超微粉碎技术是近年来随着现代化工、电子、生物、材料及矿产开发等高新技术的不断发展而兴起的,是国内外食品加工的高科技尖端技术。
美国、日本市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉、海带粉、花粉和胎盘粉等，多是采用超微粉碎技术加工而成的，我国也于20世纪90年代将此技术应用于花粉制品,一些口感好、营养配比合理、易消化吸收的功能性食品 (如山楂粉、魔芋粉、香菇粉等)应运而生。
超微粉碎技术原理
超微粉碎技术是利用特殊的粉碎设备,通过一定的加工工艺流程,对物料进行碾磨、冲击、剪切等,将粒径3mm以上的物料粉碎至粒径为10～25μm以下的微细颗粒,从而使产品具有界面活性,呈现出特殊的功能。
与传统的粉碎、破碎、碾碎等加工技术相比,超微粉碎产品的粒度更加微小。
超微粉碎技术是基于微米技术原理的。随着物质的超微化,其表面分子排列、电子分布结构及晶体结构均发生变化 ,产生块(粒)材料所不具备的表面小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,从而使得超微粉碎产品与 宏观颗粒相比具有优异的物理、化学及表界面性质。
超微粉碎技术的优点
2.1 速度快,可低温粉碎
超微粉碎技术采用超音速气流粉碎、冷浆粉碎等方法,在粉碎过程不会产生局部过热现象,甚至可在低温状态下进行,粉碎瞬时即可完成,因而能最大限度地保留粉体的生物活性成分,有利于制成所需的高质量产品。
2.2 粒径细 ,分布均匀
由于采用了气流超音速粉碎,使得原料外力的分布非常均匀。分级系统的设置既严格限制了大颗粒,又避免了过碎,能得到粒径分布均匀的超细粉, 很大程度上增加了微粉的比表面积,使吸附性、溶解 等亦相应增大。
2.3 节省原料 ,提高利用率
因此 ,超微粉碎技术非常适合珍稀原料的粉碎。
2.4 减少污染
超微粉碎是在封闭系统内进行的 ,既避免了微粉污染周围环境, 又可防止空气中的灰尘污染产品,在食品及医疗保健品中运用该技术,可控制微生物和灰尘对产品的污染。
2.5 提高了发酵、酶解过程的化学反应速度
由于经过超微粉碎后的原料,具有极大的比表面,在生物、化学等反应过程中,反应接触的面积大大增加了,因而可以提高发酵、酶解过程的反应速度,在生产中节约了时间 ,提高了效率。
2.6 利于对食品营养成分的吸收
研究表明 ,经过超微粉碎的食品 ,由于其粒径非常小,营养物质不必经过较长的路程就能释放出来,并且微粉体由于粒径小而更容易吸附在小肠内壁,加速了营养物质的释放速率,使食品在小肠内有足够的时间被吸收。
在食品工业中的应用
在食品加工领域里,通常把粒度低于25μm的粉末称为超微粉体,将制备超微粉体的方法称为超微粉碎技术。
食品中常用的超微粉碎技术主要有气流式、高频振动式、旋转球(棒) 磨式、转辊式等。其中,气流式超微粉碎技术较为先进,利用气体通过压力喷嘴的喷射产生剧烈的冲击、碰撞和摩擦等作用力实现对物料的粉碎。
3.1 超微粉碎技术在食品工业中应用的分类
食品超微粉虽然问世不久,却已经在调味品、饮料、罐头、冷冻食品、焙烤食品、保健食品等方面大显身手 ,且效果较佳。
3.2 超微粉碎技术在食品加工中的应用
3.2.1 软饮料加工
