冷冻粉碎技术的特点及在食品工业中的应用

现代化农业　２０１６年第１１期（总第４４８期）　・　３５　・　冷冻粉碎技术的特点及在食品工业中的应用　姜安巍　要是　（黑龙江省农垦科学院农畜产品综合利用研究所，黑龙江佳木斯１５４００７）　冷冻粉碎是利用物料在低温状态下的“低温脆性”，即物料随着温度的降低，其硬度和脆性增加，而塑性　及韧性降低，在一定温度下，用一个很小的力就能将其粉碎。经冷冻粉碎的物料，其粒度可达到“超细微”的　程度。首先使物料低温冷冻到玻璃化转变温度或脆化温度以下，再用粉碎机将其粉碎。　１冷冻粉碎技术的特点　冷冻粉碎不但能保持粉碎产品的色、香、味及活性物质的性质不变，而且在保证产品微细程度方面具有　无法比拟的优势，由于冷冻粉碎能最大程度地保存原有营养物质分子结构、成分及活性，所以提高了人体对　各种营养成分和微量元素的吸收，因此，符合“绿色食品”的要求。食品冷冻粉碎具有冷冻温度带宽；适合单　一品种和多品种混合粉碎；防止氧化；无热现象发生，防止食品变性；可使食品纤维化；适合各类原料。　ａ．可以粉碎油脂、糖类含量较高物料。对油脂、糖类成分含量较高的物料，在常温粉碎时，不可避免地发　生升温现象，引起物料的软化、熔融，致使有些物料粘结在粉碎室腔体内，堵塞筛网和管道，导致粉碎系统难　以正常运行。而在低温条件下，这些使物料变软的油脂和水分都变成晶体状态，同时，粉碎热被冷剂带走。　因此，物料不会发生上述情况，粉碎可正常进行。　ｂ．可保持芳香产品色、香、味及有效营养成分。在常温下粉碎含有芳香成分的物料时，会发生升温而使　其中的香气和营养成分损失严重，采用冷冻粉碎可在很大程度上避免这些现象。这是因为：冷冻粉碎可带走　粉碎机的粉碎热，使机器保持较低的温度，消除升温引起的品质劣化；细菌繁殖受到抑制，避免了污染；物料　与空气不直接接触，避免了物料的氧化；能够对产品中的营养成分起到很好的保护作用。　Ｃ．冷冻粉碎可以获得更细的粉末。物料经过低温处理后，其冲击韧性、延伸率降低，即呈脆性。同时，快　速降温造成物料各部位收缩的不均匀性而产生内应力，该内应力又容易引起物质的薄弱部位产生破坏和龟　裂，促使物质内部缺陷的传递和扩大，并导致物质内部组织结合力的降低。因此，当受到一定的冲击力时，物　料更容易碎成细粒，且粉体的粒度分布均较好。　ｄ．等条件时冷冻粉碎的处理能力显著高于常温粉碎。研究羚羊角冷冻粉碎温度与处理量的关系，结果　表明羚羊角的低温处理量比常温粉碎高出ｌ０倍以上。　ｅ．可使物料的流动性得到较大改善。在低温处理过程中，物料在短时间内温度急剧变化，其薄弱部位迅　速扩大。当受到外部冲击力作用时，在颗粒内部产生向四方传播的应力波，并在内部缺陷、裂纹等处产生应　力集中，使物料首先沿这些薄弱面粉碎，从而物料内部微观裂纹和脆弱面的数目相对减少，颗粒无撕裂毛边　生成，表面变得更加光滑，其流动性得到很大的改善。这一特性对以后粉末在混合粉中的均匀分布会起到很　好的作用。　２冷冻粉碎技术在食品加工中的应用　ａ．冷冻粉碎技术在鱼类生产中的应用。日本岩谷产业公司利用它在世界上有名的“液氮冻结粉碎设　备”，成功地将甲鱼加工成１００　保持原风味的超微粉末。该设备是利用液氮具有的所谓超低温（一１９０￣Ｃ）、　惰性（９９．９９９　）、超干燥（露点－－７０。Ｃ）等三大特性，将食品在瞬问内加以冻结和微粉化，所以它是划时代的　技术。由于这一设备的出现，使那些稍受一点热就会损失香味的香料和高油脂食品可以进行微粉碎处理。　同时，由于整个工艺都是在低温液氮中进行的，因此食品一点也不会变质，十分卫生。此外，尽管进行微粉碎　处理，该食品所具有的味、香、滋补成分等均无损失。该公司这次研制的新型食品甲鱼粉应用了上述技术，将　收稿日期：２０１６—０９—１５　・　３６　・　现代化农业　２０１６年第１ｌ期（总第４４８期）　活甲鱼进行粉末化处理，其质量甚佳，具有与活甲鱼相同的风味和营养价值。　ｂ．冷冻粉碎技术在藻类植物生产加工中的应用。我国水产资源丰富，沿海各地藻类（包括海带、紫菜、　麒麟菜、马尾藻等）近年产量大幅度增长。藻类营养丰富，富含人体自身不能合成的多种氨基酸和碘、钙、锌　等多种微量元素。目前对藻类的加工，除了部分作为提取有效成分用于制药外，大部分采用粗加工，即高温　高热加工方法，产品中的营养成分损失很大，失去了天然食品的原有营养成分、风味和活性物质。