_第二讲_膨化及挤压技术与
食品膨化与挤压技术
本章学习目的与要求：
了解膨化食品行业发展概况 了解膨化食品的概念与种类
理解挤压膨化加工的原理
了解膨化与挤压技术在食品行业中的应用
一、膨化食品行业发展概况
膨化食品是20世纪60年代末迅速发展起来的一类新型 食品。 膨化技术作为一种新型食品加工技术，在国外发展很 快。 1856年 美国的沃德申请专利 1936年 挤压法生产膨化玉米首次成功 1946年 开始商业化运作 20世纪50年代初 膨化技术广泛应用于饼干生产 20世纪60年代中期 开的大豆蛋白和马铃薯食品 20世纪80年代以来 因为被高度重视而得到快速发展
以谷物、豆类或薯类为原料，经膨化后制备成主食。
三、挤压膨化加工原理
挤压膨化食品是指将原料经粉碎、混合、调湿，送入螺
旋挤压机，物料在挤压机中经高温蒸煮并通过特殊设计 的模孔而制得的膨化成型的食品。
含有一定水分的物料，在挤压机套筒内受到如下作用: 螺杆的推动作用 卸料模具的反向阻滞作用 外部的加热作用 物料与螺杆和套筒的内部摩擦热作用
适用范围广。
3.膨化食品的种类 (1)按加工设备分类
挤压（油炸）膨化食品 微波膨化食品 油炸膨化食品 焙烤膨化食品 砂炒膨化食品
(2)按加工用途分类
主食类 油茶类 军用食品 糕点类 小食品类 冷食类
(3)按加工原料分类
以玉米和薯类为原料生产小食品
以植物蛋白为原料生产组织状蛋白食品
一、膨化食品行业发展概况
膨化技术在我国有着悠久的历史，古代就把油炸作为 食品膨化的重要方法之一。早在青铜炊具产生之后， 周代就已有油炸方法。 另外，砂炒膨化技术在我国历史也非常悠久，例如砂 炒花生和瓜子。其中一些原料在砂炒时体积可增大。 我国对膨化技术发展相对缓慢，直到20世纪70年代末， 才开始研究膨化技术与膨化食品。1987年中国农业大 学沈再春等研制出6SLG54-18型双螺杆食品挤压机， 并在此基础上做出相关研究。 从此以后，我国的各大高校的研究人员不断做出努力 与改进，膨化技术的发展极大地丰富了人们的日常生 活。
挤压技术的特点和膨化原理
挤压技术的特点和膨化原理
挤压技术的特点：
1. 挤压技术可以实现高度的自动化和连续生产，能够高效地生产大批量的产品。
2. 挤压技术可以制造各种不同形状和尺寸的产品，包括实心、空心、中空等多种类型。
3. 挤压技术可以用于加工多种不同的材料，包括金属、塑料、橡胶等，具有广泛的应用范围。
4. 挤压技术可以实现高精度的产品加工，可以精确控制产品的形状和尺寸。
膨化原理：
膨化是指通过加热和压力作用，将原料在瞬间产生巨大的体积膨胀。
膨化原料通常是一种具有淀粉或蛋白质等特殊结构的生物大分子，如谷物、豆类、淀粉、蛋白质等。
在挤压机内，原料经过高温高压的条件下，水分在瞬间蒸发产生蒸汽，由于挤压机内的压力快速释放，原料内部的蒸汽会迅速膨胀，形成气泡，从而使原料发生膨化。
通过合理的挤压工艺和成型装置，可以使膨化的原料得到所需的形状和尺寸。
膨化原理是挤压技术的重要应用之一，被广泛用于制造膨化食品、膨化颗粒、填充材料等产品。
挤压膨化食品课件
挤压膨化食品具有口感酥脆、营 养丰富、易于消化吸收等特点， 同时可以根据不同原料和工艺生 产出各种口味和形状的产品。
发展历程及现状
发展历程
挤压膨化食品的生产工艺和技术起源 于美国，随着食品工业的发展，逐渐 在全球范围内得到广泛应用和推广。
现状
目前，挤压膨化食品已经成为休闲食 品市场的重要组成部分，产品种类和 口味越来越丰富，生产工艺和技术也 在不断改进和创新。
