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營(yíng)養(yǎng)谷物早餐食品加工工藝比較分析
閱讀：3239 發(fā)布時(shí)間：2011-1-24 谷物早餐食品具有粗糧細(xì)作、口感風(fēng)味好、營(yíng)養(yǎng)損失少、消化吸收率高、衛(wèi)生水平好、老少皆宜等特點(diǎn)111。谷物早餐（BreakfastCereals）是以谷物——玉米、大米、小麥、燕麥等為主要原料加工成片狀再加入牛奶（冷食）或稍煮沸片刻（熱食）就可食用的早餐食品121。品種有小麥片、全麥片、山核桃全麥早餐、果汁軟糖字母谷物片、杏仁蜜糖燕麥片、玉米片、
香甜玉米片等系列食品。其味道有本昧，有加砂糖、蜂蜜、巧克力、肉桂、鮮果、草莓、椰絲、蔬菜、杏仁、山核桃等風(fēng)味的谷物早餐食品。據(jù)報(bào)導(dǎo)，世界谷物早餐的年產(chǎn)量達(dá)到320萬噸，銷售金額為166億美元。美國(guó)是谷物早餐zui大市場(chǎng)，占了數(shù)量的一半左右和銷售金額的60％左右。歐洲谷物早餐市場(chǎng)也很大，有法國(guó)、德國(guó)、西班牙和英國(guó)等五大市場(chǎng)，約產(chǎn)谷物早餐81．5萬噸和銷售金額40億美元以上。目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的即食谷物早餐主要品牌有：美國(guó)生產(chǎn)谷物的大型企業(yè)“家樂氏”，“寶氏”，杰耐拉爾米爾斯公司的“TotalProlein”，凱洛格公司的“SpecialK”，全美銷量*的早餐品牌“雀巢脆谷樂”，馬來西亞家麥有限公司的“恩氏”，新加坡金味集團(tuán)的“金味”；而國(guó)內(nèi)的品牌是“湖南沐林”，桂林西麥生物技術(shù)開發(fā)有限公司的“西麥”，東莞市虎門日隆食品廠的“明輝牌”。zui初的谷物早餐是采用蒸煮、壓片、焙烤工藝生產(chǎn)的燕麥片嗍。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家于20世紀(jì)70年代開始運(yùn)用擠壓技術(shù)生產(chǎn)谷物早餐，并且谷物早餐食品得到了迅速的發(fā)展與更新；我國(guó)于20世紀(jì)80年代初才開始研究食品擠壓技術(shù)，主要將擠壓技術(shù)用于生產(chǎn)膨化休閑食品及組織蛋白，谷物早餐食品的生產(chǎn)還處在起步的階段。目前，谷物早餐食品加工工藝有許多種，如：間歇式濕熱蒸煮加工工藝、傳統(tǒng)的噴爆加工工藝、壓片蒸煮加工工藝、谷物破碎蒸煮加工工藝、焙烤和氣流膨化加工工藝、擠壓膨化加工工藝和微波真空膨化加工工藝等。本文主要針對(duì)谷物早餐食品加工工藝進(jìn)行比較分析。
1、營(yíng)養(yǎng)谷物早餐食品產(chǎn)品配方設(shè)計(jì)
早餐對(duì)于人體健康和人們一天的精力都十分重要，據(jù)有關(guān)調(diào)查表明[61：我國(guó)33％的人不吃早餐或很少吃早餐，57％的人對(duì)現(xiàn)在的早餐市場(chǎng)不滿意，我國(guó)大、中小學(xué)生中有43．5％不能保證每天吃早餐，我們的早餐食品品種少、營(yíng)養(yǎng)不全，蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量明顯不足。因此，中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)已把新型早餐食品的研制開發(fā)作為重點(diǎn)研究方向。
