膨化过程中原料发生了哪些变化?

编辑:小珊瑚   来源:siliaojs   2017-11-15 13:18:00

定义及原理

定义:一种食品加工方法。把被加工的食品放入密闭容器中,加热加压后突然减压,食品中的水分汽化膨胀,使食品中出现许多小孔,变得松脆,成为膨化食品。其特点为高温(130-180℃)、短时(15-30s)。

原理:当把粮食置于膨化器以后,随着加温、加压的进行,粮粒中的水分呈过热状态,粮粒本身变得柔软。当到达一定高压而启开膨化器盖时,高压迅速变成常压。这时粮粒内呈过热状态的水分便一下子在瞬间汽化而发生强烈爆炸,水分子可膨胀约2000倍。巨大的膨胀压力不仅破坏了粮粒的外部形态,而且也拉断了粮粒内在的分子结构,将不溶性长链淀粉切短成水溶性短链淀粉、糊精和糖。

于是膨化食品中的不溶性物质减少了,水溶性物质增多了。

设 备

根据螺杆数量可分为:单螺杆挤压机(依靠物料与筒壁的摩擦推送物料)、双螺杆挤压机(两根螺杆并排安放)。

根据处理步骤可分为:干法膨化机(一步膨化)、混法膨化机(二步膨化,原料先进行预加热、预熟化处理)

影响膨化效果的因素

原料:类型、水分、物理状态、化学组成(淀粉、蛋白质、脂肪、糖的数量及类型)、pH。

膨化机类型及物理参数:螺杆数量、几何尺寸及转速、筒体内径及长度、压缩比、螺旋升角。

膨化工艺:时间、压力、温度、口模直径、剪切力。

膨化处理对饲料的利弊及原则

利:适当膨化可降低抗营养因子及提高饲料蛋白质、油脂、碳水化合物、纤维消化利用率。

弊:过度膨化导致营养物质(氨基酸、维生素等)损失。

原则:保持降低抗营养因子、提高营养素消化率、降低营养素损失三者间的平衡。

膨化过程中原料营养素的理化特性变化

1、蛋白质

适度膨化可使蛋白质空间折叠结构破坏,消化率提高、抗营养因子失活(胰蛋白酶抑制剂、血凝素、单宁、植酸等),膨化时高温、高比例蛋白原料、高螺杆转速均可提高物料蛋白质消化率。过度膨化将导致美拉德反应发生。

2、氨基酸

部分损失,参与美拉德反应或形成丙烯酰胺。膨化时高螺杆转速、高给料速率可提高物料赖氨酸存留率,高环模直径、高水分可降低物料赖氨酸存留率。

美拉德反应(Maillard reaction):羰基化合物(还原糖类)+氨基化合物(氨基酸和蛋白质)→棕色(黑色)类黑精(拟黑素)。

参与反应还原糖:五碳糖褐变速度>>六碳糖(约为10倍),且核糖>阿拉伯糖>木糖、半乳糖>甘露糖>葡萄糖。

参与反应氨基酸:赖氨酸、精氨酸、色氨酸、半胱氨酸、组氨酸,且赖氨酸反应活性最高。

温度:20~25℃即可发生反应。一般每相差10℃,反应速度相差3~5倍。30℃以上速度加快,高于80℃时,反应速度受温度和氧气影响小。

水分:10%~15%时,反应易发生,完全干燥的食品难以发生。

pH:3以上时,反应随pH值增加而加快。

丙烯酰胺:致癌物质,存在于超过120℃制作的土豆、饼干、面包等食物中。

参与反应氨基酸:天冬酰胺>>半胱氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、冬氨酸。

参与反应还原糖:葡萄糖、低聚糖。

抑制反应氨基酸:甘氨酸、赖氨酸。

3、碳水化合物--淀粉糊化,消化率提高;不可消化的纤维转化成可溶性纤维或简单糖

单糖:部分损失,膨化过程中单糖可与其它物质发生多种反应,故需控制膨化原料中游离单糖的水平。

有害低聚糖:棉子糖、水苏糖水平显著下降。

淀粉:糊化,支链淀粉更易被降解,直链淀粉可与日粮中甘油一酯、游离脂肪酸形成直链淀粉-脂肪复合物。

纤维:轻、中度膨化条件下对原料纤维无影响,但高条件下膨化可增加原料可溶性纤维水平。

4、脂肪--酸败率降低,货架期延长;脂肪细胞破裂,油脂消化率提高

水解酶失活:脂肪酶、脂肪氧合酶、过氧化物酶。

天然抗氧化物质释放:维生素E及其类似物。

与碳水化合物形成复合物:结合比例1比10(需用酸水解法测定总脂肪含量,而不是用一般的乙醚浸提法)。

更高的储存、运输要求:细胞破裂,游离脂肪酸显露。

5、维生素--损失率为15-100%,可使用耐高温的原料或膨化后补充

脂溶性维生素:维生素D、K对热、氧(膨化)稳定性优于A、E。

维生素B1:高温、高螺杆转速、高pH可降低物料B1存留率,高水分、高给料速度可提高物料B1存留率。

维生素B2:高温、高水分对B2稳定性无影响,高螺杆转速降低物料B2存留率。

6、矿物质--提高植物磷的利用率,但对其它矿物质元素无益处。

7、水分--降低

标签: 膨化,反应,水分,提高,原料,脂肪

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