安全生产与环保要求
生产过程中安全风险识别及预防措施
机械伤害
操作人员应穿戴防护服，禁止长发、 松散衣物等卷入机器，定期检查设备 安全装置。
火灾爆炸
严格控制生产现场火源，定期检查电 气线路，禁止烟火，配备灭火器材。
原料过敏
对过敏原进行标识，建立严格的原料 验收制度，培训员工识别过敏原，配 备急救药品。
宣传教育
加强员工环保意识培训，鼓励员工参与废弃 物分类和资源化利用活动。
节能减排技术在挤压膨化食品生产中应用
节能设备
余热回收
选用高效节能设备，如高效挤压机、节能 干燥设备等，降低能耗。
对生产过程中产生的余热进行回收利用， 如用于预热原料、加热水等。
水资源循环利用
生产过程优化
对生产废水进行处理后回用，减少新鲜水 用量。
质量标准与检测方法
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感官指标
色泽、气味、口感等应符合产品要求，无异味、 无杂质。
理化指标
水分、脂肪、蛋白质等含量应符合产品标准，检 测方法包括干燥法、索氏抽提法等。
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微生物指标
菌落总数、大肠菌群等应符合国家卫生标准，检 测方法包括平板计数法、MPN法等。
质量影响因素及改进措施
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食品挤压与膨化技术ppt课件
2.2 纤维素变化
纤维素、半纤维素发生降解导致 可溶性膳食纤维变化的含量显著 增加。
原因：主要是高温，高压，高剪 切力的作用。
2.3 蛋白质的变化
蛋白质变性——在高温、高压、高剪 切的综合作用下蛋白质变性。
提高蛋白质的消化率：在温和的挤压 条件下可以引起蛋白质发生适度的变 性，增加了对蛋白酶的敏感性。
微波膨化） 其它膨化（正在研究的超声膨化等）
二、挤压加工的基本概念
食品挤压加工: 将食品物料置于 挤压机的高温高压状态下，然后 突然释放至常温常压，使物料内 部结构和性质发生变化的过程。 是集混合、搅拌、破碎、加热、 蒸煮、杀菌、膨化及成型等为一 体的高新技术。
目前，国外挤压食品已成为单独 一大类方便食品：有主食类、早 点类、儿童食品、各种小食品等 方便食品。
粒度大的物料在机腔内推进困难。
粒度小导致物料在机腔内无法形 成凝胶，造成出料困难，同时降 低产品的膨化度。
（二） 挤压过程中物质成分的变化
2.1、 淀 粉 淀粉—发生糊化和降解 淀粉糊化：是一个在低水分状态下的糊化过程，其糊化程
度与挤压膨化过程中的工艺参数如螺杆转速、加工温度 和物料水分含量有着十分密切的关系。 淀粉的降解：淀粉分子在机腔内部各种机械力的作用下， 导致氢键断裂，大分子降解生成小分子寡糖。
膨化食品的生产工艺流程：
原料→去皮→粉碎→混合→输 送→喂料→挤压膨化→整型、 切割→烘烤或油炸→包装
操作要点
（1）混料： 原料配方：玉米或大米粉2.5kg，甜味
剂或食盐适量，调整水分至含水量达15 ％－18％。
开启混料机5－8分钟，将玉米粉或大米 与甜味剂等混合均匀（甜味剂先加少量 水溶解）。
现代食品加工概论 膨化及挤压技术与
60年代中期，挤压机进一步发展完善：
应用HTST 挤压机对食物进行有效热处理、杀菌、 钝化酶活力； 挤压快餐食品迅速发展起来； 挤压加工技术应用领域由单纯生产谷物食品，发展 到生产家畜饲料、鱼类饲料、植物组织蛋白等； 对挤压机的结构设计、工艺参数和挤压过程机理也 进行了研究。
