超微粉碎加工技术在农产资源开发中的应用

添加人：admin 发布时间：2015/11/16 15:45:16 来源：中国破碎机网

　　专题论述一超微粉碎加工技术在农产资源开发中的应用郝征红1，张炳文2，岳凤丽1（1.山东省农业管理干部学院现代农业技术系，济南250100 2.济南大学食品科学与营养系，济南250002）介绍，并对其在在农业产后资源开发方面的应用前景作了展望，旨在引起企业与国家相关部□的关注，以便企业政府、科研单位三家共同作好此技术在农产资源深度开发方面的应用文章。
　　基金项目：山东省科技攻关项目（2005004409003）。
　　当前我国食品工业总产值在工业部□中的比重己跃居第一位，2004年达到5000亿元的规模。但产品结构却不尽合理，深加工产品只占16%.目前，促进食品工业的深加工，提高农产品附加值己成为社会和企业的共识。另外，随着人们生活水平的不断提高，对食品的要求也愈来愈高，这就对食品的加工技术提出了更高的要求，既要保证食品良好的口感，又要保证营养成分不被破坏，而且还要更有利于人体的吸收。超微粉碎技术根据其特点，应用于农产资源加工领域，恰恰可以达到上述的一些效果。对农产品资源进行微粒超微化处理，可以使其比表面积成倍增长，提高某些成分的活性、吸收率等，此技术在农业产后加工领域的应用，将大大扩大农业资源的综合利用，直接提高农产品的附加值，具有广阔的产业化前景。
　　超微粉碎技术在农产资源开发中的应用是该技术在有机物超微粉碎研究开发领域的一种新尝试，它对于传统工艺、配方的改进，以及新产品的开发必将带来巨大的推动力。作为一种新型的资源加工方法，在发达国家超微粉碎技术的应用领域己相当广泛，许多天然资源加工方法的改进或创新并不少见，曰本、美国市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉等等都是应用超微粉碎技术加工而成的。
　　1超微粉碎技术的工作原理超微粉碎技术一般是指将物料颗粒粉碎至粒径在30UniU下的一种粉碎技术，它是机械力学、电学、原子物理、胶体化学、固体化学、化学反应动力学、表面界面化学等交叉汇合的一□新兴学科。物料处于超微状态时，其粒径尺度介于原子、分子、块粒之间，有时被称为物质的第四态。
　　超微粉碎技术通常又可分为微米级粉碎（1~100邮）、亚微米级粉碎（0.14um）、纳米级粉碎（0.001七。1um，即1~l00nm）。在天然农产资源开发中应用的超微粉碎技术一般达到微米级粉碎即可使组织细胞壁结构破坏，获得所需的物料特性。由于颗粒的微细化导致表面积和孔隙率的增加，使超微粉体具有独特的物理化学性能。此外超微粉碎可以使有些物料加工过程或工艺产生革命性的变化，如许多可食动植物都可用超微粉碎技术加工成超微粉，甚至动植物的不可食部分也可通过超微化而被人体吸收。因此超微粉碎技术在农产资源的应用领域十分广泛。
　　2超微粉碎技术利用在农产资源研发中的特点2.1可扩大资源的利用范围，改善食用品质幅员辽阔的中国可食性植物本来很多，然而不少富有营养的植物茎杆和果实难于直接食用和消化，可食性低。提高可食性和生物利用度是各种天然动功能性食品资源开发深加工技术的目的所在。传统的加工方法又难于使其充分发1军效用或加工成的产品口感差，必须通过粉碎或超粉碎等深加工，才能满足人们的食用习惯和消化要求。该技术的应用扩大了人类的食品源，使得有营养但因无法消化的植物变成具有广阔市场前景的高档营养性保健食品。
