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超微粉碎技術的應用

摘要：超微粉碎技術作為一種新型的食品加工方法，已受到普遍關注，本文主要介紹了超微粉碎技術的工作原理，具體說明了這項新技術在食品工業(yè)中的應用。

關鍵詞 超微粉碎 加工 應用

食品超微粉碎技術的應用是食品加工業(yè)的一種新嘗試。美國、日本市售的果味涼茶、凍干水果粉、超低溫速凍龜鱉粉等，都是應用超微粉碎技術加工而成的。超微粉碎食品可作為食品原料添加到糕點、糖果、果凍、果醬、冰淇淋、酸奶等多種食品中，增加食品的營養(yǎng)，增進食品的色香味，改善食品的品質，豐富食品的品種。鑒于超微粉食品的溶解性、吸附性、分散性好，容易消化吸收，故可作為減肥食品、糖尿病人專用食品、中老年食品、保健食品、強化食品和特殊營養(yǎng)食品[1]。

1.技術原理簡介

1.1超微粉碎原理

超微粉碎技術是利用各種特殊的粉碎設備，對物料進行碾磨、沖擊、剪切等，將粒徑在3 mm以上的物料粉碎至粒徑為10—25μm以下的微細顆粒[2]，從而使產品具有界面活性，呈現(xiàn)出特殊功能的過程。與傳統(tǒng)的粉碎、破碎、碾碎等加工技術相比，超微粉碎產品的粒度更加微小。

1.2加工設備

超微粒粉碎設備按其作用原理可分為氣流式和機械式兩大類。氣流式粉碎設備是利用轉子線速度所產生的超高速氣流，將產品加速到超高速氣流中，轉子上設置若干交錯排列的、能產生變速渦流的小室，形成高頻振動，使產品的運動方向和速度瞬間產生劇烈變化，促使產品顆粒間急促撞擊、摩擦，從而達到粉碎的目的。與普通機械式超微粉碎相比，氣流粉碎可將產品粉碎得很細，粒度分布范圍很窄，即粒度更均勻。又因為氣體在噴嘴處膨脹可降溫，粉碎過程不產生熱量，所以粉碎溫升很低。這一特性對于低熔點和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。其缺點是能耗大，一般認為要高出其他粉碎方法數(shù)倍[3]。機械式又分為球磨機、沖擊式微粉碎機、膠體磨和超聲波粉碎機4類。高頻超聲波是由超聲波發(fā)生器和換能器產生的。超聲波在待處理的物料中引起超聲空化效應，由于超聲波傳播時產生疏密區(qū)，而負壓可在介質中產生許多空腔，這些空腔隨振動的高頻壓力變化而膨脹、爆炸，真空腔爆炸時能將物料震碎。同時由于超聲波在液體中傳播時產生劇烈的擾動作用，使顆粒產生很大的速度，從而相互碰撞或與容器碰撞而擊碎液體中的固體顆?；蛏锝M織。超聲粉碎后顆粒在4μm以下，而且粒度分布均勻[4]。

1.3超微粉碎設備的工作原理及性能

區(qū)別于普通粉碎，超微粉碎設備是利用轉子高速旋轉所產生的湍流，將物料加到該超高速氣流中。轉子上設立多極交錯排列的若干小室能產生變速渦流，從而形成高頻振蕩，使物料的運動方向和速度瞬間產生劇烈變化，促使物料顆粒間急促摩擦、撞擊，經過多次的反復碰撞而裂解成微細粉，粒度可達1 000 Et／2．54cm或更高。超微粉加工設備還具有以下特性：(1)設備回流裝置，能將分選后的顆粒自動返回渦流腔中再進行粉碎；(2)有蒸發(fā)除水和冷熱風干燥功能；(3)對熱敏性、芳香性的物料具有保鮮作用；(4)對于多纖維性、彈性、粘性物料也可處理到理想程度；(5)對設備運行中產生的超聲波，有一定的滅菌作用。在食品加工中的超微粉碎設備一般為膠磨機和氣流粉碎機。膠磨機是一種傳統(tǒng)方法，較為普遍使用。在粉碎工序中，95％～99％的機械能將轉化成熱量，故物料的升溫不可避免，熱敏食品易因此而變質、熔解、粘著，同時機器的粉碎能力也會降低。為此，在粉碎前或粉碎中應使用適當?shù)睦鋮s方法，如在粉碎進行中加以冷凍、冷風、熱風、除濕、滅菌、微波脫毒、分級等過程，使物料達到加工要求[5]。氣流粉碎機是目前較為先進的超微粉碎設備，它在加工中升溫低，尤其適用于熱敏性食品，但能耗大。

2.超微粉碎技術在食品加工中的應用

2.1軟飲料加工

目前，利用氣流微粉碎技術已開發(fā)出的軟飲料有粉茶、豆類固體飲料和超微骨粉配制富鈣飲料等。

茶文化在中國有著悠久的歷史，傳統(tǒng)的飲茶是用開水沖泡茶葉，但是人體并沒有大量吸收茶的營養(yǎng)成分，大部分蛋白質、碳水化合物及部分礦物質、維生素等都存留于茶渣中。若將茶葉在常溫、干燥狀態(tài)下制成粉茶(粒徑小于5μm)，可提高人體對其營養(yǎng)成分的吸收率。將茶粉加到其他食品中，還可開發(fā)出新的茶制品。