70年代，许多国家纷纷展开挤压机理的探讨：
缺点： 1、高脂肪、高热量、高盐、高糖、多味精，属“四
高一多”食品； 2、容易造成饱腹感，影响正常饮食。
在利用膨化工艺进行加工食品时，应尽量避免单 一的制造膨化食品，而是要充分利用膨化工艺对食 品原料性状的改善作用。
2、挤压食品
➢概念 食品物料在压力作用下，定向地通过一个模
板，连续成形地制成的熟或半熟、膨化或非膨 化食品，称为“挤压食品”
➢膨化食品的分类
据 GB17401-2003分类 膨化食品按生产工艺的不同分为2类 ：
（1）油炸型膨化食品。原料经过食用油脂煎炸或用调味的 植物油喷洒、浸渍和干燥等方式而制成的膨化食品。
（2）非油炸型膨化食品。原料经膨化器加温 (调整水分)、 挤压、焙烤和调味 (或不调味) 而制成的膨化食品。
据 QB2353-1998划分 膨化食品可分为 4种类型。 (1) 焙烤型膨化食品。以谷类、薯类或豆类为主要原料,经焙
按原料划分： 原料不同的膨化食品可分为4种类形。 (1) 淀粉类食品,如玉米、大米和小米等。 (2) 蛋白类食品,如大豆及其制品。 (3) 淀粉和蛋白类混和的食品,如虾片和鱼
片。 (4) 果蔬类膨化食品。
➢膨化食品的特点
优点：
1、不易产生“回生”现象，便于长期保存 2、营养成分损失少，食物易消化吸收 3、产品口感细腻 4、风味好，食用方便 5、产品卫生水平高，保存性能好
食品膨化与挤压技术
2.1 淀粉质在挤压中的变化
挤压食品中的主要成分是淀粉，原料中淀粉含量的高 低以及淀粉在挤压过程中的变化，与产品的质量有十 分密切的关系。
（2）低剪切力挤压机： 1）生产过程中的剪切力较低； 2）主要作用在于混合、蒸煮、成型； 3）适合于湿软的动物，鱼类饲料或高水分产品的生产； 4）适合于形状复杂的产品； 5）适合低剪切力挤压机加工的物料。
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（二）按挤压机的受热方式进行分类
（1）自然式挤压机：
1）挤压中的热量来自物料与螺杆，物料与机筒间的摩擦； 2）挤压温度受生产能力，水分含量。物料粘度，环境温度，螺 杆转速等多方面因素的影响，故温度不易控制，偏差较大； 3）设备一般只有较高转速，转速可达500~800r/min； 4）可用于小吃食品的生产，产品质量不易稳定，操作灵活性小， 控制困难；
按生产工艺流程
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直接膨化和间接膨化
4 膨化食品的特点
不易回生，便于长期贮存 营养损失少，有利于人体消化吸收 产品口感好 风味好，食用方便 产品卫生水平高，保存性能好
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5 常用原料及配料
玉米 大米 淀粉 大食品加工原理
6.1 食品膨化
原理：把物料置于膨化器以后，随着加温、加压的进行，物料中 的水分呈过热状态，物料本身变得柔软，当到达一定高压而启开 膨化器盖时，高压迅速变成常压，这时物料内呈过热状态的水分 便一下子在瞬间汽化而发生强烈爆炸，水分子可膨胀约2 000倍， 巨大的膨胀压力不仅破坏了物料的外部形态，而且也拉断了物料 内在的分子结构，将不溶性长链淀粉切短成水溶性短链淀粉、糊 精和糖。
