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1、食品工艺食品研究与开发2006.Vol.27.NO.581二氧化碳在食品挤压膨化中的应用王宇伟,李汴生,阮征(华南理工大学轻工与食品学院,广东广州510640)摘要:阐述了二氧化碳作为超临界流体和气体在食品挤压膨化技术中应用的原理、设备及动力学特点。与传统的蒸汽膨化相比,基于二氧化碳的膨化可以相对低的操作温度很好地保护风味物质、维生素、天然色素等热敏性成分,并获得特有的产品质构。关键词:膨化;超临界二氧化碳;二氧化碳APPLICATIONOFCARBONDIOXIDEINFOODEXTRUSIONWANGYU-wei,LIBian-sheng,RUANZheng(Co
2、llegeofLightIndustryandFoodTechnology,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,Guangdong,China)Abstract:Thepaperreviewedcharactersofapplicationofcarbondioxideusedassupercriticalfluidandgasinfoodextrusiontechnology.Comparedwithconventionalsteamextrusion,extrusionbasedoncarbondiox
3、-ideproceedsatrelativelowprocessingtemperaturecanpreventdamagestofoodflavorcomponents,vita-mins,naturalpigments,andothersensitivecomponents,andalsomakeproductsextraordinarytexture.Keywords:extrusion;supercriticalcarbondioxide;carbondioxide挤压膨化加工技术具有独特的连续、短时、高温、高的膨化可使产品中气泡的分布十分均匀,通过控制一些物
4、压、高剪切等特点,挤压机将物料的输送、混合、粉碎、加理参数就可以很好地去除物料中的二氧化碳;二氧化碳对热、熔融、增压和挤出膨化等多项单元操作复合在一起,是食品中的各种组分几乎没有破坏作用,二氧化碳作为一种一种连续式反应器。传统的挤压膨化属于蒸汽膨化(steam惰性介质,反而对食品物料中的热敏性成分有很好的保护expansion),物料的膨化是通过高压水蒸汽的迅速蒸发形成作用;此外超临界二氧化碳流体及二氧化碳气体应用到膨的。挤压膨化中的高温(130℃~170℃或更高)、高压、低水化食品加工中也相当安全和容易操作。分(13%~20%)和高剪切会造成食品物料中的热敏性成分1
5、超临界二氧化碳在食品挤压膨化中的应用(如风味物质、维生素、氨基酸等)一定程度的损失[1~4]。蒸汽超临界流体20年前已应用于咖啡中咖啡因的去除以膨化不易控制气泡单元的大小和产品密度,形成的膨化食及啤酒花风味的提取,而将超临界流体运用于食品的挤压品的多孔结构较为粗糙(如表1所示)[5];当物料水分大于操作还是比较新的方法。1992年美国康奈尔大学Rizvi和20%(W/W,湿基质量)时,就不能很好地优化操作参数,并他的同事Mulvaney申请了一项将超临界二氧化碳用于食造成产品膨胀率下降及较高的产品密度[6]品膨化的加工技术专利[7],在他们的研究和推动下,超临界。流体
6、膨化(SupercriticalFluidsExtrusion,SCFX)技术已经发表1基于蒸汽膨胀的挤压膨化产品的特性物料配比体积密度孔洞单元大小膨胀率展成为一种颇具潜力的食品加工技术。(g/cm3)(mm)1.1超临界二氧化碳挤压膨化的设备粗玉米粉,0.10~0.272.1~3.0-采用TX-52双螺杆挤压机改进的超临界流体膨化设水分含量15.8%备如图1所示,挤压头由传统的6或9个增加到14个,长谷物粗粉,0.04~0.151.0~2.3-度直径比(L/D)增加到40.5∶1。在蒸煮段(头3~5)温度由水分含量15~25%循环的热流体保持一定的温度;在冷却段(头
7、6~14)处用循二氧化碳是应用于食品加工中最多的一种介质,它不环水(低于4℃)进行冷却,物料在头7处将部分水蒸汽排仅价格相对较低,而且容易得到高纯的组分。超临界二氧出以降温;然后超临界二氧化碳在高于筒内压力的情况下化碳和二氧化碳气体也能用于食品的膨化,利用二氧化碳注入,最后物料被挤出模口,通过CO2的膨胀作用而对物的气化使食品物料形成多孔膨松结构,这种基于二氧化碳料进行膨化,得到具有特殊性质的产品[8]。作者简介:王宇伟(1971-),男,在读研究生,研究方向:食品加工保1.2超临界二氧化碳挤压膨化的原理和特点藏。2006.Vol.27.NO.5食品
