呂曉

摘要：超微粉碎技術(shù)是國際性食品加工新技術(shù)之一，利用機(jī)械設(shè)備對物料進(jìn)行研磨和撞擊，將其粉碎至微米級，具有粉碎速度快、原料利用率高、污染小、粉體粒徑小且均勻等特點(diǎn)。文章簡單介紹了超微粉碎技術(shù)，并結(jié)合國內(nèi)外最新研究成果，對其在食品中的應(yīng)用做了敘述，最后對超微粉碎技術(shù)及其在上述領(lǐng)域中的應(yīng)用前景進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：超微粉碎技術(shù)；食品；加工

引言

超微粉碎技術(shù)是國際性食品加工新技術(shù)之一，利用機(jī)械設(shè)備對物料進(jìn)行研磨和撞擊，克服物料內(nèi)部凝聚力，將其粉碎至微米級。隨著物料的微細(xì)化，其表面積、孔隙率及晶體構(gòu)型均發(fā)生變化，從而賦予超微產(chǎn)品更優(yōu)的理化特性。

一、超微粉碎技術(shù)概述

超微粉碎一般是指將3mm以上的物料顆粒粉碎至10～25μm的過程。研究者認(rèn)為，由于顆粒大小向微細(xì)化發(fā)展，所以會導(dǎo)致物料表面積和孔隙率極大幅度地增加，因此超微粉體具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)。例如，超微粉體具有良好的溶解性、分散性、吸附性及化學(xué)活性等，因此超微粉碎技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。研究表明：許多可食動植物、微生物等原料都可用超微粉碎設(shè)備加工成超微粉，甚至動植物的不可食部分也可以通過超微化進(jìn)一步加工而被人體吸收。微細(xì)化的食品具有很強(qiáng)的表面吸附力和親和力，因此，具有很好的固香性、分散性和溶解性，特別容易吸收消化。

二、超微粉碎的形式及設(shè)備

目前，微?；夹g(shù)分化學(xué)法和機(jī)械法兩種：化學(xué)粉碎法能夠制得微米級、亞微米級甚至納米級的粉體，但產(chǎn)量低、加工成本高以及應(yīng)用范圍窄；機(jī)械粉碎法成本低、產(chǎn)量大，是制備超微粉體的主要手段，現(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。根據(jù)粉碎過程中顆粒受力情況以及機(jī)械的運(yùn)動形式，機(jī)械法又可分為氣流粉碎、媒體攪拌粉碎和沖擊粉碎3種方法。

2.1 氣流式超微粉碎設(shè)備。氣流式超微粉碎是利用氣體通過壓力噴嘴的噴射產(chǎn)生劇烈的沖擊、碰撞、摩擦等作用來實(shí)現(xiàn)對物料的超微粉碎。氣流粉碎機(jī)可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì)，粒度分布范圍更窄，粒度更均勻。因?yàn)闅怏w在噴嘴處膨脹可降溫，粉碎過程不伴隨熱量產(chǎn)生，所以粉碎溫升很低，這一特性對于低熔點(diǎn)和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。

2.2 高頻振動式超微粉碎設(shè)備。高頻振動式超微粉碎是利用球形或棒形磨介作高頻振動而產(chǎn)生的沖擊、摩擦、剪切等作用力來實(shí)現(xiàn)對物料的超微粉碎。振動磨是用彈簧支撐磨機(jī)體，由一帶有偏心塊的主軸使其振動，磨機(jī)通常是圓柱形或槽形。振動磨的效率比普通磨高10～20倍，其粉磨速度比常規(guī)球磨機(jī)快得多，而能耗比普通球磨機(jī)低數(shù)倍。

2.3 旋轉(zhuǎn)球（棒）磨式超微粉碎設(shè)備。旋轉(zhuǎn)球（棒）磨式超微粉碎設(shè)備主要有球磨機(jī)、棒磨機(jī)等。攪拌式球磨機(jī)是超微粉碎機(jī)中能量利用率最高的超微粉碎設(shè)備，主要由攪拌器、簡體、傳動裝置和機(jī)架組成，工作時(shí)攪拌器以一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)帶動研磨介質(zhì)運(yùn)動，物料在研磨介質(zhì)中利用摩擦和少量的沖擊研磨粉碎。

2.4 沖擊式超微粉碎設(shè)備。沖擊式超微粉碎機(jī)利用圍繞水平軸或垂直軸高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子對物料進(jìn)行強(qiáng)烈沖擊、碰撞和剪切。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，粉碎能力大，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好，動力消耗低，適合于中等硬度物料的粉碎。國產(chǎn)的MLC-40高速沖擊粉碎機(jī)用于超微粉碎取得了理想效果，入料粒度3～5 mm，產(chǎn)品粒度10～40μm。

2.5 普通球磨機(jī)設(shè)備。普通球磨機(jī)是用于超微粉碎的傳統(tǒng)設(shè)備，其特點(diǎn)是粉碎比大，結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械可靠性強(qiáng)，磨損零件容易檢查和更換，工藝成熟，適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)品粒度小。但當(dāng)產(chǎn)品粒度要達(dá)到201μm以下時(shí)，效率低，耗能大，加工時(shí)間長。

