食品超微粉碎技術(shù)研究新進(jìn)展

余明遠(yuǎn)

(福建省福州市工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證審查技術(shù)中心 350025)

超微粉碎技術(shù)是近20年國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。目前已成功應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、機(jī)械等許多行業(yè)。美國(guó)、日本市售的果味涼茶、凍干水果粉、超低速凍龜鱉粉、海帶粉、花粉和胎盤(pán)粉等多是采用超微粉碎技術(shù)加工而成，我國(guó)也于20世紀(jì)90年代將此技術(shù)應(yīng)用于花粉制品，一些口感好、營(yíng)養(yǎng)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)應(yīng)運(yùn)而生［1］。

1 超微粉碎技術(shù)原理及特點(diǎn)

超微粉碎是利用機(jī)械或流體動(dòng)力的方法克服固體內(nèi)部凝聚力使之破碎，從而將3 mL以上的物料顆粒粉碎到1000 μm以下的操作技術(shù)，是20世紀(jì)70年為適應(yīng)現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的一種物料加工高新技術(shù)。超微細(xì)粉末是超微粉碎的最終產(chǎn)品，具有一般顆粒所沒(méi)有的特殊理化性質(zhì)，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學(xué)反應(yīng)活性等。因此，超微細(xì)粉末已廣泛應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)藥、化妝品、農(nóng)藥、染料、涂料、電子及航空航天等許多領(lǐng)域。超微粉碎技術(shù)具有速度快、粒徑細(xì)、分布均勻、可低溫粉碎、節(jié)省原料、減少污染的優(yōu)點(diǎn)。

2 超微粉碎技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展前景

超微粉碎技術(shù)廣泛用于軟飲料、果蔬、糧食、水產(chǎn)品、功能性食品、調(diào)味品、畜禽制品、冷食制品等加工領(lǐng)域，在食品加工中的應(yīng)用有兩方面的重要意義:一是改善食品的口感，且有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收;二是能將原來(lái)不能充分吸收或利用的原料重新利用，配制和深加工成各種功能食品，開(kāi)發(fā)新食品材料，增加新食品品種，提高資源利用率。

我國(guó)食品工業(yè)總產(chǎn)值在工業(yè)部門(mén)中的比重已躍居第1位，達(dá)到5000億元的規(guī)模，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理，深加工產(chǎn)品即食品制造業(yè)只占16%。目前，促進(jìn)食品工業(yè)的深加工，提高產(chǎn)品附加值已成為社會(huì)和企業(yè)的共識(shí)。因此，超微粉碎技術(shù)作為一種高新技術(shù)，在食品加工中將有廣闊的應(yīng)用前景。

3 超微粉碎技術(shù)的新進(jìn)展

目前國(guó)內(nèi)外食品超微粉碎技術(shù)的研究取得一些新進(jìn)展。

3.1 超微粉碎苦瓜粉抗糖尿病活性的研究

朱英等通過(guò)凍干超微粉碎技術(shù)，將苦瓜粉碎制粉，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)食用該粉能夠降低人體空腹血糖水平，證明其具有較高的抗糖尿病活性［2］。分析苦瓜凍干超微粉碎粉末和苦瓜熱風(fēng)干燥粉末組成的差異，可以得出結(jié)論:冷凍干燥超微粉碎處理有利于提高其抗糖尿病物質(zhì)的活性，這將為直接利用苦瓜作為一個(gè)合適的減輕糖尿病癥狀的功能性食品提供重要參考價(jià)值。

3.2 低溫超微粉碎系統(tǒng)

低溫超微粉碎是一種改良的常溫超微粉碎的新方法。Jon Trembley［3］開(kāi)發(fā)出一種新的低溫粉碎系統(tǒng)，與其他技術(shù)相比，低溫超微粉碎系統(tǒng)一般可以增加100%的吞吐量，同時(shí)保持相同的顆粒尺寸分布。而且，也可以在相同的吞吐量下實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的研磨，同時(shí)使產(chǎn)品的粒徑分布區(qū)間變窄。低溫研磨有明顯的優(yōu)勢(shì)，例如食品包裝行業(yè)的塑料薄膜生產(chǎn)，要求超微塑料薄膜彈性好，足以承受高溫烹調(diào)，同時(shí)能夠保持食品的新鮮度。

Murlidhar Meghwal等［4］研究了環(huán)境和低溫粉碎的關(guān)系，測(cè)試低溫粉碎的優(yōu)越性和常溫粉碎的弊端。比較研究表明，常溫粉碎比低溫粉碎需要更多的電力及特殊能量;粒度大小分析表明，低溫粉碎產(chǎn)生較粗顆粒。低溫粉碎食品具有更高的揮發(fā)性油狀物含量，其粉末具有較好的新鮮度、較低的白色度指數(shù)以及較高的黃色度指數(shù)。

