸收并容纳香气经久不散，这是重要的固香方法之一，因此作为调味品使用的超微粉，其香味和滋味更浓郁、突出。超微粉碎技术作为一种新型的食品加工方法，可以使传统调味料（主要是香辛料）细碎成粒度均一、分散性好的优良超微颗粒。由于香辛料微粒粒径的不断减小，其流动性、溶解速度和吸收率均有所增大，入味效果也得到改善。 4.5巧克力生产巧克力必须具有细腻滑润的良好口感，因此巧克力配料的粒度不能大于25微米。当平均粒径大于40微米时，巧克力的口感就明显粗糙。因此，只有超微粉碎加工巧克力配料才能保证巧克力的质量。瑞士、日本等国，主要采用五辊精磨机和球磨精磨机。一种适合我国国情的巧克力球磨机已经得到设计开发，粉碎细度和能耗指标达到并超过国外同类机型，特别是比刮板式精磨机节能50%以上。以上列举了超微粉碎技术在食品加工中的几种应用，以为管中窥豹，其实超微粉碎技术在食品中的应用远远不限于此。4.6未来的发展路线不同的物料具有不同的粉碎特性，往往需要不同的粉碎方法，在食品加工中的超微粉碎设备一般为气流粉碎机和胶磨机，气流粉碎是目前较为先进的超微粉碎设备。在加工过程中温升低，特别适合于热敏性食品的加工，但能耗大。胶磨机普遍用于食品超微粉碎工序，它是一种较为传统的方法。根据文献，机械粉碎有95-99%的粉碎能变成热量，故物料温升不可避免。热敏食品易因此而发生变质、熔解、粘糊，同时机器粉碎能力也会降低。为此，可在粉碎前或粉碎时使用适当的冷却方法。对于同一种食品物料也往往需要多种粉碎方式的结合才能被有效地粉碎；每一种粉碎设备，往往兼具多种粉碎方式；粉碎过程中因颗粒粉碎、表面积增大所需要的能量远比实际总输入能量低，说明粉碎机的实际输入能量可能远远超过有效能耗，换句话说粉碎机的节能还大有潜力可挖。超微粉碎技术