2.6 振動磨設(shè)備。振動磨振動磨是用彈簧支撐磨機(jī)體，由帶有偏心塊的主軸使其振動，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過介質(zhì)和物料的起振動，將物料進(jìn)行粉碎，其特點(diǎn)是介質(zhì)填充率高，單位時(shí)間內(nèi)的作用次數(shù)高（沖擊次數(shù)為球磨機(jī)的4-5倍），因而其效率比普通球磨機(jī)高10-20倍，而能耗比其低數(shù)倍。

2.7 攪拌磨設(shè)備。攪拌磨是在球磨機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，同普通球磨機(jī)相比，攪拌磨采用高轉(zhuǎn)速和高介質(zhì)充填率及小介質(zhì)尺寸，獲得了極高的功率密度，使細(xì)物料研磨時(shí)間大大縮短，是超微粉碎機(jī)中能量利用率最高，很有發(fā)展前途的種設(shè)備。攪拌磨在加工小于20μm的物料時(shí)效率大大提高，成品的平均粒度最小可達(dá)到數(shù)微米。

三、超微粉碎技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）顆粒粒徑不再減少，甚至出現(xiàn)“變粗”的現(xiàn)象。

（2）材料本身理化性質(zhì)的改變。

（3）粒徑細(xì)且分布均勻。

（4）粉體的生物活性成分保存好。

（5）具有一定的滅菌作用。

（6）超微粉碎可以使有些物料加工過程或工藝產(chǎn)生革命性的變化。

（7）溶解性得到提高。

四、超微粉碎技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用

隨著食品行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們對食品的感官品質(zhì)、營養(yǎng)價(jià)值及功效的需求也越發(fā)強(qiáng)烈。超微粉碎技術(shù)應(yīng)時(shí)而生，該技術(shù)可改善食品的口感，保持食品中活性物質(zhì)，增大營養(yǎng)成分的溶出率，提高機(jī)體吸收率，有助于開發(fā)新型食品，充分利用資源。在軟飲料、功能食品、果蔬及糧油加工方面應(yīng)用十分廣泛。

4.1軟飲料加工

超微粉碎技術(shù)已用于茶粉、植物蛋白飲料及奶制品等軟飲料的生產(chǎn)。大量研究表明茶葉中含有多酚、蛋白質(zhì)和維生素等成分，具有抗氧化、防癌、預(yù)防動脈硬化等多種功效。但茶葉中的功能成分大多存在于細(xì)胞壁中，傳統(tǒng)泡茶方式不能使人體完全吸收營養(yǎng)物質(zhì)，脂溶性的茶多酚及絕大多數(shù)蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等都留在茶渣中，使茶葉的保健功效大大降低。利用超微粉碎技術(shù)制備茶粉，可有效解決上述問題，顯著提高茶葉營養(yǎng)成分的溶出率，最大程度的發(fā)揮茶葉的功效，將茶粉添加到食品中，還可制得多種新型茶制品。

4.2功能性食品加工

超微粉碎技術(shù)已廣泛用于功能性食品的加工，可有效提高功能物質(zhì)的利用率，常用于膳食纖維等基料的制備。膳食纖維能預(yù)防消化道疾病，抑制膽固醇的吸收，其中可溶性膳食纖維能延緩葡萄糖的吸收，有效地避免了餐后血糖的迅速上升，提高了機(jī)體的糖耐能力，益于糖尿病患者的康健。

4.3果蔬加工

果蔬加工過程中產(chǎn)生的殘?jiān)蠖啾粊G棄，造成了資源流失。利用超微粉碎技術(shù)可將其制成超微粉，不僅保留了果蔬的營養(yǎng)，改善了口感，還使其更易于消化吸收，充分利用了資源，簡化了果蔬的儲藏與運(yùn)輸。此外，將果蔬超微粉當(dāng)做配料加入烘焙制品、冷制品、飲料及奶制品等，可開發(fā)出多種營養(yǎng)豐富的新型食品。

4.4糧油加工

經(jīng)超微粉碎處理的糧油制品，其口感、色澤和消化吸收率都有很大提升，將茶粉、豆粉或南瓜粉等加入面制品中，能有效改善面制品質(zhì)量，獲得多種工藝特性的面制品，以滿足不同生產(chǎn)的需求。此外，糧油加工過程中會產(chǎn)生麩皮、豆渣、米糠等副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物含有多種營養(yǎng)物質(zhì)，利用超微粉碎技術(shù)可將其制成超微粉，提高營養(yǎng)物質(zhì)的溶出率，輔助加強(qiáng)機(jī)體的吸收能力，使資源最大化利用。

五、結(jié)束語

隨著現(xiàn)代食品工業(yè)的不斷發(fā)展，更多的新技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)。目前，超微粉碎技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用還在一個起步的階段，隨著科技的發(fā)展和消費(fèi)者對食品的高要求，超微粉碎技術(shù)的應(yīng)用空間將會更為廣泛。超微粉碎技術(shù)已經(jīng)成為一個研究的熱點(diǎn)，它與傳統(tǒng)的行業(yè)相交叉，衍生出許多新的學(xué)科，促進(jìn)了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯鵬飛，傅航.超微粉碎技術(shù)及其在食品加工中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2017（16）：63.

[2]尹州.超微粉碎技術(shù)及其在食品加工中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械，2011（20）：171-173.

[3]向智男，寧正祥.超微粉碎技術(shù)及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].食品研究與開發(fā)，2006（02）：88-90+102.