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食品擠壓與膨化技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN:9787030320506
- 條形碼:9787030320506 ; 978-7-03-032050-6
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
食品擠壓與膨化技術(shù) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書系統(tǒng)地介紹了食品擠壓和膨化技術(shù)的基本原理、加工設(shè)備、加工原輔材料以及加工工藝。內(nèi)容主要包括緒論、淀粉質(zhì)原料擠壓技術(shù)、蛋白質(zhì)原料擠壓技術(shù)、非擠壓膨化加工技術(shù)、食品工業(yè)上應(yīng)用擠壓膨化技術(shù)的行業(yè)等。本書不僅反映了食品擠壓和膨化技術(shù)的近期新研究進(jìn)展,也列舉了豐富的擠壓和膨化食品加工實(shí)例,具有很強(qiáng)的實(shí)用性,
食品擠壓與膨化技術(shù) 目錄
前言
**章 緒論 1
**節(jié) 食品擠壓與膨化技術(shù)的概念與特點(diǎn) 1
第二節(jié) 食品擠壓與膨化技術(shù)的發(fā)展概況 3
第二章 淀粉質(zhì)原料擠壓技術(shù) 14
**節(jié) 淀粉質(zhì)原料 14
第二節(jié) 淀粉質(zhì)原料擠壓技術(shù)理論基礎(chǔ) 20
第三節(jié) 淀粉質(zhì)原料擠壓設(shè)備 37
第四節(jié) 淀粉質(zhì)原料擠壓膨化食品加工工藝 73
第三章 植物蛋白質(zhì)原料擠壓技術(shù) 100
**節(jié) 植物蛋白質(zhì)原料 100
第二節(jié) 植物蛋白質(zhì)原料擠壓技術(shù)原理 110
第三節(jié) 大豆蛋白擠壓加工工藝 119
第四節(jié) 其他植物性蛋白質(zhì)原料擠壓工藝 128
第四章 非擠壓膨化技術(shù) 134
**節(jié) 氣流膨化技術(shù) 134
第二節(jié) 微波膨化技術(shù) 144
第三節(jié) 油炸膨化技術(shù) 161
第四節(jié) 焙烤膨化技術(shù) 171
第五章 擠壓膨化技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用 177
**節(jié) 擠壓膨化技術(shù)在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用 177
第二節(jié) 膨化技術(shù)在淀粉糖漿生產(chǎn)中的應(yīng)用 188
第三節(jié) 膨化技術(shù)在油脂浸出中的應(yīng)用 189
第四節(jié) 膨化技術(shù)在油料餅粕脫毒中的應(yīng)用 193
主要參考文獻(xiàn) 197
食品擠壓與膨化技術(shù) 節(jié)選
**章 緒論 **節(jié) 食品擠壓與膨化技術(shù)的概念與特點(diǎn) 一、食品擠壓與膨化技術(shù)的概念 膨化是利用相變和氣體的熱壓效應(yīng)原理,通過外部能量的供應(yīng),使加工對(duì)象——物料內(nèi)部的液體迅速升溫汽化,物料內(nèi)部壓力增加,并通過氣體的膨脹力帶動(dòng)組分中高分子物質(zhì)發(fā)生變性,從而使物料成為具有蜂窩狀組織結(jié)構(gòu)特征的多孔性物質(zhì)的過程。 膨化的方式主要有兩種,一種是氣流式膨化,另一種是擠壓式膨化,兩種膨化方式對(duì)物料的作用不同,因而物料被膨化的狀態(tài)也不同。氣流式膨化是靠外部氣流加熱的方法使體系獲得能量而達(dá)到高溫高壓狀態(tài),并使物料膨化的過程。擠壓式膨化是借助擠壓機(jī)螺桿的推動(dòng)力,將物料向前擠壓,物料受到混合、攪拌和摩擦以及高剪切力作用而獲得和積累能量達(dá)到高溫高壓,并使物料膨化的過程。 擠壓膨化是食品擠壓加工技術(shù)的一個(gè)分支,食品擠壓加工技術(shù)包括擠壓膨化技術(shù)、擠壓蒸煮技術(shù)和擠壓組織化技術(shù)三種。