谷物早餐食品在發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，他們已根據(jù)各國(guó)的原料特點(diǎn)和人們的飲食習(xí)慣，開發(fā)了各具特色的谷物早餐食品。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，盛產(chǎn)稻谷、小麥、玉米、燕麥、高粱、大麥、小米、蕎麥等五谷雜糧。谷物原料資源具有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)素，根據(jù)中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)*營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提供的谷物營(yíng)養(yǎng)成分的分析
情況，選擇小麥、燕麥、玉米、苦蕎、赤小豆、大米、面粉等作為營(yíng)養(yǎng)谷物早餐配方的基料，同時(shí)充分利用脫脂大豆粉、膳食纖維、全脂奶粉、蔗糖、棕櫚油、小麥淀粉、*、蜂蜜、碳酸鈣作為配料進(jìn)行產(chǎn)品配方設(shè)計(jì)。
2、營(yíng)養(yǎng)谷物早餐食品加工工藝原理
壓片蒸煮加工工藝、焙烤和氣流膨化加工工藝的加工原理：原料先經(jīng)過蒸煮糊化、質(zhì)構(gòu)轉(zhuǎn)化和特定的工藝成型等單元操作步驟；谷物中大量淀粉顆粒在蒸煮后破裂，淀粉糊化形成一種膠粘化淀粉基質(zhì)，包圍和維系著其他化學(xué)成分和各種加入成分；這種半均相物質(zhì)在適當(dāng)溫度和水分下，經(jīng)特定工藝處理直接形成所需要的形狀，再通過一定的方式使產(chǎn)品中的水分汽化形成多孔狀食品川。擠壓膨化加工工藝的加工原理[el：物料被送入擠壓膨化機(jī)中，在螺桿、螺旋的推力作用下，物料向前成軸向移動(dòng)，同時(shí)螺旋與物料、物料與機(jī)筒以及物料內(nèi)部的機(jī)械摩擦，物料被強(qiáng)烈的擠壓、攪拌、剪切，物料進(jìn)一步細(xì)化、均化；隨著機(jī)腔內(nèi)部壓力的逐漸增大，溫度相應(yīng)的不斷升高，在高溫、高壓、高剪切力的條件下，物料有粉狀變成糊狀，淀粉發(fā)生了糊化、裂解，蛋白質(zhì)發(fā)生變性、重組，纖維發(fā)生部分降解、細(xì)化，致病菌被殺死，有毒成分失活；在強(qiáng)大壓力差下，糊狀物料由模孔瞬間噴出，水分急驟汽化，物料膨化，形成酥松、多孔、酥脆的膨化產(chǎn)品。微波真空膨化加工工藝的加工原理：其是利用微波加熱膨化的一個(gè)過程，微波是一種無溫度梯度的加熱過程，并且微波功率輸出可調(diào)和微波加熱的
瞬時(shí)陛，使得物料被加熱時(shí)其內(nèi)部蒸汽壓梯度和蒸汽向外層遷移速率也具有可調(diào)和性，當(dāng)環(huán)境壓強(qiáng)降低時(shí)，水分?jǐn)U散速率加快，物料的沸點(diǎn)溫度降低，并在內(nèi)部積累形成壓力梯度，若物料質(zhì)構(gòu)不能承受這個(gè)壓力，使得食品物料中的水分在短時(shí)間內(nèi)迅速蒸發(fā)汽化，就會(huì)造成體積的膨脹，產(chǎn)生膨化效應(yīng)。營(yíng)養(yǎng)谷物早餐食品加工工藝流程如圖1所示。
圖1營(yíng)養(yǎng)谷物早餐加工流程
3、營(yíng)養(yǎng)谷物早餐食品加工工藝
營(yíng)養(yǎng)谷物早餐食品的種類比較豐富，它的加工工藝也比較多，我們?cè)诒疚闹饕U述壓片蒸煮加工工藝、擠壓膨化加工工藝和微波真空膨化加工工藝。
3．1壓片蒸煮加工工藝
壓片蒸煮加工工藝是早期的營(yíng)養(yǎng)早餐加工工藝。首先是用傳統(tǒng)的蒸汽蒸煮方法將物料熟化，調(diào)制成團(tuán)狀，再進(jìn)行擠壓、冷卻、切割、壓片成半成品，然后焙烤和涂上營(yíng)養(yǎng)的外衣，這樣制成了早期的營(yíng)養(yǎng)早餐食品。
3．1．1原料處理
3．1．1。1原料
選用硬質(zhì)馬齒型玉米，因其角質(zhì)胚乳含量較高，淀粉糊化后透明性好，產(chǎn)品外觀好看。
