第十章食品质构调整技术

第十讲

食品质构调整技术技术蒸煮挤压气流膨化食品质构（texture）也称为食品质地，是指眼睛、口中的粘膜及肌肉所感觉到的食品的性质，包括粗细、滑爽、颗粒感等。食品质构是食品的一个重要属性。作为一门相对独立的科学技术，食品质构学起步较晚。目前，在我国食品科学与工程教学领域，其内容与食品物性学、食品感官评价以及胶体化学等课程有较大的交叉或者关联。食品质构的属性取决于食品的组分以及之间的相互作用，但是宏观上却以物理特征为主。因此，新质构产品的开发需要很强的高分子化学和高分子物理等知识背景。一、蒸煮挤压技术挤压成型技术是指物料经预处理（粉碎、调湿、混合）后，经机械作用强使其通过一个专门设计的孔口（模具），以形成一定形状和组织状态的产品。作为食品加工用的挤压机是将蒸煮和挤压成型两种作用结合起来。目前，膨化食品生产上主要采用挤压式膨化的方法。1.挤压膨化的原理物料处于3～8Mpa的高压和200℃左右的高混状态，在如此的高温高压下物料呈现熔融状态。一旦物料有模具口挤出，压力骤然降为常压，水分便发生急剧的蒸发，产生了类似于“爆炸”的情况，产品随之膨胀，水分从物料中失散，带走了大量热量，使物料在瞬间从挤压状态时的高温迅速降至80℃左右，从而使物料固化成型，并保持膨胀后的形状。

