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摘要：介紹了擠壓蒸煮技術在食品工業上的應用研究進展，并對該技術的發展前景作出展望。

關鍵詞：擠壓機；擠壓食品；擠壓蒸煮；工藝參數

擠壓蒸煮技術是集加熱、破碎、混合、蒸煮、攪拌、膨化、重組及成型等多項單元操作為一體的加工技術。隨著人民生活水平的不斷提高和飲食結構的改善，伴隨著對擠壓機理研究的不斷深入和新型擠壓設備的研制開發。用擠壓蒸煮技術加工富含營養、風味多樣、食用方便的新型食品,已成為我國食品工業今后的發展重點。目前，通過擠壓開發了多種產品如早餐谷物，面包屑，餅干，薄脆餅干，烤面包片，嬰兒食品，零食，糖果，口香糖，組織化植物蛋白，改性淀粉，寵物食品，干湯和干飲料混合物等。擠壓食品以其自身所具有的無窮魅力深受廣大消費者的喜愛，具有廣闊的市場前景。

1食品擠壓技術

擠壓蒸煮技術是一種迫使物料以預定速率通過擠壓機模頭以實現各種產品的加工技術，以這種加工技術生產的食品稱為擠壓食品。完成這一過程需要借助食品擠壓機來實現，食品擠壓機最初用于加工通心粉和即食谷物丸粒，現在被認為是將原料轉化為成品的生物反應器。擠壓過程中，在高溫和剪切力的作用下，食品中營養物質會發生生化反應，如淀粉糊化和降解、蛋白質變性、脂質氧化、維生素降解、抗營養物質和風味物質的形成、礦物質生物利用度和膳食纖維溶解度的增加等[1-3]。因此，在發生這些復雜生化反應的基礎上，我們可以根據需求得到目的產品。擠壓蒸煮技術自動化控制程度高，物料處理量大，操作可連續運行，產品生產率高，環境適應性強。此外還能設計和開發新型食品，所開發的新型食品擁有獨特的形狀和風味，因此，擠壓蒸煮比其他常用的加工方法更實用[4]。擠壓蒸煮也有助于產品結構修飾，提高產品溶解性，溶脹力，水合物漿液黏度和持水能力。

2擠壓蒸煮技術在食品工業上的應用

擠壓食品主要以谷物、淀粉、植物蛋白等為原料制成。這些成分的主要作用是賦予了產品特定的結構、質地、口感、松厚度等特性。目前，擠壓技術在食品工業上主要生產即食谷物類食品、擠壓小吃食品、組織化植物蛋白食品、面食制品、肉制品。

2.1即食谷物類食品

對于即食谷物類食品的加工，擠壓蒸煮技術相比于傳統加工方法有更多的優點。擠壓蒸煮可以加快物料處理時間，降低處理成本。同時擠壓機的占地面積小，生產更多類型產品時具有更大的靈活性。產品質地是評價即食谷物類制品品質優良的重要依據。即食谷物類制品必須有良好的水溶性、吸水性，并且產品的硬度、酥脆性要合適。OLIVEIRA等[5]通過擠壓技術，用全谷物小麥粉與玉米粉制作了一種營養即食谷物早餐制品。研究了機筒溫度、水分含量、小麥粉和玉米粉的配比等因素對產品特性的影響。結果發現，產品的膨脹比例和容積密度與物料水分含量密切相關，而產品中全谷物小麥粉的比例與產品顏色、硬度、酥脆性等多種性質相關，當全谷物小麥粉的比例為80%、水分含量16%、機筒溫度為90~110℃時，產品的質量最好。對于即食擠壓谷物類制品，在產品感官、質地等要求的基礎上，產品的營養結構還需合理，特別是針對一些特定食用人群。VILAKATI等[6]先用紅外輻射將高粱和豇豆的混合粉末微粉化，再通過擠壓技術制成一種即食沖調粥制品。結果發現，對原料進行微粉化處理不僅滅活了豇豆中的胰蛋白酶抑制劑，還使產品的吸水性、水溶性大大提高。對產品進行營養分析，發現這種即食谷物類食品的蛋白質消化率、氨基酸含量大大提高。這種即食谷物類食品能很好地補充嬰幼兒的營養需求。

2.2擠壓小吃食品

擠壓小吃食品食用方便，營養價值高，有特殊質地，因此深受消費者喜愛。擠壓小吃食品主要是以谷物制品為原料，通過擠壓技術對其進行各種復雜的物理加工，以生產具有不同形狀和質地的產品。在擠壓小吃食品中，原料在機筒內經過高溫剪切作用而糊化。產品被迫通過模具，切成塊狀，使擠壓小吃食品的形狀滿足消費者需求。值得注意的是，擠壓小吃能否被消費者接受與其感官屬性相關，其中質地起主要作用。對于這種食品，膨脹指數高是消費者期望的結果，同時脆性也是最重要的屬性。FIORDA等[7]通過擠壓技術用木薯淀粉制成了一種小吃食品，研究擠壓溫度和水分含量對小吃食品質量的影響。結果發現，當擠壓溫度為104.1℃、物料水分含量為16%時，擠壓小吃食品有較大的膨脹指數，適中的比體積以及較好的顏色，其質量最佳。對于擠壓小吃食品，在滿足其感官、質地要求的基礎上，其營養、功能性尤為重要。PĘKSA等[8]分別向玉米粉中加入洋姜塊莖粉末、莧菜種子粉末、南瓜果肉粉末，通過擠壓技術制成擠壓小吃，并研究了擠壓小吃的營養、功能特性。研究發現，向玉米粉中加入莧菜種子粉末對于產品的感官品質并沒有太多影響，但能顯著增加產品中的總酚含量，而加入洋姜塊莖粉末和南瓜果肉粉末雖然能增加產品的抗氧化能力、總酚含量，但是產品的外觀、質地卻受到了很大影響。因此，我們可以根據對產品的需求而添加不同的原料進行擠壓操作。