3．1．1．2脫胚
采用干法脫胚，先用熱蒸汽和90％以上熱水調(diào)節(jié)水分，再用碾米機(jī)粗碾，使玉米破糝，胚脫下來?；旌衔锝?jīng)振動(dòng)平篩篩理，即分離出玉米糝。
3．1-2配料、蒸煮
在玉米糝中加入食鹽、麥芽等調(diào)味料和水，使玉米糝含水達(dá)20％～35％，然后用1．47X105p的蒸汽蒸煮玉米糝至*糊化（呈半透明狀），形成糊化面團(tuán)。
3．1．3成型
玉米糝在66％下干燥至水分19％～20％，冷卻至30-40％，然后經(jīng)鋼輥軋成厚度為0．7～lmm的玉米片。軋前應(yīng)將物料破成分散狀，以保證出片均勻。
3．1．4焙烤
溫度250～350％，時(shí)間為20-150s，使水分降至10％左右。如再經(jīng)油炸（油溫不超過200℃），則可得到口感松脆的酥香片。
3．1．5噴強(qiáng)化劑
可噴涂營(yíng)養(yǎng)素制成強(qiáng)化玉米片或根據(jù)需要涂以糖、風(fēng)味劑等。
3．2擠壓膨化加工工藝
擠壓膨化加工技術(shù)是現(xiàn)代食品工程的*之一。它的主要設(shè)備是擠壓機(jī)，目前主要存在的擠壓機(jī)類型：活塞式、輥式和螺桿式。已經(jīng)應(yīng)用的膨化技術(shù)主要包括：擠壓膨化、氣流膨化、微波膨化、油炸膨化等，現(xiàn)在較常使用的是將擠壓與膨化工藝結(jié)合在一起的螺桿式擠壓膨化。
3．2．1粉碎
為了使物料混合均勻、擠壓蒸煮時(shí)淀粉充分糊化，各物料（玉米應(yīng)先除去皮和胚芽）粉碎至30～40目顆粒大小，雙螺桿擠壓機(jī)的用料粉碎至60目以上。
3-2．2混合調(diào)理
在0．4MP（絕）的凈化水和0．6MP（絕）的水蒸汽的作用下，物料在預(yù)調(diào)制器內(nèi)吸水、糊化、混合調(diào)理，時(shí)間控制在100s，溫度控制在60℃，再依據(jù)溫度將物料水分控制在13％-18％。
3．2．3擠壓膨化
擠壓膨化是整個(gè)流程的關(guān)鍵，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)感和口感。影響擠壓膨化的參數(shù)較多，包含物料的水分含量、擠壓過程中的溫度、壓力、螺桿轉(zhuǎn)速、物料的種類及其配比等陋121。擠壓機(jī)出口溫度控制在150％～190％，螺桿轉(zhuǎn)速90～150r／min（DS32型擠壓機(jī)）。同時(shí)，物料的成分隊(duì)膨化效果的影響也是比較大的，支鏈淀粉含量高的原料，膨化后產(chǎn)品的僅度（糊化度）高，膨化效果較佳；原料中蛋白質(zhì)及脂肪含量不同也對(duì)膨化效果產(chǎn)生影響，蛋白質(zhì)含量高的原料膨化率低；脂肪含量超過10％時(shí)，會(huì)影響到產(chǎn)品的膨化率，而一定量的脂肪可以改善產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味。不同類型和型號(hào)的擠壓機(jī)，其擠壓膨化的*工藝參數(shù)也有不同。
3．2．4切割、整形
膨化物料從?？讛D出后，經(jīng)緊貼?？椎男D(zhuǎn)刀具切割成形或經(jīng)牽引至整形機(jī)，經(jīng)輥壓成形后，有切刀切成長(zhǎng)度一致、粗細(xì)厚度均勻的不同形狀（魚、雪人、星星、環(huán)等）的膨化食品。
3．2．5烘烤、冷卻
膨化食品進(jìn)入浮化床干燥器中依次經(jīng)烘干、冷卻兩個(gè)過程，通過調(diào)節(jié)液化石油氣燃燒氣流的溫度使烘干溫度控制在120％，并采用通空氣冷卻至室溫，干燥后成品水分含量控制在2％-4％，以延長(zhǎng)保質(zhì)期，同時(shí)烘烤后產(chǎn)生一種特殊的香味，提高品質(zhì)。
3．2．6調(diào)味
