超微粉碎技术(Ultrafine grinding technology)
超微粉碎技术起源于20世纪70代,是指利用机械或流体动力学的方法克服固体内部凝聚力使之破碎,从而将3毫米以上的物料颗粒粉碎至10-25微米(1微米=10-6米)的一项物料加工的新技术。常用的粉碎设备主要为气流磨和高速冲击磨。
超微粉碎的最终产品是超微细粉末,具有一般颗粒所没有的特殊理化性质,如良好的溶解性、分散性、吸附性、化学反应活性,以及易于被人体消化、吸收和利用等生物学性质。因此,超微粉碎技术已广泛应用于食品工业的许多领域。现简述如下:
1.提高食物资源的利用率
小麦麸皮、燕麦皮、玉米皮、玉米胚芽渣、豆皮、米糠、甜菜渣和甘蔗渣等,含有丰富维生素、微量元素等,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,而使消费者难于接受。利用超微粉碎技术,可以明显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。果皮、果核经超微粉碎可转变为食品。蔬菜在低温下磨成微膏粉,既保存全部的营养素,纤维质也因微细化而增加了水溶性,口感更佳。
一些动物体的不可食部分如骨猪、蛋壳、虾皮等,含有丰富的蛋白质和脂肪、磷脂质、磷蛋白,能促进儿童大脑神经的发育,有健脑增智的功效。鲜骨中含有的骨胶原、软骨素等,有滋润皮肤防衰老的作用。鲜骨中还含有维生素A、B,、B2、B12等营养成分。钙、铁等在鲜骨中的含量也极高。采用超微粉碎技术可以将它们进行多级粉碎加工,制成泥状或粉状食品,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和利用,吸收率可达90%以上。
传统上用开水冲泡茶叶,但是人体并没有完全吸收茶叶的全部营养成分,一些不溶性或难溶的成分,例如维生素A、K、E及绝大部分蛋白质、碳水化合物、胡罗卜素以及部分矿物质等,都大量残存于茶渣中,大大影响了茶叶的营养及保健功能。如果将茶叶在常温、干燥状态下制成粉茶,使粉体的粒径小于5微米,则茶叶的全部营养成分易被人体肠胃直接吸收,用水冲饮时成为溶液状,无沉淀。
2.生产新型功能食品或添加剂
(1)纤维食品
纤维素被现代营养学界称为"第七营养素" ,它可作为食物填充剂或生理活性物质,是防治现代"文明病"和平衡膳食结构的重要功能性配料。因此,增加膳食纤维的摄入是提高人体健康的重要措施。借助现代超微粉碎技术,使食物纤维微粒化,能明显改善纤维食品的口感和吸收性。
(2)补钙食品
动物骨、壳、皮等通过超微粉碎后得到的微粉状有机钙,比无机钙容易被人体吸收、利用。这些有机钙可以作为添加剂,制成高钙、高铁的骨粉(泥)系列食品,具有独到的营养保健功能,因此被誉为"21世纪功能性食品"。当这些有机钙粉(包括珍珠粉)的粒度小于5微米时,可添加到某些缺钙食品(如豆奶等)中。
(3)新型食品添加剂
利用超微粉碎技术制成甲壳素。蟹壳、虾壳、蛆、蛹等的超微粉末,可用作保鲜剂、持水剂、抗氧化剂等,改性后还有许多其他功能。
3.改变传统工艺
超微粉碎技术可以改善食品品质、降低生产成本,使部分食品加工过程或工艺产生革命性的变化。如速溶茶生产,传统的方法是通过萃取,将茶叶中的有效成分提取出来,然后浓缩、干燥,制得粉状速溶茶。现在采用超微粉碎仅需一步工序便得到粉茶产品,既彻底简化生产工艺,又大大降低生产成本。再如豆粉的生产,传统的工艺是先将大豆浸泡,然后破碎、去皮、细磨、脱水、干燥。如果采用干法超微粉碎技术,大豆不需要加水浸泡,便可直接破碎、得到超微豆粉产品。这样,既保留了豆皮的营养,又大大节省能量。
4.软饮料加工
利用气流微粉碎技术,可开发出的各种软饮料,有粉茶、豆类固体饮料、超细骨粉配制的富钙饮料,速溶绿豆精等。如果将茶叶在常温、干燥状态下制成茶粉、使粉体的粒径小于5微米,则茶叶的全部营养成分易被人体肠胃直接吸收,可以即冲即饮。乌龙茶、红茶、绿茶的茶粉还可加入到各种食品中,从而加工出一种全新的茶制品。
在牛奶生产过程中,利用均质机能使脂肪明显细化。若98%的脂肪球直径在2微米以下,则可达到良好的均质效果,口感好,易于消化。植物蛋白饮料是以富含蛋白质的植物种子和各种果实为原料,经浸泡、磨浆、均质等操作单元制成的乳状制品。磨浆时用胶体磨磨至粒径5-8微米,再均质至1-2微米。在这样的粒度下,可使蛋白质固体颗粒、脂肪颗粒变小,从而防止蛋白质下沉和脂肪上浮。
5.生产巧克力
巧克力必须具有细腻滑润的良好口感,因此巧克力配料的粒度不能大于25微米。当平均粒径大于40微米时,巧克力的口感就明显粗糙。因此,只有超微粉碎加工巧克力配料才能保证巧克力的质量。瑞士、日本等国,主要采用五辊精磨机和球磨精磨机。
6.生产调味料
将调味品加工成微粉状食品,巨大的孔隙会形成集合孔腔,可吸收并容纳香气经久不散,这是重要的固香方法之一。因此,超微粉末调味品的香味和滋味更浓郁、突出。超微粉碎技术作为一种新型的食品加工方法,可以使传统调味料(主要是香辛料)粉碎成粒度均一、分散性好的超微颗粒。由于香辛料微粒粒径的不断减小,其流动性、溶解性和吸收率都有所增大,调味效果也得到改善。