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雙螺杆擠壓技術在食品工業中的研究應用現狀

文字:[大][中][小] 手機頁麵二維碼 2019/3/6     瀏覽次數:    
  雙螺杆擠壓技術在食品工業中的研究應用現狀
  摘要:闡述了雙螺杆擠壓技術在組織化蛋白生產、膳食纖維加工、食品浸油、休閑即食食品、高蛋白穀物類食品,以及糖果加工中的研究應用現狀,分析了雙螺杆擠壓加工對食品營養成分的影響,展望了雙螺杆擠壓加工技術在食品工業的應用前景。與單螺杆擠壓技術相比,雙螺杆擠壓技術具有加工工藝多變性、產量高、產品質量穩定、原料適用性廣等突出的優點。
  關鍵詞:雙螺杆擠壓技術;食品加工;營養成分;
  雙螺杆擠壓技術近幾年發展迅速。研究表明,與單螺杆擠出技術相比,雙螺杆擠出技術具有無法比擬的優越性能,如物料能充分、徹底混合揉捏,並且在雙螺杆擠出機運轉時,由於雙螺杆互相齧合而具有自行擦淨的功能,避免了單螺杆擠出機經常出現的螺杆堵塞的物料在套筒表麵產生結焦的現象[1]。同時雙螺杆擠壓機還具有廣泛的原料適應性這一顯著優點,解決了單螺杆擠壓機無法處理高水分和高脂肪物料這一瓶頸。雙螺杆擠出機因其具有突出的高效工作性能,受到了食品行業的廣泛重視。作者根據收集的相關文獻,對雙螺杆擠壓機在食品工業中的應用、雙螺杆擠壓加工對食品中營養成分的影響、雙螺杆擠壓技術的發展前景等進行綜合的分析和論述,期望有益於我國雙螺杆食品擠壓蒸煮的研究與發展。
  1雙螺杆擠壓機在食品工業的應用
  1.1在組織化蛋白質生產上的應用在高溫高壓條件下,植物蛋白質可發生組織化。植物蛋白質在雙螺杆擠壓機螺槽與筒壁之間剪切力的作用下,蛋白質被強烈展開,相對地呈現直線排列。展開後的分子鏈變得自由而能夠重新定向和再組合,從而形成纖維狀態。其纖維組織結構類似瘦肉,複水後有一定的彈性,有咀嚼感[。
  LiuSX等將脫脂大豆粉和瘦豬肉混合,利用自潔型同向雙螺杆擠壓機進行新型人造肉的研製,在不同的操作變量和原料組分下,可以把脫脂大豆蛋白質和瘦肉的混合物生產成高水分人造肉。
  操作變量和原料組分(包括擠出機5個加熱區域的溫度設定、螺杆轉速、吞吐量、水分含量、油分含量,以及豬肉質量分數)對產品感官質量測定的影響是確定的。在模具為矩形縫隙構造、機筒溫度60~100~120~150~110℃、螺杆轉速80r/min、水分質量分數50%、瘦肉質量分數30%~50%、油分質量分數12%~16%的條件下,混合物擠壓蒸煮可以達到最優感官質地,且有穩定的係統運行。
  王洪武等采用新型雙螺杆食品擠壓機,進行了擠壓加工大豆組織蛋白質和工程肉製品(將動植物蛋白質有機地結合起來的一種膳食平衡的功能食品)的試驗研究,獲得了螺杆轉速、含水量和溫度對擠壓過程和產品組織化質量的影響規律。研究表明:螺杆轉速80~100r/min,水分質量分數在38%~44%,大豆組織蛋白質的擠壓組織化質量良好;螺杆轉速在60~80r/min,水分質量分數在60%~65%,工程肉製品的擠壓組織化質量良好;優化的機筒和機頭溫度分布為:30~45~80~100~130~150~100℃。
