食品超微粉碎技術(shù)

食品粉碎與造粒技術(shù)學(xué)習(xí)內(nèi)容4第一節(jié)微粉碎和超微粉碎技術(shù)123第二節(jié)微膠囊造粒技術(shù)第三節(jié)附聚造粒技術(shù)

一、

概述（一）粉碎和超微粉碎粉碎技術(shù)是指利用機(jī)械力的方法來(lái)克服固體物料內(nèi)部凝聚力，以達(dá)到使之破碎的操作技術(shù)。隨著現(xiàn)代食品工業(yè)的不斷發(fā)展，普通的粉碎手段已開(kāi)始不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要，這就使得超微粉碎技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。超微細(xì)粉末是超微粉碎的最終產(chǎn)品，具有一般顆粒所沒(méi)有的特殊理化性質(zhì)，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學(xué)反應(yīng)活性等。表1粉碎的類型粉碎類型原料粒度成品粒度粗粉碎10－100mm5－10mm細(xì)粉碎5－50mm0.1－5mm微粉碎5－10mm＜100um超微粉碎0.5－5mm＜10－20um

粉碎前后的粒度比稱為粉碎比或粉碎度，它主要指粉碎前后的粒度變化，同時(shí)近似反映出粉碎設(shè)備的工作情況。一般粉碎設(shè)備的粉碎比為3－30，而超微粉碎設(shè)備粉碎比大于300。對(duì)于一定性質(zhì)的物料來(lái)說(shuō)，粉碎比主要與確定粉碎作業(yè)程度、選擇設(shè)備類型和尺寸等方面有關(guān)。（二）粉碎理論1.物料粉碎原力學(xué)特征強(qiáng)度越大、硬度越高、韌性越大、脆性越小的物料，其破壞所需要的變形能就越大。擠壓粉碎彎曲折斷粉碎剪切粉碎撞擊粉碎粉碎方式研磨粉碎2.粉碎機(jī)理食品粉碎的方式：物料粉碎時(shí)所受到的作用力：擠壓力、沖擊力和剪切力(摩擦力)。根據(jù)施力種類與方式的不同。物料粉碎的基本方法包括擠壓、彎曲折斷、剪切、撞擊和研磨等形式。為什么粉碎操作隨著粒度減小而粉碎愈加困難？

到達(dá)臨界狀態(tài)的變形能之所以與顆粒的體積有關(guān)，是因?yàn)轶w積越大，脆弱點(diǎn)存在的可能性愈大。故大顆粒所需的臨界壓力就比小顆粒小，因而消耗的變形能也就較少。物料粉碎時(shí)的主要作用力擠壓力沖擊力剪切力彎曲、扭轉(zhuǎn)作為附帶的作用力在實(shí)際粉碎操作中，是上述幾種力的綜合。粉碎消耗能量物料粉碎的機(jī)理？作用力由粉碎機(jī)的部件傳給物料當(dāng)局部積蓄的變形能超過(guò)某臨界值時(shí)，裂解就發(fā)生在脆弱的斷裂線上物料受各種力作用后，首先產(chǎn)生各種應(yīng)變并以各種形式的變形能積蓄于物料內(nèi)部包埋法粉碎需要的能量

裂解發(fā)生后出現(xiàn)新表面所需的表面能裂解發(fā)生前的變形能（三）粉碎操作在食品加工中的作用1、生活的需要：面粉、調(diào)味品、咖啡2、減小體積、增加表面積、加快干燥速度：果蔬干燥、玉米濕加工3、滿足某些功能性食品生產(chǎn)的需要：硒4、控制多種物料有相近的粒度，防止各種粉料混合后再產(chǎn)生自動(dòng)分級(jí)的離析現(xiàn)象：調(diào)味粉、代乳粉。5、進(jìn)行選擇性粉碎，使原料顆粒內(nèi)的成分進(jìn)行分離：玉米脫胚、小麥制粉（四）微粉碎和超微粉碎的特點(diǎn)（1）顆粒粒徑不再減小（2）材料本身理化性質(zhì)改變（3）粒徑細(xì)、分布均勻，且產(chǎn)品質(zhì)量高。（4）適用范圍廣（5）污染小。（6）可以使有些物料加工過(guò)程產(chǎn)生革命性的變化我國(guó)對(duì)于牡蠣等海產(chǎn)品的加工僅僅局限于其可食用的肉部分，對(duì)于質(zhì)量占牡蠣60％以上的牡蠣殼的加工卻很少涉及。貝殼中含有極其豐富的鈣，在牡蠣的貝殼中，含鈣量就超過(guò)90％以上。利用超微粉碎技術(shù)，將牡蠣殼粉碎至很細(xì)小的粉粒，促使粉粒的表面性質(zhì)發(fā)生變化，可以達(dá)到牡蠣殼更好的被人體吸收利用的目的。