　　超微粉碎技术在部分功能性食品基料的制备生产上起重要的作用。如膳食纤维是一种重要的功能性食品基料，在我国由于膳食不平衡或营养过剩造成的文明病己经出现，这种情况在经济比较发达的沿海城市尤显得严重。因此，膳食纤维作为一种功能性食品基料己引起我国各界人士的广泛关注和普遍重视。膳食纤维生理功能的发挥与其持水力、膨胀力有很大的相关关系，而持水力、膨胀力又与纤维的比表面积（粒度）有一定的关系；粒度越小比表面积越大，持水力与膨胀力就相应增大，这同样需要有效的超微粉碎手段。自然界中富含纤维的原料很多，诸如小麦放皮、燕麦皮、玉米皮、豆皮、米糠等，但是由于粉碎粒度一般达不到超微粒度，所以不管从功能价值的发挥，还是从食用口感方面均存在极大的不足。超微粉碎技术的引入，将彻底改变膳食纤维的利用面及利用度。
　　22可提高功能成分的生物活性由于超微粉体的特殊性质，如表面效应、体积效应、量子效应、隧道效应等使得超微粒子具有与宏观物质不同的生物活性。对于硒化合物，如亚硒酸钠和硒蛋氨酸有较高的生物活性和毒性，而零价元素硒，如灰和黑色元素硒，几乎没有生物活性和毒性。而通过制成超微粒子，得到的红色纳米硒却具有很好的生物利用价值，对延缓衰老有较好的作用。超微粉体具有良好的吸收性和分散性，可以提高营养物质的活性和生物利用度，同时降低功能性物质在食品中的用量。
　　2.3可增进生物体对功能成分的吸收超微保健食品由于其粒度极细，易被人体肠胃直接吸收，能最大限度地发挥其功效，并充分利用；由于超微粉体颗粒具有表面效应、体积效应、量子效应和宏观隧道效应等，使其对物质的吸附性较大，有利于物质的消化吸收。
　　24可保证原料成分的芫整性超微粉碎加工为纯物理过程，加工中不混入其它杂质，使得超微保健食品具有纯天然性，并保证了原料成分的芫整性。经超微化粉碎后更便于储存、运输及使用，由于超微保健食品的科技含量高、品质好、功效好，其增值率也高，从而可为企业带来很好的社会效益和经济效益。
　　3超微粉碎技术在农产资源开发中的应用31植物花粉与孢子粉植物的花粉与孢子粉，其单体都具有坚硬的外壳，直接食用会因无法吸收而排泄掉，影响了这类保健食品产品的利用度。引入超微粉碎技术将植物花粉或孢子粉进行超微破壁粉碎，则可以使其有效成分得以充分的释放，由此而制成的超微保健食品才能充分发挥原物料的药用价值，可芫全被人体吸收利用。
　　3.2植物的茎、叶如银杏叶，含有黄酮类化合物，能扩张血管，降低血清胆固醇，对预防和治疗心血管疾病有较佳效专题论述果，目前国内外均在大力开发银杏叶保健品。但传统方法是用溶剂对银杏叶进行提取，造成了银杏叶有效成分的流失，也无法保证产品的纯天然性。利用超微微粉碎技术，便可克服上述方法的缺点，生产的超微银杏叶粉可制成粉剂、冲剂和片剂，方便使用。
　　素有饮料之王美誉的茶叶，经超微粉碎后制成相应的超微产品。茶叶含有大量的蛋白质、氨基酸和维生素等有机物以及多种人体所需的无机矿物质元素。然而传统的开水冲泡方法不能将茶叶的全部营养成分供人体所吸收，一些不溶性或难溶性的成分仍留存于茶渣中。将茶叶超微粉碎，制成超微茶叶粉，用水冲服，可全部被饮用，并可被肠胃直接吸收，其有效成分利用率与功效要比直接沏泡饮品要高得多。
　　3.3植物的果实植物的果实大多都可深加工成为超微果粉。水果的超微化处理为水果的保存与开拓应用开辟了一条新途径，可开发成水果全果饮料及冲剂等。如营养和药用价值都很高的山楂、红枣等在我国资源极为丰富，但由于食用范围窄、加工方式单一等因素，造成产地原料价格极低，果农的损失很大。若经干燥并加工成超微全果粉（连孩带肉）后，不仅诸多问题迎刃而解，还为山区果农打开了致富之路。我们利用此技术先后研发成功的超微胡萝卜粉、酱（利用同一设备既可制粉，也可制酱）；果汁厂的下脚料果渣超微粉；苦瓜全果超微粉等，具有广阔的市场前景。