  魏益民等[5]以低溫豆粕為原料,應用帶冷卻工藝的雙螺杆擠壓實驗室工作站,開發出高水分組織化大豆蛋白質產品的生產工藝;分析了螺杆轉速、物料濕度、喂料速度和機筒溫度等操作參數對產品質構和色澤的影響規律;利用掃描電鏡對高水分組織化大豆蛋白質產品的微觀結構進行了觀察和分析。結果表明:機筒溫度在150℃左右時,產品具有較好的組織化度、色澤及口感;隨著物料水分的增加,產品的組織化度、粘著性指數逐漸增加,而硬度和咀嚼度逐漸降低;隨著螺杆轉速的增加,產品的組織化度、硬度、粘著性和咀嚼度均有增加的趨勢;喂料速度對產品的表觀形態影響較大,喂料速度較大時,產品表觀粗糙、組織化度降低。單因素實驗優選的操作參數為:機筒溫度145~155℃,物料濕度(水分質量分數)45%~50%,螺杆轉速90~160r/min,喂料質量流量20~40g/min。並結合對生產工藝和產品微觀結構分析,提出了高水分組織化大豆蛋白質產品形成過程的“膜狀氣腔”理論假設:
  在雙螺杆擠壓機的機筒內,高水分物料體係在高溫(140~150℃)、高壓(2~50MPa)、高剪切力的作用下,形成均勻、相溶的“熔融體”聚合物。蛋白質分子受熱發生變性,發生了包括共價鍵、二硫鍵、疏水鍵、肽鍵、氫鍵在內的複雜生化反應,使蛋白質分子失去了天然的結構。大量水分的汽化使蛋白質形成了“膜狀氣腔”,機筒“熔融體”內的“膜狀氣腔”
  在螺杆推力和壓力的作用下,沿軸向(擠出方向)呈線性定向排列運動。在模具形狀、壓力和突然冷卻的多重作用下,“膜狀氣腔”被壓縮成斜長形“細胞”
  狀組織,從而形成具有纖維狀、且具有類似肉類咀嚼感(彈性)的組織化大豆蛋白質產品。
  除了上述各類植物蛋白質原料以外,大量低值動物性蛋白質也是未被充分合理有效利用的蛋白質資源。Alvarez等[6]以脫骨雞肉為主要原料,輔以玉米粉、大豆分離蛋白質和小麥蛋白質,用熱塑擠壓蒸煮處理對碎雞肉做重組研究。研究表明,利用雙螺杆擠壓蒸煮處理,適當調整操作參數、輔料等因素,可以生產多變的重組雞肉產品。實驗發現,如果全部使用雞肉會造成膨化機器機筒的阻塞。在玉米粉、小麥蛋白質和大豆分離蛋白質這3種非肉成分中,使用玉米粉和脫骨雞肉混合後的擠壓膨化效果最好。擠壓機模頭的溫度對脫骨雞肉和玉米粉混和物產品的組織特性有很大的影響,剪切力和拉伸剪切力都會隨模頭溫度的上升而升高。
  近年來傳統經濟魚類的捕獲量驟減,小雜魚類已成為主要的漁業資源,傳統的加工手段已難以滿足市場的需求,盡管有關魚肉雙軸擠出組織化尚缺乏係統性研究,但是一些報道已經顯示出該領域的廣闊研究與應用前景[7]。北海道魚類研究所[8]進行了沙丁魚的擠壓組織化研究。將魚肉與脫脂大豆粉以一定質量比率混合,調整混合物水分質量分數為50%,然後用KobeTCV-SOL雙軸擠出機處理,該擠出機裝有一長冷卻模頭。在機筒溫度94~100℃,螺杆轉速220~400r/min,進料質量流量27g/min的操作條件下,擠出物為連續帶狀,不同於其它魚類加工產品,具有類似烹調肉類的質地,電鏡掃描可觀察到擠出物具有沿擠出方向平行排列的蛋白質纖維束的多層結構。
  王毳、劉俊榮等[9]利用雙螺杆擠壓蒸煮技術將低值魚肉擠壓重組,以重組產物為基料進行模擬食品研發。從基料複水、入味方法、幹燥條件、山梨糖醇和蔗糖添加量等方麵來確定中間水分模擬肉類食品(水分質量分數40.93%~42.80%,水分活度0.879~0.891)的工藝條件。試驗結果表明,基料經100℃熱水複水15min,選用佃煮法入味後在80℃條件下幹燥3h,按質量分數添加山梨糖醇5%、蔗糖12%時,可製得彈性好、風味優良的中間水分模擬肉類食品。
