食品超微粉碎技术

食品粉碎与造粒技术学习内容4第一节微粉碎和超微粉碎技术123第二节微胶囊造粒技术第三节附聚造粒技术

一、

概述（一）粉碎和超微粉碎粉碎技术是指利用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力，以达到使之破碎的操作技术。随着现代食品工业的不断发展，普通的粉碎手段已开始不能适应现代工业生产的需要，这就使得超微粉碎技术得到了迅猛的发展。超微细粉末是超微粉碎的最终产品，具有一般颗粒所没有的特殊理化性质，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化学反应活性等。表1粉碎的类型粉碎类型原料粒度成品粒度粗粉碎10－100mm5－10mm细粉碎5－50mm0.1－5mm微粉碎5－10mm＜100um超微粉碎0.5－5mm＜10－20um

粉碎前后的粒度比称为粉碎比或粉碎度，它主要指粉碎前后的粒度变化，同时近似反映出粉碎设备的工作情况。一般粉碎设备的粉碎比为3－30，而超微粉碎设备粉碎比大于300。对于一定性质的物料来说，粉碎比主要与确定粉碎作业程度、选择设备类型和尺寸等方面有关。（二）粉碎理论1.物料粉碎原力学特征强度越大、硬度越高、韧性越大、脆性越小的物料，其破坏所需要的变形能就越大。挤压粉碎弯曲折断粉碎剪切粉碎撞击粉碎粉碎方式研磨粉碎2.粉碎机理食品粉碎的方式：物料粉碎时所受到的作用力：挤压力、冲击力和剪切力(摩擦力)。根据施力种类与方式的不同。物料粉碎的基本方法包括挤压、弯曲折断、剪切、撞击和研磨等形式。为什么粉碎操作随着粒度减小而粉碎愈加困难？

到达临界状态的变形能之所以与颗粒的体积有关，是因为体积越大，脆弱点存在的可能性愈大。故大颗粒所需的临界压力就比小颗粒小，因而消耗的变形能也就较少。物料粉碎时的主要作用力挤压力冲击力剪切力弯曲、扭转作为附带的作用力在实际粉碎操作中，是上述几种力的综合。粉碎消耗能量物料粉碎的机理？作用力由粉碎机的部件传给物料当局部积蓄的变形能超过某临界值时，裂解就发生在脆弱的断裂线上物料受各种力作用后，首先产生各种应变并以各种形式的变形能积蓄于物料内部包埋法粉碎需要的能量

裂解发生后出现新表面所需的表面能裂解发生前的变形能（三）粉碎操作在食品加工中的作用1、生活的需要：面粉、调味品、咖啡2、减小体积、增加表面积、加快干燥速度：果蔬干燥、玉米湿加工3、满足某些功能性食品生产的需要：硒4、控制多种物料有相近的粒度，防止各种粉料混合后再产生自动分级的离析现象：调味粉、代乳粉。5、进行选择性粉碎，使原料颗粒内的成分进行分离：玉米脱胚、小麦制粉（四）微粉碎和超微粉碎的特点（1）颗粒粒径不再减小（2）材料本身理化性质改变（3）粒径细、分布均匀，且产品质量高。（4）适用范围广（5）污染小。（6）可以使有些物料加工过程产生革命性的变化我国对于牡蛎等海产品的加工仅仅局限于其可食用的肉部分，对于质量占牡蛎60％以上的牡蛎壳的加工却很少涉及。贝壳中含有极其丰富的钙，在牡蛎的贝壳中，含钙量就超过90％以上。利用超微粉碎技术，将牡蛎壳粉碎至很细小的粉粒，促使粉粒的表面性质发生变化，可以达到牡蛎壳更好的被人体吸收利用的目的。

1.贝壳产品中的应用三、超微粉碎技术的应用案例2.在膳食纤维添加剂生产上的应用一般来说，膳食纤维的持水力和膨胀力与原料特性、纤维的加工工艺和终产品颗粒的粒度有密切的关系。纤维的粒度越小，比表面积越大，则纤维的持水力、膨胀力也相应增大。因此，超微粉碎技术在高活性纤维制备过程中有重要的作用。此外，经过超微粉碎的膳食纤维不再具有粗糙的颗粒感，能广泛地应用于各类食品中，特别是作为低热量食品的重要配料。膳食纤维已受到世界各国营养学家的关注，被列为“第七大营养素”。膳食纤维是指不被人体消化的、以多糖碳水化合物与木质素为主体的高分子物质的总称。我国年产花生约1000万吨，而花生壳、菜壳约占总重的25％以上，其中含粗蛋白质4.9％、粗纤维68.4％。经过处理加工成膳食纤维以后，可以用作蜜糖的载体，加工特效食品等，最常见的是用于制作膳食纤维的饼干、加工高纤维低热量的面包、加工韧性良好的面制品。

