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擠壓食品食品介紹
將谷物和油料種籽用擠壓工藝制成的食品。擠壓食品分膨化和非膨化兩類，有通心面、小吃食品、即食食品、全脂大豆粉、混合食品、組織植物蛋白等產品。
擠壓食品加工原理
含有一定水分的食品物料在擠壓機中受到螺桿推力的作用，套筒內壁、反向螺旋、成型模具的阻滯作用，套筒外壁的加熱作用以及螺桿與物料和物料與套筒之間的摩擦熱的加熱作用，使物料與螺桿套筒的內部產生大量的摩擦熱和傳導熱，在這些綜合因素的作用下，使機筒內的物料處于3~8MPa的高壓和200°C以上的高溫狀態，此時的壓力超過了擠壓溫度下的水的飽和蒸氣壓，這就使擠壓機套筒物料中的水不會沸騰蒸發物料呈現出熔融狀態,一旦物料從模頭擠出，壓力驟降為常壓，物料中水分瞬間閃蒸而散發，溫度降至80°C左右，導致物料成為具有一定形狀的多孔結構的膨脹食品如果要生產非膨脹食品，可在物料出模頭之前，增加一冷卻裝置，使其出模頭之前的溫度低于100°C即可。[1]
擠壓食品制作方法
擠壓食品的生產是將谷物原料和配料的混合、破碎、蒸煮、滅菌、成型和部分脫水等工序，集中在一臺螺桿擠壓機（見食品工程）中完成。較之傳統的谷物食品加工方式，減少了設備的種類、數量和占用面積；投資省；生產成本低(采用雙螺桿擠壓機時,僅是傳統制法的40%左右)。此外,它能生產其他加工方法難以形成的各種產品形狀，擴大了新品種。
在擠壓蒸煮過程中（見圖）物料可達到180～200℃，但滯留于高溫的時間卻極短（5～10秒）,因此也稱為高溫短時過程。蒸煮過程能使淀粉糊化、蛋白質變性、食品的消化性和速食性增進，同時可破壞原料中大多數的抗營養因子和有毒成分，如大豆中抑制素，棉籽中棉酚；還能鈍化能導致食品劣變的酶的活性，滅菌和去除原料中不良味道。因而擠壓加工方式已成為重要的谷物食品加工方式之一。 出現的非膨化擠壓食品是1900年左右的通心面，采用柱塞擠壓機生產，1935年起采用螺桿擠壓機生產。30年代后期,美國通用制粉公司,使用擠壓機制成谷物即食食品。1936年擠壓膨化玉米果試制成功，1946年亞當斯公司實現商品化生產。1959年美國溫格公司開發成功用全粒大豆加工成全脂大豆粉的擠壓工藝。60年代初期，阿切爾·丹尼爾斯·米特蘭德等工業研究實驗室借擠壓蒸煮技術，用豆粕粉試制組織植物蛋白。60年代用擠壓機生產的即食谷物食品、營養混合食品迅速得到發展。70年代末期,法國克勒索-羅阿公司首先研制成雙螺桿擠壓機后，更擴大了擠壓食品所用原料的范圍和產品品種。[2]
擠壓食品出現歷史
中國在70年代后期，出現擠壓生產的玉米等谷物膨化果小吃食品。80年代初生產玉米膨化粉、谷米-大豆混合食品，以玉米粉為原料生產人造米，同時出現原始型的組織植物蛋白產品。80年代中期，開發成功全脂大豆組織蛋白。對擠壓食品的主機──食品擠壓機的研究較晚，由于機種單一，影響了中國擠壓食品的發展。[3]
擠壓食品制作種類
通心面
常分為長制品和短制品兩大類。其區別在于擠壓機擠出時長度、形狀和干燥方式不同。長制品指意大利通心掛面,具有長而直的特點，經多股擠出后,垂直懸掛干燥。短制品指短型的通心面，形狀多樣，呈貝殼狀、星狀、彎頭狀等等，系直接在孔模表面切斷，經預干燥后裝在貨盤或輸送帶上作最后干燥。扁平狀面條有時也列為通心面一類，是通過狹長孔模擠壓而成。其表面略呈粗糙，與輥壓面條相同。