  1.2在膳食纖維加工中的應用
  膳食纖維可以有效地防治冠心病、降低體內膽固醇水平和調節血糖水平,甚至還有抗癌、解毒的功能。但纖維素通常難溶,不易被人體吸收,而且口感較粗糙,使得其開發和利用受到了一定的製約。然而,利用雙螺杆擠壓技術可以提高膳食纖維的溶解度,並改善其口感。
  KeitaroSuzuki等[10]對糙米進行了雙螺杆擠壓膨化研究,結果發現,發芽糙米先在30℃的溫度下於水中浸泡72h,然後在一個濕度較低的可控室溫裏於15℃下幹燥至13%~15%的濕度(水分質量分數),發芽糙米的總膳食纖維含量要高於普通糙米或精米,在螺杆轉速150r/min,喂料質量流量100g/min,第一、二段腔體溫度分別為70℃和150℃的操作條件下,膨化的發芽糙米與未膨化的精米相比含有更多總膳食纖維,提高了78.6%。
  DiayeSN",RigalL等[11]進行了雙螺杆擠壓反應器提取半纖維素的可行性研究,用改進的Clextral雙螺杆擠壓機,通過堿溶法從硬木楊樹中提取半纖維素。基於溫度和氫氧化鈉流入率的作用,研究了提取物的得率與功能特性,並且與分批實驗進行了比較。基於戌聚糖的含量,雙螺杆反應器可以提取高達90%的初始半纖維素,相對於分批實驗來說液固比小了5/6,而且固體反應時間大大縮短。
  即使堿性溶液流入率較高時,液固分離也很有效,提取的固體比原料更幹燥。在固體流入率確定後,半纖維素的增溶直接與加工材料吸收的單位機械能(SME)有關。當在水中溶解時,提取的半纖維素出現增稠現象,溶液具有可塑性與觸變性。
  鄭建仙選用兩種不同粒徑的蔗渣膳食纖維,用法國的ClextralBC—45型雙螺杆擠壓機,在擠壓條件為螺杆轉速243r/min、溫度100℃、進料質量流量216g/min、加水量為45%的實驗條件下,探索了擠壓蒸煮對蔗渣膳食纖維的影響。結果表明:
  經擠壓蒸煮後,蔗渣膳食纖維內部組成成分得以調整和重組,部分不溶性阿拉伯木聚糖會溶解和斷裂,蔗渣膳食纖維的水溶率從2.2%提高到12.4%,水溶性組分分子分支程度有較大幅度的提高;木糖和阿拉伯糖的質量比值由6.2減少至4.2。擠壓蒸煮對蔗渣膳食纖維的化學結構無降解和破壞作用,但對物化性質(持水力、結合力、膨脹力)產生不同程度的影響。蔗渣膳食纖維的生理活性得到極大的提高,達到了國際通用保健膳食纖維的標準。
  孫蘭萍、許暉[13]研究了利用雙螺杆擠壓技術提高米糠中可溶性膳食纖維(SDF)的含量,結果表明,在單螺杆擠壓最佳工藝參數為物料水分質量分數15%、擠壓溫度150℃、螺杆轉速90r/min的條件下,所得樣品的SDF質量分數為11.54%,比原來米糠的提高了8.74個百分點;而在雙螺杆擠壓最佳工藝參數為擠壓溫度150℃、物料水分質量分數17.5%、螺杆轉速150r/min的條件下,所得樣品的SDF質量分數為15.58%,比原來米糠的提高了12.78個百分點,並且雙螺杆擠壓機的擠壓效果大大優於單螺杆擠壓機。
  1.3在浸油中的應用
  利用雙螺杆擠壓技術對浸油原料進行膨化預處理,可收到良好的效果。當原料胚被強製輸送到擠壓腔後,通過壓延、摩擦和擠壓作用產生的高溫高壓效果,原料胚被剪切、泥煉、熔融,使原料胚組織發生了變化。當原料胚從高壓狀態被擠出到常壓態時,內部超沸點水分瞬間蒸發並產生巨大膨脹力,原料胚也隨之膨化成型,產生許多帶細微孔的條狀體(或稱油路)。此時的原料胚非常有利於油料的浸出。目前研究較多的是從葵花籽中提取油。
