Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Макароны - это экструдированные полые макароны.
Экструзия теста для чуррос в Страсбурге .

Экструзия используется в пищевой промышленности , когда мягкие смешанные ингредиенты проталкиваются через отверстие в перфорированной пластине или фильере, предназначенной для получения необходимой формы. Затем экструдированные продукты нарезаются лезвиями определенного размера. Машина, проталкивающая смесь через головку, представляет собой экструдер , а смесь называется экструдатом . Экструдер обычно представляет собой большой вращающийся шнек, плотно помещенный в неподвижный цилиндр, на конце которого находится фильера.

Экструзия обеспечивает массовое производство продуктов питания с помощью непрерывной эффективной системы, обеспечивающей однородность конечного продукта. Пищевые продукты, изготовленные методом экструзии, обычно имеют высокое содержание крахмала. К ним относятся макаронные изделия , хлеб ( гренки , хлебные палочки и лепешки ), много сухих завтраков и готовых закусок , кондитерские изделия , готовое тесто для печенья , некоторое детское питание , жирная соя , текстурированный растительный белок , некоторые напитки сухие и полувлажныекорма для домашних животных .

Процесс [ править ]

Безвакуумный экструдер для макаронных изделий, выпускаемый в 1958 году.

В процессе экструзии сырье сначала измельчается до нужного размера частиц, обычно до консистенции муки грубого помола. Сухая смесь пропускается через прекондиционер, в который добавляются другие ингредиенты в зависимости от целевого продукта; это может быть жидкий сахар , жиры , красители , мясо или вода. Для запуска процесса варки вводится пар , а предварительно кондиционированная смесь (экструдат) пропускается через экструдер. Экструдер представляет собой большой вращающийся шнек, плотно помещенный в неподвижный цилиндр, на конце которого находится фильера. [1] Вращающийся шнек экструдера выталкивает экструдат в направлении фильеры и через нее. Экструдат находится в экструдере длявремя пребывания . [ необходима цитата ]

Многие экструдированные продукты вздуваются и меняют текстуру при экструзии из-за уменьшения сил и выделения влаги и тепла. [1] Степень, в которой это происходит, называется степенью расширения . Экструдат нарезается на желаемую длину ножами на выходе из экструдера, которые вращаются вокруг отверстий фильеры с определенной скоростью. Затем продукт охлаждают и сушат, становясь жестким, сохраняя пористость. [ необходима цитата ]

Варка происходит внутри экструдера, где продукт производит собственное трение и тепло из-за создаваемого давления (10–20 бар). В некоторых условиях процесс может вызывать как денатурацию белка, так и желатинизацию крахмала .

Многие процессы экструзии пищевых продуктов включают в себя высокую температуру в течение короткого времени. [1] Важными факторами процесса экструзии являются состав экструдата, длина шнека и скорость вращения, температура цилиндра и влажность, форма фильеры и скорость вращения лопастей. Они контролируются в зависимости от желаемого продукта, чтобы гарантировать однородность продукции. [ необходима цитата ]

Влага является наиболее важным из этих факторов, она влияет на вязкость смеси , пластифицируя экструдат. Повышение влажности снизит вязкость, крутящий момент и температуру продукта, а также увеличит объемную плотность. Это также снизит давление на штамп. Большинство процессов экструзии для обработки пищевых продуктов осуществляется при влажности от низкой до средней (уровень влажности ниже 40%). Экструзия с высоким содержанием влаги известна как мокрая экструзия , но она не использовалась много до появления двухшнековых экструдеров (TSE), которые имеют более эффективную транспортировочную способность. Наиболее важным реологическим фактором при влажной экструзии экструдата с высоким содержанием крахмала является температура. [2]

Количество соли в экструдате может определять цвет и текстуру некоторых экструдированных продуктов. Степень расширения и воздушность продукта зависят от концентрации соли в экструдате, возможно, в результате химической реакции между солью и крахмалом в экструдате. Изменение цвета в результате концентрации соли может быть вызвано «способностью соли изменять водную активность экструдата и, таким образом, изменять скорость реакций потемнения». Соль также используется для распределения второстепенных ингредиентов, таких как пищевые красители и ароматизаторы , после экструзии; они более равномерно распределяются по поверхности продукта после смешивания с солью. [3]

