超微粉碎技術(shù)是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的新興學(xué)科。對超微粉體,目前尚無一個嚴(yán)格的定義,從幾個納米至幾十微米的粉體統(tǒng)稱為超微粉體。
工業(yè)上制備超微粉體的方法包括化學(xué)法和機械法?;瘜W(xué)法的優(yōu)點是所制備的超微粉體粒徑小、粒度分布窄、粒形好和純度高,缺點是產(chǎn)量低、成本高、工藝復(fù)雜。而機械法的優(yōu)點是產(chǎn)量大、成本低和工藝簡單,缺點是產(chǎn)品純度、細(xì)度和形貌均不及化學(xué)法制備的超微粉體。機械超微粉碎是一項比較容易實現(xiàn)工業(yè)化的實用技術(shù),也是目前食品加工中應(yīng)用最廣泛的制備超微粉體的手段。
提高原料中有效成分的溶出
植物原料經(jīng)超微粉碎處理后,基本上無完整的細(xì)胞存在,其細(xì)胞壁被破碎,細(xì)胞內(nèi)有效成分暴露出來,提高了植物原料有效成分的釋放速度和釋放量。
提高原料中有效成分的生物利用度
對于植物性原料而言,經(jīng)超微粉碎后細(xì)胞破壁,當(dāng)原料進(jìn)入胃部后,有效成分迅速釋放,可溶性成分在胃液作用下溶解,進(jìn)入小腸后,溶解的成分開始被吸收;另一方面,這些超細(xì)粒子因附著力的影響,易附著在腸壁上,排出體外所需時間較長,提高了人體對其不溶性成分的吸收率。
對于以水不溶性物質(zhì)為主的原料,提高原料細(xì)度即增強其表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)等,利于被腸胃直接吸收,增加了生物利用度。
賦予產(chǎn)品細(xì)膩的口感
巧克力細(xì)膩潤滑的口感特性是由多種因素造成的,但起決定性作用的因素是巧克力配料的粒度。分析表明,配料的平均粒徑在25微米左右,且其中大部分質(zhì)粒的粒徑在15到20微米之間,產(chǎn)品就會有細(xì)膩潤滑的口感特性;當(dāng)平均粒徑超過40微米時,產(chǎn)品就明顯感覺到粗糙,巧克力的感觀質(zhì)量也就明顯變差。
在巧克力整個生產(chǎn)過程中,粉碎操作占據(jù)重要的地位。粗磨和精磨均屬于粉碎操作,特別是精磨(超微粉碎)對巧克力的質(zhì)量起著舉足輕重的作用。
在棒冰、雪糕生產(chǎn)中,為了起到穩(wěn)定和填充作用,防止冰晶產(chǎn)生,保證固形物含量,一般需添加相當(dāng)數(shù)量的糯米粉或玉米淀粉,但效果卻常是冰晶較多,口感粗糙。如果將糯米粉和玉米淀粉經(jīng)超細(xì)處理后再添加,制成的雪糕、棒冰的冰晶就會明顯減少,穩(wěn)定性顯著提高,口感細(xì)膩。
在牛奶生產(chǎn)過程中,利用均質(zhì)機能使脂肪顯著細(xì)化。若98%脂肪球直徑在2微米以下,則口感好,易于消化。植物蛋白飲料生產(chǎn)過程經(jīng)過磨漿、均質(zhì)工藝,可使蛋白質(zhì)固體顆粒、脂肪顆粒變小,粒徑達(dá)到1—2微米,不僅賦予產(chǎn)品細(xì)膩的口感,還可防止蛋白質(zhì)下沉和脂肪上浮,提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
改善原料的加工性能
超微粉碎對米粉或面粉的理化性質(zhì)有很大的影響,進(jìn)而改變其加工性能。實驗表明,隨著米粉顆粒粒徑的減小,其粒度分布范圍減小,蛋白質(zhì)含量、糊化溫度、糊化液的透光率和凍融穩(wěn)定性降低,酶解速度、糊化液熱穩(wěn)定性、沖調(diào)性能及溶解度提高,米粉的休止角和滑角增大,糊化液沉降性能和對蛋白發(fā)泡體系的持泡能力增強,耐酸性基本穩(wěn)定。