3.3 超微粉碎粉末的流態(tài)化

由于超微粉碎粉末的獨(dú)特性能，可以產(chǎn)生非常小的初級(jí)粒徑且每單位質(zhì)量的表面積非常大，適用的加工范圍廣泛，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。超微粉碎粉末的分散被認(rèn)為是超微粉碎粉末處理前的關(guān)鍵技術(shù)，氣體流態(tài)化是最好的可用于分散和處理這些顆粒的技術(shù)，但顆粒不容易被流態(tài)化分開(kāi)，而傾向于形成大型多孔聚集［5－7］。

3.4 淀粉樣超微米粉制作方法和噴霧干燥對(duì)游離脂肪酸形成的影響

Harmeet Guraya等［8］試驗(yàn)證明，噴霧干燥使超微米粉中的脂質(zhì)和游離脂肪酸的百分比含量顯著減少。噴霧干燥超微米粉所得產(chǎn)品的脂質(zhì)和游離脂肪酸的百分比含量與其原料的稻米類型、直鏈淀粉含量和出口處溫度相關(guān)。存儲(chǔ)后出口處溫度為80℃、50℃、115℃時(shí)所形成的超微米粉的游離脂肪酸含量比對(duì)照樣品 (未處理的超微米粉)低很多。

3.5 小麥麥麩的食品應(yīng)用——濕磨和酶處理效果

Olli－Pekka Lehtinen 等［9］發(fā)現(xiàn)，磨碎加工的小麥麩皮可以提供一種提高食品中膳食纖維含量膳食的方式，但也會(huì)影響食品的口感、顏色和苦味。此外，試驗(yàn)也觀察到酶處理后的不溶性和可溶性纖維含量的比例和效果的變化。由于加入一定比例的麩皮 (為保證膳食纖維的含量)，面包的性能降低。此外，Olli－Pekka Lehtinen等也發(fā)現(xiàn)濕磨麩皮的餾分可以應(yīng)用于小吃和飲料。

3.6 食品產(chǎn)品的亞微米粉碎

通常食品貯藏中會(huì)加入防腐劑以防止微生物的生長(zhǎng)，這對(duì)于食品生產(chǎn)企業(yè)是很關(guān)鍵的工序。而在Stephen HENNART［10］構(gòu)建的模型中，食品涂層中顆粒的分布是非常重要的。降低粒子的大小或增加其濃度，可以使特定的顆粒數(shù)增加，因此，基質(zhì)中粒子分布發(fā)生了變化、顆粒之間的距離減小，在食品涂層中的擴(kuò)散分子抵達(dá)兩個(gè)粒子中間的位置快些，這樣就可以增加食物的保質(zhì)期。

3.7 在工業(yè)化研磨中小麥的磨碎特點(diǎn)

研磨機(jī)加工效果對(duì)小麥研磨技術(shù)發(fā)展非常重要，對(duì)面粉出粉率有很大的影響。Gheorghe Voicu等［11］的單軸壓縮試驗(yàn)研究表明，破碎力導(dǎo)致小麥種子的相對(duì)變形和絕對(duì)變形對(duì)研磨能量影響很大。小麥水分含量低導(dǎo)致更高的彈性系數(shù)值和較低的斷裂能量值，這表明濕度大的種子比干種子有更大的可塑性，所以在研磨時(shí)需要消耗更高的能量。

3.8 利用超微研磨評(píng)價(jià)新的小麥品種品質(zhì)

一項(xiàng)研究對(duì)加拿大西部小麥育種項(xiàng)目小麥品系的研磨和功能品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。與對(duì)照品種相比，在相同的出粉率下，超微粉碎樣品的灰分含量低，這表明應(yīng)用此技術(shù)目前的品種可以提取更多的面粉，同時(shí)滿足客戶對(duì)灰分含量的要求。相反，如果樣品在相同的出粉率下比對(duì)照品種具有更高的灰分含量，那么樣品研磨后將會(huì)有較低的出粉率。

4 展望

超微粉碎技術(shù)是公認(rèn)的21世紀(jì)十大食品科學(xué)技術(shù)之一。超微粉碎技術(shù)能使食品粉體具有良好的分散性、吸附性、溶解性、化學(xué)活性、生物活性等特質(zhì)。超微粉碎技術(shù)給食品加工帶來(lái)了革命性的變化，極大地提高了加工食品的營(yíng)養(yǎng)吸收率，甚至很多動(dòng)植物的不可食用部分通過(guò)超微粉碎技術(shù)加工后也可被人體吸收。這些突出的優(yōu)勢(shì)使得食品超微粉碎技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家受到極大重視，通過(guò)與其他先進(jìn)食品加工技術(shù)的結(jié)合，食品超微粉碎技術(shù)將不斷成熟和發(fā)展。中國(guó)在2011年已超過(guò)美國(guó)成為全球最大的食品市場(chǎng)，公眾對(duì)食品質(zhì)量的關(guān)注也達(dá)到了前所未有的程度，這些為食品超微粉碎技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了更為廣闊的空間。

［1］張潔，于穎，徐桂花.超微粉碎技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2010(31):52－54.

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