鄒子爵，范小平*，夏 雨，李 顯，應(yīng)旦陽

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.咀香園健康食品（中山）有限公司，廣東 中山 528437）

焙烤食品餡料的擠壓膨化加工研究進展

鄒子爵1，范小平1*，夏 雨2，李 顯1，應(yīng)旦陽1

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.咀香園健康食品（中山）有限公司，廣東 中山 528437）

焙烤食品作為人們最主要的休閑類食品之一，其營養(yǎng)和風(fēng)味主要由餡料決定。目前，焙烤食品餡料的加工方式多樣，對擠壓膨化加工技術(shù)在焙烤食品餡料加工中的應(yīng)用原理、特點進行了分析，并對各類焙烤食品餡料的擠壓膨化研究與應(yīng)用進展進行了綜述，在此基礎(chǔ)上，對該領(lǐng)域今后的研究及應(yīng)用作出了展望。

焙烤食品餡料；擠壓膨化；綜述

0 引言

食品擠壓膨化是集混合、攪拌、破碎、加熱、蒸煮、殺菌、膨化及成型等為一體的高新技術(shù)[1]，具有應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)品形狀多樣化、原料營養(yǎng)損失小和能量利用高等諸多優(yōu)點[2]，能殺死致病菌、鈍化或使不良酶變性，保留食物的天然顏色和口味，在即食谷物、甜點、休閑、嬰兒等食品加工中有廣泛的應(yīng)用[3]。焙烤食品泛指用面粉及各種糧食及其半成品與多種輔料相調(diào)配，經(jīng)過發(fā)酵，或高溫烘焙，或者油炸而成的一系列香甜可口的食品[4-5]，是現(xiàn)今飲食平衡中的一個重要組成部分，在超市貨架上通常都能見到各種各樣的焙烤產(chǎn)品[6]。

含餡料的焙烤食品風(fēng)味和營養(yǎng)價值主要靠其餡料提供，而利用擠壓膨化技術(shù)加工的餡料具有獨特的性能，作者對近年來學(xué)術(shù)界關(guān)于焙烤食品餡料的擠壓膨化技術(shù)的研究現(xiàn)狀進行綜述和分析，并對該領(lǐng)域今后的研究作出展望。

1 焙烤食品餡料的分類及加工技術(shù)

1.1 焙烤食品餡料的分類

焙烤食品餡料按照味道可分為甜餡和咸餡。甜餡是以糖為原料，配以各種豆類、果仁、蜜餞、油脂等，甜餡可細分為泥茸餡、果仁蜜餞餡和糖餡；咸餡也是焙烤食品行業(yè)普遍使用的一種餡料，分為素餡、葷餡和葷素餡。

按照原料，焙烤食品餡料可分為鮮花水果類、果仁類、肉類、谷物類等[7]。鮮花水果類主要有鮮花、鮮水果、蜜餞類等；果仁類主要有芝麻、花生、蓮子等；肉類主要有畜禽魚肉蛋類等；谷物類主要是指天然谷物，如小麥、大麥、燕麥、玉米等。

1.2 焙烤食品餡料的加工技術(shù)

1.2.1 常見的餡料加工技術(shù)

目前，用于焙烤食品餡料加工的常見技術(shù)有酶技術(shù)、氣體射流沖擊技術(shù)、微波焙烤技術(shù)、超高壓技術(shù)及擠壓膨化技術(shù)等。