1.貝殼產(chǎn)品中的應(yīng)用三、超微粉碎技術(shù)的應(yīng)用案例2.在膳食纖維添加劑生產(chǎn)上的應(yīng)用一般來(lái)說(shuō)，膳食纖維的持水力和膨脹力與原料特性、纖維的加工工藝和終產(chǎn)品顆粒的粒度有密切的關(guān)系。纖維的粒度越小，比表面積越大，則纖維的持水力、膨脹力也相應(yīng)增大。因此，超微粉碎技術(shù)在高活性纖維制備過(guò)程中有重要的作用。此外，經(jīng)過(guò)超微粉碎的膳食纖維不再具有粗糙的顆粒感，能廣泛地應(yīng)用于各類食品中，特別是作為低熱量食品的重要配料。膳食纖維已受到世界各國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)家的關(guān)注，被列為“第七大營(yíng)養(yǎng)素”。膳食纖維是指不被人體消化的、以多糖碳水化合物與木質(zhì)素為主體的高分子物質(zhì)的總稱。我國(guó)年產(chǎn)花生約1000萬(wàn)噸，而花生殼、菜殼約占總重的25％以上，其中含粗蛋白質(zhì)4.9％、粗纖維68.4％。經(jīng)過(guò)處理加工成膳食纖維以后，可以用作蜜糖的載體，加工特效食品等，最常見(jiàn)的是用于制作膳食纖維的餅干、加工高纖維低熱量的面包、加工韌性良好的面制品。

在花生殼中的應(yīng)用3.巧克力生產(chǎn)中的應(yīng)用巧克力屬于超微顆粒的多相分散體系，糖和可可以細(xì)小的質(zhì)粒作為分散相分散于油脂連續(xù)相內(nèi)。巧克力細(xì)膩滑潤(rùn)的口感特性起決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，吃起來(lái)就有很好的細(xì)膩滑潤(rùn)的口感。研究和實(shí)際生產(chǎn)表明，盡管巧克力細(xì)膩滑潤(rùn)的口感特性是由多種因素造成的，但起決定性作用的因素是巧克力配料的粒度。分析表明，配料的平均粒徑在25μｍ左右且其中大部分質(zhì)粒的粒徑在15～20μｍ之間，產(chǎn)品就有細(xì)膩滑潤(rùn)的口感特性；當(dāng)平均粒徑超過(guò)40μｍ時(shí)，產(chǎn)品就明顯感到粗糙感，巧克力的感官品質(zhì)也就明顯變差。因此，超微粉碎技術(shù)在保證巧克力質(zhì)構(gòu)品質(zhì)上可發(fā)揮重要的作用。4.畜骨粉加工中的應(yīng)用畜骨作為鈣磷營(yíng)養(yǎng)要素的豐富源泉，還含有蛋白質(zhì)、脂肪、維生素及其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。經(jīng)過(guò)超微粉碎后的骨粉灰分含量顯著提高，這是超微粉碎的優(yōu)勢(shì)所在。鮮骨超微粉碎加工技術(shù)，克服了傳統(tǒng)加工方法的不足，保存了鮮骨中全部的營(yíng)養(yǎng)，產(chǎn)品粒度小，有利于吸收。表3超微鮮骨粉與其他鮮骨制品的營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比