食品擠壓加工技術(shù)的共同點(diǎn)就是物料被送入擠壓機(jī)后,在螺桿、螺旋的推動(dòng)下,物料向前呈軸向移動(dòng);同時(shí),物料被強(qiáng)烈地?cái)D壓、攪拌、剪切,螺桿與物料、物料與機(jī)筒以及物料內(nèi)部的相互摩擦,其結(jié)果使物料進(jìn)一步細(xì)化、混勻;隨著機(jī)腔內(nèi)部壓力的逐漸增大,相應(yīng)地溫度不斷升高,在離溫、高壓、高剪切力的條件下,物料物性發(fā)生變化,由粉狀或粒狀變成糊狀,淀粉發(fā)生糊化、裂解,蛋白質(zhì)發(fā)生變性、重組,纖維發(fā)生部分降解、細(xì)化,微生物被殺死,酶及其他生物活性物質(zhì)失活。三種技術(shù)不同的是:擠壓膨化技術(shù)是當(dāng)糊狀物料在接近模孔時(shí)溫度達(dá)到*高、壓力達(dá)到*大,由模孔噴m的瞬間,在強(qiáng)大壓力差的作用下,水分急驟汽化,物料被膨化,形成疏松、多孔結(jié)構(gòu)。擠壓蒸煮技術(shù)是糊狀物料在接近模孔時(shí),溫度較低,壓力也相應(yīng)較小,由模孔擠出時(shí),內(nèi)外壓差較小,模孔主要起塑形作用,物料擠出后成為具有一定形狀的熟化或半熟化產(chǎn)品。擠壓組織化技術(shù)主要是對(duì)蛋白質(zhì)含量較高(50%以上)的植物原料,其在擠壓機(jī)內(nèi),由于受到剪切力和摩擦力的雙重作用,維持蛋白質(zhì)三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)的氫鍵、范德華力、離子鍵和二硫鍵被破壞。隨著蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的破壞,形成了相對(duì)呈線性的蛋白質(zhì)分子鏈,這些分子鏈在一定溫度和水分含量條件下,受定向前進(jìn)推動(dòng)力的作用發(fā)生定向排列,產(chǎn)生分子間的重組,由模孔擠出后即形成了一種類似于肉類組織結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品——組織化蛋白。 二、食品擠壓與膨化技術(shù)的特點(diǎn) 擠壓膨化食品的加工過程與通常食品加工的蒸煮、熟化過程不同。在擠壓過程中,剪切應(yīng)力是引起高分子聚合物在分子水平上發(fā)生物化反應(yīng)的根本原因。利用擠壓技術(shù)可以在一臺(tái)擠壓機(jī)內(nèi)將若干個(gè)食品加工操作單元連續(xù)在一起,并減小營(yíng)養(yǎng)損失。概括起來,擠壓膨化加工技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。 1.產(chǎn)品多樣化 食品擠壓膨化加工物料混合均勻,可在同一擠壓機(jī)上依靠改變物料品種、配方和加工條件而得到多種多樣的食品。擠壓機(jī)的螺桿元件和模頭結(jié)構(gòu)具有多樣性,可以根據(jù)具體食品加工的要求自由組合。生產(chǎn)擠壓膨化食品時(shí),利用同一臺(tái)擠壓機(jī),只需改變?cè)吓浔燃澳>撸涂缮a(chǎn)出形狀各異的加工產(chǎn)品。 2.營(yíng)養(yǎng)成分的保存率和消化率高 與食品加工的其他方法相比。擠壓加工熱處理速度快,因此在淀粉降解和蛋白質(zhì)變性的高溫快速擠出過程中,提高了食品的可消化性并且營(yíng)養(yǎng)成分損失少。同時(shí)高溫短時(shí)處理也能破壞原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,消除其他對(duì)人體不利的酶。所以擠壓膨化技術(shù)不僅改變了原料的外形,也改變了內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu),有利于營(yíng)養(yǎng)成分的保存和消化吸收。例如,維生素Bi、維生素B。的含量明顯高于蒸煮后的食品;大米蒸煮后蛋白質(zhì)消化率為75.3%,而膨化后可提高到83. 80/。 3.改善食品原料的品質(zhì)結(jié)構(gòu) 谷物中含有較多的纖維素、半纖維素等,這些對(duì)人體極為有盞,但口感較差。