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2024

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二氧化碳在食品挤压膨化中的应用


二氧化碳挤压膨化加工技术具有独特的连续、短时、高温、高压、高剪切等特点,挤压机将物的输送、混合、粉碎、加热熔融、增压和挤出膨化等多项单元操作复合在 一起,是一种连续式反应器。

传统的挤压膨化属于蒸汽膨化, 物料的膨化是通过高压水蒸汽的迅速蒸发形成的。挤压膨化中的高温(130°C- 170°C或更高)、高压、低水分(13%-20%)和高剪切会造成食品物料中的热敏性成分(如风味物质、维生素、氨基酸等)一定程度的损失。食品级二氧化碳

食品级二氧化碳

二氧化碳是应用于食品加工中最多的一种介质,它不仅价格相对较低.而且容易得到高纯的组分。超临界二氧化碳和二氧化碳气体也能用于食品的膨化,利用二氧化碳的气化使食品物料形成多孔膨松结构,这种基于二氧化碳的膨化可使产品中气泡的分布十分均匀,通过控制一些物理参数就可以很好地去除物料中的二氧化碳;二氧化碳对食品中的各种组分几乎没有破坏作用,二氧化碳作为一种惰性介质,反而对食品物料中的热敏性成分有很好的保护作用;此外超临界二氧化碳流体及二氧化碳气体应用到膨化食品加工中也相当安全和容易操作。

超临界二氧化碳对溶质的溶解特性如下:

(1)可以溶解非极性或弱极性成分。

(2)溶解能力随溶质分子量的增大而下降。

(3)超临界二氧化碳与中等分子量氧化的有机成分有较高的亲和力。

(4)游离脂肪酸和它们的酯表现出较低的溶解性。

(5)水在低于100℃时有较低的溶解性(小于0.5%,w/w)

(6)蛋白质、多糖、蔗糖和矿物盐分是不溶的。

二氧化碳挤压膨化

超临界二氧化碳膨化过程中,面团预先用水和蒸汽在设定的条件下预处理,然后在挤压机中用近120℃的温度进行挤压,面团被送入冷却段进行冷却到100℃以下,然后超临界二氧化碳被注入到蒸煮过并冷却的面团中,在挤压机内压力、温度、剪切作用下,二氧化碳分散到面团中,因为挤压机中的压力和温度在临界的温度和临界压力以上,各种风味成分、色素和其他的一些可溶于超临界二氧化碳的物质在挤出模口前溶入了超临界二氧化碳,当物料被挤出模口后,随着压力的释放,超临界二氧化碳变成气体,溶解能力大大下降,二氧化碳气体释放到大气中,从而留下孔洞,色素、风味物质及溶入超临界二氧化碳的物质被留在物料的多孔网络中,在一定程度上防止了这些成分的丧失。同时二氧化碳气化逃逸对产品结构进行膨化,可以得到106个气泡/cm3的产品,且气泡分布十分均匀,有光滑的外表面等。

由于超临界二氧化碳的注入,膨化操作温度大大降低,从而减弱了美拉德反应,减少了营养成分(氨基酸)的损失,使产品色泽更加清淡。超临界二氧化碳的这种特性,可以将蛋白质、钙、维生素等热敏性物质通过超临界二氧化碳加入到食品中去,提高产品的营养价值,使产品风味浓郁成为可能。

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