生產優質通心面的專用原料是杜侖小麥制的粗粒粉。杜侖麥籽粒極硬，含有較多的胡蘿卜素，其胚乳幾乎呈半透明的琥珀色。面筋質特性不同于制面包用小麥的筋質，它能以低于面包用小麥制成的面團所需壓力，被擠壓通過細小模孔。用杜侖麥制成的通心面，機械強度大，表面呈明亮、純凈的黃色,水煮時能保持完整不發粘,即使過度煮沸仍能保持不變。用杜侖麥面粉生產的通心面，其機械強度和色澤均勻度都不如用粗粒粉好，雖然煮熟較快，但不經煮、易糊湯。因此生產通心面的粗粒粉粒度應在841µm（20目）以下、149µm(100目)以上，含100目及其以下的面粉不超過 3%。目前蘇聯、中國也有采用玻璃質軟麥或一般硬麥制作通心面。但需使用高溫干燥的新工藝，同時在擠壓時比杜侖麥的擠壓力要大10%左右，才能保持通心面原有質量。
通心面的擠壓工序采用面團擠壓機，其中有一面團真空脫氣裝置,將面團在和面過程中混入的空氣除去,使產品較光滑，色澤明亮，機械強度和組織結構好。干燥步驟和時間對通心面質量很重要。長制品的傳統低溫烘干法，溫度不超過60℃，時間需20小時。采用高溫烘干法,可縮短為10小時。它是70年代發展的新工藝,與傳統工藝相比，具有改善軟麥通心面的蒸煮特性、節能、衛生的特點。[4]
小吃食品
擠壓成型的小吃食品大多為膨化食品,品種、形狀和口味多樣化。其原料曾一度用玉米，而今已擴大到用馬鈴薯、小麥、大米粉連同普通或改性淀粉的混合物。
膨化小吃食品生產有氣流膨化和擠壓膨化兩種工藝。氣流膨化采用噴爆機，擠壓膨化采用擠壓機。二者的膨脹倍數、淀粉糊化度和微觀結構均不同（見表）。一般說來，氣流膨化適用于整粒谷物膨化，形狀單一；擠壓膨化可擴展為粗粉或添加配料的混合物，并可制成各種形狀和結構的食品。 小吃食品根據制作工藝、產品精細程度和使用設備的發展情況，可分成4代產品。
①代產品，如馬鈴薯片、烘制薄脆餅干。②第二代產品，如玉米、大米果，玉米點心片。采用低水分（低于15%）擠壓工藝，將脫胚玉米粗粒、其他谷物直接加工成膨化的果狀、片狀或卷曲狀食品。一經擠出即干燥至水分低于4%,以調味料和油包涂。也可擠壓成高水分的膨化食品，擠出后直接油炸。此代產品一般采用膨化果擠壓機生產，質地較硬，形狀簡單，使用原料的范圍和產品特色有限。③第三代產品，如蝦片、玉米脆片、脆松餅干等包括用低水分擠壓工藝不可能加工成的多種形狀和組織的食品。谷物、淀粉(含變性淀粉)、植物油和乳化劑，先在擠壓蒸煮機上預蒸煮，然后在第二臺成型擠壓機上成型。這些產品通常干燥到約含10%的耐儲存水分，這時稱半成品，接著用深層油炸鍋或烤爐使其膨化并包涂各種調味料。半成品也可出廠在銷售點再加工。若采用預蒸煮（糊化）過的谷物和淀粉，則可省去預蒸煮工序。此代產品使用高水分擠壓工藝，原料的范圍得到擴大，產品特色增加，可生產形狀復雜、組織結構各異的食品。④第四代產品，如夾心餅干、夾心酥、充餡蛋卷、雙色三色共擠壓食品。是將不同的原料采用共擠壓工藝形成一個整體產品。使用兩個擠壓頭裝在特殊壓模上的擠壓機或空心螺桿擠壓機。在擠壓出外層環狀或扁平狀面團A原料的同時,中間裝填被擠出的原料B，外層谷物原料將內層餡芯包住,或直接膨化或經干燥油炸，再在表面涂撒調味料。這是一種高級的擠壓小吃食品。
谷物原料和配料經擠壓工藝后，對其香味、色素、維生素、氨基酸的損失問題，J.M.哈珀等人指出：由于產品在膨化時產生蒸汽蒸餾作用而使香料普遍發生重大甚至全部損失；當擠壓溫度為200℃時,除食用合成色素紅色、藍色2號外，其他色素穩定不變,經歷高溫時間長是使添加色素退色的主要原因；擠壓產品中的1、B2平均保留率,分別為54%和92%,、C約為70%；擠壓工藝生產餅干時對氨基酸的影響與烘烤工藝相似，除有效賴氨酸有少量損失外，其他氨基酸無明顯變化。因此通常在擠壓加工成產品后，把維生素、香料采用干法混合或包涂方法添加。