谷物經(jīng)擠壓膨化后,在擠壓機(jī)中受到高溫、高壓和剪切、摩擦作用,以及在擠壓機(jī)擠出模具口的瞬間膨化作用,使得這些成分微粒化,并且產(chǎn)生了部分分子的降解和結(jié)構(gòu)變化,使其水溶性增強(qiáng),改善了口感。經(jīng)膨化處理后,由于產(chǎn)生了一系列的質(zhì)構(gòu)變化而使其體輕、酥松,具有獨(dú)*的焦香味道。膨化后的制品其質(zhì)地是多孔的海綿狀結(jié)構(gòu),吸水力強(qiáng),容易復(fù)水,因此不管是直接食用還是沖調(diào)食用均較為方便。 4.不易老化,易于儲(chǔ)存 通常主食加工的方法是采用蒸煮的方法,如剛做好的米飯軟而可口,但放置一段時(shí)間后即變硬而不好吃,即所謂“回生或老化”。該現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是糊化后的淀粉在保存放置期間慢慢失水,淀粉分子之間重新形成氫鍵而相互結(jié)合在一起,由糊化后無序的分子排布狀態(tài)重新變?yōu)橛行虻姆肿优挪紶顟B(tài),即d淀粉l3化。利用擠壓技術(shù)加工,由于加工過程中的高強(qiáng)度的擠壓、剪切、摩擦、受熱作用,淀粉顆粒在水分含量較低的情況下,充分溶漲、糊化和部分降解,再加上擠im模具后,物料由處于高溫、高壓狀態(tài)突變到常壓狀態(tài)下,便發(fā)生瞬間的“閃蒸”,這就使糊化之后的旺淀粉不易恢復(fù)其l3生淀粉結(jié)構(gòu),而仍保持其旺淀粉分子結(jié)構(gòu),故不易產(chǎn)生“老化”現(xiàn)象。 5.原料適用牲廣 擠壓膨化技術(shù)加工的原料品種多,不僅可以對(duì)谷物、薯類、豆類等糧食進(jìn)行深加工,使粗糧細(xì)作,生產(chǎn)精美的小吃食品,而且還能加工果品蔬菜、香料及一些動(dòng)物性蛋白質(zhì)。還可以應(yīng)用于釀酒、酒精和油脂浸出、淀粉糖漿生產(chǎn)等方面,用來處理加工食品的原料,提高產(chǎn)品出品率。 6.生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,占地面積小,耗能低,生產(chǎn)效率高 用于擠壓膨化食品加工的設(shè)備簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)*,可以較簡(jiǎn)便和快速地組合或更換零部件而成為一個(gè)多用途擠壓膨化加工系統(tǒng);加工單位質(zhì)量產(chǎn)品的設(shè)備所需占地面積很小;可節(jié)省電、汽、水的消耗;由于擠壓加工集供料、輸送、加熱、成型為一體,避免了串聯(lián)多臺(tái)單功能機(jī)種,極大地提高了能源的利用率,又是連續(xù)生產(chǎn),生產(chǎn)效率是傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的60%~800/。所以,與傳統(tǒng)的蒸煮方法相比,采用現(xiàn)代擠壓技術(shù)加工產(chǎn)品,生產(chǎn)成本低。 7.原料利用率高,無污染 擠壓加工是在密閉容器內(nèi)進(jìn)行的,在生產(chǎn)過程中,除了開機(jī)和停機(jī)時(shí)需投入少許原料作頭料和尾料,使設(shè)備操作過渡到穩(wěn)定生產(chǎn)狀態(tài)和順利停機(jī)外,一般無原料浪費(fèi)現(xiàn)象(頭料和尾料可進(jìn)行綜合利用),也不會(huì)向環(huán)境排放廢氣和廢水而造成污染。 第二節(jié) 食品擠壓與膨化技術(shù)的發(fā)展概況 擠壓(extrude) -詞來源于拉丁語“ex”(離去)和“trudere”(推),即施加推動(dòng)力使物料受到擠壓并通過模具成型之后離去的過程。按照這個(gè)概念,食品擠壓技術(shù)*早可追溯到700多年前中國(guó)飴鉻面的生產(chǎn)。而現(xiàn)代食品工業(yè)意義上的擠壓技術(shù),可從1 9世紀(jì)肉腸食品的生產(chǎn)應(yīng)用算起。