其中，酶技術(shù)是指在一定的生物反應(yīng)器內(nèi),利用酶的催化作用，進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的技術(shù)。將酶技術(shù)應(yīng)用到焙烤產(chǎn)品中[8]，可以提高食品的彈性和持水性，改善面團粉質(zhì)以及拉伸特性等，提升食品的品質(zhì)。氣體射流沖擊技術(shù)是一種將具有一定壓力及溫度的氣體，經(jīng)一定形狀的噴嘴（圓形、方形、狹縫）直接噴射到物料表面的方法[9]。將氣體射流沖擊技術(shù)應(yīng)用到焙烤食品中，由于其傳熱效率高，可使物料在較短時間內(nèi)加熱到較高的溫度從而達到熟化，物料內(nèi)部的水分遺失較少，產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)柔軟、色澤均勻、氣味芳香。微波焙烤食品是微波食品中一個重要的潛在發(fā)展領(lǐng)域,具有廣闊的市場前景。微波焙烤技術(shù)具有操作方便、膨化效果明顯、殺菌、營養(yǎng)成分損失少等特點，能較好地保留焙烤物質(zhì)的風(fēng)味和營養(yǎng)。但由于微波加熱時間比較短，相比較傳統(tǒng)焙烤產(chǎn)品，微波焙烤產(chǎn)品質(zhì)量較低[10]，未來仍需改進。超高壓技術(shù)指將液體或氣體加壓到100 MPa以上的技術(shù)。將超高壓技術(shù)應(yīng)用到焙烤食品餡料中[11]，可消除谷物中的抗?fàn)I養(yǎng)因素，保存谷物產(chǎn)品的營養(yǎng)成分，谷物中的維生素A沒有受到影響，維生素B保存85%。

1.2.2 餡料的擠壓膨化加工技術(shù)

餡料在擠壓膨化加工過程中，含有一定水分的餡料原料被送入擠壓膨化機，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動而被迫向前輸送，在螺桿與原料、原料與機筒、原料內(nèi)部的機械摩擦作用、推進力和剪切力的作用下，產(chǎn)生高溫高壓環(huán)境，使餡料原料被強烈地擠壓、攪拌及剪切，從而使原料被進一步細化、均化，原料間氣體被擠出排走，隨著密度增大，溫度升高，擠壓力增大，原料性質(zhì)發(fā)生了相應(yīng)的物理化學(xué)變化，由粉狀變成熔融狀，淀粉糊化、裂解，蛋白質(zhì)變性、重組，纖維素部分降解、細化，致病菌等一些有害因子被去除，有毒成分與酶失活。當(dāng)熔融的餡料原料在高壓的作用下通過擠壓機?？跀D出時，由于壓力驟降，水蒸氣迅速膨脹和散失，物料體積膨化數(shù)倍，形成結(jié)構(gòu)松散、多孔、酥脆的膨化產(chǎn)品[12-16]。這些膨化物再經(jīng)過粉碎、研磨等工藝處理，可作為焙烤食品的餡料成分。

與餡料加工的其他技術(shù)相比，擠壓膨化具有以下特點：擠壓膨化加工是一個高溫短時的過程，餡料在加工過程中營養(yǎng)損失小，且擠壓過程中造成一些大分子物質(zhì)降解，使其易于被人體吸收；擠壓膨化的高溫高壓常常能殺死或鈍化餡料原料中的有毒成分，提高焙烤食品的安全性；經(jīng)擠壓膨化后的焙烤食品餡料的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味得到改善，口感更好。此外，擠壓膨化的生產(chǎn)效率高，原料適用性廣，除可加工谷物等糧食作物，還可加工蔬菜、香料及動物蛋白等餡料原料。

