影响挤压膨化产品膨化度的因素

影响挤压膨化产品膨化度的因素

食品的挤出模式是20世纪中使用最广泛的高科技之一。它以五谷杂粮为原料,以双螺杆连续蒸煮挤压技术为依托,具有成本低、生产效率高、卫生、方便等诸多优点,而挤压膨化是最关键的生产工艺。了解和掌握影响产品挤压膨化度的因素,对整个膨化食品的生产实践将有重大指导意义。1旋转温度对产品的影响混合料经在预调质器加水、加蒸汽进行初步预糊化(60～80℃)后,由喂料口直接进入挤压套筒内;通过双螺杆同向旋转产生传送、混合、剪切、蒸煮、高温(160～170℃)高压(5×106～8×106Pa);从模板上的模孔挤出后,压力骤然降为常压,水分便发生急骤的蒸发,产生了类似于“爆炸”的情况,产品随之膨胀;水分从物料中散失并带走大量热量,使物料在瞬间从挤压时的高温迅速降至80℃左右,从而使物料固化定型,并保持膨胀后的形状。2影响抗泡沫渗透性的因素2.1材料成分对压缩和膨胀的质量的影响2.1.1减少添加0.5%2%的焦炉气调产品时糖酸含量,增加产品的质构和口感研究表明,脂肪在挤压过程中,能够与淀粉和蛋白质形成复合物。这些复合物既能降低产品在保存时的氧化现象,延长货架期,还能改善产品的质构和口感。在早餐谷物食品中,加入0.5%～2%的棕榈油,适当提高产品中脂肪的含量,可改善产品的质量,还可防止碳水化合物的老化和淀粉提前凝胶现象。在食品挤压膨化中,产品的膨化度随着脂肪含量的增加而增大。2.1.2蛋白质含量蛋白质经挤压后,由于结构变化而易受酶的作用,使产品的消化利用率得到提高,但蛋白质含量较高的原料在挤压时膨化程度较低。2.1.3转速对淀粉糊化的影响用于挤压的物料成分中70%是淀粉,淀粉在挤压过程中的糊化是一个低水分状态下的糊化过程。在此过程中,淀粉糊化程度与螺杆转速(剪切、挤出时间)、温度、水分含量有十分密切的关系。粗略地说,转速增加会使降解程度增大;温度高、水分含量低时,产品糊精化现象显著,有研究认为:降解度和糊精度高会使产品产生粘牙感。2.1.4不断被人们认同随着人们生活水平的不断提升,膳食纤维作为第七大营养元素不断被人们认同。在谷物挤压食品中,添加适量的膳食纤维,不但可以防止肥胖症,还可改善产品的质地和口感。但膳食纤维的添加量直接影响着挤压机的压力、扭矩及产品膨化度(图1)。2.2单位机械能由于粘性与磨擦的影响,在挤压与剪切淀粉、蛋白质等聚合物时,需消耗大量的单位机械能(SME)。作为聚合物增韧剂的水,可以减少物料之间的相互作用力,并使得所需机械能下降,但水分的添加须在湿基为5%～12%之间比较适合。现以不同水分含量的三个实验为例进行说明(见表1)。2.3温度、温度在食品的挤压膨化过程中,螺杆的转速起着十分关键的作用。转速加快,导致温度增加,滞留时间下降,扭矩降低,膨化度加大,产品色泽变浅。不同的早餐谷物配方,对螺杆转速要求也不相同,现以不同的三个实验对螺杆转速的要求为例进行说明(见表2)。2.4同模模具的使用效果在谷物挤压膨化中,不同的模具,喂料量要求不同。在使用同一个模具时,在其它条件不变的情况下,喂料量加大,则压力增大,膨化度降低,色泽变深,影响产品的口感及质地。3挤压过程动力学反应在挤压食品的生产过程中,我们发现食品挤压过程中不同水分、喂料量、螺杆转速的变动,都会对压力、温度、SME(单位机械能)、扭矩造成重大影响,从而使产品的色泽、质地、口感、粘牙性、耐泡性等因素产生变化。现将水分、喂料量、螺杆转速在挤压过程中的动力学反应分别列表(见表3、4、5)。从表3至表5中可以看出,含水量、喂料量、螺杆转速的调整对产品的质量有着重大的影响,在产品上则表现为膨化度、口感、色泽等方面。4产品配方的设计通过对影响食品挤压膨化的各因素进行分析,得出如下结论:(1)对于不同配方的产品,根据其脂肪、蛋白质、淀粉、膳食纤维的含量不同,可通过改变螺杆转速、喂料量和水分的添加量来调节。(2)依据不同的产品对粘度要求的不同,确定最佳的螺纹组合。(3)在产品的配方设计中,适度控制膳食纤维的含量(小于4%),同时还可提高螺杆转速,增加水分的添加量,降低喂料量来调节它的不利影