1979年，我国研制成功食品挤压机投放市场 许多院校和研究所开始食品挤压技术与挤压设备的研究 1986年，发表了“谷物膨化技术的研究与应用”的论文 1992年，江苏工学院(现江苏理工大学)孙一源等以法国BC—45双螺杆食品挤压机
挤压膨化技术
挤压膨化技术一、引言挤压膨化技术是一种利用高温高压将食材进行物理改性的技术。
该技术广泛应用于食品工业中，可以制备出各种口感独特、品质优良的食品。
二、挤压膨化技术的原理挤压膨化技术是利用高压和高温对食材进行物理改性。
首先，将原料加入挤出机中，经过加热和挤压后，在突然减压的情况下，由于溶液中的气体释放，使得溶液瞬间膨胀形成泡沫状物质。
此时，泡沫内部的水分会迅速蒸发，从而形成空心结构。
最终通过切割、干燥等工艺制成各种不同形态的食品。
三、挤压膨化技术的优点1. 提高产品口感：由于挤压膨化技术可以使得产品内部形成空心结构，因此可以提高产品的口感。
2. 增强产品营养：在加工过程中，由于温度较高且处理时间较短，因此可以保留更多原料中的营养成分。
3. 提高生产效率：由于挤压膨化技术可以一次性完成多个工序，因此可以提高生产效率。
四、挤压膨化技术在食品工业中的应用1. 膨化谷物类食品：如膨化玉米片、膨化米饼等。
2. 膨化豆制品：如豆腐干、豌豆饼等。
3. 膨化肉制品：如脱水肉丝、烤肉串等。
4. 膨化果蔬类食品：如果冻、水果干等。
五、挤压膨化技术的发展趋势1. 绿色环保：未来挤压膨化技术将更加注重环保和可持续发展，采用更加环保的原料和工艺，减少对环境的影响。
2. 个性定制：随着消费者需求不断增加，未来挤压膨化技术将更加注重个性定制，根据不同消费者需求生产出口感和营养价值更好的食品。
3. 机器智能化：未来挤压膨化机器将更加智能化，自动化程度更高，能够实现人机交互和远程控制。
六、结论挤压膨化技术是一种非常重要的食品加工技术，具有很多优点。
随着科技的不断进步和消费者需求的不断变化，未来挤压膨化技术将会得到更广泛的应用和发展。
挤压膨化技术及其应用进展
挤压膨化技术及其应用进展挤压膨化技术是一种重要的食品加工技术，广泛应用于各种食品、饲料和材料领域。
该技术通过高压力、高温和高剪切应力的作用，使物料发生物理和化学变化，从而达到膨化、熟化、改善口感和营养价值等目的。
本文将详细介绍挤压膨化技术的原理、应用领域和最新进展。
挤压膨化技术是一种集混合、搅拌、破碎和膨化于一体的加工过程。
在挤压膨化过程中，物料受到强大的压力和剪切应力，其结构发生变化，部分淀粉颗粒从晶体状态转变为无定形状态，同时水分从游离状态转变为结合状态。
这些变化使得物料变得松散多孔，口感更加酥脆，营养价值也得到提高。
挤压膨化技术的主要应用领域包括食品、饲料和材料领域。
在食品领域中，挤压膨化技术常用于制作各种休闲食品，如薯片、虾条、谷物脆片等。
采用挤压膨化技术制作的食品具有酥脆的口感、高营养价值、低油脂含量等优点。
在饲料领域中，挤压膨化技术可以提高饲料的营养价值、促进动物的消化吸收，提高养殖效率。
在材料领域中，挤压膨化技术可用于制备各种轻质、高强度的材料，如陶瓷材料、复合材料等。
近年来，挤压膨化技术的研究和应用取得了许多新的进展。
研究者们通过优化工艺参数、改进设备等方式，提高了挤压膨化技术的效率和产品质量。
挤压膨化技术还被应用于一些新兴领域，如生物技术领域。
在生物技术领域，挤压膨化技术可用于药物传递、细胞培养等领域，为生物技术的发展提供了新的工具和方法。
挤压膨化技术是一种重要的加工技术，广泛应用于食品、饲料和材料领域。
