第十章食品质构调整技术

第十讲食品质构调整技术技术蒸煮挤压气流膨化邯郸职业技术学院食品质构（texture）也称为食品质地，是指眼睛、口中的粘膜及肌肉所感觉到的食品的性质，包括粗细、滑爽、颗粒感等。邯郸职业技术学院食品质构是食品的一个重要属性。作为一门相对独立的科学技术，食品质构学起步较晚。目前，在我国食品科学与工程教学领域，其内容与食品物性学、食品感官评价以及胶体化学等课程有较大的交叉或者关联。食品质构的属性取决于食品的组分以及之间的相互作用，但是宏观上却以物理特征为主。因此，新质构产品的开发需要很强的高分子化学和高分子物理等知识背景。邯郸职业技术学院邯郸职业技术学院邯郸职业技术学院邯郸职业技术学院一、蒸煮挤压技术挤压成型技术是指物料经预处理（粉碎、调湿、混合）后，经机械作用强使其通过一个专门设计的孔口（模具），以形成一定形状和组织状态的产品。作为食品加工用的挤压机是将蒸煮和挤压成型两种作用结合起来。目前，膨化食品生产上主要采用挤压式膨化的方法。邯郸职业技术学院1.挤压膨化的原理物料处于3～8Mpa的高压和200℃左右的高混状态，在如此的高温高压下物料呈现熔融状态。一旦物料有模具口挤出，压力骤然降为常压，水分便发生急剧的蒸发，产生了类似于“爆炸”的情况，产品随之膨胀，水分从物料中失散，带走了大量热量，使物料在瞬间从挤压状态时的高温迅速降至80℃左右，从而使物料固化成型，并保持膨胀后的形状。邯郸职业技术学院挤压加工方法是借助挤压机螺杆的推动力，将物料向前挤压，物料受到混合、搅拌和摩擦以及高剪切力作用，使得淀粉粒解体，同时机腔内温度压力升高(温度可达150～200℃，压力可达到1MPa以上)，然后从一定形状的模孔瞬间挤出，由高温高压突然降至常温常压，其中游离水分在此压差下急剧汽化，水的体积可膨胀大约2000倍。膨化的瞬间，谷物结构发生了变化，它使生淀粉(β-淀粉)转化成熟淀粉(α-淀粉)，同时变成片层状疏松的海绵体，谷物体积膨大几倍到十几倍。邯郸职业技术学院图9—2挤压加工过程示意图1、加料输送段2、压缩熔融段3、计量均化段邯郸职业技术学院挤压过程可分为三阶段：当疏松的食品原料从加料斗进入机筒内时，随着螺杆的转动，沿着螺槽方向向前输送，称为加料输送段。由于受到机头的阻力作用，固体物料逐渐压实，又由于物料受到来自机筒的外部加热以及物料在螺杆与机筒的强烈搅拌、混合、剪切等作用，温度升高、开始熔融，直至全部熔融，称为压缩熔融段邯郸职业技术学院由于螺槽逐渐变浅，继续升温升压，食品物料得到蒸煮，出现淀粉糊化，脂肪、蛋白质变性等一系列复杂的生化反应，组织进一步均化，最后定量、定压地由机头通道均匀挤出，称为计量均化段。邯郸职业技术学院2.挤压技术特点连续化生产生产工艺简单生产效率高、原料浪费少、能耗低应用广泛投资少、见效快生产费用低邯郸职业技术学院3.挤压食品的特点膨化食品组织化产品指将原料(谷物原料)进行高温高压处理后，迅速降低压力，使其体积膨胀若干倍，且内部组织呈多孔海绵状态的食品.将原料(蛋白原料)经处理后。使蛋白质的原始结构发生变化，在外加条件作用下，产生了分子间的重组，形成一类似于肉类组织结构的产品。邯郸职业技术学院挤压食品的特点不易产生“回生”现象，便于长期保存营养成分损失少，食物易消化吸收产品口感细腻风味好、食用方便产品卫生水平高，保存性能好邯郸职业技术学院回生现象糊化后的淀粉，在保存放置期间，慢慢失水，淀粉分子之间重新形成氢键而相互结合在一起，由糊化后无序的分子排布状态重新变为有序的分子排布状态，即α-淀粉β化。邯郸职业技术学院4.挤压过程中物质成分的变化淀粉蛋白质脂肪甜味剂调味料色素维生素和矿物质邯郸职业技术学院（1）淀粉淀粉在挤压食品中所起的作用赋形作用密度控制作用硬度控制作用吸水速度控制风味调解作用（支链淀粉）邯郸职业技术学院淀粉在挤压过程中的变化糊化作用淀粉在一定的水分含量和一定的温度下，其颗粒会溶胀分裂，内部有序态的分子之间的氢键断裂，分散成无序状态，这个作用称为糊化作用。糊化之后的淀粉也称α－淀粉。