在旋轉(zhuǎn)式調(diào)味機(jī)中進(jìn)行。按一定比例混合的植物油和奶油加溫至80％左右，通過霧狀噴頭使油均勻地噴灑在隨調(diào)味機(jī)旋轉(zhuǎn)而翻滾的物料表面。噴油的目的一是為了改善口感；二是為了使物料容易粘附調(diào)味料。隨后噴灑調(diào)味料，經(jīng)裝有螺桿推進(jìn)器的噴粉機(jī)將粉末狀調(diào)味料均勻?yàn)⒃诓粩酀L動(dòng)的物料表面，即得成品。為了防止受潮，保證酥脆，調(diào)味后的產(chǎn)品應(yīng)及時(shí)包裝。
3．3微波膨化加工工藝
微波真空技術(shù)是將微波和真空的特點(diǎn)結(jié)合在一起，用微波加熱，同時(shí)快速降低微波加熱系統(tǒng)的壓強(qiáng)，使物料內(nèi)包裹的氣體急速釋放出來，產(chǎn)生瞬間的壓力差，從而促使物料膨化115】。其加工工藝主要分為：原料預(yù)處理、微波膨化、噴強(qiáng)化劑3個(gè)步驟。
3．3．1原料預(yù)處理
稱取一定量的玉米原料，分別放入裝有200IIIl水的燒杯中。浸泡24h后取出，放入干燥箱中，烘至水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11．5％后進(jìn)行均濕處理，重復(fù)3次。
3．3．2微波膨化
物體吸收微波能量轉(zhuǎn)化成熱量后，物體溫度升高，物體內(nèi)含的水分蒸發(fā)，脫水，干燥；若適當(dāng)?shù)乜刂泼撍俣?，就能讓物體的結(jié)構(gòu)松疏，膨化【Iq。
3．3．3噴強(qiáng)化劑
根據(jù)需要可噴涂營(yíng)養(yǎng)素、糖、風(fēng)味劑等，制成含豐富水溶性纖維，蛋白質(zhì)，*，無論從口味、外觀和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上都是人們喜愛的谷物早餐食品。
4、谷物早餐食品的擠壓膨化工藝與其它工藝的對(duì)比
4．1壓片蒸煮、焙烤和氣流膨化力n-r-的谷物早餐食品
與壓片蒸煮、焙烤和氣流膨化加工工藝相比，擠壓加工極大地改善了谷物早餐食品的加工工藝，縮短了工藝過程，豐富了谷物食品的花色品種，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)費(fèi)用，減少了占地面積，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度”，同時(shí)也改善了產(chǎn)品的組織狀態(tài)和口感，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。蛋白質(zhì)在擠壓過程中會(huì)發(fā)生很多變化，如功能性變化、營(yíng)養(yǎng)性變化、在水和稀鹽溶液中溶解性下降、賴氨酸損失、組織結(jié)構(gòu)化、可消化性提高等，其中蛋白質(zhì)變性是zui重要的閻。高溫、高壓、高剪切作用使蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生伸展、重組，分子表面的電荷重新分布，分子間氫鍵、二硫鍵部分?jǐn)嗔?，?dǎo)致蛋白質(zhì)變性，但蛋白質(zhì)的消化率明顯提高。淀粉在擠壓膨化過程中，主要發(fā)生了兩方面的變化。一方面是淀粉糊化，其本質(zhì)是水分進(jìn)入微晶束結(jié)構(gòu)，拆散淀粉分子間的締合狀態(tài)，淀粉分子或其聚集體經(jīng)高度水化形成膠體體系。另一方面是淀粉降
