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超微粉碎技術(shù)的應(yīng)用

摘要：超微粉碎技術(shù)作為一種新型的食品加工方法，已受到普遍關(guān)注，本文主要介紹了超微粉碎技術(shù)的工作原理，具體說明了這項(xiàng)新技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 超微粉碎 加工 應(yīng)用

食品超微粉碎技術(shù)的應(yīng)用是食品加工業(yè)的一種新嘗試。美國、日本市售的果味涼茶、凍干水果粉、超低溫速凍龜鱉粉等，都是應(yīng)用超微粉碎技術(shù)加工而成的。超微粉碎食品可作為食品原料添加到糕點(diǎn)、糖果、果凍、果醬、冰淇淋、酸奶等多種食品中，增加食品的營養(yǎng)，增進(jìn)食品的色香味，改善食品的品質(zhì)，豐富食品的品種。鑒于超微粉食品的溶解性、吸附性、分散性好，容易消化吸收，故可作為減肥食品、糖尿病人專用食品、中老年食品、保健食品、強(qiáng)化食品和特殊營養(yǎng)食品[1]。

1.技術(shù)原理簡介

1.1超微粉碎原理

超微粉碎技術(shù)是利用各種特殊的粉碎設(shè)備，對(duì)物料進(jìn)行碾磨、沖擊、剪切等，將粒徑在3 mm以上的物料粉碎至粒徑為10—25μm以下的微細(xì)顆粒[2]，從而使產(chǎn)品具有界面活性，呈現(xiàn)出特殊功能的過程。與傳統(tǒng)的粉碎、破碎、碾碎等加工技術(shù)相比，超微粉碎產(chǎn)品的粒度更加微小。

1.2加工設(shè)備

超微粒粉碎設(shè)備按其作用原理可分為氣流式和機(jī)械式兩大類。氣流式粉碎設(shè)備是利用轉(zhuǎn)子線速度所產(chǎn)生的超高速氣流，將產(chǎn)品加速到超高速氣流中，轉(zhuǎn)子上設(shè)置若干交錯(cuò)排列的、能產(chǎn)生變速渦流的小室，形成高頻振動(dòng)，使產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)方向和速度瞬間產(chǎn)生劇烈變化，促使產(chǎn)品顆粒間急促撞擊、摩擦，從而達(dá)到粉碎的目的。與普通機(jī)械式超微粉碎相比，氣流粉碎可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì)，粒度分布范圍很窄，即粒度更均勻。又因?yàn)闅怏w在噴嘴處膨脹可降溫，粉碎過程不產(chǎn)生熱量，所以粉碎溫升很低。這一特性對(duì)于低熔點(diǎn)和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。其缺點(diǎn)是能耗大，一般認(rèn)為要高出其他粉碎方法數(shù)倍[3]。機(jī)械式又分為球磨機(jī)、沖擊式微粉碎機(jī)、膠體磨和超聲波粉碎機(jī)4類。高頻超聲波是由超聲波發(fā)生器和換能器產(chǎn)生的。超聲波在待處理的物料中引起超聲空化效應(yīng)，由于超聲波傳播時(shí)產(chǎn)生疏密區(qū)，而負(fù)壓可在介質(zhì)中產(chǎn)生許多空腔，這些空腔隨振動(dòng)的高頻壓力變化而膨脹、爆炸，真空腔爆炸時(shí)能將物料震碎。同時(shí)由于超聲波在液體中傳播時(shí)產(chǎn)生劇烈的擾動(dòng)作用，使顆粒產(chǎn)生很大的速度，從而相互碰撞或與容器碰撞而擊碎液體中的固體顆?；蛏锝M織。超聲粉碎后顆粒在4μm以下，而且粒度分布均勻[4]。