挤压加工方法是借助挤压机螺杆的推动力，将物料向前挤压，物料受到混合、搅拌和摩擦以及高剪切力作用，使得淀粉粒解体，同时机腔内温度压力升高(温度可达150～200℃，压力可达到1MPa以上)，然后从一定形状的模孔瞬间挤出，由高温高压突然降至常温常压，其中游离水分在此压差下急剧汽化，水的体积可膨胀大约2000倍。膨化的瞬间，谷物结构发生了变化，它使生淀粉(β-淀粉)转化成熟淀粉(α-淀粉)，同时变成片层状疏松的海绵体，谷物体积膨大几倍到十几倍。图9—2挤压加工过程示意图1、加料输送段2、压缩熔融段3、计量均化段挤压压过过程程可可分分为为三三阶阶段段：：当疏疏松松的的食食品品原原料料从从加加料料斗斗进进入入机机筒筒内内时时，，随随着着螺螺杆杆的的转转动动，，沿沿着着螺螺槽槽方方向向向向前前输输送送，，称称为为加料输送送段。由于受到到机头的的阻力作作用，固固体物料料逐渐压压实，又又由于物物料受到到来自机机筒的外外部加热热以及物物料在螺螺杆与机机筒的强强烈搅拌拌、混合合、剪切切等作用用，温度度升高、、开始熔熔融，直直至全部部熔融，，称为压缩熔融融段由于螺槽槽逐渐变变浅，继继续升温温升压，，食品物物料得到到蒸煮，，出现淀淀粉糊化化，脂肪肪、蛋白白质变性性等一系系列复杂杂的生化化反应，，组织进进一步均均化，最最后定量量、定压压地由机机头通道道均匀挤挤出，称称为计量均化化段。2.挤压压技术特特点连续化生生产生产工艺艺简单生产效率率高、原原料浪费费少、能能耗低应用广泛泛投资少、、见效快快生产费用用低3.挤压食品品的特点点膨化食品品组织化产产品指将原料料(谷谷物原料料)进行行高温高高压处理理后，迅迅速降低低压力，，使其体体积膨胀胀若干倍倍，且内内部组织织呈多孔孔海绵状状态的食食品.将原料(蛋白原原料)经经处理后后。使蛋蛋白质的的原始结结构发生生变化，，在外加加条件作作用下，，产生了了分子间间的重组组，形成成一类似似于肉类类组织结结构的产产品。挤压食品品的特点点不易产生生“回生生”现象象，便于于长期保保存营养成分分损失少少，食物物易消化化吸收产品口感感细腻风味好、、食用方方便产品卫生生水平高高，保存存性能好好回生现象象糊化后的的淀粉，，在保存存放置期期间，慢慢慢失水水，淀粉粉分子之之间重新新形成氢氢键而相相互结合合在一起起，由糊糊化后无无序的分分子排布布状态重重新变为为有序的的分子排排布状态态，即αα-淀淀粉β化化。4.挤压过程中物物质成分的变变化淀粉蛋白质脂肪甜味剂调味料色素维生素和矿物物质（1）淀粉淀粉在挤压食食品中所起的的作用赋形作用密度控制作用用硬度控制作用用吸水速度控制制风味调解作用用（支链淀粉粉）淀粉在挤压过过程中的变化化糊化作用淀粉在一定的的水分含量和和一定的温度度下，其颗粒粒会溶胀分裂裂，内部有序序态的分子之之间的氢键断断裂，分散成成无序状态，，这个作用称称为糊化作用用。糊化之后的淀淀粉也称α－－淀粉。淀粉糊化后，，吸水性增大大，易受酶的的作用，进入入人体后易消消化，产品质质地柔软。降解作用淀粉在挤压过过程中，除了了发生糊化作作用外，还会会产生部分降降解的糊精化化现象。温度高、水分分含量低时，，产生糊精化化现象显著。。转速增加会使使降解程度增增大。降解度度和糊精度高高会使产品产产生粘牙感。。直链淀粉和支支链淀粉在挤挤压过程中变变化淀粉中直链淀淀粉与支链淀淀粉的比例会会影响挤压制制品的质构特特性：支链淀粉能促促进膨化，使使产品变轻，，变松脆；直链淀粉含量量高时，挤出出物光亮，表表面和组织均均匀有弹性，，挤出过程所所需动力较少少。含量过高高的原料制成成的产品较硬硬，膨化度小小。制作小吃食品品时，为达到到良好的口感感和一定的硬硬度，直链淀淀粉含量一般般需20％～～50％之间间超过50％以以上，则制品品的结构便过过度密实，膨膨化欠佳，硬硬度大。由于直链淀粉粉含量高时，，膨化度、溶溶解度较小、、吸水速度较较慢，故产品品浸于水中或或牛奶中保持持形状不会马马上变成糊状状的相对时间间较长，这对对于提高某些些谷物早餐制制品的质量是是有好处的。。（2）挤压过程中的的蛋白质变化化含有较多蛋白白质(50%以上)的原原料，在挤压压机内由于所所受的剪切和和摩擦力的作作用，使维持持蛋白质三级级结构的氢键键、范德华力力、离子键、、二硫键遭到到破坏。随着蛋白质的的三级结构被被破坏，形成成了相对呈线线性的蛋白质质分子链。这这些相对呈线线性的分子链链在一定的温温度和一定的的水分含量下下，变得更为为自由，从而而更容易发生生定向的再结结合。也就是是说，热变性性和剪切促使使蛋白质结构构成为类似纤纤维状的结构构。随着剪切的不不断进行，呈呈线性的蛋白白质分子链不不断增多，相相邻的蛋白质质分子链之间间由于分子间间的相互吸引引而趋于结合合。当物料被被挤压经过模模具时，较高高的剪切力和和定向流动的的作用更加促促使蛋白质分分子的线状化化、纤维化和和直线排列。。这样，经过过挤出的物料料就形成了一一定的纤维状状结构和多孔孔的结构。纤纤维状结构的的形成给产品品以良好的口口感和弹性，，而多孔的结结构给产品以以良好的复水水性和松脆性性。在高温、高高压、高剪剪切力的作作用下，原原有的蛋白白质结构变变为线性结结构，分子子发生重排排，从而蛋蛋白质变性性、组织化化。蛋白质在挤挤压过程中中含量有所所下降。经挤压的蛋蛋白质消化化性增加。。（3）挤压压过程中的的脂肪变化化许多研究表表明，在挤挤压过程中中，原料中中绝大多数数脂肪与淀淀粉、蛋白白质形成了了复合物。。降低了挤挤出物中游游离脂肪的的含量。例例如玉米经经挤压之后后，游离脂脂肪含量由由4.22%下降至至1.65%.脂肪复合体体：原料一般经经过挤压加加工之后，，脂肪氧化化酶和脂肪肪水解酶也也破坏。不饱和脂肪肪酸的顺、、反式异构构现象脂肪复合体体生成的作作用防止氧化、、延长货架架期:脂肪复合合体的生成成，使得脂脂肪受到淀淀粉和蛋白白质的保护护作用，对对降低脂肪肪的氧化速速度和氧化化程度，延延长产品的的货架期起起到了积极极的作用。。改善产品的的质构和口口感。有的研究者者认为，小小吃食品的的含油量在在20%以以上，会提提高产品的的口味，产产生继续想想吃的食欲欲。（4）其其他物质成成分在挤压压过程中的的变化甜味剂：糖糖的焦糖化化作用，美美拉德反应应调味剂：香香气损失，，异味产生生，也有利利于一部分分风味物质质的形成色素：分解解褪色，与与蛋白质、、糖、金属属离子等发发生反应。。维生素和矿矿物质：二、气流膨化气流膨化是以空气为为加热介质质，利用水水的瞬时相相变及空气气压力的变变化，使原原料在瞬间间由高温，，高压突然然降到常温温，常压，，原料水分分突然汽化化，发生闪闪蒸，使谷谷物组织呈呈海绵状结结构，体积积增大到几几倍到十几几倍，从而而完成谷物物产品的膨膨化。气流膨化的的特点1）气流膨膨化所需热热量全部靠靠外部加热热，（过热热蒸汽加热热，电加热热或直接明明火加热））；2）气流膨膨化高压的的形成是靠靠密封容器器中加热热热时水分的的汽化和气气体的膨胀胀所产生。。3）对象原原料基本上上是粒状的的。4）气流膨膨化过程中中物料没受受剪切作用用，也不存存在混炼与与均质效果果。5）不能进进行组织化化的生产。。6）在较高高水分和脂脂肪含量下下，仍能完完成膨化过过程。7）气流膨膨化一般仅仅限于小吃吃食品的生生产。挤压膨化和和气流膨化化的区别3、