2 焙烤食品餡料的擠壓膨化研究進展

2.1 鮮花水果類餡料

擠壓膨化會影響鮮花水果的抗氧化活性、色素含量、礦物質(zhì)含量和纖維含量等。杜冰等[17]曾研究香蕉的擠壓膨化處理工藝，發(fā)現(xiàn)膨化后粗蛋白和抗性淀粉的含量均下降，其中抗性淀粉含量下降了75.0%，不過仍高達8.2%，這是由于擠壓膨化的高溫高壓導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生了美拉德反應(yīng)，而灰分的含量則增加了48.9%，且擠壓膨化后保留了香蕉的青香味。擠壓膨化導(dǎo)致果實中的營養(yǎng)部分損失和一些功能性質(zhì)的下降，如果實中的色素損失，花青素含量和抗氧化活性大大下降[18-19]。Altan等[20]在大麥番茄果渣和大麥葡萄果渣的擠壓物中發(fā)現(xiàn)，擠壓物中的抗氧化活性和總酚含量顯著下降了。但同時，擠壓膨化對鮮花水果的積極影響也很多。Moussa-Ayoub等[21]研究得出仙人掌果實中的黃酮醇能耐受住擠壓膨化中的高溫。Potter等[22]研究發(fā)現(xiàn)擠壓膨化能影響水果粉產(chǎn)品的密度和膨脹度，使水果粉的纖維含量增加。Sharma等[23]發(fā)現(xiàn)擠壓過程中溫度和螺桿速度的改變會對植物化合物產(chǎn)生不利影響，然而，隨著機筒溫度的升高，提高了菠蘿水果皮的抗氧化活性。焦妍津[24]發(fā)現(xiàn)對藍莓進行擠壓膨化后，水分含量低于原料水分含量，可能是由于膨化過程中水分的汽化造成，膨化后的藍莓礦物質(zhì)含量高于鮮果，水溶性指數(shù)大大增加，有利于人體消化吸收。

2.2 果仁類餡料

擠壓膨化加工對果仁的硬度、吸水性、氮溶解指數(shù)、氨基酸含量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)等有著不同的影響。擠壓機的參數(shù)不同對物料會有不同程度影響，隨著機筒溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、物料水分的上升，產(chǎn)品的膨脹率不斷增加，機筒溫度和螺桿轉(zhuǎn)速對產(chǎn)品的吸水性指數(shù)也有顯著影響，高溫、高濕、高剪切力會使產(chǎn)品的氮溶性指數(shù)與硬度處于較低的水平[25]，郎珊珊等[26]研究結(jié)構(gòu)參數(shù)對擠壓組織化花生蛋白質(zhì)構(gòu)特性的影響中，發(fā)現(xiàn)隨著擠壓機螺桿長徑比的增大，花生粕擠壓產(chǎn)品硬度逐漸提高，彈性、剪切力均先升高后略有下降，而隨著熔融區(qū)長徑比的增大，硬度、彈性和剪切力均為升高－穩(wěn)定－下降的趨勢。武建堂等[27]研究擠壓膨化對花生蛋白體外消化率的影響中發(fā)現(xiàn)，花生蛋白消化率隨喂料速度的增加先增大后減小，隨螺桿轉(zhuǎn)速增大而先增大，在130 r/min時達到最大，而后減小，隨擠壓溫度升高而增大，在140℃達到最大，而后減小。螺桿轉(zhuǎn)速顯著影響混合物的水分含量和擴張指數(shù)，物料水分含量、機筒溫度顯著影響著產(chǎn)品的水分含量、斷裂強度、吸水指數(shù)和擴張指數(shù)[28]。薛軍[29]在蓮子粉的加工工藝研究中發(fā)現(xiàn)蓮子粉在擠壓膨化過程中，擠壓機的螺桿轉(zhuǎn)速和物料的水分含量對蓮子淀粉的糊化度及擠出產(chǎn)物的密度有顯著的影響，擠壓膨化后蓮子粉內(nèi)部結(jié)構(gòu)也發(fā)生了顯著變化，擠壓前，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為緊密，表面光滑，擠壓后，間隙增大，表面平整，棱角分明，擠壓膨化后蓮子粉氨基酸總量減少5.83%，游離氨基酸總量增加2.24%，蛋白質(zhì)水解率顯著提高，總糖和淀粉含量基本不變，糊化度達到88.6%，直鏈淀粉含量、碘藍值、還原糖含量和可溶性淀粉含量均增加，淀粉水解率迅速提高。擠壓后蓮子粉的密度大于擠壓前，吸水能力、溶解性大幅提高，吸油能力下降，擠壓后蓮子粉懸浮液比擠壓前蓮子懸浮液的穩(wěn)定性差。芝麻中的功能成分可利用于食品中[30]。Nascimento等[31]在改善玉米膨化食品的營養(yǎng)價值和感官特性時，添加脫脂芝麻餅，發(fā)現(xiàn)當(dāng)芝麻餅粕的添加量增加時，玉米膨化食品的蛋白與脂肪含量增加，不過會減少膨化體積，加深顏色。擠壓膨化還能殺死物料中的有毒成分，提高食品的安全性。Zheng等[3 2]發(fā)現(xiàn)擠壓加工中機筒溫度和物料濕度對減少花生粕中的黃曲霉毒素有顯著影響。