  PhEvon,VandenbosscheV等[14]評估了根據水浸提工藝並用同向雙螺杆擠壓機萃取葵花籽油的可行性,並測定了操作條件對油產量的影響。操作條件包括雙螺杆轉子齒型、螺杆轉速、葵花籽流入量以及進水量。液、固態的分離需要從過濾區上行加入纖維廢渣。然而,即使纖維輸入量達到最大值,餅粉的烘幹也得不到改善,葵花籽的溶濾也不完全。使用雙螺杆擠壓機進行的油的水代法,比在間歇反應器中進行的參考試驗更有效。最大的萃取油產率接近55%,餅粉的殘油率接近30%,疏水階段產出的是油和水的乳狀液。在界麵的磷脂和蛋白質固定了這些乳狀液,這些磷脂和蛋白質是生產過程中一同萃取的表麵活性劑。
  KartikaIAmalia等[15]研究了螺旋構造對提取葵花籽油的影響。通過研究操作條件、機筒溫度、螺杆轉速以及進給量的影響,檢驗了5種螺杆外形,以確定最好的性能。研究發現兩個相反的螺杆元件的位置和它們的間距影響油的提取量,當相反的螺杆元件運動時,增大元件間距,可以增加出油量。另外,當機筒溫度、螺杆轉速、進給量降低時,出油量也會增加。當溫度120℃,轉速75r/min,進給質量流量19kg/h時,可以達到最大的出油率85%,餅粉質量(剩餘油量低於13%)也最高。同時,操作參數也影響能量輸入,降低機筒溫度和喂料速度並隨之提高螺杆轉速時,能量輸入會增加,尤其是單位機械能的輸入。操作參數對油品質量的影響是次要的。
  1.4在休閑即食食品加工中的應用
  目前市場上利用雙螺杆擠壓機生產的風味小食品的原料主要是穀物,例如玉米、小麥、大米、燕麥,還有大麥、黑麥、高粱等[16]。采用雙螺杆擠壓機一是能在低溫下加工穀物食品,節省能量;二是可以加入更多的配料加工,所以可以生產出更多風味的小食品,而且能利用其創新產品品種,更好地滿足市場需求和創造經濟價值。
  SumathiA等[17]力圖利用雙螺杆擠壓機開發珍珠粟擠壓膨化製品,用小於355μm珍珠粟的粗磨粉,水分質量分數(18±1)%、溫度(15±5)℃、機筒轉速(200±10)r/min的條件下,生產出的擠壓品膨脹率為1.75±0.21,斷裂強度為(7.5±1.5)kg。
  擠出品的漿體黏度、熔解所需熱量、碳水化合物消化率表明,這種產品是熟製、即食的。按比率30%的粒用穀類還有15%的脫脂大豆分別與珍珠粟混合後進行雙螺杆擠壓的食品,可以作為宜於兒童和母親食用的方便營養品,食品貨架壽命在常溫條件下的軟包裝內為6個月。研究表明,雙螺杆擠壓膨化技術在應用珍珠粟生產多樣化及增值食品方麵有很好前景。
  王文賢、劉學文等[18]以鮮雞肉和大米為原料,對雙螺杆擠壓工藝條件進行研究,以期開發出新型雞肉擠壓膨化休閑食品,提高雞肉的附加值。試驗中采用可旋轉中心組合設計,綜合考查物料濕度、機筒溫度和螺杆轉速3個變量對糊化率的影響。
  在此基礎上由試驗數據推導出描述糊化率的二次回歸模型,並對變量進行響應麵分析,得出最佳擠壓工藝條件為:物料濕度(水分質量分數)35%、機筒溫度123℃、螺杆轉速220r/min。