该技术的优点在于可以提高产品的营养价值、改善口感、促进动物的消化吸收和生物技术的发展。
随着科学技术的不断进步，挤压膨化技术的应用前景将更加广阔。
未来的研究将进一步优化工艺参数和完善设备，提高挤压膨化技术的效率和产品的稳定性，同时拓展其在其他领域的应用范围，为人类的生产和生活提供更多的便利和效益。
挤压膨化技术是一种广泛应用于食品、饲料、制药和化工等领域的重要加工技术。
该技术通过将物料置于高温、高压的条件下，诱发一系列物理和化学反应，从而实现物料的膨胀、固化或液化等目标。
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较为突出的研究包括： 江南大学关于挤压膨化对淀粉、蛋白结构影响
的研究； 北京化工大学可视双螺杆挤压机的成功研制。 另外，有研究单位将挤压膨化应用在细胞破壁
方面，研究结果喜人。
挤压膨化食品朝着高效节能、产品风味多样化、美味化方向 发展。
三、膨化及挤压食品的基本概念及分类
挤压阶段：
当物料通过供料装置进入套筒后,利用螺杆对物料的 强制输送,通过压延效应及加热产生的高温和高压,使 物料在挤压筒中被挤压、混合、剪切、混炼、熔融、 杀菌和熟化等一系列复杂的连续处理,胶束即被完全破 坏形成单分子,使淀粉糊化,在高温和高压下其晶体结 构被破坏,此时物料中的水分仍处于液体状态。
1、膨化食品 ➢ 定义：
膨化食品是指采用膨化工艺制成的体积明显增大，且具 有一定酥脆度的食品。 GB17401-1998 QB22699-2008对膨化食品的表述是相似的。
膨化食品是指以谷物、薯类或豆类、蔬菜等为主要原料, 经加湿 (调整水分)、焙烤、油炸或挤压等，制成具有一定 膨化度、体积明显增大,且具有一定酥松度的食品。
缺点： 1、高脂肪、高热量、高盐、高糖、多味精，属“四
高一多”食品； 2、容易造成饱腹感，影响正常饮食。
在利用膨化工艺进行加工食品时，应尽量避免单 一的制造膨化食品，而是要充分利用膨化压食品
➢概念 食品物料在压力作用下，定向地通过一个模
板，连续成形地制成的熟或半熟、膨化或非膨 化食品，称为“挤压食品”
70年代，许多国家纷纷展开挤压机理的探讨：
研究各种谷物及蛋白类食物在挤压过程中发生的一 系列变化，以及挤压食品的营养与吸收问题。 挤压技术在新领域中的应用又有了扩展，如应用于 水产品、仿生制品、调味品、乳品、糖果制品、巧克 力制品、方便面等食品的加工。
目前，国外挤压食品已成为单独一大类方便食品： • 有主食类、早点类、儿童食品、各种小食品等方便食
烤、焙炒或微波等加热方式膨化而成。 (2) 油炸型膨化食品。以谷类、薯类或豆类等为主要原料,经
食用油煎炸膨化而制成。 (3) 直接挤压型膨化食品。以谷类、薯类或豆类,经挤压机挤
压,在高温、高压条件等为主要原料下,利用机内外的压力 差,使产品膨化而制成。 (4) 花色型膨化食品。以焙烤型、油炸型或直接挤压型膨化 食品为坯子,用油脂、酱料或果仁等辅料夹心或涂层而制 成。
品。
• 日本在1979年生产的挤压膨化食品种类有几百种之多，年
•产量14.6万吨。
•
• 美国的挤压膨化食品年产值达到了十几亿美元，畅销世界各
地。
。
我国 ：
• 有悠久历史——爆米花。 • 从70年代中期开始进行研究，1982年无锡轻工大学从法
国Clextral公司引进一台BC-45双螺杆挤压机进行挤压 技术的研究。
第一节 概 述
一、挤压加工的基本概念
食品挤压加工: 将食品物料置于挤压机的高温高压状态下，