2.3 肉類餡料

擠壓膨化對肉的蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪和組織結(jié)構(gòu)等都有一定的影響，擠壓膨化參數(shù)的設(shè)定對物料的膨脹率、顏色、感官品質(zhì)等物理化學(xué)特征有重要影響[33－35]。Fallahi等[36]發(fā)現(xiàn)，擠壓溫度和進料速度顯著影響魚粉產(chǎn)品的氮溶解指數(shù)，擠壓加工增加相關(guān)蛋白質(zhì)消化性，但玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度降低19%，且損失了大量賴氨酸。盧燾[37]在對擠壓前后魚肉中的氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪和組織結(jié)構(gòu)的差異研究中，發(fā)現(xiàn)擠壓膨化后，氨基酸的總量減少，蛋白質(zhì)在高溫和高壓的作用下重新形成了新的高分子產(chǎn)物，結(jié)合脂肪相比之前增加了約1倍，魚肉蛋白被重新組織化，形成了平行纖維和多孔結(jié)構(gòu)。王文賢[38]在利用響應(yīng)面法優(yōu)化鮮雞肉擠壓食品工藝條件的研究中，以大米和鮮雞肉為原料開發(fā)擠壓膨化產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)擠壓后，氨基酸含量減少，且在擠壓過程中，蛋白質(zhì)降解成小分子的氨基酸，其中有必需氨基酸，擠壓膨化提高了人體對食品中的蛋白質(zhì)消化和吸收能力。Alvaez等[39]在以機械去骨雞肉加玉米淀粉等為原料生產(chǎn)擠壓膨化食品時發(fā)現(xiàn)，擠壓機的模頭溫度對混合物產(chǎn)品的組織特性有顯著影響，而隨著模頭溫度的上升，剪切力與拉伸剪切力也分別升高。Khare等[35]發(fā)現(xiàn)擠壓膨化參數(shù)對雞肉面條的水分活度、吸水指數(shù)、水溶指數(shù)和硬度等有著重要影響。梁文明等[40]在大米－牛肉的擠壓膨化產(chǎn)品研發(fā)中發(fā)現(xiàn)，添加牛肉粉的擠壓膨化產(chǎn)品與未添加牛肉粉的產(chǎn)品相比蛋白質(zhì)與脂肪含量顯著提升，牛肉粉的添加補充了谷物食品中缺少的賴氨酸跟谷氨酸。擠壓膨化時，膨化溫度對變曲力、顏色、膨化率、產(chǎn)品的感官品質(zhì)及組織剖面都有影響，水分對物料的膨脹率、裂斷強度指數(shù)和顏色有著重要影響，機筒溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、水分含量對擠出物的物理性質(zhì)如容積密度等有顯著的影響，擠壓膨化會導(dǎo)致肉類中部分氨基酸的損失，蛋白質(zhì)部分降解，部分重新組織化形成新產(chǎn)物，結(jié)合脂肪含量上升。

