超微粉碎技术应用于食品加工

       食品超微粉碎技术的应用是食品加工业的一种新尝试，美国、日本市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉等都是应用超微粉碎技术加工而成的。食品超微粉碎可作为食品原料添加到糕点、糖果、果冻、果酱、冰淇淋、酸奶等多种食品中，增加食品的营养，增进食品的色香味，改善食品的品质，增添食品的品种。鉴于超微粉食品的溶解性、吸附型、分散性好，容易消化吸收，可作为减肥食品、糖尿病人专用食品、中老年食品、保健食品、强化食品和特殊营养食品。
1、 技术原理简介
1. 1定义及分类
超微粉碎一般是指将3mm以上的物料颗粒粉碎至10～25 m以下的过程。目前微粒化技术有化学法和机械法两种。化学合成法能够制得微米级、亚微米级甚至纳米级的粉体，但产量低，加工成本高、应用范围窄。机械粉碎法产量大、成本低，是制备超微粒粉体的主要手段，现在工业生产中大多用此法。根据粉碎过程中颗粒的机械运动形式及受力情况，机械法可分为冲击粉碎、气流粉碎和媒体搅拌粉碎等三种方法。1.2 加工设备 超微粒粉碎设备按其作用原理可分为气流式和机械式两大类。气流式粉碎设备是利用转子线速度所产生的超高速气流，将产品加速到超高速气流中，转子上设置若干交错排列的、能产生变速涡流的小室，形成高频振动，使产品的运动方向和速度瞬间产生剧烈变化，促使产品颗粒间急促撞击、摩擦，从而达到粉碎的目的。与普通机械式超微粉碎相比，气流粉碎可将产品粉碎得很细，粒度分布范围根窄，即粒度更均匀。又因为气体在喷嘴处膨胀可降温，粉碎过程不伴生热量，所以粉碎温升很低。这一特性对于低熔点和热敏性物料的超微粉碎特别重要。缺点是气流粉碎能耗大，一般认为要高出其他粉碎方法数倍。机械式又分为球磨机、冲击式微粉碎机、胶体磨和超声波粉碎机四类。高频超声波是由超声波发生器和换能器产生的。超声波在待处理的物料中引起超声空化效应，由于超声波传播时产生疏密区，而负压可在介质中产生许多空腔，这些空腔随振动的高频压力变化而膨胀、爆炸，真空腔爆炸时能将物料震碎。同时由于超声波在液体中传播时产生剧烈的扰动作用，使颗粒产生很大的速度，从而相互碰撞或与容器碰撞而击碎液体中的固体颗粒或生物组织。超声粉碎后颗粒粒度在4 m以下，而且粒度分布均匀。
2、食品加工中的应用
2.1 在鲜骨加工中的应用
随着肉食的增加，肉骨也相应增加。而消费市场对出排骨外的一般骨头销路不佳，加上骨头价格低，储存不便，因而往往废弃，造成极大的浪费和污染。各种畜、禽鲜骨是一种营养价值很高的食品添加剂，新鲜骨头含有许多维持人体生命所必不可少的营养成分，其中钙、磷、铁、锌、铜及B族维生素含量较齐全而且丰富，如胶原质在人体骨质部成纤维状，使骨髓具有弹性，多糖类作为骨骼中的无机成分的黏合剂，能强化骨骼，并能成为关节腔和神经胶的润滑剂。一般将鲜骨煮、熬之后食用，实际上鲜骨的营养成分没有被人体吸收，造成资源巨大浪费。利用气吸式超微粉碎技术将鲜骨多级粉碎加工成超细骨泥或经脱水制成骨粉，既能保持95%以上的营养素，而且营养成分又易被人体直接吸收利用，吸收率达90%以上。磨成的骨糊，口感润滑鲜美，与肉类相似，其营养成分更丰富。
成分 鲜骨糊 猪肉 牛奶 大米
水 分（克/100克） 65.73 46.8 89.9 13.3
蛋白质（克/100克） 10.35 13.2 3.0 7.4
脂 肪（克/100克） 13.44 37.0 3.2 0.8
灰 分（克/100克） 9.73 0.6 0.6 0.6
钙 （毫克/100克） 3950 6.0 104 13
磷 （毫克/100克） 2040 162 73 110
铁 （毫克/100克） 597 1.6 0.3 2.3
锌 （毫克/100克） 5.5 2.06 0.43 1.7
铜 （毫克/100克） 0.2 0.06 0.02 0.3

2.2 在农产品副产品加工中的应用
农产品的副产品如小麦麸皮（与其他部位营养成分对比见表2）、燕麦皮、玉米皮、玉米胚芽渣、豆皮、米糠、甜菜渣、苹果皮和甘蔗渣等，含有丰富维生素、微量元素，具有很好的营养价值，但由于常规粉碎的纤维粒度大，影响食品的口感，而是消费者难于接受。采用超微粉碎技术，通过对纤维的微粒化，能显著地改善纤维食品的口感和吸收性，从而使食物资源得到了充分的利用，而且丰富了食品的营养，因此超微粉碎技术有利于食物资源的充分利用。
部位 蛋白质 脂肪 淀粉、糖等 纤维素 灰分
整粒小麦 11.3 2.2 66.4 8.0 2.0 10.1
胚乳 11.2 1.2 81.4 2.1 0.4 3.7
胚 40.3 13.5 24.3 1.7 4.8 15.4
麸皮 17.6 8.3 7.0 43.9 8.6 14.6
3、 潜力巨大的效益
从生态和经济效益两个角度考虑，采用超微粉碎技术，通过对畜骨、麦麸、米糠、果皮、甜菜渣等进行超微粉碎获得膳食纤维成为一种国际潮流。西方发达国家对膳食纤维的研究开发已形成一定的产业规模，并在食品市场上占有一席之地。美国利用超微粉碎技术，以全美最上乘的棕金车前谷为原料研制的“金谷纤维王”（膳食纤维含量高达80%，为燕麦的5～8倍），在美国问世后风靡欧美等发达地区。据悉，在欧美，使用纤维素的年销售已达100多亿美元，市场利润非常丰厚。同时美国还成立了膳食纤维协会（USDA），协调和促进膳食纤维食品的发展。我国对膳食纤维食品的研究还刚刚起步，不过市场前景非常乐观。随着改革开放的深入，人们生活水平逐步提高，饮食越来越精，因膳食不合理引起的高血脂、高血压、心血管疾病、糖尿病等“现代文明病”发病率逐年上升。目前人们已开始关注自身的健康，希望在饮食的同时达到防病、治病的目的。研究表明，膳食纤维对于改善我国不同性别、不同年龄人群的营养状况，具有不可替代的独特作用。随着人们对膳食纤维重要性的逐步认识，纤维强化食品必将在我国异军突起，很快走进千家万户。仅以老年人为例，我国老年人的数量已超过1亿人，潜在的消费者以100万人计算，每人每天补充膳食纤维4g，在年需求量达1460t，仅此一项，市场销售额就突破一亿元。如果再加上其它使用人群或作为食品营养强化剂，每年的需求量将更大。因此，国内医学营养专家指出，纤维食品将成21世纪的主导食品，纤维食品的主要技术即超微粉碎技术的应用将有一个更加广泛的舞台。

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