История [ править ]

Линия по производству макаронных изделий 1930-х годов

Первый экструдер был разработан для производства колбас в 1870-х годах. [4] Сухие макаронные изделия и сухие завтраки производились методом экструзии с 1930-х годов [2], а этот метод применялся в производстве кормов для домашних животных с 1950-х годов (первый экструдированный корм для собак: Purina Dog Chow в 1957 году и первый экструдированный корм для кошек. : Purina Friskies в 1962 г.). [4] Некоторые бытовые кухонные приборы, такие как мясорубки и некоторые макаронные изделия, используют экструзию. Кондитерские пакеты ( кондитерские пакеты ), отжимаемые вручную, работают методом экструзии. [ необходима цитата ]

Эффекты [ править ]

Экструзия обеспечивает массовое производство продуктов питания с помощью непрерывной эффективной системы, обеспечивающей однородность конечного продукта. Это достигается за счет управления различными аспектами процесса экструзии. Это также позволило производить новые обработанные пищевые продукты и «произвело революцию во многих традиционных процессах производства снеков». [5] Процесс экструзии приводит к «химическим реакциям, которые происходят внутри цилиндра экструдера и в головке». [6] Экструзия имеет следующие эффекты: [7] [8] [9]

  • Уничтожение некоторых природных токсинов
  • Уменьшение количества микроорганизмов в конечном продукте
  • Незначительное увеличение железа - биодоступность
  • Создание инсулино-десенсибилизирующих крахмалов (потенциальный фактор риска развития диабета ) [7] [8]
  • Потеря лизина , незаменимой аминокислоты, необходимой для роста и контроля азота
  • Упрощение сложных крахмалов , увеличение скорости разрушения зубов
  • Увеличение гликемического индекса в обработанных пищевых продуктах , как «процесс экструзии значительно увеличил доступность углеводов для переваривания» [10]
  • Разрушение витамина А ( бета-каротин )
  • Денатурация из белков .

Материал, из которого изготовлена ​​экструзионная фильера, может повлиять на конечный продукт. Шероховатые штампы из бронзы на экструдерах для макаронных изделий дают более шероховатую поверхность, чем гладкие штампы из нержавеющей стали , которые, как считается, обеспечивают лучшее сцепление более жидких соусов для макарон; [11] Изготовленные таким образом макаронные изделия маркируются как макаронные изделия с бронзовой головкой, чтобы указать на продукт премиум-класса. [12]

Влияние «экструзионной варки на питательные качества неоднозначно» [13], поскольку экструзия может изменять углеводы, пищевые волокна, профиль белков и аминокислот, витамины и минеральное содержание в экструдате как в пользу, так и во вред. [13]

Кратковременная высокотемпературная экструзия «сводит к минимуму потери витаминов и аминокислот». [1] Экструзия делает возможным массовое производство некоторых продуктов питания и «денатурирует антипитательные факторы» [1], такие как уничтожение токсинов или уничтожение микроорганизмов . Он также может улучшить «качество и усвояемость протеина» [1] и влияет на форму, текстуру, цвет и вкус продукта. [1]

Это также может вызвать фрагментацию белков, крахмалов и некрахмальных полисахаридов с образованием «реактивных молекул, которые могут образовывать новые связи, не встречающиеся в природе». [6] Это включает реакции Майяра, которые снижают пищевую ценность белков. [13] Витамины с тепловой лабильностью могут разрушаться. [13] По состоянию на 1998 год мало что известно о стабильности или биодоступности фитохимических веществ, участвующих в экструзии. [6]Было обнаружено, что питательные качества улучшаются при умеренных условиях (короткое время, высокая влажность, низкая температура), тогда как отрицательное влияние на питательные качества экструдата оказывает высокая температура (не менее 200 ° C), низкая влажность (менее 15 ° C). %) или неправильные компоненты в смеси. [13]