2.4 谷物類餡料

擠壓膨化可有效提高谷物中營養(yǎng)物質(zhì)的保存率和利用率，改良口感，使谷物的物理化學(xué)特性發(fā)生改變，殺死谷物中的腐生菌，改善谷物產(chǎn)品品質(zhì)，提升價值[41－44]。擠壓工藝可以改善谷物麩皮的品質(zhì)，減少植酸、多酚和胰蛋白酶抑制劑的含量，增加容積密度，在適宜的工藝條件下擠壓膨化加工可以減少全麥面粉中的交鏈孢霉毒素的含量。楊磊[45]發(fā)現(xiàn)，擠壓處理后，麥胚中的脂肪酶與脂肪氧合酶活性明顯下降，滅活率分別為100%和79.08%，麩皮中的脂肪酶和脂肪氧合酶滅活率為90.8%和25.7%。脂肪酸值的下降，對全麥粉的穩(wěn)定性有積極作用。汪麗萍等[46]發(fā)現(xiàn)，擠壓升溫會使麩皮和胚芽中的維生素B、植酸和烷基間苯二酚的含量下降，且擠壓加工會促使某些酚類物質(zhì)的釋放，使全麥粉的總酚含量增加，從而提高其抗氧化活性。郝春明等[47]在擠壓膨化處理麩皮對全麥面粉的影響研究中得出，擠壓膨化后小麥麩皮持水力和膨脹力顯著增加，全麥粉的色度降低，蛋白和面筋的含量降低，沉降數(shù)值增大，拉伸和粉質(zhì)曲線有較大差異，吸水率為74%～78%，形成的時間較長，穩(wěn)定的時間較短，拉伸曲線面積、拉伸比例以及延伸度的比例都降低。Brahma等[48]經(jīng)研究得出，擠壓膨化中，隨著螺桿轉(zhuǎn)速的增加，全谷物燕麥的徑向膨脹指數(shù)、吸水指數(shù)和水溶性指數(shù)都提高。在合適的加工條件下，擠壓膨化后可使玉米中的還原糖和可溶性膳食纖維含量得到提高，吸水率和水溶性指數(shù)大幅提升，不溶性膳食纖維含量大大降低，玉米的理化性質(zhì)得到有效的改善。擠壓膨化后，玉米淀粉發(fā)生了糊化與降解，營養(yǎng)成分發(fā)生了顯著變化。劉英等[49]發(fā)現(xiàn)擠壓膨化后玉米中的水分、粗纖維、粗脂肪含量分別減少38%、40%和35%，糊化度提高了219%，能量提高了6%，而氨基酸除了胱氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸外，其余氨基酸含量均增加，氨基酸總量也得到提高。李鍇[15]在糙米的擠壓膨化研究中發(fā)現(xiàn)，擠壓膨化后，糙米中的淀粉發(fā)生了不可逆的α化作用，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，溶解性增強，有大分子質(zhì)量的亞基聚集的趨勢，游離脂肪酸含量下降，膳食纖維含量提高，植酸含量大幅度下降。K?ksel等[50]在研究擠壓膨化對一種大麥的性質(zhì)影響時發(fā)現(xiàn)，在低剪切力的螺桿構(gòu)型中，增加機筒溫度會降低截面擴張指數(shù)，在高水分含量情況下，容積密度較高。經(jīng)分析，擠壓膨化后，大米、玉米、小麥、蕎麥和燕麥中的淀粉、粗脂肪、粗蛋白和礦物元素的含量有所降低，直鏈淀粉和膳食纖維含量略微增加，而還原糖的含量則是顯著提高[51]。擠壓后的谷物各項理化指標(biāo)都得到了相應(yīng)的改善，擠壓膨化中的高溫高壓起到了殺菌、鈍化不良因子的作用，擠壓膨化后谷物的糊化度有了較大的提高，膨脹指數(shù)、吸水指數(shù)與水溶性指數(shù)也有不同程度的增加，抗氧化活性增強，穩(wěn)定性增加，氨基酸總量和可溶性膳食纖維含量也有增加，植酸、游離脂肪酸和不溶性膳食纖維含量下降，蛋白質(zhì)變性，溶解性增強等，這些都有利于產(chǎn)品的吸收。

