蒸汽爆破技术赋予食品更高品质

       01、你所不知道的原料预处理黑科技

       食品在加工过程中不仅需要加工技术，往往还需要对原料进行预处理，从而令其性状更适宜加工并促使其中的营养成分或活性物质更大程度地释放出来。原料预处理技术主要有三大类，分别是物理法、化学法和酶法。

       化学技术的成本最低，但副反应较多、且存在化学试剂污染严重等问题；

       酶处理技术相对而言反应条件温和、安全无毒，但会造成加工成本过高，不利于工业化生产；

       物理处理技术具有操作简单、耗时短、处理量大、无化学试剂污染等优点，在食品原料处理方面具有较好的应用前景，用温差法破壁花粉破壁率低，破壁时间长，二氧化碳超临界萃取法、液氮研磨法及超声波破壁法破壁花粉由于缺乏产业化的设备而只能停留在实验室研究水平。所以我们亟需寻找一种安全、简单和可实现工业化生产的一种食品原料预处理方法。

       02、蒸汽爆破技术

       W H Mason于1928年第一次提出并使用蒸汽爆破技术，采用160-260℃饱和水蒸汽加热原料至一定的压力下，作用时间为几秒到几分钟，随后压力突然降至常压。蒸汽爆破的主要工作原理是将原料置于高温、高压的环境中，原料被过热液体润胀，蒸汽充满孔隙，当瞬间解除高压时(毫秒级，0.00875秒以内)，原料空隙中的过热液体迅速汽化，体积瞬间膨胀导致细胞爆破，细胞壁破裂形成多孔，小分子物质从细胞内释放。

       03、蒸汽爆破技术的三大物化变化

       热降解及类酸性水解作用：蒸汽爆破预处理过程中，蒸汽在高压作用下温度骤至200℃以上，同时部分蒸汽充填至物料内部空隙，甚至渗透到细胞壁里，部分纤维素降解产生醋酸，高温和弱酸共同作用促进了纤维素的进一步降解，进而促使小分子物质更易溶出，纤维束更加疏松。

       类机械断裂作用：在压力瞬间降低时，渗入纤维内部的热蒸汽以气流的方式从相对封闭的孔隙中瞬间释放出来。物料中原有的液态水爆沸并快速膨胀。此时形成的冲击力使纤维素等大分子的化学键和氢键发生断裂，还原端基增加。并且无定形区和部分结晶区也发生一定程度改变。

       氢键的破坏与重排：在高压高温下，一些纤维素内的氢键就会发生断裂，并游离出羟基和水蒸气发生重排进而形成氢键。一旦蒸汽爆破结束并被快速冷却后，大部分断裂的氢键就无法再重组，导致出现了大量的游离基团，氢键的变化改变了纤维素链的可动性，能够使其更易向有序结构变化。

       04、蒸汽爆破技术的三大优势

       蒸汽爆破技术由于其没有化学剂的添加，污染程度几乎为零，低消耗且价格低廉，因而广泛应用于低质原料高效利用的预处理过程中。

       提高食品原料中营养成分的溶出率和提取率：蒸汽爆破技术能够将高温水蒸气渗入原料内部空隙及植物细胞间，当压力瞬间释放时，其内部的水汽急剧膨胀迫使细胞壁破裂，促使原料内部阻止结构被破坏，空隙间比表面积迅速增加，这样溶剂提取时传质阻力大大减少，因此在提高食品原料中营养成分的溶出率和提取率方面具有巨大的优势，具备了替代传统水解预处理技术的潜力。

       改变食品原料中组分的分子构象和理化性质：蒸汽爆破技术不仅促使食品原料中物质更多地释放，还可改变一些组分的分子构象，进而改善原料的加工性能及其产品的生理功能。例如，通过蒸汽爆破预处理甘薯后，再从甘薯渣中提取的可溶性膳食纤维的持油力、持水力、吸水膨胀力等都会得更好。良好的持水力和膨胀力等能增加焙烤食品的保水性和柔软性，进而增强其促进肠道蠕动的能力，更好的改善胃肠健康。

       促进食品原料中功能因子的释放和转化：很多植物不仅营养价值高而且含有多种功能成分，但由于它们的外壳质地粗粝，结构紧致，常常会影响其主要功能因子的释放。但是通过蒸汽爆破技术的预处理，就相当于有着类似热降解、酸水解、类机械断裂、氢键破坏和结构重排等协同作用的预处理，将会极大促进食品原料中功能因子的释放和转化。

       05、蒸汽爆破技术的应用

       通过蒸汽爆破技术处理漆树果及无花果叶，在合适的条件下漆树果中槲皮素的得率能提高8倍，而与未经过蒸汽爆破处理的无花果叶中黄酮的提取量相比，在蒸汽爆破压力为0.2 MPa、维压3 min条件下，黄酮的提取量可以增加55.9%。

       将蒸汽爆破技术应用于全麦粉的生产过程中，通过瞬间爆破，得到爆破状态下的小麦粉，可以进一步制得全麦粉，从而有效降低小麦麸皮的机械强度，能够改善麸皮发粗、发涩、难易消化的问题，有利于推广小麦全粉食品。利用蒸汽爆破技术处理花粉，能够将花粉内溶出的营养物质比例提高到86%以上，溶出的维生素A、维生素C以及粗脂肪均能显著增加，菌落总数、霉菌总数以及大肠杆菌明显降低，营养物质溶出的比例、破壁率以及A280值在工艺放大生产过程中无明显差异。

       作者：Kevin.F

       Kevin.F，食品科学研究生，主要从事功能性食品研发，尤其擅长于糖尿病、痛风、体重管理等领域的产品产品开发。