粉碎,食品行业必须跨过的一道坎
从日常的五谷杂粮到吸天地之灵气的灵芝和冬虫夏草等均会应用到粉碎技术。传统的食品加工方式使得其中的功能成分难以被消化吸收且口感差,而超粉碎技术的应用可提高产品的风味口感,还可改善人体对食品中功能成分的吸收。袁博士讲述了新一代粉碎技术一高压喷射流纳微粉碎乳化技术。该技术是在开发最新一代的高压微通道反应器平台技术的过程中诞生的最新物料预处理技术,利用高压微通道喷射流技术实现多相流的超细粉碎、均质、乳化的一体化过程,可以广泛应用于食品加工的粉碎乳化等应用领域。
相比传统湿法加工技术,该技术具有多项优势,如超细粉碎效果,超越传统湿法粉碎粒度一个数量等级;高密度能量聚焦方式,能耗大幅下降;粉碎、均质、乳化- -步法效果,简化传统工艺过程;闭路工艺过程,阻隔环境污染的可能;连续流的设备构成,提高T.艺过程的安全稳定。目前,高压喷射流纳微粉碎乳化技术在食品行业具有广泛的应用,包括传统豆制品(豆腐干、豆腐)无出渣生产工艺、全豆豆浆粉产品、水果、蔬菜饮料加工工艺、植物蛋白与谷物饮料、乳饮料、油相与水相的乳化、均质以及创新性食品。
以果蔬计饮料为例,该技术具有两方面的优势作用:促进果胶滲出,增强果胶与果汁的亲和力,同时提高果汁的稳定性;通过该设备的粉碎细化作用将传统工艺难处理的部分粉碎,增加产品的固形物含量,并完全不影响果蔬汁的口感,特别适合全果果汁的加工。在制作全豆豆浆粉时,工艺流程包括粗磨、高压喷射流纳微粉碎乳化技术、喷雾干燥,可提高可溶性成分的比例,增加豆浆的初始浓度,一方面保存了全豆的营养成分,增加膳食纤维与其他多种营养成分,同时不影响豆奶的口感风味。
中国食品市场2016年已达到11万亿元,并且随着产品升级,对高端产品需求将越来越旺盛。未来,该技术还将应用到更加细致化和高端化的食品领域,如乳制品品质提升和风味政良、酿酒发酵工艺优化、大豆蛋白生产工艺简化和太空食品的研发。
传递体系在食品中的应用
食品中含有多种功能因子,如黄酮类化合物、酚酸、类胡萝卜素、γ-氨基丁酸、左旋肉碱等,其不仅参与机体健康的调节和慢性病的防治,还为食品带来了不同风味和色泽。功能性因子多为小分子,其稳定性差,容易降解;易受环境因子影响生物活性降低;水溶性差,生物利用率低;释放的过快或过慢。传递体系的应用可改善食品中功能因子的分散状态,保护活性成分,控制释放(缓释、靶向释放)以及政善生物活性和利用率等。基于摄入剂量的不同,在传递体系设计中,药物使用的部分载体不可用于食品,设计的基本要求需要满足下面条件,包括食品级原料、成本低且易获得、较强环境应力、不影响食品的感官品质、提高功能因子的生物活性、控制功能因子的释放等。
通过对功能因子进行多种形式的包理,可阻断不利因素的侵袭达到保护目的。中国农业大学食品科学与营养工程学院袁教授指出,按照物理状态划分,传递体系可分为固态(微胶囊粉末)、半固态/液态(水凝胶、有机凝胶)、液态(乳状液)。上述都是食品中常见的传递体系,除此还有其他一些传递体系,如纳米乳液和微乳液、固体脂肪颗粒和乳状液凝胶等。
1.微胶囊粉末:指的是将固态或液态营养物质(芯材)用更稳定的食品级壁材进行包裹或固定,获得粉状产品,从而提高其稳定性、实现可控释放的一种技术。该技术可保护功能原料的生物活性、掩盖不良味道、可控释放以及提高食品质量。通常情况下,微胶囊采用的壁材主要为食品壁材,包括蛋白质(乳清蛋白、大豆蛋白、豌豆蛋白等)、淀粉(麦芽糊精、环糊精)、胶体(果胶、大豆多糖、阿拉伯胶)、脂质(非极性脂质形成的半透膜)。在制备微胶囊时,干燥法是最常用的一种方法,其具有加工简易,贮藏和运输成本低,低水分和高稳定性等特点。
2.水凝胶:生物高分子水凝胶是理想的保护和控制释放功能因子的基质,其具有多种的应用优势。比如,半固态亲水聚合网状结构决定了其可持大量水、独特的生物友好环境、高含水量和柔软度、生物相容性生物降解能力等。制备水凝胶的食品级材料主要有多糖(中性多糖、阴离子多糖、阳离子多糖),食品级蛋白质(酪蛋白、乳清蛋白、明胶、玉米蛋白、小麦蛋白)和氨基酸均聚物(聚γ-谷氨酸(γ-PGA),聚ε-赖氨酸)水凝胶填充颗粒能抵抗重力作用,防止在脂质产品则藏过程中发生相分离,体系较稳定。
3.有机凝胶:这是一种被束缚在热可逆、三维凝胶
网络系统中的半固态基质,由于其有村凝胶连续体系而不同于水相凝胶,而凝胶因子、适当的溶剂、分子间相互作用力是形成凝胶的三个条件,缺-不可。 有机凝胶可运载脂溶性功能成分,防止奶油中不饱和油脂析出,延长货架期;减少饱和脂肪酸的使用。重要的是,有机凝胶的使用既能满足“健康饮食”需求又能获得饱和脂肪酸赋予食品的特性。此外,有机凝胶可作为脂溶性功能因子的传递体系,提高其生物活性和应用特性。
4.乳状液:乳状液是一种非均多相分散体系,形式主要分为O/W和W/O两种,还有W/O/W和O/W/O多层乳液。适用于乳状液传递体系的功能因子包括脂肪酸(DHA、EPA)、类胡萝卜素、脂溶性维生素、植物甾醇和黄酮等。牛奶就是一种常见的乳状液,其中含乳脂肪和乳蛋白,二者可以稳定的存在主要在于其中含有的酪蛋白是一种胶体,可很好地将油和水结合在一起,使其呈现出一种互相稳定的状态。在进行乳状液设计时,可设计为单层面乳状液和多层面乳状液,主要的目标是实现乳状液对环境的稳定性,实现功能因子释放的可控性。与传统乳液相比,采用固体颗粒代替乳化剂制备而来的Pickering乳液具有独特的优势,如阻止液滴聚集,受外界环境影响小,降低乳化剂副作用,具有良好的缓释和靶向效果。
大多数人都认为生物利用度是医药、保健品领域的关注点,和食品的关系不太多。事实上,食品是我们每日接触最多也是摄入剂量最多的一类产品,食品中的功能因子同样在人体中面临消化吸收的问题,整个过程也存在人体有效吸收度的问题。不容忽视的是,近几年全球健康产业一个最明显的趋势就是一食品营养化和功能化,食品作为功能因子的载体受到消费者的追捧。在此情况下,若还是采用传统的加T.技术和生产方式去研发食品,食品行业的创新之路将遥不可及!
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