指標(biāo)蛋白質(zhì)％脂肪％水分％Ca（mg/kg）P（mg/kg）Fe（mg/kg）Zn（mg/kg）超微鮮骨粉33.45.52.519.309.39520.071.4高溫蒸煮粉16.58.234.02.671.22――――鮮骨泥10.413.465.73.952.0459.754.6豬肉13.237.046.80.060.16216.020.65.新型功能食品中的應(yīng)用甲殼素、蟹殼、蝦皮、蛆、蛹的超微粉末可用作保鮮劑，持水劑、抗氧劑等，改性后還有其他許多功能特性。水果、蔬菜微粉等各種干燥的水果、蔬菜都可以利用超微粉碎技術(shù)制備成微粉?？梢苑奖愕奶砑尤敫黝惷嬷破?、肉制品及特殊營(yíng)養(yǎng)制品中，達(dá)到增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)，改善風(fēng)味等作用。6.改變傳統(tǒng)工藝中的應(yīng)用豆粉的生產(chǎn)，過(guò)去的工藝是先將大豆浸泡，然后破碎、去皮、細(xì)磨、脫水、干燥，如果采用干法超微粉碎技術(shù)，大豆毋須加水浸泡，便可直接破碎、超微得到豆粉產(chǎn)品。這樣，既保留了豆皮和浸泡過(guò)程中損失的營(yíng)養(yǎng)，又節(jié)省了能源，因?yàn)檫^(guò)去的工藝方法須先加水，最后再脫水、干燥，浪費(fèi)了很多能量。7.軟飲料加工與新型食品開(kāi)發(fā)利用超微粉碎技術(shù)，可以開(kāi)發(fā)出軟飲料有粉茶、豆類固體飲料和速溶綠豆飲料等。綠茶、花茶、紅茶、烏龍茶的茶微粉可加入各種食品和日用品中，從而加工出各種全新的茶制品，如茶香糖、茶糕點(diǎn)、茶食面，茶香皂、茶瓜子、茶牙膏、茶系列保健化妝品等。香辛料、調(diào)味料在微?；螽a(chǎn)生的巨大孔隙率造成集合孔腔，可吸收并容納香氣、味道經(jīng)久不散，其香氣和滋味更加濃郁、突出；同時(shí)可以使傳統(tǒng)調(diào)味料細(xì)碎成粒度均一、分散性好的優(yōu)良超微顆粒，其流動(dòng)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顯的改善。對(duì)于感官要求較高的產(chǎn)品來(lái)講，經(jīng)超微粉碎后的香辛料粒度極細(xì)，可達(dá)300—500目，當(dāng)其均勻分布于物料中后，肉眼根本無(wú)法觀察到顆粒的存在。從而提高了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量同時(shí)，此項(xiàng)技術(shù)的相應(yīng)有關(guān)設(shè)備兼?zhèn)洹叭榛薄ⅰ肮腆w乳化”、“改性”等“物理化學(xué)”功能8.香辛料、調(diào)味品的加工9.在其它食品加工中的應(yīng)用在保健食品生產(chǎn)中，一些微量活性物質(zhì)(硒等)的添加量很小，若顆粒稍大，就會(huì)帶來(lái)毒副作用。這就需要超微粉碎手段將其粉碎至足夠細(xì)小的粒度，并加上有效的混合操作，才能保證它在食品中的均勻分布且有利于人體的吸收。因此，超微粉碎已成為現(xiàn)代食品特別是保健食品加工的重要技術(shù)之一。此外，在速溶茶生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的方法是通過(guò)萃取將茶葉中的有效成分提取出來(lái)，然后濃縮、干燥制成粉狀速溶茶。采用超微粉碎僅需一步工序便可得到粉茶產(chǎn)品，大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序。而且，在軟糖、硬糖內(nèi)加入茶葉微粉，可制成茶香軟糖、綠茶硬糖。在巧克力中加入茶粉，可制成茶味巧克力。采用壓片法還可與奶粉等混合制成奶茶片。

花粉的加工要進(jìn)行破壁，這個(gè)壁就是花粉的細(xì)胞壁，如果不能很好破這層壁，人體就難以吸收其中營(yíng)養(yǎng)，用一般的破壁方法，破壁率低，同時(shí)營(yíng)養(yǎng)損失較大，用來(lái)超微粉碎技術(shù)，破壁率可達(dá)99.6％，可使花粉營(yíng)養(yǎng)成分充分地釋放和保留，粒徑可小于5um，對(duì)人體吸收大大有益。目前市場(chǎng)上應(yīng)用較多的超微食品還有超微高破壁螺旋藻粉、花粉、茶粉、靈芝孢子粉、靈芝粉、珍珠粉、苦瓜粉、生姜粉、大蒜粉、香菇粉等?；ǚ垤`芝孢子粉高破壁螺旋藻粉10.方便食品中的應(yīng)用沖調(diào)類：沖調(diào)類方便食品的基本生產(chǎn)流程包括原輔料處理、熟制（或部分原料熟制）、成型或粉碎、干燥（或不經(jīng)干燥）、混合、包裝等過(guò)程。

混合型麥片混合型麥片糧谷類（粉碎）及各種粉狀原料→配料攪拌→膠磨→糖化、預(yù)糊化→蒸汽輥筒干燥→造?！鸁犸L(fēng)干燥→收集→干粉混合（加入奶油、糖、植脂末及食品添加劑）→隧道烘干→包裝→成品攪拌：考慮到原料的吸水脹潤(rùn)效果，攪拌用水要求為35℃左右的溫水，攪拌濃度以漿料具有一定的粘稠度和較好的流動(dòng)性為宜，充分?jǐn)嚢?0～15min后靜置于儲(chǔ)料罐中備用。膠磨：原料的多樣性會(huì)影響到攪拌、混合的效果，而且有些油脂類物質(zhì)不易溶于水，經(jīng)過(guò)膠體磨的膠磨，可以有效地解決這一問(wèn)題，使?jié){料近似乳化，提高麥片品質(zhì)。糖化、預(yù)糊化：由于生產(chǎn)原片的原料以淀粉和其他糖類為主，在一定條件下易發(fā)生糖化反應(yīng)。