即食食品
采用擠壓蒸煮工藝生產的谷類即食食品在歐美大多用作早餐食品，如玉米片、膨化薄酥餅。用擠壓蒸煮機可擠壓成既可膨化也可軋片的圓柱狀面團，較之常用的蒸煮器可縮短蒸煮時間，提高面團的均勻度，原料范圍廣，蒸煮條件與原料組分無關。加工即食食品的工藝是將原、輔料送入蒸煮成型擠壓機，擠出后經烘烤而成；或*擠壓蒸煮機，再經成型擠壓機后進行干燥和調質。如產品為片狀，經軋輥軋片后烘烤。如產品需膨化，可另進入膨化機。
即食食品大多采用玉米、燕麥、大米作原料，谷物一般在配方中占80～85%。在某些情況下，可減少谷物比例，增加淀粉含量，以改變成品特性和膨化效果。直鏈淀粉含量高的淀粉,其產品質地較硬而結實,對水、奶的吸收性差。枝鏈淀粉含量大的淀粉可制成高度膨化而較輕的產品，其原因是枝鏈淀粉糊化時的吸熱值較直鏈淀粉為高。配方中另含砂糖或淀粉糖、鹽、麥芽，常含有乳化劑和面團調質劑，可使面團較干，從而在軋片或膨化過程中粘性小一些。擠壓蒸煮時的適宜水分為25～35%，溫度一般在130～180℃。如需生產含高蛋白質即食食品可加大豆粉或其他谷物蛋白。添加高蛋白質組分，會減低混合物的膨化度，因而擠壓時所需水分、溫度要略高些。同時因面團粘度較大，擠壓過程中能耗較高。有時配方中還加著色劑及調味劑，在即食食品添加維生素和鐵質的也已日益普及。
全脂大豆粉
由全粒大豆經擠壓蒸煮工藝制成。可作為強化烘焙食品、面條、飲料、嬰兒食品等的配料。大豆是制作谷類營養食品的一種重要油料，其中含有一些抗營養因子和酶(見大豆加工)。通過擠壓熱處理可使其變性或降低活力或被破壞。如大豆中脂肪氧化酶，經充分高溫的擠壓過程，破壞程度可達90%以上，從而使擠壓后全脂大豆粉中的油脂穩定而耐儲存。全粒大豆的豆腥氣，通過擠壓過程也能揮發而呈烘烤過果實氣味。
生產全脂大豆粉時，大多數研究者認為在擠壓前應有一預調質工序。不經預調質時，擠壓機的單位產品能耗約為有調質工序的 3倍。要使大豆原料得到充分的熱處理,其時間、溫度和水分應有一適宜的相互關系。G.C.穆斯塔卡斯等人認為達到同一大豆抑制素(TI)的失活值，在原料水分較高時，停留在擠壓機內的時間應較短；低水分時，擠壓溫度需高些。TI的失活率與蛋白質效率比 (PER)之間也有一相互關系。在TI的失活率為40～70%時有滿意的 PER值。J.J.拉克斯指出TI的失活率大于50%，就不會導致胰腺肥大，因此該值可作為熱處理滿意的一個較低水平的指標。大豆中所含的尿素酶，受熱時會變性，其活力大致隨TI失活率的增加而降低，也可作為大致判斷擠壓過程中熱處理程度的一種指標。
全脂大豆粉一般含蛋白質41%，粗脂肪22.5%，粗纖維1.7%，灰分5.1%，水分3.4%，100目以下的粒度占95%。
混合食品
由谷物配以油料或豆科作物制成。是一種氨基酸模式接近的谷物食品。
混合食品的生產工藝大致有兩種：一種是先用擠壓機將谷物組分預蒸煮，經干燥、粉碎，再混以大豆蛋白粉或濃縮蛋白粉、油脂、維生素和礦物質，也可另加脫脂奶粉和糖等組分；另一種是先將谷物組分、全粒大豆、花生或豆科作物的粗粉、預混合劑進行混和并經預調質后，再進入擠壓蒸煮機，較之前一工藝簡單些。
混合食品的配方可根據當地生產的谷物、油料或豆類品種、價格、營養要求、產品形式而各有不同。美國對外援助生產的混合食品有玉米-大豆-奶粉（CSM）、玉米-大豆混合粉(CSB)、小麥-大豆混合粉(WSB)等品種。