这样加工　出来的产品，由于其结构紧密，人体对有益成分的吸收率很低，既影响到营养保健效果，又造成了资源的浪　费。而采用在深低温下粉碎的超微细加工新技术，不仅能最大程度地保存了藻类的分子结构和生理活性及　营养成分，提高人体的吸收率，而且便于运输、贮藏和食用，从而提高了食用价值和应用价值。　ｃ．冷冻粉碎技术在调味品中的研究与应用。传统的植物香辛料一直是人们餐桌上不可或缺的组成部　分，尤其粉体加工在调味品制备中占据着重要地位。但是普通的粉碎手段由于物料在粉碎时温度上升，导致　物料里面的营养物质流失，品质下降，已不能适应现代食品工业的生产需求。针对这种状况，鸿兴源结合国　外的冷冻粉碎技术，创造性地将该技术应用到调味料的加工领域，张佳等（２０１２）通过研究，在常温粉碎情况　下，胡椒碱流失率达到ｌ８．１　，而在超低温情况下粉碎，胡椒碱的流失率仅为９．２％，流失较常温下粉碎减少　一半。将超低温粉碎技术运用于调味品制备工艺中，大大减少了常温粉碎技术在调味品制备过程中对于原　材料生物活性成分的破坏，最大程度地保存了调味料有效成分，使产品色、香、味俱全，同时，采用超低温粉碎　技术，调味料粉碎效果更好，可以有效地减少调味料中的有效成分流失，提高了产品的质量与品质。毕燕芳　通过单因素实验考察了冷冻温度、冷冻时间、粉碎温度对道口烧鸡风味辛香调味料低温粉碎率的影响，然后　通过正交试验确定了最佳加工工艺。经过显微镜检，粉碎后的粉体粒径达到３００目。确定了道口烧鸡风味　辛香调味料配方为八角９．２１　、豆蔻４．６　、孜然０．３１　、花椒１２．２４　、白芷４．６　、茴香１５．３４　、山奈　１２．２７　９／６、草果４．６　、良姜２７．６２　、砂仁１．５４　、荜茇７．６７　。通过单因素和正交实验得到了道口烧鸡风　味辛香调味料最适低温粉碎工艺条件为将辛香调味料通过粗粉碎机，使其通过直径为５ｒａｍ的筛网，然后将　物料于一８Ｏ℃，温度下冷冻１２ｒａｉｎ后进行粉碎，粉碎室温度保持在一６０℃，分级分离器转速调整为３００目，此　时生产能力可达２Ｏｋｇ／ｈ。得到了一种道口烧鸡风味超微辛香调味粉产品。　ｄ．冷冻粉碎技术在蔬菜加工中的应用。蔬菜粉是蔬菜深加工的新型产品，可以作为食品的添加剂来调　节食品的营养成分。目前，加工的蔬菜粉多为干粉，加工方法主要是采用热风干燥技术，工艺复杂、能耗较　大，而且营养成分的流失较为严重。国外比较流行的是冷冻干燥技术，加工出的蔬菜粉很好地保持了蔬菜原　有的营养和色泽。但由于其成本太高导致造价过高，因而难以在复合工程食品中大量应用。根据冷冻粉碎　加工的特点，提出一种全新的蔬菜粉加工技术，该技术与传统的热风烘干相比，其特点是很好地保持了蔬菜　中原有的营养成分；与冷冻干燥技术相比，大大降低了成本，因此有着十分广泛的应用前景。冷冻蔬菜粉的　加工原理，是利用蔬菜低温下会脆化的特性，将蔬菜冷冻到一定的温度下进行粉碎，形成一定粒度的粉末。　其加工工艺流程为：选料一清洗一切片一护色一漂烫一冷淋一沥水一速冻一粉碎一包装一冷藏。　ｅ．冷冻粉碎技术在麦麸膳食纤维制备的应用。黄晟等研究了超微粉碎和冷冻粉碎对麦麸膳食纤维性质　的影响。麦麸膳食纤维通过超微粉碎和冷冻粉碎３ｈ分别可以得到平均粒径为２０．８６１　ｍ和１３．３８２　ｍ的超　细粉体，冷冻粉碎得到的粉体粒径分布较超微粉碎均匀。超微和冷冻粉碎后水溶性膳食纤维含量分别提高　到７．５９　和１１．４７　；膨胀力分别增加了９．９１　和３７．７７　；以化学吸附为主的重金属离子吸附能力、阳离　子交换能力上升；以物理吸附为主的持水力、持油力和胆固醇吸附能力减小，其中冷冻粉碎样品各功能性质　均要优于超微粉碎样品。冷冻粉碎能使富含纤维的韧性物料进入“低温脆性”，从而使常温下难以粉碎的物　料变得容易粉碎。Ｘ射线衍射图显示粉碎未改变膳食纤维结晶结构，纤维晶区基本未受影响。　３参考文献　［１］许学勤．食品工厂机械与设备［Ｍ］．北京：中国轻工业出版社，２０１０．　［２］江水泉，刘木华，赵杰文，等．食品及农畜产品的冷冻粉碎技术及其应用［Ｊ］粮油食品科技，２００３，１１（５）：４４—４５．　．［３］康景隆．食品冷藏链技术［Ｍ］．北京：中国商业出版社，２００５．（０１７）