В исследовательском документе 2012 года указывается, что использование нетрадиционной зерновой муки, такой как амарант , гречка или просо , можно использовать для снижения гликемического индекса хлопьев для завтрака, производимых методом экструзии. [14] Экструдат, в котором используется эта мука из злаков, имеет более высокий объем и плотность продукта, имеет аналогичную степень расширения и имеет «значительное снижение легкоусвояемых углеводов и медленно усваиваемых углеводов». [14] В статье 2008 года говорится, что замена 5–15% пшеничной и белой муки диетическим волокном в экструдированной смеси хлопьев для завтрака значительно снижает «уровень и количество углеводов.гидролиз экструдированных продуктов », [10] который повысил уровень медленно перевариваемых углеводов и снизил уровень быстро перевариваемых углеводов. [10]

Продукты [ править ]

Экструзия позволила производить новые обработанные пищевые продукты и «произвела революцию во многих традиционных процессах производства снеков». [5]

Сырные завитки, сделанные с помощью экструдера

Различные типы пищевых продуктов, производимые методом экструзии, обычно имеют высокое содержание крахмала. [1] К типам прямого вспенивания относятся хлопья для завтрака и кукурузные завитки, которые производятся при высокой температуре и низкой влажности при высоком сдвиговом усилии . К невспененным продуктам относятся макаронные изделия , которые производятся при средней влажности (около 40%) и низкой температуре. Текстурированные продукты включают аналоги мяса , которые производятся с использованием растительных белков («текстурированный растительный белок») и длинной фильеры для «придания волокнистой мясоподобной структуре экструдату» [4] и рыбной пасты . [15]Кондитерские изделия, изготовленные методом экструзии, включают жевательную резинку , лакрицу и ирис . [15]

Некоторые плавленые сыры и аналоги сыра также производятся методом экструзии. Плавленые сыры, подвергнутые экструзии с низкой влажностью и температурой, «могут быть лучше подходят для производства с использованием технологии экструзии», чем сыры с высокой влажностью или температурой. Сыры с более низким содержанием влаги более твердые и более жевательные, а сыр чеддер с низким содержанием влаги и температурой экструзии 80 ° C участники исследования предпочли другим экструдированным сырам чеддер, произведенным в других условиях. [16] Среднее время пребывания экструдата около 100 секунд позволяет производить «плавленые сыры или аналоги сыра различной текстуры (от намазываемых до нарезанных)». [17]

Другие пищевые продукты, часто производимые методом экструзии, включают хлеб ( гренки , хлебные палочки и лепешки ), различные готовые к употреблению закуски , готовое тесто для печенья , некоторое детское питание , некоторые напитки , а также сухие и полувлажные корма для домашних животных . Конкретные примеры включают сыр локоны, макароны , рис Ньютоны , драже , sevai , и некоторые французский картофель . Экструзия также используется для модификации крахмала и гранулирования кормов для животных . [18][ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