20世紀(jì)30年代,用于食品擠壓膨化的**臺(tái)單螺桿擠壓機(jī)面世,標(biāo)志著真正意義上的食品擠壓膨化技術(shù)的工業(yè)化,并表現(xiàn)m了強(qiáng)大的生命力,20世紀(jì)五六十年代,迅速發(fā)展起來的食品蒸煮擠壓加工技術(shù),其應(yīng)用領(lǐng)域已由單純的生產(chǎn)谷物食品發(fā)展到食品工業(yè)原料的預(yù)處理及植物組織蛋白生產(chǎn)等領(lǐng)域;到了20世紀(jì)70年代,許多發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛開展擠壓機(jī)理的探討,研究了各種淀粉及蛋白類食物在擠壓過程中發(fā)生的一系列變化以及擠壓食品的營(yíng)養(yǎng)與吸收等問題。 一、國(guó)外食品擠壓與膨化技術(shù)的發(fā)展概況 擠壓技術(shù)的發(fā)展可以追溯到1797年,Joseph首次使用活塞驅(qū)動(dòng)的擠壓裝置來生產(chǎn)鉛管,這是擠壓技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用*早的例子。1856年,美國(guó)人沃德申請(qǐng)了**份關(guān)于食品擠壓技術(shù)的專利,1869年**臺(tái)用于生產(chǎn)香腸的雙螺桿擠出機(jī)問世。1 936年**臺(tái)應(yīng)用于谷物加工的單螺桿擠壓蒸煮機(jī)問世,并在食品行業(yè)中取得成功,**次生產(chǎn)出了膨化玉米圈。日本在第二次世界大戰(zhàn)期間,就用擠壓方法加工米、麥,再經(jīng)過壓制成型作為軍糧,在加工過程中,通過添加某些營(yíng)養(yǎng)元素,如礦物質(zhì)、維生素等制成食用方便、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、深受人們喜歡的食品。但這時(shí)的擠壓技術(shù)都是冷擠壓技術(shù)。 到了20世紀(jì)40年代中期,應(yīng)用于早餐谷物加工的單螺桿擠壓蒸煮機(jī)誕生,這種擠壓機(jī)的套筒部分還沒有引進(jìn)加熱裝置,但是由于擠壓螺桿溝槽及機(jī)筒內(nèi)表面酌特殊設(shè)計(jì),在擠壓過程中的高度摩擦及強(qiáng)烈剪切效應(yīng)可產(chǎn)生一定熱量,對(duì)食品組分進(jìn)行蒸煮,因此,這種擠壓機(jī)可生產(chǎn)出高度膨化的風(fēng)味小吃食品。20世紀(jì)40年代末,在擠壓機(jī)的套筒部分引進(jìn)了加熱裝置,這種擠壓機(jī)可對(duì)物料進(jìn)行有效的連續(xù)蒸煮,大大改進(jìn)了擠壓物料的功能和性質(zhì),提高了其生物利用率和消化能力。隨著擠壓膨化技術(shù)的發(fā)展,擠壓機(jī)的應(yīng)用在食品領(lǐng)域中進(jìn)一步擴(kuò)大,種類繁多的大量方便食品、即食食品、小吃食品、斷乳食品、兒童營(yíng)養(yǎng)米粉等擠壓方便產(chǎn)品相繼問世。美國(guó)用擠壓式膨化機(jī)生產(chǎn)出小學(xué)生課間食品,深受歡迎。 20世紀(jì)50年代初,迅速發(fā)展的擠壓蒸煮由于省時(shí)省力,很大程度上取代了當(dāng)時(shí)的餅干焙烤。在這段時(shí)間內(nèi),美國(guó)**次將單螺桿擠壓機(jī)應(yīng)用于干的寵物膨化食品加工中。擠壓機(jī)也由單一功能向多功能發(fā)展,螺桿長(zhǎng)徑比越來越大,由*初的5:1發(fā)展到20:1,甚至還出現(xiàn)了長(zhǎng)徑比達(dá)45:1~50:1的大型擠壓機(jī)。加熱的方式由白熱式發(fā)展到外熱式,產(chǎn)量也由每小時(shí)幾千克的小產(chǎn)量發(fā)展到每小時(shí)6~7t的大產(chǎn)量。 美國(guó)在20世紀(jì)60年代中期,擠壓膨化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展完善,應(yīng)用高溫短時(shí)擠壓機(jī)對(duì)食物進(jìn)行有效熱處理、殺菌、鈍化酶活力,擠壓手段對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分破壞較少。同時(shí),擠壓快餐食品迅速發(fā)展起來。