1.3超微粉碎設(shè)備的工作原理及性能

區(qū)別于普通粉碎，超微粉碎設(shè)備是利用轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的湍流，將物料加到該超高速氣流中。轉(zhuǎn)子上設(shè)立多極交錯(cuò)排列的若干小室能產(chǎn)生變速渦流，從而形成高頻振蕩，使物料的運(yùn)動(dòng)方向和速度瞬間產(chǎn)生劇烈變化，促使物料顆粒間急促摩擦、撞擊，經(jīng)過多次的反復(fù)碰撞而裂解成微細(xì)粉，粒度可達(dá)1 000 Et／2．54cm或更高。超微粉加工設(shè)備還具有以下特性：(1)設(shè)備回流裝置，能將分選后的顆粒自動(dòng)返回渦流腔中再進(jìn)行粉碎；(2)有蒸發(fā)除水和冷熱風(fēng)干燥功能；(3)對(duì)熱敏性、芳香性的物料具有保鮮作用；(4)對(duì)于多纖維性、彈性、粘性物料也可處理到理想程度；(5)對(duì)設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的超聲波，有一定的滅菌作用。在食品加工中的超微粉碎設(shè)備一般為膠磨機(jī)和氣流粉碎機(jī)。膠磨機(jī)是一種傳統(tǒng)方法，較為普遍使用。在粉碎工序中，95％～99％的機(jī)械能將轉(zhuǎn)化成熱量，故物料的升溫不可避免，熱敏食品易因此而變質(zhì)、熔解、粘著，同時(shí)機(jī)器的粉碎能力也會(huì)降低。為此，在粉碎前或粉碎中應(yīng)使用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法，如在粉碎進(jìn)行中加以冷凍、冷風(fēng)、熱風(fēng)、除濕、滅菌、微波脫毒、分級(jí)等過程，使物料達(dá)到加工要求[5]。氣流粉碎機(jī)是目前較為先進(jìn)的超微粉碎設(shè)備，它在加工中升溫低，尤其適用于熱敏性食品，但能耗大。

2.超微粉碎技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用

2.1軟飲料加工

目前，利用氣流微粉碎技術(shù)已開發(fā)出的軟飲料有粉茶、豆類固體飲料和超微骨粉配制富鈣飲料等。

茶文化在中國有著悠久的歷史，傳統(tǒng)的飲茶是用開水沖泡茶葉，但是人體并沒有大量吸收茶的營養(yǎng)成分，大部分蛋白質(zhì)、碳水化合物及部分礦物質(zhì)、維生素等都存留于茶渣中。若將茶葉在常溫、干燥狀態(tài)下制成粉茶(粒徑小于5μm)，可提高人體對(duì)其營養(yǎng)成分的吸收率。將茶粉加到其他食品中，還可開發(fā)出新的茶制品。

植物蛋白飲料是以富含蛋白質(zhì)的植物種子和果核為原料，經(jīng)浸泡、磨漿、均質(zhì)等操作制成的乳狀制品[6]。磨漿時(shí)，可用膠磨機(jī)磨至粒徑5μm～8μm，再均質(zhì)至1μm-2μm。在這樣的粒度下，蛋白質(zhì)固體顆粒、脂肪顆粒變小，從而防止了蛋白質(zhì)下沉和脂肪上浮。

2.2果蔬加工

蔬菜在低溫下磨成微膏粉，既保存了營養(yǎng)素，其纖維質(zhì)也因微細(xì)化而使口感更佳。例如，人們一般將其視為廢物的柿樹葉富含Vc、蘆丁、膽堿、黃酮甙、胡蘿卜素、多糖、氨基酸及多種微量元素，若經(jīng)超微粉碎加工成柿葉精粉，可作為食品添加劑制成面條、面包等各類柿葉保健食品，也可以制成柿葉保健茶。成人每日飲用柿葉茶6 g，可獲取Vc20 mg，具有明顯的阻斷亞硝胺致癌物生成的作用。另外，柿葉茶不含咖啡堿，風(fēng)味獨(dú)特，清香自然。可見，開發(fā)柿葉產(chǎn)品，可變廢為寶，前景廣闊[7]。

利用超微粉碎對(duì)植物進(jìn)行深加工的產(chǎn)品種類繁多，如枇杷葉粉、紅薯葉粉、桑葉粉、銀杏葉粉、豆類蛋白粉、茉莉花粉、月季花粉、甘草粉、脫水蔬菜粉、辣椒粉等。