  • Мгновенная пастеризация

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г ч Harper, JM (1978). «Пищевая экструзия». Критические обзоры в пищевой науке и питании . 11 (2): 155–215. DOI : 10.1080 / 10408397909527262 . PMID  378548 .
  2. ^ a b Акдоган, Хюля (июнь 1999 г.). «Экструзия пищевых продуктов с высоким содержанием влаги» . Международный журнал пищевых наук и технологий (Представленная рукопись). 34 (3): 195–207. DOI : 10.1046 / j.1365-2621.1999.00256.x .
  3. ^ Комитет Института медицины (США) по стратегиям снижения потребления натрия; Хенни, Дж. Э .; Тейлор, КЛ; Бун, CS (2010). Джейн Э. Хенни; Кристин Л. Тейлор; Кейтлин С. Бун (ред.). Стратегии снижения потребления натрия в США . Вашингтон, округ Колумбия : National Academies Press, Национальная академия наук. ISBN 978-0-309-14805-4. PMID  21210559 .
  4. ^ a b c Карве, Мукунд В. (2008). «Пищевая экструзия». Пищевая инженерия . 3 . ISBN Oxford Eolss Publishers Co Ltd. 978-1-84826-946-0.
  5. ^ a b Риаз, Миан Н. (2000). Экструдеры в пищевой промышленности . CRC Press. п. 193. ISBN. 9781566767798. Экструзия предоставила средства производства новых и новаторских продуктов и произвела революцию во многих традиционных процессах производства закусок. Экструзионное оборудование предлагает множество основных конструктивных преимуществ, которые сводят к минимуму время, энергию и затраты, в то же время повышая степень универсальности и гибкости, которые ранее были недоступны.
  6. ^ a b c Камир, Мэн (1998). Химические изменения во время экструзионной варки. Последние достижения . Успехи экспериментальной медицины и биологии . 434 . С. 109–121. DOI : 10.1007 / 978-1-4899-1925-0_11 . ISBN 978-1-4899-1927-4. PMID  9598195 .
  7. ^ a b Бофран MJ, де ла Guérivière JF, Monnier C, Poullain B. (1978). «Влияние процесса экструзии на доступность белков». Annales de la Nutrition et de l'Alimentation . 32 (2–3): 353–64. PMID 707920 . CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  8. ^ a b Гай, Робин (2001). Экструзионная кулинария: технологии и применение . Кембридж: издательство Woodhead Publishing. С. 111–116.
  9. ^ Riaz, стр 82.
  10. ^ a b c Бреннан, Маргарет А .; Монро, Джон А .; Бреннан, Чарльз С. (декабрь 2008 г.). «Эффект включения растворимых и нерастворимых волокон в экструдированные зерновые продукты для завтрака, изготовленные с обратной конфигурацией шнека». Международный журнал пищевой науки и технологий . 43 (12): 2278–2288. DOI : 10.1111 / j.1365-2621.2008.01867.x .
  11. ^ «Промышленное производство макаронных изделий» . Food-Info.Net . Вагенингенский университет.
  12. ^ «Ингредиенты» . Napolina Ltd. Архивировано с оригинала 23 июня 2012 года. Ассортимент пасты Napolina также включает макаронные изделия премиум-класса из бронзы, которые выдавливаются через бронзовые матрицы для создания шероховатой пористой поверхности.
  13. ^ a b c d e Шивендра Сингх, Ширани Гамлат, Лара Вакелинг (10 мая 2007 г.). «Питательные аспекты экструзии пищевых продуктов: обзор». Международный журнал пищевой науки и технологий . 12 (8): 916–929. DOI : 10.1111 / j.1365-2621.2006.01309.x .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  14. ^ a b Бреннан, Маргарет А .; Менар, Карин; Рудау, Гаэль; Бреннан, Чарльз С. (19 января 2012 г.). «Мука из амаранта, проса и гречихи влияет на физические свойства экструдированных хлопьев для завтрака и модулирует их потенциальное гликемическое воздействие». Крахмал - Stärke . 64 (5): 392–398. DOI : 10.1002 / star.201100150 .
  15. ^ a b Heldman, Dennis R .; Хартель, Ричард В. (1997). Принципы пищевой промышленности . Springer. ISBN 9780834212695.
  16. ^ Koushik Adhikari1, Андреа Коул, Ingolf Грюн, Хильдегарда Хейман, Fu-Hung Шей, и Гарольд Хафф (июнь 2009). «Физико-сенсорные характеристики плавленых сыров, произведенных по экструзионной технологии». Журнал продовольственной науки и сельского хозяйства . 89 (9): 1428–1433. DOI : 10.1002 / jsfa.3608 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  17. ^ Zuber, F .; Mégard, D .; Cheftel, JC (декабрь 1987 г.). «Непрерывное эмульгирование и гелеобразование молочных ингредиентов методом экструзионной варки HTST: производство плавленых сыров». Международный журнал пищевой науки и технологий . 22 (6): 607–626. DOI : 10.1111 / j.1365-2621.1987.tb00529.x .
  18. ^ "Экструдер с вращающейся головкой" . Американская экструзия . 17 октября 2017 . Проверено 17 октября 2017 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Эдвин ван Онна, Бриджит ван Мехелен, Мэттью Стюарт, Шонкис Морено, Крис Скотт, Сара Мартин Пирсон, Джоэри Брюнинкс и Масааки Такахаши (1993). Технология экструзионного приготовления . Springer. ISBN 9780834213401.CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  • Гай, RCE (2003). «ЭКСТРУЗИОННОЕ ПРИГОТОВЛЕНИЕ / Принципы и практика». Энциклопедия пищевых наук и питания . С. 2222–2227. DOI : 10.1016 / B0-12-227055-X / 00434-X . ISBN 9780122270550.