植物蛋白飲料是以富含蛋白質的植物種子和果核為原料，經浸泡、磨漿、均質等操作制成的乳狀制品[6]。磨漿時，可用膠磨機磨至粒徑5μm～8μm，再均質至1μm-2μm。在這樣的粒度下，蛋白質固體顆粒、脂肪顆粒變小，從而防止了蛋白質下沉和脂肪上浮。

2.2果蔬加工

蔬菜在低溫下磨成微膏粉，既保存了營養(yǎng)素，其纖維質也因微細化而使口感更佳。例如，人們一般將其視為廢物的柿樹葉富含Vc、蘆丁、膽堿、黃酮甙、胡蘿卜素、多糖、氨基酸及多種微量元素，若經超微粉碎加工成柿葉精粉，可作為食品添加劑制成面條、面包等各類柿葉保健食品，也可以制成柿葉保健茶。成人每日飲用柿葉茶6 g，可獲取Vc20 mg，具有明顯的阻斷亞硝胺致癌物生成的作用。另外，柿葉茶不含咖啡堿，風味獨特，清香自然?？梢姡_發(fā)柿葉產品，可變廢為寶，前景廣闊[7]。

利用超微粉碎對植物進行深加工的產品種類繁多，如枇杷葉粉、紅薯葉粉、桑葉粉、銀杏葉粉、豆類蛋白粉、茉莉花粉、月季花粉、甘草粉、脫水蔬菜粉、辣椒粉等。

2.3糧油加工

將超微粉碎的麥麩粉、大豆微粉等加到面粉中，可制成高纖維或高蛋白面粉[8]；稻米、小麥等糧食類加工成超微米粉由于粒度細小，表面態(tài)淀粉受到活化，將其填充或混配制成的食品具有優(yōu)良的加工性能，且易于熟化，風味、1：3感好[9]；大豆經超微粉碎后加工成豆奶粉，可以脫去腥味；綠豆、紅豆等其它豆類也可經超微粉碎后制成高質量的豆沙、豆奶等產品。

2.4調味品加工

作為一種新型的食品加工技術，超微粉碎可使傳統(tǒng)調味料(主要是香辛料)細碎成粒度均一、分散性好的優(yōu)良超微顆粒。隨著粒徑的減小，其流動性、溶解度和吸收率均有所增加，巨大孔隙率使得孔腔容納的香氣經久不散，因而超微粉調味品的香味和滋味非常濃郁、純正，入味效果也更佳，適于生產速溶、方便食品[10]。

2.5冷食制品加工

在冷食業(yè)中應用超微粉碎技術，不但能降低成本，增加花色品種，還為開發(fā)新冷食提供了新型原輔料。

2.6用于棒冰、雪糕類的生產

在棒冰、雪糕類生產中，為了起到穩(wěn)定和填充作用，防止冰晶產生，保證固形物含量，一般需加進相當數(shù)量的糯米粉和玉米淀粉，但效果卻常是冰晶較多，口感粗糙。如果將糯米粉和玉米淀粉經超微處理后再添加，制成的雪糕、棒冰的冰晶會明顯減少，穩(wěn)定性顯著提高，口感細膩、柔和[3]。

3.超微粉碎技術在中藥行業(yè)的應用

3.1豐富和完善中藥炮制技術。使藥物質酥易碎、便于藥物吸收、提高藥效是中藥炮制的目的之一。超微粉碎技術的應用，使適宜研末沖服的藥物達到最適粒度， 更好地發(fā)揮藥效并節(jié)省藥材，從而大大豐富和完善中藥炮制技術。

3.2超細粉體化飲片的研制與產業(yè)化。對工業(yè)化提取工藝不適合的某些中藥，如礦物藥、貴重藥、有效成分易受濕熱破壞的藥物、有效成分不明的藥物等，可粉碎后入藥，但常規(guī)粉碎工藝制得的產品起效慢，生物利用度不高；而超細粉體工藝制得的產品起效迅速，生物利用度高，能提高療效，降低毒副作用， 減少服用劑量，節(jié)約藥材[6]。

3.3開發(fā)中藥新劑型。對于鹿茸、 珍珠、 海馬、 冬蟲夏草等珍貴中藥材， 均可通過超細化， 直接制成中藥口服散劑、 膠囊劑、 微囊等， 而且還可研究將某些中藥材微粉化后直接與基質相混而制備透皮吸收制劑。

4.總結

隨著現(xiàn)代食品工業(yè)的不斷發(fā)展，更多的新技術已經出現(xiàn)。目前，超微粉碎技術在食品加工中的應用還在一個起步的階段，隨著科技的發(fā)展和消費者對食品的高要求，超微粉碎技術的應用空間將會更為廣泛[9]。超微粉碎技術已經成為一個研究的熱點，它與傳統(tǒng)的行業(yè)相交叉，衍生出許多新的學科，促進了相關領域的發(fā)展。在食品工業(yè)，超微粉碎技術與超高壓滅菌技術、膜分離技術、微膠囊技術、輻照技術、微波技術、冷凍干燥技術以及食品生物技術共同列為國際性食品加工新技術。因此，隨著超微粉體技術的成熟和發(fā)展，必將為動物資源的開發(fā)、應用提供更廣闊的前景。

參考文獻

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