2.5 其他餡料

還有一些原料可作為焙烤食品餡料，如蘑菇、山藥[52]等，擠壓膨化處理導(dǎo)致物料的淀粉變性，水分、蛋白質(zhì)、脂肪和氨基酸等含量下降，糊化度提升。方勇等[53]研究金針菇復(fù)配發(fā)芽糙米擠壓膨化工藝及產(chǎn)品品質(zhì)特性時得出，復(fù)配產(chǎn)品的品質(zhì)特性隨著擠壓操作參數(shù)的變化而發(fā)生變化，γ-氨基丁酸含量隨著物料的含水量的增加，先降低后上升，隨著膨化溫度提升而明顯下降，隨螺桿轉(zhuǎn)速的增大先升高后降低，當(dāng)物料的含水量、膨化溫度和螺桿轉(zhuǎn)速升高時，可溶性膳食纖維和可溶性蛋白含量先升高后降低，徑向膨化率則隨著膨化溫度和物料含水量的升高而降低，隨螺桿轉(zhuǎn)速的增加先升高后降低。劉駿[54]發(fā)現(xiàn)，淮山全粉在擠壓膨化后，水分、粗脂肪、淀粉和蛋白質(zhì)的含量都有所下降，灰分的含量基本沒變，淀粉發(fā)生了降解，生成了其他的基團，吸水能力和溶解性都有了很大的提高，糊化度顯著提升，但是吸油能力有所下降。

3 展望

擠壓膨化因具有獨特的優(yōu)勢，在焙烤食品餡料加工中的應(yīng)用越來越多。但目前的研究主要集中在對餡料的理化性質(zhì)及營養(yǎng)成分影響方面。結(jié)合國內(nèi)外研究進展?fàn)顩r，可在以下兩方面進一步加強研究：（1）多種餡料的擠壓膨化共混加工。研究多種餡料原料的擠壓膨化共混加工技術(shù)，以及復(fù)合餡料成分在擠壓膨化過程中的性能變化，有利于開發(fā)具有更多風(fēng)味、營養(yǎng)更豐富的餡料及焙烤食品。（2）力學(xué)等質(zhì)構(gòu)性質(zhì)研究。研究擠壓膨化對餡料原料的孔隙結(jié)構(gòu)、破損強度、彈性、咀嚼性等力學(xué)性質(zhì)，可從幾何結(jié)構(gòu)與質(zhì)構(gòu)的關(guān)系機制方面為該類食品的質(zhì)構(gòu)調(diào)控提供依據(jù)，以利于開發(fā)更多綠色健康型餡料及焙烤食品。

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REVIEW ON EXTRUSION PROCESSING OF BAKEED FOOD FILLINGS

ZOU Zijue1，F(xiàn)AN Xiaoping1，XIA Yu2，LI Xian1，YING Danyang1
（1.College of Food Science，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China；2.Juxiangyuan Health Food （Zhongshan） Co.，Ltd.，Zhongshan 528437，China）

Extrusion is a new technology integrated a set of procedures including mixing，stirring，crushing，heating，cooking，sterilization and shaping，which can kill bacteria，make bad enzyme passivation or denaturation，and keep the natural color and taste of food.As one of the most important snack foods，baked food's nutrition and flavor mainly determined by the fillings.The processing method of the baked food fillings are various at present.The principle and characteristic of extrusion processing technique and its application in bakery fillings processing were analyzed in the present study.The advances of research and application of extrusion technology on baking fillings processing were reviewed，and the prospects of research and application in this field were also discussed.

baked food fillings；extrusion technology；review

TS201.2

：A

1673-2383(2017)04-0119-06

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20170828.0857.044.html

網(wǎng)絡(luò)出版時間：2017-8-28 8:57:30

2017-02-13

廣東省自然科學(xué)基金項目（2014A030313452）；廣東省高等學(xué)校優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計劃資助項目（YQ2015025）；國家自然科學(xué)基金項目（31201401）；廣東省產(chǎn)學(xué)研合作項目（2014B090904044）

鄒子爵（1994—），男，湖南長沙人，碩士研究生，研究方向為食品工程。

*通信作者