淀粉物料的挤压蒸煮

食品挤压机可用来挤压蒸煮含有淀粉的物料，也可用来挤压蒸煮各种淀粉制得食品。淀粉在挤压蒸煮条件下很快进行糊化，是一个复杂的过程，受许多因素的影响。淀粉糊化的主要特征是淀粉粒悬浮在过量水中时 ，着温度的升高，水分的渗透也随之增加，过量水分的渗透，靠剪切力而造成温度上升，大量水分被吸收，最后淀粉颗拉破裂，糊化作用表现为淀粉分子中氢键结合的变化，这时糊化淀粉表现为持水性的大大提高。 淀粉糊化恰当，不仅产生了溶解度和流体动力学性质的变化，且糊化淀粉对快速的酶降解作用也很敏感。这在工 艺学和营养学方面有重大意义。

经过高温短时挤压蒸煮方法制得的小麦糊化淀粉，在高倍显微镜下可以观察到其结构发生了变化，淀粉颗 粒原来结构的轮廓较分明，经过热、 湿和剪切作用处理后转变成连续多孔的网状结构。对于像面粉那样含有丰富淀粉的原料，淀粉的糊化从营养和功能两方面考虑都是重要的。水分含量和温度对挤压蒸煮淀粉原料的性质影响很大。这在我们对双螺杆挤压机的调试和试制食品中，感官鉴定和显微镜结构观察中都能得到证实。水分含量一旦超过糊化量则不能膨化，使水分超过稍少而产生膨化，因其制品出料后水分的迅速蒸发，有的膨胀形态很快变瘪了，这是由于过度的膨化使淀粉结构中作为食品膨体空间支柱的骨子键拉长了，膨体空间水分蒸发后的刹那形成负压，在大挤压力作用下，一旦超过骨子键的强度，则膨化后的食品很快收缩而变瘪了。此外 ，同一种小麦淀粉作为原料，同一台挤压机中若采用不同的剪切力进行挤压可以制得稠度不同的制品。用低切变挤压可制得具有稠糊特性的制品， 用高切变挤压可制得稀糊制品。 在中间条件下加工淀粉，以得到中等稠度等制品。由此可见，挤压机结构和物料加工条件的选择，加工物料的性质影响很大，如挤出制品的粘度、复水率、密度和糊化(即胶凝)特性等。

食品的挤压蒸煮加工是将含一定水分的淀粉或蛋白质等原料在一个加热机的筒内，由与其良好配合的转 动螺杆进行输送挤压，借助于压力、加热和机械剪切力的联合作用，加速淀粉的糊化或蛋白质变性，进行增 塑和蒸煮的工艺方法。物料再在各种形状的模具中成型，继之膨胀并被旋转的刀片切割成所需要的长度。这种 挤压蒸煮的温度一般在120 ℃以上，而受热的时间却很短(一般在一分钟内)，属于高温短时加工工艺，对于保持食品的营养成分、良好的质构、口感、风味是非常有益的，它是目前食品蒸煮加工系统中最新、用途最多、 最经济有效的一种方法。高温短时挤压加工能保证食品不会产生过热、变色、营养成分或功能特性等方面的损害，在微生物方面具有安全可靠性。

在食品挤压蒸煮加工过程中，淀粉物料及蛋白质物料的挤压蒸煮是极其重要的。

挤压蒸煮技术是现代食品工程的新技术之一，在国外已有多年的历史，最初挤压机的作用仅限制在混合和成型即食食品方面。现在食品挤压技术是一种集运输、混合、加热、加压、质构重组、熟制、杀菌等多种单元于一体的短时反应器。目前有关双螺杆挤压机在加工食品原料方面的挤压理论还不完善，还有待于更进一步的研究。但双螺杆挤压机能在短时间内实现蛋白质和淀粉等聚合物直接或间接转化、纤维素等大分子部分转化为非消化性可溶性多糖的事实，是由于粉状物料借助于螺杆转动时的机械力、机械能的粘滞损耗以及机筒外的温度调节作用，由固态逐渐转变为熔融态流体，熔融物料运动到模口时，受到模头的阻力，在模口处形成高温高压状态，熔融物料在模口挤出的瞬间，物料积聚的能量迅速释放，水分急剧汽化，使物料得以膨化。高纤维物料经挤压后，不仅使各类酶被钝化，还可改良色泽、风味和可溶性。采用挤压蒸煮技术已经成为当今世界食品发达国家处理膳食纤维的主要加工手段。在瑞士、美国、法国、日本，运用挤压蒸煮技术处理膳食纤维，被认为是最科学的方法。

近年我国挤压机生产企业逐渐增多，大部分是单螺杆机，少数是双螺杆机。双螺杆挤压机适用的领域更广阔，控制和操作更精确。国外大多采用自动给料、温度与压力自动控制与数字显示的双螺杆挤压蒸煮机。我国的挤压蒸煮设备比较落后，目前仍无温度显示和压力测控系统。而国际上约有20多个国家生产双螺杆机，实力较强的有美国WENGER公司、法国CLEXTKAL公司和CREVSOTLOIVE公司、德国WP公司、荷兰KOPPENS公司及BECHIV公司。

能有效地使淀粉糊化、蛋白质质构的改良，得到必要的功能特性、控制最佳的生长抑制剂、抗营养因子、生产出更纯净、在微生物和酶上更安全、更稳定的食品，并具有良好的外形、口感和风味。

若需加入氨基酸、蛋白质、矿物质、食品色素、香味料及某些维生素时，能够把这些添加物均匀地分配在挤压物中，不可逆地与挤压物相结合，因为高温是短时的，减少了对维生素的损害。

可节省单位重量蒸煮产品的电、汽、水消耗。

劳动生产率高，而加工费用低。

单位重量产品所需的占地面积很小。

由于其结构设计独特，可以较简便和快速地组合或更换零部件而成为一个多用途的系统。通过挤压机部件、物料品 种、水分含量和加工条件的变化，可以生产许多不同产品。

高温短时蒸煮挤压机一般皆为连续性设备，其生产能力可在一定范围内进行调节。

生产过程在密闭的机筒内进行，保证了生产的食品完全符合卫生法的安全、稳定的要求。机器能够容易地进行清理，这是细菌学方面所需要的，也是防止加工产品产生不良风味所必不可少的。

连续挤压蒸煮工艺的核心设备是挤压机。挤压机具有压缩、混合、混炼、熔融、膨化、成型等功能。挤压机的腔体可以分成3-5个区，各区可以通过蒸汽或电加热，也可通过挤压摩擦加热，从而达到蒸煮物料的目的，物料在腔体中高温、高压的作用下，淀粉糊化、蛋白质变性。当物料通过挤压机腔体各区的时候，可溶性的风味物资和色素可以通过腔体在高压的作用下注入到物料之中。在挤压腔体的末端，熔融的物料通过在高压的作用下通过模板的模孔而挤出，由于压力的突然下降，水蒸汽迅速膨胀和散失，使产品形成多孔结构，然后膨化的物料被旋转刀切成一定大小的产品。在早餐谷物食品生产中最常使用的是单螺杆挤压机和双螺杆挤压机，而双螺杆挤压机同单螺杆挤压机相比更具有优势，因为单螺杆挤压机对物料粒度、水分要求、组分要求严格，且容易产生物料倒流、螺杆易磨损等问题。