2.3糧油加工

將超微粉碎的麥麩粉、大豆微粉等加到面粉中，可制成高纖維或高蛋白面粉[8]；稻米、小麥等糧食類加工成超微米粉由于粒度細(xì)小，表面態(tài)淀粉受到活化，將其填充或混配制成的食品具有優(yōu)良的加工性能，且易于熟化，風(fēng)味、1：3感好[9]；大豆經(jīng)超微粉碎后加工成豆奶粉，可以脫去腥味；綠豆、紅豆等其它豆類也可經(jīng)超微粉碎后制成高質(zhì)量的豆沙、豆奶等產(chǎn)品。

2.4調(diào)味品加工

作為一種新型的食品加工技術(shù)，超微粉碎可使傳統(tǒng)調(diào)味料(主要是香辛料)細(xì)碎成粒度均一、分散性好的優(yōu)良超微顆粒。隨著粒徑的減小，其流動(dòng)性、溶解度和吸收率均有所增加，巨大孔隙率使得孔腔容納的香氣經(jīng)久不散，因而超微粉調(diào)味品的香味和滋味非常濃郁、純正，入味效果也更佳，適于生產(chǎn)速溶、方便食品[10]。

2.5冷食制品加工

在冷食業(yè)中應(yīng)用超微粉碎技術(shù)，不但能降低成本，增加花色品種，還為開發(fā)新冷食提供了新型原輔料。

2.6用于棒冰、雪糕類的生產(chǎn)

在棒冰、雪糕類生產(chǎn)中，為了起到穩(wěn)定和填充作用，防止冰晶產(chǎn)生，保證固形物含量，一般需加進(jìn)相當(dāng)數(shù)量的糯米粉和玉米淀粉，但效果卻常是冰晶較多，口感粗糙。如果將糯米粉和玉米淀粉經(jīng)超微處理后再添加，制成的雪糕、棒冰的冰晶會(huì)明顯減少，穩(wěn)定性顯著提高，口感細(xì)膩、柔和[3]。

3.超微粉碎技術(shù)在中藥行業(yè)的應(yīng)用

3.1豐富和完善中藥炮制技術(shù)。使藥物質(zhì)酥易碎、便于藥物吸收、提高藥效是中藥炮制的目的之一。超微粉碎技術(shù)的應(yīng)用，使適宜研末沖服的藥物達(dá)到最適粒度， 更好地發(fā)揮藥效并節(jié)省藥材，從而大大豐富和完善中藥炮制技術(shù)。

3.2超細(xì)粉體化飲片的研制與產(chǎn)業(yè)化。對(duì)工業(yè)化提取工藝不適合的某些中藥，如礦物藥、貴重藥、有效成分易受濕熱破壞的藥物、有效成分不明的藥物等，可粉碎后入藥，但常規(guī)粉碎工藝制得的產(chǎn)品起效慢，生物利用度不高；而超細(xì)粉體工藝制得的產(chǎn)品起效迅速，生物利用度高，能提高療效，降低毒副作用， 減少服用劑量，節(jié)約藥材[6]。

3.3開發(fā)中藥新劑型。對(duì)于鹿茸、 珍珠、 海馬、 冬蟲夏草等珍貴中藥材， 均可通過超細(xì)化， 直接制成中藥口服散劑、 膠囊劑、 微囊等， 而且還可研究將某些中藥材微粉化后直接與基質(zhì)相混而制備透皮吸收制劑。

4.總結(jié)

隨著現(xiàn)代食品工業(yè)的不斷發(fā)展，更多的新技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)。目前，超微粉碎技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用還在一個(gè)起步的階段，隨著科技的發(fā)展和消費(fèi)者對(duì)食品的高要求，超微粉碎技術(shù)的應(yīng)用空間將會(huì)更為廣泛[9]。超微粉碎技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)，它與傳統(tǒng)的行業(yè)相交叉，衍生出許多新的學(xué)科，促進(jìn)了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。在食品工業(yè)，超微粉碎技術(shù)與超高壓滅菌技術(shù)、膜分離技術(shù)、微膠囊技術(shù)、輻照技術(shù)、微波技術(shù)、冷凍干燥技術(shù)以及食品生物技術(shù)共同列為國際性食品加工新技術(shù)。因此，隨著超微粉體技術(shù)的成熟和發(fā)展，必將為動(dòng)物資源的開發(fā)、應(yīng)用提供更廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)

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