2.3組織化植物蛋白

植物蛋白質的擠壓組織化是將蛋白質分子（通常是大豆蛋白）重組進行分層，交叉連接呈塊狀，使其在進一步加熱時耐受剪切和其它處理。其纖維組織結構類似瘦肉，復水后有一定的彈性，有咀嚼感。對于擠壓組織化技術，擠壓溫度對產品的加工過程、產品質地起著決定性的作用。OMOHIMI等[9]對黎豆屬豆類用擠壓組織化技術進行加工，研究擠壓溫度、螺桿轉速以及物料水分含量對產品性質的影響。結果發現，螺桿轉速對產品性質的影響不顯著，在一定的物料水分含量范圍內，增加水分含量能使擠出物有更高的密度和吸水指數，而增加擠壓溫度能使產品膨脹指數增大。當擠壓溫度為120.15℃，進料水分含量為47%，螺桿轉速為119.19r/min時，產品性質最佳。OSEN等[10]選擇了豌豆蛋白分離物進行擠壓組織化，研究擠壓參數對擠出物特性的影響。結果表明，產品紋理性質取決于擠壓溫度。在擠壓期間只有輸入的能量足夠大時，產品才會出現較好的紋理。這項研究表明，豌豆蛋白分離物可以充當開發纖維肉替代品的原料，來滿足消費者對植物蛋白食品的需求。

2.4面食制品

面食食品通常是以小麥面團為原料制成的的產品。硬質小麥粉是制作面食食品的最佳材料。硬質小麥具有硬度大的特性，可以賦予產品不同于普通小麥的金黃色。但硬度太大會對產品的口感造成一定的影響。WOJTOWICZ等[11]以硬質小麥為原料，麥麩作為添加劑，通過單螺桿擠壓機開發了一種強化的面食類產品。結果發現，產品的硬度隨著麥麩添加量的增加而降低，因此，在保證產品顏色的同時，通過加入一定量的麥麩還能使產品的硬度降低，很好地解決硬質小麥加工的口感問題。RATHOD等[12]以扁豆和大米為原料，通過擠壓蒸煮做成一種面條產品，研究產品最優工藝條件、物理化學特性以及蛋白質和淀粉的消化率。結果發現，在最優工藝條件下，胰蛋白酶抑制劑、植酸和單寧這些抗營養因子含量下降顯著，而體外蛋白質消化率、體外淀粉消化率顯著提高。這充分說明了擠壓蒸煮能通過降低食品中抗營養因子的含量來提高產品的營養價值。面食制品由于其含有麥麩，考慮到一些人對麩質有過敏反應，現在很多研究者努力尋找無麩質面食產品作為傳統面食制品的替代品。WANG等[13]研究了擠壓溫度和螺桿轉速對于糙米面食的質量特性。結果發現，擠壓溫度和螺桿轉速對產品的蒸煮特性和質地有顯著影響，當擠壓溫度為120℃，螺桿轉速為120r/min時，擠壓產品的蒸煮損失最小，硬度和黏附性均符合質地要求，產品質量最佳。這項研究表明糙米面食可以作為無麩質制品的良好替代品。

2.5新型肉制品

用肉類為原料進行擠壓很容易造成機筒的堵塞，所以一般會復配一些其他物料，稱作肉類填充劑，來源包括棉籽蛋白質、花生蛋白、芝麻蛋白、向日葵蛋白、豌豆蛋白、豆蛋白等。楊震等[14]將組織化的豌豆蛋白添加到肉制品中，分析其在肉制品中的加工特性。結果發現，添加4%豌豆蛋白對肉制品的顏色、質構特性、感官評價等效果最好，添加量過高或過低都對產品質量產生不利影響。對擠壓肉制品的進一步研究方向是通過擠壓技術得到功能強化的食品以提高其營養價值。CIAN等[15]用牛血紅蛋白濃縮物的水解產物作為添加劑，玉米粉為原料，使用單螺桿擠壓機開發出了一種強化食品，這種強化食品能成為良好的鐵源食品。SHAVIKLO等[16]將經過冷凍干燥的魚蛋白作為強化劑，開發出了一種以玉米為原料的擠壓產品，結果發現該產品具有良好的儲存貨架期，并且在儲存期間不會引起氣味和風味的變化。

3展望

擠壓產品是食品工業發展中增速最快的產品之一，多年來，擠壓蒸煮技術已經成為生產新型產品的主流技術。擠壓蒸煮可以加工多種成本廉價的原材料，并且具有加工時間短的優點，生產的產品種類也很多。擠壓是一種高度通用的單元操作，適用于各種食品加工。擠壓機可以用來蒸煮，塑形，混合，將產品組織化以及使產品成形，它具有保持產品質量，維持高生產率以及降低成本的優點。盡管現階段國內外對食品擠壓過程中的原料性質變化、擠壓過程黑箱的揭示、擠壓過程模型的構建等方面取得了明顯成績，但將擠壓機作為生化反應器的機理與技術亟須突破。未來，研究熱點應該在改進擠壓技術，使其較少依賴所使用的原材料性質，實現食品擠壓過程中可視化。綜上所述，擠壓技術有潛力成為最重要的食品加工技術。

〔參考文獻〕

[1]楊震,曲超,貢慧,等.豌豆蛋白組織化擠壓工藝參數優化及其在肉制品中的應用[J].延邊大學農學學報,2016,38(4):317-324.

作者:畢荃 薛文通 單位:中國農業大學食品科學與營養工程學院