影響擠壓膨化產(chǎn)品膨化度的因素

影響擠壓膨化產(chǎn)品膨化度的因素

食品的擠出模式是20世紀(jì)中使用最廣泛的高科技之一。它以五谷雜糧為原料,以雙螺桿連續(xù)蒸煮擠壓技術(shù)為依托,具有成本低、生產(chǎn)效率高、衛(wèi)生、方便等諸多優(yōu)點(diǎn),而擠壓膨化是最關(guān)鍵的生產(chǎn)工藝。了解和掌握影響產(chǎn)品擠壓膨化度的因素,對(duì)整個(gè)膨化食品的生產(chǎn)實(shí)踐將有重大指導(dǎo)意義。1旋轉(zhuǎn)溫度對(duì)產(chǎn)品的影響混合料經(jīng)在預(yù)調(diào)質(zhì)器加水、加蒸汽進(jìn)行初步預(yù)糊化(60～80℃)后,由喂料口直接進(jìn)入擠壓套筒內(nèi);通過雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生傳送、混合、剪切、蒸煮、高溫(160～170℃)高壓(5×106～8×106Pa);從模板上的?？讛D出后,壓力驟然降為常壓,水分便發(fā)生急驟的蒸發(fā),產(chǎn)生了類似于“爆炸”的情況,產(chǎn)品隨之膨脹;水分從物料中散失并帶走大量熱量,使物料在瞬間從擠壓時(shí)的高溫迅速降至80℃左右,從而使物料固化定型,并保持膨脹后的形狀。2影響抗泡沫滲透性的因素2.1材料成分對(duì)壓縮和膨脹的質(zhì)量的影響2.1.1減少添加0.5%2%的焦?fàn)t氣調(diào)產(chǎn)品時(shí)糖酸含量,增加產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和口感研究表明,脂肪在擠壓過程中,能夠與淀粉和蛋白質(zhì)形成復(fù)合物。這些復(fù)合物既能降低產(chǎn)品在保存時(shí)的氧化現(xiàn)象,延長(zhǎng)貨架期,還能改善產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和口感。在早餐谷物食品中,加入0.5%～2%的棕櫚油,適當(dāng)提高產(chǎn)品中脂肪的含量,可改善產(chǎn)品的質(zhì)量,還可防止碳水化合物的老化和淀粉提前凝膠現(xiàn)象。在食品擠壓膨化中,產(chǎn)品的膨化度隨著脂肪含量的增加而增大。2.1.2蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)經(jīng)擠壓后,由于結(jié)構(gòu)變化而易受酶的作用,使產(chǎn)品的消化利用率得到提高,但蛋白質(zhì)含量較高的原料在擠壓時(shí)膨化程度較低。2.1.3轉(zhuǎn)速對(duì)淀粉糊化的影響用于擠壓的物料成分中70%是淀粉,淀粉在擠壓過程中的糊化是一個(gè)低水分狀態(tài)下的糊化過程。在此過程中,淀粉糊化程度與螺桿轉(zhuǎn)速(剪切、擠出時(shí)間)、溫度、水分含量有十分密切的關(guān)系。粗略地說,轉(zhuǎn)速增加會(huì)使降解程度增大;溫度高、水分含量低時(shí),產(chǎn)品糊精化現(xiàn)象顯著,有研究認(rèn)為:降解度和糊精度高會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生粘牙感。2.1.4不斷被人們認(rèn)同隨著人們生活水平的不斷提升,膳食纖維作為第七大營(yíng)養(yǎng)元素不斷被人們認(rèn)同。在谷物擠壓食品中,添加適量的膳食纖維,不但可以防止肥胖癥,還可改善產(chǎn)品的質(zhì)地和口感。但膳食纖維的添加量直接影響著擠壓機(jī)的壓力、扭矩及產(chǎn)品膨化度(圖1)。2.2單位機(jī)械能由于粘性與磨擦的影響,在擠壓與剪切淀粉、蛋白質(zhì)等聚合物時(shí),需消耗大量的單位機(jī)械能(SME)。作為聚合物增韌劑的水,可以減少物料之間的相互作用力,并使得所需機(jī)械能下降,但水分的添加須在濕基為5%～12%之間比較適合。現(xiàn)以不同水分含量的三個(gè)實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行說明(見表1)。2.3溫度、溫度在食品的擠壓膨化過程中,螺桿的轉(zhuǎn)速起著十分關(guān)鍵的作用。轉(zhuǎn)速加快,導(dǎo)致溫度增加,滯留時(shí)間下降,扭矩降低,膨化度加大,產(chǎn)品色澤變淺。不同的早餐谷物配方,對(duì)螺桿轉(zhuǎn)速要求也不相同,現(xiàn)以不同的三個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)螺桿轉(zhuǎn)速的要求為例進(jìn)行說明(見表2)。2.4同模模具的使用效果在谷物擠壓膨化中,不同的模具,喂料量要求不同。在使用同一個(gè)模具時(shí),在其它條件不變的情況下,喂料量加大,則壓力增大,膨化度降低,色澤變深,影響產(chǎn)品的口感及質(zhì)地。3擠壓過程動(dòng)力學(xué)反應(yīng)在擠壓食品的生產(chǎn)過程中,我們發(fā)現(xiàn)食品擠壓過程中不同水分、喂料量、螺桿轉(zhuǎn)速的變動(dòng),都會(huì)對(duì)壓力、溫度、SME(單位機(jī)械能)、扭矩造成重大影響,從而使產(chǎn)品的色澤、質(zhì)地、口感、粘牙性、耐泡性等因素產(chǎn)生變化。現(xiàn)將水分、喂料量、螺桿轉(zhuǎn)速在擠壓過程中的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)分別列表(見表3、4、5)。從表3至表5中可以看出,含水量、喂料量、螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)整對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有著重大的影響,在產(chǎn)品上則表現(xiàn)為膨化度、口感、色澤等方面。4產(chǎn)品配方的設(shè)計(jì)通過對(duì)影響食品擠壓膨化的各因素進(jìn)行分析,得出如下結(jié)論:(1)對(duì)于不同配方的產(chǎn)品,根據(jù)其脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉、膳食纖維的含量不同,可通過改變螺桿轉(zhuǎn)速、喂料量和水分的添加量來調(diào)節(jié)。(2)依據(jù)不同的產(chǎn)品對(duì)粘度要求的不同,確定最佳的螺紋組合。(3)在產(chǎn)品的配方設(shè)計(jì)中,適度控制膳食纖維的含量(小于4%),同時(shí)還可提高螺桿轉(zhuǎn)速,增加水分的添加量,降低喂料量來調(diào)節(jié)它的不利影