淀粉糊化后，吸水性增大，易受酶的作用，进入人体后易消化，产品质地柔软。邯郸职业技术学院降解作用淀粉在挤压过程中，除了发生糊化作用外，还会产生部分降解的糊精化现象。温度高、水分含量低时，产生糊精化现象显著。转速增加会使降解程度增大。降解度和糊精度高会使产品产生粘牙感。邯郸职业技术学院直链淀粉和支链淀粉在挤压过程中变化淀粉中直链淀粉与支链淀粉的比例会影响挤压制品的质构特性：支链淀粉能促进膨化，使产品变轻，变松脆；直链淀粉含量高时，挤出物光亮，表面和组织均匀有弹性，挤出过程所需动力较少。含量过高的原料制成的产品较硬，膨化度小。邯郸职业技术学院制作小吃食品时，为达到良好的口感和一定的硬度，直链淀粉含量一般需20％～50％之间超过50％以上，则制品的结构便过度密实，膨化欠佳，硬度大。由于直链淀粉含量高时，膨化度、溶解度较小、吸水速度较慢，故产品浸于水中或牛奶中保持形状不会马上变成糊状的相对时间较长，这对于提高某些谷物早餐制品的质量是有好处的。邯郸职业技术学院（2）挤压过程中的蛋白质变化含有较多蛋白质(50%以上)的原料，在挤压机内由于所受的剪切和摩擦力的作用，使维持蛋白质三级结构的氢键、范德华力、离子键、二硫键遭到破坏。随着蛋白质的三级结构被破坏，形成了相对呈线性的蛋白质分子链。这些相对呈线性的分子链在一定的温度和一定的水分含量下，变得更为自由，从而更容易发生定向的再结合。也就是说，热变性和剪切促使蛋白质结构成为类似纤维状的结构。邯郸职业技术学院随着剪切的不断进行，呈线性的蛋白质分子链不断增多，相邻的蛋白质分子链之间由于分子间的相互吸引而趋于结合。当物料被挤压经过模具时，较高的剪切力和定向流动的作用更加促使蛋白质分子的线状化、纤维化和直线排列。这样，经过挤出的物料就形成了一定的纤维状结构和多孔的结构。纤维状结构的形成给产品以良好的口感和弹性，而多孔的结构给产品以良好的复水性和松脆性。邯郸职业技术学院在高温、高压、高剪切力的作用下，原有的蛋白质结构变为线性结构，分子发生重排，从而蛋白质变性、组织化。蛋白质在挤压过程中含量有所下降。经挤压的蛋白质消化性增加。邯郸职业技术学院（3）挤压过程中的脂肪变化许多研究表明，在挤压过程中，原料中绝大多数脂肪与淀粉、蛋白质形成了复合物。降低了挤出物中游离脂肪的含量。例如玉米经挤压之后，游离脂肪含量由4.22%下降至1.65%.邯郸职业技术学院脂肪复合体：原料一般经过挤压加工之后，脂肪氧化酶和脂肪水解酶也破坏。不饱和脂肪酸的顺、反式异构现象邯郸职业技术学院脂肪复合体生成的作用防止氧化、延长货架期:脂肪复合体的生成，使得脂肪受到淀粉和蛋白质的保护作用，对降低脂肪的氧化速度和氧化程度，延长产品的货架期起到了积极的作用。改善产品的质构和口感。有的研究者认为，小吃食品的含油量在20%以上，会提高产品的口味，产生继续想吃的食欲。邯郸职业技术学院（4）其他物质成分在挤压过程中的变化甜味剂：糖的焦糖化作用，美拉德反应调味剂：香气损失，异味产生，也有利于一部分风味物质的形成色素：分解褪色，与蛋白质、糖、金属离子等发生反应。维生素和矿物质：邯郸职业技术学院二、气流膨化气流膨化是以空气为加热介质，利用水的瞬时相变及空气压力的变化，使原料在瞬间由高温，高压突然降到常温，常压，原料水分突然汽化，发生闪蒸，使谷物组织呈海绵状结构，体积增大到几倍到十几倍，从而完成谷物产品的膨化。邯郸职业技术学院气流膨化的特点1）气流膨化所需热量全部靠外部加热，（过热蒸汽加热，电加热或直接明火加热）；2）气流膨化高压的形成是靠密封容器中加热热时水分的汽化和气体的膨胀所产生。邯郸职业技术学院3）对象原料基本上是粒状的。4）气流膨化过程中物料没受剪切作用，也不存在混炼与均质效果。5）不能进行组织化的生产。6）在较高水分和脂肪含量下，仍能完成膨化过程。7）气流膨化一般仅限于小吃食品的生产。邯郸职业技术学院挤压膨化和气流膨化的区别邯郸职业技术学院3、气流膨化的工艺过程：原料处理→水分调整→进料→加热升温、升压→出料膨化→调味→包装。