組織植物蛋白
人們對肉類的需求量不斷增長，同時又對動物肉類含有較高比例的飽和脂肪酸而感到擔憂，由此出現了組織植物蛋白。它主要以油脂工業的副產品──脫脂大豆粕粉為原料，經組織化工藝制成。根據功能可分為肉類增量品和類肉品二類。前者能取代部分碎肉制成各種肉制品如香腸、肉醬；后者可替代塊狀肉品。的組織植物蛋白應具有肉樣纖維結構、吸水性和脂肪性，以與肉類有相似的口感和外觀，經食品加熱和加工后仍能保持其完整性。
商品性組織植物蛋白的原料，以低溫脫溶的大豆粕為。其質量要求為：蛋白質含量不低于50%，纖維含量不高于3%，油脂含量在1.0%以內,氮溶能度(NSI)為50～70%。擠壓成型的組織植物蛋白，干重計含50%蛋白質，濕重計含16%蛋白質，具有良好的脂肪吸收性，能迅速復水而不影響其結構、形狀和咀嚼質地。
擠壓食品組織化工藝
植物蛋白的組織化工藝，可歸納成以下4種：
①纖維紡絲法：由合成纖維所采用的纖維生產工藝發展而成。纖維的定向性好，但得率、產量低，成本高，并存有廢料的處理問題，使商品化生產受到極大限制。
②蒸汽組織化：蛋白質顆粒在蒸汽環境下加熱并進行壓力的快速釋放。此工藝已商業性生產組織化碎片，用作肉類增量品。但單獨用它來生產類肉品時，缺乏所要求的粘性和結構。
③壓力組織化：利用噴爆機可批量式生產組織化碎片，其特點是能使全脂大豆組織化。
④擠壓法：采用食品擠壓機生產組織植物蛋白，產品質量高，能連續化生產，產量大而生產成本低，很少或沒有需處理的副產品。此法和纖維紡絲法相比，纖維的定向性稍差，采用補充性擠壓工藝，可在很大程度上克服此缺點。
生產肉類增量品時，的擠壓工藝是一次性的高溫高壓擠壓。產品組織化后有明顯的纖維結構和高度的膨化特性。生產類肉品時，由于該產品在強烈蒸煮后要求無氣孔，呈層狀纖維結構，能保持類似真肉的結構、外觀和口感，通常采用二道或多道擠壓工藝或特殊的冷卻模頭。[5]
擠壓食品生產優點
營養損失少，易消化吸收
物料破擠壓過程中由于受熱時間短，營養成分破壞程度小，蒸煮擠壓時，淀粉、蛋白質、脂肪等大分子物質的分子結構均不同程度發生降解，呈多孔疏松質結構,有利于人體消化和吸收。如未經膨化的粗大米，其蛋白質的消化率為75%，經膨化處理后可提高到83%。
口感好，食用方便
許多粗糧中富含礦物質、維生素及人體必需的氨基酸等營養成分，符合人體營養需要。但是，粗糧往往因口感粗糙而受到人們的冷落，
粗糧經擠壓膨化處理后，能改變物料的組織結構、密度和復水性，使產品質地變軟，改善了口感和風味。另外，膨化后的制品，其質地是多孔的海綿狀結構，吸水力強，容易復水，因此不管是直接食用還是沖調食用均較方便。
不易回生，有利于長期儲藏
利用擠壓技術加工，由于加工過程中高強度的擠壓、剪切、摩擦、受熱作用，淀粉顆粒在水分含量較低的情況下，充分溶脹、糊化和部分降解，再加上擠出模具后，物料由高溫高壓狀態突變到常壓狀態，便發生瞬間的“閃蒸”，這就使糊化之后的α-淀粉不易恢復其β-淀粉的顆粒結構，故不易產生“回生”現象。擠壓食品加工過程時間短，原料水分含量一般較低，不利于微生物生長繁殖.從原料到產品，生產工藝簡單，流水線短，基本上無污染機會。擠壓過程溫度可高達200°C左右，即使時間很短(通常在10s以下)，也可以破壞原料中的微生物。膨化后的產品含水量低，一股為5%-8%,這種狀態也不利于微生物的生產繁殖。因此只要保存方法得當，便可較長時間保存。[1]
參考資料
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