  左春檉等[19]研究了采用BC45型雙螺杆擠壓機加工玉米食品的工藝和配方。通過口感評價和膨化度等對比,得出了較優的工藝參數和食品配方。即工藝參數:螺杆轉速150r/min,模頭溫度160℃,供料質量流量30kg/h;食品配方(以質量分數計):玉米麵69.6%,大米粉17.4%,鹽1%,糖4%,水8%。
  膨化小吃食品往往具有蛋白質營養缺陷,一項研究表明,通過添加乳清蛋白質同時相應調整加工參數,可以獲得一種富含蛋白質的營養穀類膨化小吃食品。研究結果表明,乳清蛋白質的添加對膨化小吃的物理特征沒有不良影響,而蛋白質的添加則增加了膨化食品的營養價值[20]。
  1.5在高蛋白質穀物類食品加工中的應用
  高蛋白質穀物類產品的主要成分是穀物,是通過蒸煮、脫水加工而成的更易於食用和消化的一種食品。目前,擠壓技術已成功地應用於早餐穀物食品及斷奶食品的生產中。
  張炳文,祁國棟等[21]利用雙螺杆擠壓技術研製成功了高蛋白質早餐營養米粉。通過正交試驗確定了最佳工藝條件與參數,即為原料水分質量分數15%,擠壓機三區溫度為140、150、160℃,擠壓機螺杆轉速為800r/min。產品原料配比(以質量分數計)為,大豆約30%、小米約60%、麥胚約10%、卵磷脂0.8%、單甘酯0.7%、BHT0.1‰,並探討了營養米粉衝調性能改善的方法技術。
  PlaharWA等[22]利用雙螺杆擠壓技術開發了以花生、玉米及大豆為原料的高蛋白質斷奶食品。
  結果表明當膨脹指數降低,進給水分含量增加時,體積密度與硬度增大。當水分量固定,膨脹率、擠壓溫度都增加時,體積密度與堅固程度降低。為了減少擠壓並得到最優的產品感官質量,擠壓參數製定如下:以質量分數計,大米75%,花生10%,大豆15%;進給顆粒大小300~400μm,轉速500r/min,進給質量流量4.6kg/min,水分質量分數16%~18%,擠壓溫度100~105℃。把擠壓的和傳統的斷奶製品的感官性狀進行比較,結果有明顯區別,擠壓製品的感官性狀極好。在家庭使用測驗中,至少92%的人反映對擠壓製品的感官性狀非常滿意。
  1.6在糖果加工中的應用
  利用雙螺杆擠壓機將農產品加工成糖果是一個全新的領域,並在近幾年獲得了顯著的發展。許多傳統糖果的生產線很長,需占用很大的地麵空間,並且生產過程要經曆很長時間,而且更早的生產工藝必須在接近常壓和沸點、需適當控製剪切的條件下才能完成。這就使實際應用受到限製,因為在控製參數上不能實現相同的多功能性或不受約束的處理。傳統的糖果生產工藝通常基於將手工操作自動化的生產工藝。
  通過雙螺杆擠壓機可以在一個工序內完成所楷體需的物理化學性質的改變,這至少可以將單元操作數和所需時間減少到原來的1/10,所占用空間減少到原來的1/20。而且其加工過程更衛生、能耗更低,並加強了對營養、物料狀態變化,以及物理性質、組成及其他變化的控製。所以其應用也越來越受到人們的重視和推廣。
  2雙螺杆擠壓加工對食品中營養成分的影響
  2.1蛋白質
  雙螺杆擠壓蒸煮過程中的高溫、高壓、高剪切作用使蛋白質的分子結構發生伸展、重組,分子表麵的電荷重新分布,分子間氫鍵、二硫鍵部分斷裂,導致蛋白質變性,但蛋白質的消化率明顯提高。
  這主要是由於擠壓使某些抗營養因子失活,尤其是對胰蛋白酶抑製劑、血凝素、丹寧酸和肌醇六磷酸等影響蛋白質消化率因子的破壞,並形成易受酶作用的蓬鬆結構,同時蛋白質的部分降解使遊離氨基酸含量升高,因而蛋白質消化吸收率增加[24]。