在花生壳中的应用3.巧克力生产中的应用巧克力属于超微颗粒的多相分散体系，糖和可可以细小的质粒作为分散相分散于油脂连续相内。巧克力细腻滑润的口感特性起决定性作用的因素是巧克力配料的粒度。配料的平均力度在25微米左右，吃起来就有很好的细腻滑润的口感。研究和实际生产表明，尽管巧克力细腻滑润的口感特性是由多种因素造成的，但起决定性作用的因素是巧克力配料的粒度。分析表明，配料的平均粒径在25μｍ左右且其中大部分质粒的粒径在15～20μｍ之间，产品就有细腻滑润的口感特性；当平均粒径超过40μｍ时，产品就明显感到粗糙感，巧克力的感官品质也就明显变差。因此，超微粉碎技术在保证巧克力质构品质上可发挥重要的作用。4.畜骨粉加工中的应用畜骨作为钙磷营养要素的丰富源泉，还含有蛋白质、脂肪、维生素及其他营养物质。经过超微粉碎后的骨粉灰分含量显著提高，这是超微粉碎的优势所在。鲜骨超微粉碎加工技术，克服了传统加工方法的不足，保存了鲜骨中全部的营养，产品粒度小，有利于吸收。表3超微鲜骨粉与其他鲜骨制品的营养成分对比

指标蛋白质％脂肪％水分％Ca（mg/kg）P（mg/kg）Fe（mg/kg）Zn（mg/kg）超微鲜骨粉33.45.52.519.309.39520.071.4高温蒸煮粉16.58.234.02.671.22――――鲜骨泥10.413.465.73.952.0459.754.6猪肉13.237.046.80.060.16216.020.65.新型功能食品中的应用甲壳素、蟹壳、虾皮、蛆、蛹的超微粉末可用作保鲜剂，持水剂、抗氧剂等，改性后还有其他许多功能特性。水果、蔬菜微粉等各种干燥的水果、蔬菜都可以利用超微粉碎技术制备成微粉。可以方便的添加入各类面制品、肉制品及特殊营养制品中，达到增强营养，改善风味等作用。6.改变传统工艺中的应用豆粉的生产，过去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，既保留了豆皮和浸泡过程中损失的营养，又节省了能源，因为过去的工艺方法须先加水，最后再脱水、干燥，浪费了很多能量。7.软饮料加工与新型食品开发利用超微粉碎技术，可以开发出软饮料有粉茶、豆类固体饮料和速溶绿豆饮料等。绿茶、花茶、红茶、乌龙茶的茶微粉可加入各种食品和日用品中，从而加工出各种全新的茶制品，如茶香糖、茶糕点、茶食面，茶香皂、茶瓜子、茶牙膏、茶系列保健化妆品等。香辛料、调味料在微粒化后产生的巨大孔隙率造成集合孔腔，可吸收并容纳香气、味道经久不散，其香气和滋味更加浓郁、突出；同时可以使传统调味料细碎成粒度均一、分散性好的优良超微颗粒，其流动性、溶解速度和吸收率均有很大的增加，口感效果也得到十分明显的改善。对于感官要求较高的产品来讲，经超微粉碎后的香辛料粒度极细，可达300—500目，当其均匀分布于物料中后，肉眼根本无法观察到颗粒的存在。从而提高了产品的外观质量同时，此项技术的相应有关设备兼备“乳化”、“固体乳化”、“改性”等“物理化学”功能8.香辛料、调味品的加工9.在其它食品加工中的应用在保健食品生产中，一些微量活性物质(硒等)的添加量很小，若颗粒稍大，就会带来毒副作用。这就需要超微粉碎手段将其粉碎至足够细小的粒度，并加上有效的混合操作，才能保证它在食品中的均匀分布且有利于人体的吸收。因此，超微粉碎已成为现代食品特别是保健食品加工的重要技术之一。此外，在速溶茶生产中，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、干燥制成粉状速溶茶。采用超微粉碎仅需一步工序便可得到粉茶产品，大大简化了生产工序。而且，在软糖、硬糖内加入茶叶微粉，可制成茶香软糖、绿茶硬糖。在巧克力中加入茶粉，可制成茶味巧克力。采用压片法还可与奶粉等混合制成奶茶片。

花粉的加工要进行破壁，这个壁就是花粉的细胞壁，如果不能很好破这层壁，人体就难以吸收其中营养，用一般的破壁方法，破壁率低，同时营养损失较大，用来超微粉碎技术，破壁率可达99.6％，可使花粉营养成分充分地释放和保留，粒径可小于5um，对人体吸收大大有益。目前市场上应用较多的超微食品还有超微高破壁螺旋藻粉、花粉、茶粉、灵芝孢子粉、灵芝粉、珍珠粉、苦瓜粉、生姜粉、大蒜粉、香菇粉等。花粉灵芝孢子粉高破壁螺旋藻粉10.方便食品中的应用冲调类：冲调类方便食品的基本生产流程包括原辅料处理、熟制（或部分原料熟制）、成型或粉碎、干燥（或不经干燥）、混合、包装等过程。

混合型麦片混合型麦片粮谷类（粉碎）及各种粉状原料→配料搅拌→胶磨→糖化、预糊化→蒸汽辊筒干燥→造粒→热风干燥→收集→干粉混合（加入奶油、糖、植脂末及食品添加剂）→隧道烘干→包装→成品搅拌：考虑到原料的吸水胀润效果，搅拌用水要求为35℃左右的温水，搅拌浓度以浆料具有一定的粘稠度和较好的流动性为宜，充分搅拌10～15min后静置于储料罐中备用。胶磨：原料的多样性会影响到搅拌、混合的效果，而且有些油脂类物质不易溶于水，经过胶体磨的胶磨，可以有效地解决这一问题，使浆料近似乳化，提高麦片品质。糖化、预糊化：由于生产原片的原料以淀粉和其他糖类为主，在一定条件下易发生糖化反应。