然后突然释放至常温常压，使物料内部结构和性质发生变化 的过程。
食品挤压加工技术：集混合、搅拌、破碎、加热、蒸煮、
杀菌、膨化及成型等为一体的高新技术。
谷物食品的传统加工工艺：粉碎→ 混合→成型 →烘烤
或油炸→杀菌→ 干燥等。
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气流膨化的原理
谷物原料在瞬间由高温、高压突然降到常温、常压、原 料水分突然汽化，发生闪蒸，产生类似“爆炸”的现象， 由于水分的突然汽化、闪蒸，使谷物组织呈现海绵状结构， 体积突然增大几倍到十几倍，从而完成膨化的过程。
➢膨化食品的分类
据 GB17401-2003分类 膨化食品按生产工艺的不同分为2类 ：
（1）油炸型膨化食品。原料经过食用油脂煎炸或用调味的 植物油喷洒、浸渍和干燥等方式而制成的膨化食品。
（2）非油炸型膨化食品。原料经膨化器加温 (调整水分)、 挤压、焙烤和调味 (或不调味) 而制成的膨化食品。
据 QB2353-1998划分 膨化食品可分为 4种类型。 (1) 焙烤型膨化食品。以谷类、薯类或豆类为主要原料,经焙
当物料通过模具时，较高的剪切力和定向流动作用更加 促使蛋白质分子的线性化、纤维化和直线排列，通过氢键、 范德华力及酰胺键作用使蛋白质分子重新聚合，从而改变 了蛋白质分子微观结构。
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高温膨化原理
通过油炸、焙烤、微波等热加工处理，使水分迅速汽化， 形成膨化压力，从而使物料组织迅速膨胀，并形成具有网 状组织结构特征的多孔状物质。
挤压食品的特点
挤压食品的加热、熟化和挤压成形是在一台挤压机内， 用很短的时间几乎是同时完成的
食品在被挤出模头时，由于压力的突然下降，水蒸汽 迅速膨胀和散发，使产品形成多孔结构
挤压过程中特殊加热、加压方式，能对食品产生有利 影响，如使食品的可消化性、速食性、灭酶率等趋于 最大
3、挤压膨化食品的概念
概念 利用挤压作用，一次性完成原料的熟化、破碎、杀菌、
预干燥和膨化成型等工艺制成的食品
第二节 膨化食品加工的原理
挤压膨化
食
挤压组织化
品
膨
高温膨化
化
气流膨化
第一节 膨化原理
1. 挤压膨化原理
膨化准备阶段： 挤压型膨化食品的原料主要是含淀粉较多的谷物粉、薯
粉或生淀粉等。这些原料由许多排列紧密的胶束组成,胶 束间的间隙很小,在水中加热后因部分胶束溶解、空隙增 大而使体积膨胀。
膨化阶段： 当物料从压力罐被挤压到大气压力下后,物料中的超沸点
水分因瞬间的蒸发而产生巨大的膨胀力,物料中的溶胶淀 粉体积也瞬间膨化,这样物料体积也突然被膨化增大，从 而形成了疏松的食品结构。
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挤压组织化原理
含较多蛋白的原料，在挤压机内，由于所受的剪切和 摩擦力的作用，使维持蛋白质的三级结构的氢键、范德华 力、离子键、双硫键遭到破坏，形成了相对线性的蛋白质 分子。
按原料划分： 原料不同的膨化食品可分为4种类形。 (1) 淀粉类食品,如玉米、大米和小米等。 (2) 蛋白类食品,如大豆及其制品。 (3) 淀粉和蛋白类混和的食品,如虾片和鱼
片。 (4) 果蔬类膨化食品。
➢膨化食品的特点
优点：
1、不易产生“回生”现象，便于长期保存 2、营养成分损失少，食物易消化吸收 3、产品口感细腻 4、风味好，食用方便 5、产品卫生水平高，保存性能好