  Singh等研究了雙螺杆擠壓加工處理對胰蛋白酶抑製劑的影響,結果表明,當擠壓條件為螺杆轉速300r/min、進料質量流量為27kg/h、5/32裸片尺寸和93~97℃出口溫度,可使碎米和質量分數高達20%的麥麩的擠出物中胰蛋白酶抑製劑活性完全失活。當混合物中麥麩質量分數超過20%時,使胰蛋白酶抑製劑的效率從92%降到60%。較高的擠壓溫度、較長的滯留時間和較低的水分含量是對胰蛋白酶抑製劑破壞的關鍵因素。
  劉俊榮[26]利用ClextralBC—45型雙螺杆擠壓機,在操作參數為腔體溫度160℃、螺杆轉速250r/min、喂料速率80%的條件下分別對三文魚、大比目魚、鰱魚、鮐魚進行擠壓蒸煮處理,同時與3種傳統加工技術蒸煮、魚糜以及熱力殺菌進行對比,結果表明經雙螺杆擠壓蒸煮技術處理的樣品均表現出最高的消化率。
  2.2澱粉
  雙螺杆擠壓與其他食品加工方式相比,一個主要區別就是在較低水分質量分數下(12%~22%)就可發生澱粉糊化。澱粉糊化後,產品質地柔軟,吸水性增大,增強了與酶的作用,因此進入人體後更易消化。不同食用澱粉其糊化溫度略有差別,變化範圍在55~85℃之間[27]。
  LawtonBT等[28]研究了15個雙螺杆擠壓加工變量對玉米澱粉糊化程度的影響,結果表明物料水分含量和擠壓機套筒溫度對玉米澱粉的糊化度有顯著影響,提高物料水分含量和套筒溫度可提高產品的糊化度。
  ChiangBY和JohnsonGA[29]研究發現,在喂料水分質量分數為18%~27%,轉速小於140r/min,溫度大於80℃時,小麥澱粉急劇糊化。物料在高水分含量時,其產物糊化度也較高,但隨著喂料水分的增大,其糊化度呈下降趨勢。
  ChiangBY和JohnsonGA[29]對小麥粉及BhattacharyaM和HannaMA[30]對糯性玉米粉(直鏈澱粉質量分數10%)和普通玉米粉(直鏈澱粉質量分數30%)的糊化與擠壓係統參數之間的關係進行了研究,結果均表明擠壓膨化物的糊化度隨著擠壓機模頭溫度和喂料水分的提高而增大,隨著擠壓機螺杆轉速的提高而下降。相同條件下,糯性玉米粉的糊化程度高於普通玉米粉的。
  澱粉在擠壓過程中,除發生糊化作用外,還會產生部分降解糊化現象。降解度和糊化度高會使產品產生粘牙感。澱粉降解後相對分子質量在2000以上,可認為擠壓過程中澱粉已發生輕微糊化作用。
  2.3脂肪
  很多研究表明,經雙螺杆擠壓蒸煮處理後,可萃取的脂肪下降。據推測應該是擠壓蒸煮過程中產生了澱粉多糖-脂肪聚合物而導致,而並非是由於擠壓蒸煮過程的熱降解導致擠出物脂肪減少[31]。
  脂肪複合物的生成,不但防止脂肪氧化,延長產品貨架期,而且還會改善產品的質構。但脂肪含量過多又會產生油膩感,而且脂肪水解並和直鏈澱粉形成複合物,會影響產品膨化性,使產品中澱粉的溶解性和消化率降低[32]。因此,用於雙螺杆擠壓膨化食品的原料脂肪含量不應太高。
  2.4維生素
