挤压过程中原料成分的变化

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《焙烤工业实用手册》第459页（1641字）

在挤压机中原料成分发生一系列物理化学变化，使其从外观和质构上都发生改变，现就原料中主要成分的变化情况叙述如下。

1．碳水化合物的变化

(1)淀粉的变化淀粉是挤压膨化食品的主要成分，它的含量及其直链和支链的含量以及在挤压过程中的变化均与产品质量有很大关系。淀粉是高分子原料，进入挤压机之后变化很大：首先是外观上，由未胶化的白色粉末逐渐变为凝胶化的无色半透明体，淀粉的高分子结构物断裂成低分子产物，如淀粉结构中的1，4糖苷键断裂，形成葡萄糖、麦芽糖等。第二是发生糊化(α化)作用。在高温条件下，淀粉分子间的氢键断裂，发生糊化，糊化程度与挤压温度、物料中水分含量、螺杆转速、挤压机结构(螺杆、筒体的形状)、剪切力、模头出口形状等诸多因素都有关，一般糊化温度为55～85℃，温度高，水分含量充分，糊化度好；螺杆转速大，糊化度会降低。还有研究表明，以小麦淀粉为原料，采用“急停挤压”方法将挤压机机筒拆卸，沿螺杆分段测定不同挤压条件下淀粉的变化，结果显示：淀粉在挤压过程中由固态经过渡态到熔融态，其中过渡态很短，淀粉糊化主要发生在熔融态。另外，淀粉中直链淀粉和支链淀粉的比例也影响制品的质构特性，直链淀粉含量增加，则膨化度降低，产品质地较硬；而支链淀粉能促进膨化，并使产品变得松脆。在制作膨化休闲食品时，为了获得良好的口感和一定的硬度，直链淀粉含量以20%为宜，超过50%则制品的结构过度密实，膨化欠佳，不过挤出物光亮，表面组织均匀有弹性，挤出过程所需动力较少。

(2)纤维素的变化纤维素在挤压过程中，可溶性膳食纤维的含量相对增加3%左右，但具体变化情况目前尚未得出确切的结论，可能是挤压促使纤维分子间价键断裂、分子裂解及分子发生极性变化所致。

原料中纤维素含量增加，则膨化度降低，纤维素的来源不同和纯度不同均对膨化作用有明显的影响。

(3)葡萄糖和蔗糖的变化原料中的糖分影响淀粉糊化，另外挤压过程中的高温、高压及高剪切作用使糖分分解成羧基化合物，与原料中的蛋白质发生美拉德反应，使产品颜色变深。原料中糖分分解还能增加产品的甜味，从而提高制品品质。

2．蛋白质的变化

食品原料中的蛋白质在高温、高压、高剪切力的挤压机中，分子结构伸展、重组，表面电荷重新分布趋向均化，分子间氢键、二硫键等部分断裂，导致蛋白质变性，大多数蛋白质的消化率得到提高，品质得到改善。所以利用挤压膨化加工可开发低品质蛋白质源的食品，从而提高其营养价值。

3．脂肪的变化

原料中的脂肪成分在挤压过程中与淀粉、蛋白质形成复合物，降低了游离脂肪酸的含量，同时在高温、高压下，脂肪氧化酶、脂肪水解酶被破坏，因而降低了挤压膨化制品在保存期间的氧化作用，在一定程度上起到了延长货架期的作用。另外，脂肪在挤压后产生游离脂肪酸的含量与温度有关。实验证明，温度越高，挤压样品中的游离脂肪酸含量越高，复合体的生成量就越少。游离脂肪酸含量高，就易发生脂肪氧化酸败现象，缩短产品的货架期。脂肪复合体的产生还能改善产品的结构和口感，有研究者认为，小吃食品的含油在20%以上，可提高产品的口味，但含脂肪量过多，会产生油腻口感，也不利于保存。脂肪对提高口感和改善制品品质有益，但它影响产品的膨化率，脂肪含量在10%以下时，对膨化率影响不大，含量超过10%时，产品膨化率明显下降，当脂肪含量超过22%时，原料将失去膨化特性，因此，生产挤压膨化食品的原料含脂肪量不可太高。