第九章食品加工高新技术一、概述粉碎是用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力达到破碎的单元操作，有时将大块物料分裂成小块物料的操作称为破碎，它包括粗粉碎和中粉碎；将小块物料分裂成细粉的操作称为磨碎或研磨，它包括微粉碎和超微粉碎，不过习惯上两者又统称为粉碎。现代工程技术的发展，要求许多以粉末状态存在的固体物料具有极细的颗粒、严格的粒度分布、规整的颗粒外形和极低的污染程度，因此，普通的粉碎手段已不能满足生产的需要，于是便产生了超微粉碎加工技术。但由于在超微粉碎过程中能量的利用率很低，目前对该技术本身的研究主要集中在如何提高能量的利用率上。二、超微粉碎类型及原理超微粉碎一般是指将3mm以上的物料颗粒粉碎至10～25μm以下的过程。目前，超微粉碎技术分化学法和机械法两种。化学粉碎法能够制得微米级、亚微米级甚至纳米级的粉体，但产量低加工成本高，应用范围窄。机械粉碎法产量大、成本低，是制备超微粉的主要手段，工业生产中大多用此法。机械法超微粉碎可分为干法粉碎和湿法粉碎，根据粉碎过程中产生粉碎力的原理不同，干法粉碎有气流式、高频振动式、旋转球(棒)磨式、锤击式和自磨式等几种形式；湿法粉碎主要是胶体磨和均质机。三、超微粉碎技术在食品工业中的应用4.水产品加工螺旋藻、海带、珍珠、龟鳖、鲨鱼软骨等通过超微粉碎加工制成的超微粉具有一些独特优点。加工珍珠粉的传统方法是球磨十几个小时，粒度达几百目。如果在-67℃左右的低温和严格的净化气流条件下瞬时粉碎珍珠，可以得到平均粒径为10μｍ，D97在173μｍ以下的超微珍珠粉。加上整个生产过程无污染，与传统珍珠粉加工方法相比，珍珠有效成分被充分保留，其钙含量高达42%，可作为药膳或食品添加剂，制成补钙营养食品。5.功能性食品加工膳食纤维素被现代医学界称为“第七营养素”，是防治现代“文明病”和平衡膳食结构的重要功能性基料食品。超微粉碎技术在部分功能性食品基料(如膳食纤维、脂肪替代品等)的制备上起重要作用。6.巧克力生产巧克力细腻滑润的良好口感要求巧克力配料的粒度不大于25μｍ，当平均粒径大于40μｍ时，巧克力的口感就明显粗糙。因此，只有超微粉碎加工巧克力配料才能保证巧克力的质量。7.调味品加工微粉食品的巨大孔隙率造成集合孔腔，可吸收并容纳香气经久不散，这是重要的固香方法之一，因此作为调味品使用的超微粉，其香味和滋味更浓郁、突出。8.其它当微粉孔腔中吸收容纳一定量的CO2和Ｎ2时，食品保鲜期会大大延长。一、概述微胶囊技术，又称微胶囊造粒技术、微胶囊包埋技术，它是指用特殊的手段将固、液、气体物质包埋在一个微小而封闭的胶囊内的技术。药物的胶囊化已有150多年的历史，但微胶囊化则出现于20世纪30年代，经过几十年的不断研究与开发，现已在制药、食品、饲料、精细化工、照相材料和机械制造等领域得到广泛应用。微胶囊是一种具有聚合物壁壳的微型包覆体，能够包埋和保护其囊芯内的物质微粒。微胶囊内部被包覆的物料称为芯材、囊芯、内核、填充物，其外部的包覆膜称为壁材、囊壁、包膜、壳体。微胶囊的大小一般在5～200μm范围内，当囊的粒度小于5μm时，由于其布朗运动而难于收集，当其粒度超过200μm时，由于表面的静电摩擦系数减少而稳定性下降。微胶囊技术在食品工业中具有改变物态、体积和质量，控制释放和降低物质挥发性，隔离活性成分以及保护敏感物质等功能。微胶囊可有多种形状，如球形、肾形、粒状、谷粒状、絮状和块状等。囊壁可以是单层结构，也可以是多层结构；囊芯可以是单核的，也可以是多核的，如图所示。二、微胶囊化原理2.微胶囊的制备方法分类目前，主要是按Kondo的分类方法，将各种微胶囊的制备方法分为三大类，即化学法、物理化学法和机械法。而这三大类方法又可衍生出许多方法，现将其概括如下：界面聚合法原位聚合法化学法锐孔法(聚合物快速沉析法)包接络合物法(分子包接法)辐射化学法旋转悬浮分离法空气悬浮包衣法(Wurster法)喷雾干燥法真空蒸发沉积静电结合法离心挤压法锅包衣法蔗糖共结晶法3.囊芯材料释放机理微胶囊的释放原理有很多种，主要有扩散释放、溶液活化释放、渗透压释放、pH敏感释放、温度敏感释放、熔融活化释放、生物降解释放等。扩散释放是囊芯在浓度梯度推动下扩散到微胶囊颗粒表面；溶液活化释放可以将胶囊完全溶解释放出内容物或者仅仅使其溶胀从而加快活性物的释放，溶液活化释放是食品工业中应用最广泛的控释机制；渗透压释放是将微胶囊囊芯材料溶胀，直到胶囊爆裂；pH敏感释放是胶囊系统能对pH值变化作出反应，当pH值变化时胶囊破裂释放出囊芯材料；温度敏感释放是指一些物质具有在一定温度下会崩解或膨胀的独特性能；熔融活化释放是指胶囊外壁熔融从而释放出活性材料，如喷雾冷凝微胶囊的释放；生物降解释放是利用生物酶降解大分