  因維生素組成差異很大,所以在雙螺杆擠壓操作中不同維生素穩定性不同,降低擠壓機腔內溫度和剪切力都能對維生素起保護作用。根據Biorck和Asp總結的擠壓蒸煮的各個過程參數對維生素穩定性的影響[33],核黃素的穩定性較好,而維生素B1的穩定性對擠壓操作參數最為敏感。維生素C在低水分擠壓操作條件下穩定性好,如果在擠壓蒸煮處理後再添加維生素C,則有利於提高產品中維生素C的貯藏穩定性。B族維生素(VB1、VB6、VB12,煙酸)的破壞與擠壓過程中所輸入的能量存在線性關係。換言之,B族維生素在擠壓蒸煮過程中的穩定性與物料溫度有關。因此,維生素B的破壞程度可以作為判斷加工過程中所輸入熱能的強楷體度指標之一[34]。作為維生素A的前體,類胡蘿卜素也被大量用作食品著色劑,由於此類化合物的多烯結構特點,使得其暴露於光線、熱等條件下非常敏感。
  Marty和Berset[35]利用ClextralBC-45型雙螺杆擠壓機,在腔體溫度180℃、供料質量流量25kg/h、螺杆轉速150r/min的條件下,對比在密封玻璃罐中加熱來研究類胡羅卜素的穩定性,得出結論是擠壓蒸煮處理對胡蘿卜素的破壞力更大。
  2.5礦物質元素
  雙螺杆擠壓蒸煮可普遍地影響大分子,對小分子來說,要麽是由於擠壓工藝自身的影響,要麽是由於大分子的轉變,從而反過來影響食品中存在的其他化合物。雖然礦物質對健康很重要,但是在擠壓加工中對礦物質穩定性的研究還是比較匱乏,因為在其他的食品加工中,礦物質是較為穩定的[36]。
  Alonso等[37]研究了雙螺杆擠壓蒸煮對豌豆和菜豆中礦物質元素的影響,結果表明,植酸鹽可與礦物質形成不溶性混合物,從而對礦物質的吸收產生不利的影響,然而擠壓加工可使植酸鹽水解生成磷酸鹽。對豌豆和菜豆進行雙螺杆擠壓蒸煮,可使植酸鹽水解,加工後將大大提高礦物質的利用率。
  同時研究中發現,雙螺杆擠壓蒸煮過程對豌豆和菜豆的礦物質組分含量除了鐵,其餘並無顯著的影響。鐵含量的增加尚未研究清楚,推測極有可能是由於擠壓機中金屬元件(螺杆)的損耗。
  值得注意的是在擠壓之前對食品進行礦物質元素強化會帶來新的問題:金屬離子與酚類化合物形成絡合物會使產品色澤變暗,降低了產品的感官特性。
  3雙螺杆擠壓技術的發展前景
  食品成分十分複雜,通常是若幹種原料混合在一起加工,進入擠出機的物料更是由多種複雜多變的生物高分子混合構成,而且,食品擠壓過程往往或高或低地伴隨著一定量的水分進行,構成所謂的低濕擠壓加工和高濕擠壓加工。兩種水分含量不同的擠壓蒸煮加工,對擠壓係統運行的影響也有極大差別,因此雙螺杆擠壓機在物理模型建立和數學模型求證方麵存在困難,這也是擠壓技術麵臨的最大問題。這一問題的解決,將會大大提高雙螺杆擠壓技術的研究水平。
  從世界食品發展潮流看,擠壓食品占有重要地位。由於它能為消費者提供色、香、味、營養俱全的食品,是其它食品加工手段不可比擬的。發達國家已把蒸煮擠壓食品單列為一大類食品,並在保健食品擠壓技術、功能性食品擠壓技術、超臨界流體擠壓技術、米粉擠壓技術、點心與早餐等即食穀類食品加工、擠壓太空食品等方麵開展了廣泛深入的研究。我國在這一新興領域也開展了一些研究工作,但尚缺乏深度及廣度。因此從事該領域的研究將大有作為。

  目前有關雙螺杆擠壓膨化機在水產飼料加工中的報道很多。但對有關魚肉雙軸擠出組織化的研究尚缺乏係統性。水產品不但將成為人們攝取動物蛋白質的主要來源之一,而且也可以緩解人增地減、食品不足、優質蛋白質缺乏的問題。利用雙螺杆擠壓技術研究開發低值水產資源,將具有顯著的綜合效益。


本文由 積木式單雙螺杆 整理編輯。


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