　　34植物的花卉植物的花卉不但具有观赏价值，而且具有很高的保健作用，在国外被称为“花卉医疗法”。如金银花、玫瑰花、玳玳花等，超微花卉食品也必将成为保健食品的新秀。
　　3.5藻类植物我国的藻类功能性食品资源很丰富，如螺旋藻，由于它具有自然界最优质的蛋白质资源和人类健康浓缩的营养源，己被联合国粮农组织（FAO）、联合国卫生组织（WHO）和联合国世界食品协会誉为“人类21世纪的最佳保健食品”。如果将螺旋藻进行超微粉碎破壁，不仅可以使资源得到最充分的利用（包括细胞壁的营养物质），而且应用范围也会更加广泛。
　　36食用菌类如香菇猴头菌、蜜环菌等药用真菌，由于其含有调节身体免疫机能、抗癌、防衰老的有效成分，具有对人体生理作用产生功能性影响及调节功效，这是发展功能性保健食品的一个最主要的原料来源。
　　食晶科按利用超微粉碎技术将这些原料进行超微粉碎，可开发出一系列方便食用的功能性超微保健食品，使人们的膳食具有良好的营养性、保健性和治疗性，从而达到健康及延年益寿的目的，前景极为广阔，并将会在保健食品产业中发展成为一个新的主流。
　　37膳食纤维产品类我国传统的豆制品在加工过程中，会产生大量的豆渣。豆渣中含有丰富的蛋白质、脂肪、膳食纤维等，是良好的健康食物资源。但由于豆渣具有令人难以接受的异味、口感极差并存在抗营养因子等因素，如果直接食用或将其添加至其它食品中，则会大大影响产品的口感、质地及功能的发挥。
　　实际上豆渣是人类难得的膳食纤维源，其纤维含量高、纤维质构好、组成成分功能性好，可以加工成高纯度、高质量、高附加位、应用广泛的低热量的膳食纤维。目前在美国、曰本、澳大利亚等国己实现豆渣食用的产业化。如曰本仁月株式会社将豆渣膳食纤维与低聚糖、双歧杆菌等科学调配为微生态制剂，供给老年人和少儿食用，企业效益显著；西欧国家将加工好的膳食纤维直接加入主食食用；澳大利业豆渣食品在20世纪90年代曾轰动全世界。
　　现代食品加工高新技术的蒸煮挤压与超微粉碎技术在豆渣开发中的联合应用，彻底解决了豆渣开发中出现的一系列问题，极大的促进豆渣这一人类健康食物资源的应用。我们利用研制的功能性超微豆渣膳食纤维粉在许多产品的开发中得到良好的应用，如豆渣膳食纤维咀嚼片、豆渣蔬菜片、高纤维油炸豆渣脆片、高膳食纤维早餐谷物食品、高膳食纤维饼干等领域。超微豆渣膳食纤维粉具有良好的乳化性与增稠性。作为食品添加剂强化膳食纤维，可作点心、膨化小食品、面包、糕点、馅芯等食品配料用，广泛用于焙烤制品、草莓饮料、果汁、热奶、番茄酱、面条、调味料、干汤料、谷物制品、快餐小吃中。
　　另外，麦麸等加工副产品都可以利用此技术进行开发。
　　38动物鲜骨利用超微粉碎技术以纯物理方法将鲜骨超微粉碎，保证了原料成分的芫整性，生产出的超微骨泥或超微鲜骨粉具有钙含量高、超微、高吸收率、口感良好、纯天然等特点，具有广阔的应用领域。可以制成胶、袋装冲剂以及片剂，也可作为食品添加剂，制成多种新的多营养素和高钙、高铁的骨粉（泥）系列食品。如加入到香肠、面条、面包及饼干中，或配以其它作料作为调味品、汤料，或制成适合老年人食用的骨酱罐头等等。这些食品是小儿佝偻病、骨质疏松症、缺铁性贫血患者以及孕妇、老人、儿童理想的功能食品。
　　另外，鲎鱼、鳐鱼等硬骨鱼类的软骨经超微粉碎后可制成具有较好抗癌效果的保健食品。