目前,利用气流微粉碎技术已开发出的软饮料有粉茶、豆类固体饮料和超微骨粉配制的富钙饮料等。
茶文化在中国有着悠久的历史,传统的饮茶是用开水冲泡茶叶,人体并没有大量吸收茶的营养成分,大部分蛋白质、碳水化合物及部分矿物质、维生素等都存留于茶渣中。若将茶叶在常温、干燥状态下制成茶粉(粒径<5μm) ,可提高人体对其营养成分的吸收率。
将茶粉添加到其他食品中,还可开发出新的茶制品。植物蛋白饮料是以富含蛋白质的植物种子和果核为原料,经浸泡、磨浆、均质等操作制成的乳状制品。
磨浆时,可用胶磨机磨至粒径5～8μm,再均质至1～2μm。在这样的粒度下, 蛋白质的固体颗粒和脂肪颗粒变小,从而防止了蛋白质下沉和脂肪上浮。
3.2.2 果蔬加工
蔬菜在低温下磨成微膏粉,既保存了营养成分, 其纤维质也因微细化而使口感更佳。如人们一般将其视为废物的柿树叶富含芦丁、胆碱、黄酮甙、胡萝卜素、多糖、氨基酸、维生素C及多种微量元素,若经超微粉碎加工制成柿树叶精粉,可作为食品添加剂制成面条、面包等各类柿树叶保健食品,也可以制成柿树叶保健茶。
3.2.3 粮油加工
将超微粉碎的麦麸粉、大豆微粉等添加到面粉中,可制成高纤维或高蛋白面粉。稻米、小麦等粮食类加工成超微米粉,由于粒度细小, 表面态淀粉受到活化,将其填充或混配制成的食品具有易于熟化、风味和口感好的优良性能。
大豆经超微粉碎后加工成豆奶粉,可以脱去腥味。绿豆、红豆等豆类也可经超微粉碎后制成高质量的豆沙、豆奶等产品。
3.2.4 水产品加工
螺旋藻、珍珠、龟鳖、鲨鱼等软 骨超微粉具有独特的优点。如珍珠粉的传统加工是经过十几个小时的球磨使颗粒度达几百目,而若在-67℃左右的低温和严格的净化气流条件下瞬时粉碎珍珠,可以得到平均粒径为 10μm 以下的超微珍珠粉。
与传统加工相比,此法充分保留了珍珠的有效成分,钙含量高达42%,可作为药膳或食品添加剂制成补钙营养品。
3.2.5 功能性食品加工
当今,药食同源、食疗重于药疗的思想已普遍为人们接受。对于功能性食品的生产,超微粉碎技术主要在基料 (如膳食纤维、脂肪替代品等) 的制备中起作用。
超微粉体可提高功能物质的生物利用率,降低基料在食品中的用量,微粒子在人体内的缓释作用可使功效性延长。在研制开发固体蜂蜜的工艺中,用胶体磨将配料进行超微粉碎可增加产品的细腻度。另外,用超微细骨粉、海虾 粉补钙,超微细海带粉补碘,人体易吸收且简便易行。
3.2.6 香辛料、调味品加工
超微粉碎技术作为新型的食品加工方法,可以使传统工艺加工的香辛料、调味产品(主要指豆类发酵固态制品) 更加优质。
香辛料、调味料在微粒化后产生的巨大孔隙率造成的集合孔腔可吸收并容纳香气,味道经久不散,香气和滋味更加浓郁。
同时,超微粉碎技术可以使传统调味料细碎成粒度均一、分散性能好的优良超微颗粒,流动性、溶解速度和吸收率均有很大的增加,口感效果也得到十分明显的改善,经超微粉碎方法加工的香辛料、调味料的入味强度是传统加工方法的数倍乃至十余倍。
对于感官要求较高的产品来讲,经超微粉碎后的香辛料粒度极细,可达 300～500目,肉眼根本无法观察到颗粒的存在,杜绝了产品中黑点的产生,提高了产品的外观质量。同时,超微粉碎技术的相应设备兼备包覆、乳化、固体乳化、改性等物理化学功能,为调味产品的开发创造了现实前景。可以说 ,超微粉碎技术将会对中国传统调味产品带来革命性的变化。