解，在高溫和高剪切環(huán)境條件下，淀粉鏈被部分打斷，淀粉主要發(fā)生降解現(xiàn)象，生成小分子寡糖（產(chǎn)生麥芽糖、糊精等小分子物質(zhì)）。淀粉的糊化過程主要表現(xiàn)為晶體融化崩潰現(xiàn)象，其實(shí)質(zhì)就是自由水分子作用下氫鍵大量斷裂，半晶體解體過程。脂肪在擠壓膨化過程中水解生成單甘油和游離脂肪酸，這兩種產(chǎn)物與直鏈淀粉、蛋白質(zhì)形成了復(fù)合物，從而降低擠出物中游離脂肪酸的含量倒。同時(shí)還使原料中脂氧酶、脂解酶鈍化，對(duì)提高食品貯藏的穩(wěn)定性非常有利。同時(shí)，Venou等研究認(rèn)為擠壓可提高蛋白質(zhì)和脂類的可吸收性[231。VC和VA在擠壓膨化過程中變化較大，但由于腔體高溫作用時(shí)間短，與氧接觸機(jī)會(huì)少，而成品在被擠出模具的瞬間，溫度急驟降低。所以仍有約70％的VC和50％以上的VA被保留下來剛。擠壓膨化過程
中發(fā)生的美拉德反應(yīng)也是膨化食品風(fēng)味的來源之一。在調(diào)味過程中，也可以對(duì)擠壓谷物食品噴涂一些調(diào)味，如洋蔥味、咖啡味、巧克力味、麻辣味等，來增加膨化食品的風(fēng)味。
4．2微波膨化加工的谷物早餐食品
微波膨化就是利用微波的內(nèi)部加熱特性，使得物料的內(nèi)部迅速受熱升溫產(chǎn)生大量的蒸汽，內(nèi)部的大量蒸汽向外沖，形成無數(shù)的微小孔道，使物料組織膨脹、疏松。微波膨化常作為加工工藝的后續(xù)工藝使用，生產(chǎn)的谷物早餐食品咀嚼性都比較好，特別是燕麥片具有很好的咀嚼性，克服了一般加工工藝所存在的谷物早餐浸泡后易爛的缺點(diǎn)，使谷物早餐有較好的咀嚼口感。同時(shí)微波膨化工藝既可將原料中的脂肪氧化酶鈍化，又使淀粉糊化，形成膠凝狀，能zui
大限度地保持谷物早餐營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味。微波膨化后，谷物早餐食品的淀粉含量減少，低聚糖含量增加，蛋白質(zhì)含量無變化，提高淀粉的消化率，同時(shí)能使鼓舞早餐具有更好的可沖調(diào)性，克服了谷物早餐復(fù)水難的缺點(diǎn)，同時(shí)原料中具有更多的膳食纖維，可使微波膨化后的谷物早餐食品具有更好的咀嚼性。與擠壓膨化一樣都是新型的食品加工工藝，生產(chǎn)出來的谷物早餐食品都具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
5營(yíng)養(yǎng)谷物早餐加工工藝的發(fā)展與展望
5。1目前，歐美已根據(jù)他們各國(guó)的原料特點(diǎn)和
人們飲食特點(diǎn)，發(fā)展了他們各具特色的擠壓早餐谷物品種嗍。我國(guó)食品工業(yè)主要運(yùn)用擠壓技術(shù)生產(chǎn)膨化休閑食品及組織蛋白，而運(yùn)用擠壓技術(shù)生產(chǎn)早餐谷物食品，可以說還處在剛剛起步的階段㈣。
5．2微波膨化技術(shù)主要應(yīng)用于物料后期處理，如營(yíng)養(yǎng)膨化食品、蛋白質(zhì)膨化食品、加工抗性淀粉等。微波膨化作為食品物料后期處理技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但作為物料的預(yù)處理技術(shù)仍需要進(jìn)行大量的研究，作為一種新的加工工藝拓寬了谷物食品加工工藝的新思路，具有很大的實(shí)用和學(xué)術(shù)意義。
5．3營(yíng)養(yǎng)谷物早餐加工工藝經(jīng)歷了有傳統(tǒng)的
工藝到新型工藝的變革，營(yíng)養(yǎng)谷物早餐作為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵罚枰谄贩N上、風(fēng)味上和營(yíng)養(yǎng)上來滿足人們的更高要求。同時(shí)，技術(shù)上的進(jìn)步是營(yíng)養(yǎng)早餐食品發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力，擠壓膨化技術(shù)、微波真空膨化技術(shù)作為現(xiàn)代新型的食品加工技術(shù)，更應(yīng)該大力研究其機(jī)理和應(yīng)用，開發(fā)出更好、更完善的加工工藝。