　　3.9蚂蚁、蚯蚓、蜂蛹、蚕蛹、龟鳖、蛇蚂蚁、蚯蚓、蜂蛹、蚕蛹、龟鳖、蛇等，营养保健和药用价值都很高，可经超微粉碎加工成为保健食品。许多动物食品己在一些国家开始流行，我国也开始注重这方面产品的开发。如对风湿性关节炎有较好疗效的蚂蚁粉及美容养颜的纯蛇粉，就是将蚂蚁和蛇经粉碎加工而成。因此，将这类动物经干燥处理后制成超微保健食品，将是保健产品发展的一个重要方面。
　　3.10甲壳动物类甲壳动物壳体富含甲壳素，经超微粉碎后可大大提高方便使用程度，超微化后甲壳素既可食用，也可作为食品添加剂作为防腐用。如大量的小虾、小蟹可以利用超微技术进行深度开发利用。
　　4超微粉碎技术在农产资源深度利用领域的研发思路近几年，我们在超微粉碎技术应用于农产资源深加工领域的开发研究方面作了部分工作，但是作为一项新技术的应用，还有许多研究点需要进行深入探讨，例如（1）有机材料（特别是农产资源）的超微粉体加工、物理（感官）、化学（营养）等性质的基础研究；（2）不同的超微粉碎形式对有机活性物质活性的影响研究；（3）超微粉体的表面改性研究，避免超微粉体团聚等不良影响；（4）超微技术与微波脱水干燥结合在茶叶、可食花卉、水果果汁厂的果渣、药食两用食用菌、豆渣系列产品的开发中的应用，形成独特的天然保健营养型超微细粉生产工艺；（5）结合蒸煮挤压等技术对植物的茎叶花等进行活化得到系列对人体有益的功能性食品膳食纤维添加剂。
　　5超微粉碎技术的应用近年来受到政府各方普遍关注入《2005年度科技型中小企业创新基金项目指南》，是重点支持的技术创新项目。“超微粉体工程技术”
　　是国家确定的《用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业的重点》。
　　由科技部与商务部联合制定发布的《鼓励外商投资高新技术产品目录》中，明确将“微粉碎、超为粉碎设备”归属于“农副产品贮藏、加工新技术产品及设备”中。
　　腐乳行业应研究原料的超微粉碎工艺、半成品的直装工艺、自制红曲生产工艺等，形成工业化、机械化生产规模-《2006~2016年全国食品行业科技发展纲要建议》。
　　推广中成药生产的关键技术，促进超微粉碎技术超临界萃取技术、大孔树脂吸附纯化技术、膜分离和浓缩技术、喷雾和冷冻干燥技术、微波辐射诱导萃取技术等在企业生产中的推广和应用-浙江省“十一五”中药产业发展规划。
　　超临界萃取技术、大孔树脂分离技术、膜提取分离技术、超临粉碎技术等新工艺技术在中药工业化生产中的应用，提高产品的技术含量一江西省2006年度科技计划重大、重点项目指南。
　　2005年度山东省科技发展计划指南中明确指出：“重点支持新型超微粉体材料制备技术、应用产品的研究开发和标准体系制定等。支持不同用途、功能特异的超微粉体材料制备技术及应用产品的研究开发。”我们与企业联合申报的《超微粉碎技术在天然植物资源开发中的应用研究》项目获得了山东省科技厅的高度关注，获得2005年度科技攻关项目立项。
　　6结束语超微粉碎技术目前己经成为发达国家一个研究的热点，它与传统的行业相交叉，衍生出许多新的学科，促进了相关领域的发展。在食品加工业，超微粉碎技术与蒸煮挤压熟化技术、微胶技术、微波技术、冷冻干燥技术以及食品生物技术共同列为国际性食品加工新技术。随着超微粉碎技术的成熟和发展，必将为农产资源的开发利用提供更广阔的发展前景。
　　专家预言：超微粉碎技术将在21世纪的农业产后资源深度开发利用领域扮演十分重要的角色，前景广阔。