技术分享超微粉碎技术在现代食品加工中

超微粉碎技术

超微粉碎（SuperfineGrinding,SG）技术作为近20年开始迅速发展的新技术，是一种联合机械力学与流体力学，克服物体内部凝聚力，将物料粉碎成微米甚至纳米级别粉末的深加工技术。超微粉碎处理能使物料粒径达到10μm甚至达到纳米级别，由于粉末结构和比表面积较普通颗粒有极大改变，使得超微粉碎颗粒具有普通颗粒不具备的特殊性质，并且随着现代仪器科学的发展，超微粉碎技术已在食品、制药等诸多领域取得重大突破，尤其是在中草药提取、功能性食品开发以及废弃资源利用方面成果显著。

超微粉碎技术分类及特点

根据加工成品粉末的粒径，超微粉碎技术主要可以分为：微米级粉碎（1μm~μm）、亚微米粉碎（0.1μm~1.0μm）以及纳米粉碎（1nm~μm）。微米级粉末的制备一般采用物理粉碎法；亚微米及以下粒径粉末制备则采用化学合成法。化学合成法具有产量低操作要求高等不足，使得物理粉碎法更受现代加工业的青睐。

根据粉碎物料状态不同，超微粉碎主要分为干法和湿法两种方式。干法粉碎包括旋转球磨式粉碎、气流式粉碎、高频振动式粉碎等形式；湿法粉碎包括胶体磨、均质机和搅拌磨等形式。

超微粉碎技术在现代食品加工中的应用

1、珍贵中草药天然活性成分的提取

名贵药材因药效显著需求大，野生资源几乎采挖殆尽，现依靠人工种植供应，但市场依然供不应求，导致其价格也一直居高不下。因此充分利用珍贵中草药、改进其加工工艺十分必要。

研究者普遍通过显微鉴别和物理性质检验等方法对中草药普通粉和超微粉进行表征测定和物理特性检验。结果发现，超微粉碎技术能够有效地破坏药材中大量细胞的细胞壁，使细胞碎片增多，并且其水溶性、膨胀力、松密度相对普通粉也有不同程度的改善。同时超微粉碎过程中有效成分溶出率有所提高。

如图1所示，较普通粉显微观察图，在超微粉显微观察图的视野范围内，已经找不到完整的细胞，粉体完整的细胞壁已完全破裂，而且细胞碎片很多，因此可以看出超微粉碎技术可以有效地破坏药材中的细胞结构，使细胞裂片增加。

2、食药加工废弃资源的重新利用

食药加工废弃物通常仍含有一定的天然活性成分，将其进行丢弃，不仅会造成大量浪费并且还会污染环境。超微粉碎技术的出现为食药加工废弃资源的重新利用提供更多可能。近年来，研究者对于超微粉碎技术的研究大多集中于食药加工废弃资源的重新利用方面，通常还会与酶解技术相结合。例如：马铃薯渣、亚麻籽壳、葡萄籽、咖啡果皮等的重新利用，大多集中在不同粒度对超微粉末的理化性质、功能特性的影响以及其对食品基质相关特性的影响。

3.功能性食品的加工开发利用

由于部分富含天然活性成分原料的细胞结构强韧、不易被破坏，其所含的营养素及功效成分的释放速率通常处于较低水平，未能充分开发使用。超微粉碎技术则为破坏细胞结构进而提高其营养素释放效率带来了可能性。研究表明适当的超微粉碎处理可以提高原料的水合特性，过度的粉碎则会降低水合特性；同时在适当范围内，随着粒径的减小，有效成分的溶出率逐渐增加。

有研究者对西兰花超微粉对面包相关指标的影响进行了研究，研究结果表明添加西兰花超微粉能够增加面团的弹性模量和粘性模量，但是面团的固有流变性没有改变；适当比例的西兰花超微粉对面包的体积非常重要，添加大量的西兰花超微粉会使面包心硬度增加、缺乏弹性且粘牙，对产品品质的影响较大。

4.其他方面

超微粉碎技术的研究还聚焦到了香辛料的风味成分，通常采用低温超微粉碎技术。目前有研究者通过超微粉碎技术对藤椒、干辣椒、姜进行预处理，并对其风味进行研究。研究结果表明，合适的粒径会增强原料的香气，并且在后期的贮藏过程中香气散失不明显；过小的粒径会导致香气随着贮藏时间的延长而损失较快。

展望与总结

虽然超微粉碎技术具有诸多优点，但是作为一种新兴技术，还在很多方面存在着研究不够完善的问题。例如：含糖量及含油量高的食品原料在超微粉碎过程中往往容易附着在仪器表面，容易产生颗粒的聚集，使得粉碎难以进行；超微粉碎带来了较大的比表面积，同时也增强了原料与空气的接触面积，进而会导致原料存在不稳定性；超微粉碎促进了营养成分的溶出，在贮藏过程中丰富的营养环境容易受到腐败微生物的污染……超微粉碎技术在使用过程中，需进行大量具有针对性的基础研究，因材施术，避免原料因过度粉碎而造成有效成分的损失。

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