擠壓加工技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域由單純生產(chǎn)谷物食品,發(fā)展到生產(chǎn)家畜飼料、魚類飼料、植物組織蛋白等,同時(shí),對(duì)所用擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)和擠壓過程機(jī)理也進(jìn)行了研究,提高了對(duì)擠壓加工技術(shù)的理論認(rèn)識(shí)。擠壓設(shè)備由單螺桿發(fā)展到雙螺桿,適合于加工不同原料的高剪切力擠壓機(jī)和低剪切力擠壓機(jī)也被分別應(yīng)用于不同的生產(chǎn)領(lǐng)域。新的擠壓設(shè)備,對(duì)于改善產(chǎn)品質(zhì)量,拓寬擠壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域起到丁推動(dòng)作用。 1970年,Arkinson發(fā)現(xiàn)擠壓機(jī)可以使生物聚合物塑化,他認(rèn)為生物聚合物在剪切力的作用下,能重新定向,彼此之間發(fā)生反應(yīng),從而形成新的組織結(jié)構(gòu)(如組織化植物蛋白),開拓了擠壓機(jī)在工程食品領(lǐng)域開發(fā)的新方向。 1980年以來,擠壓機(jī)作為一種生化反應(yīng)器,受到了更多的重視,在食品工業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷得到新的拓展。并且由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,擠壓機(jī)的操作也由手工間歇式的操作發(fā)展到全白動(dòng)計(jì)算機(jī)控制的連續(xù)作業(yè)。如今食品擠壓技術(shù)已成為食品加工高新技術(shù)中*為活躍和重要的組成部分,食品擠壓技術(shù)的研究也得到了迅速而全面的發(fā)展。 20世紀(jì)90年代后,世界上已有美國(guó)Wenger公司、德國(guó)WP公司、意大利帕萬馬布公司和法國(guó)Clextral公司為代表的食品擠壓機(jī)生產(chǎn)廠家,生產(chǎn)各種系列的食品擠壓機(jī)投放市場(chǎng)。 目前,美國(guó)、日本及西歐等國(guó)家對(duì)擠壓技術(shù)的理論研究越來越完善,應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣闊,各種各樣的擠壓食品遍布超市貨架。美國(guó)生產(chǎn)的大型擠壓機(jī)生產(chǎn)能力每小時(shí)已達(dá)幾噸至十幾噸,有關(guān)擠壓技術(shù)和設(shè)備的專利已達(dá)百余項(xiàng),擠壓產(chǎn)品遍及世界各地,僅擠壓膨化食品年產(chǎn)值達(dá)十幾億美元。由于食品工業(yè)日新月異的發(fā)展,擠壓設(shè)備的不斷改進(jìn),擠匿理論的不斷完善,擠壓食品在消費(fèi)者中的地位也越來越重要。日本長(zhǎng)期以來對(duì)擠壓技術(shù)及理論,尤其是谷物膨化淀粉的性質(zhì)方面做了大量的研究。 近年來,采用擠壓膨化技術(shù)生產(chǎn)的食品主要有主食類、早點(diǎn)類、兒童食品、各種小食品等方便食品;膨化大米可做主食面包、點(diǎn)心面包、蒸制品、炸制品等;美國(guó)、日本等國(guó)將脫脂大豆擠壓膨化后配以調(diào)料,制成人造肉(肉松、肉干、火腿);美國(guó)和西歐一些國(guó)家在擠壓谷物粉中添加適量膨化大豆粉和調(diào)料,制成沖劑、油茶、面茶、杏茶等,可以即時(shí)飲用,既方便又富營(yíng)養(yǎng);作為主食類的食品還有用擠壓谷物做的快餐粥、油煎面包、夾心點(diǎn)心及預(yù)煮食品;采用擠壓技術(shù)加工脫水水果產(chǎn)品,可做果醬,也可做水果夾心蛋糕、餡餅及面包的添加料;馬鈴薯經(jīng)擠壓膨化后,經(jīng)油炸可制成香脆可口的美味食品;美國(guó)學(xué)者將花生蛋白粉進(jìn)行擠壓膨化,使蛋白質(zhì)組織化、塑性化,作為食品添加料。日本也發(fā)表了許多制造擠壓膨化產(chǎn)品的專利,以馬鈴薯、小麥粉、燕麥等為主要原料制作多種主食快餐食品。還發(fā)表了擠壓奶酪
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