第一章 膨化食品加工概述(The Puffing Food Process)
第一节膨化食品的概念和分类
广义上的膨化食品 (Puffing Food) ，是指凡是利用油炸、挤压、沙炒、焙烤 微波等技术作为熟化工艺，在熟化工艺前后，体积有明显增加现象的食品。
膨化( Puffing )是利用相变和气体的热压效应原理，使被加工物料内部的液体迅速升温汽化、增压膨胀，并依靠气体的膨胀力，带动组分中高分子物质的结构变性，从而使之成为具有网状组织结构特征，定型的多孔状物质的过程。膨化食品是指以膨化工艺过程生产的食品。
膨化方法的分类 (The Category of Puffing Method)
（一） 按膨化加工的工艺条件分类
（二） 一类是利用高温，如油炸、热空气、微波膨化等。 另一类是利用温度和压力的共同作用，如挤压膨化、低温真空油炸等。
1.高温膨化（High-temperature Puffing)
高温膨化技术是一种现代化的机械挤压成型技术与比较古老的油炸膨化、沙炒膨化等处理工艺结合起来从而生产膨化食品的一种技术。其中，微波膨化、焙烤膨化等新型膨化技术也应属于这一范畴。
油炸膨化（ Frying Puffing)：是利用油脂类物质作为热交换介质，使被炸食品中的淀粉糊化、蛋白质变性以及水分变成蒸汽从而使食品熟化并使其体积增大。油炸膨化的油温一般在160一180℃，最高不超过200℃。
热空气膨化（ Hot-air Puffing)：包括气流膨化、焙烤膨化、沙炒膨化，是利用空气作为热交换介质，使被加热的食品淀粉糊化、蛋白质变性以及水分变成蒸汽从而使食品熟化并使其体积增大。
微波膨化（ Microwave Puffing)：是利用微波被食品原料中易极化的水分子吸收后发热的特性，使食品中淀粉糊化、蛋白质变性以及水分变成蒸汽，从而使食品熟化并使其体积增大。
2．温度和压力的共同作用的膨化
低温真空油炸膨化（ Low-temperature Vacuum Frying Puffing）：在负压条件下，食品在油中脱水干燥。若在真空度2.67千帕、油温100℃进行油炸，这时所产生的水蒸气温度为60`C。若油炸时油温采用80?120'C，则原料中水分可充分蒸发；水分蒸发时使体积显著膨胀。采用真空油炸所制得的产品有显著的膨化效果，而且油炸时间相对缩短。
挤压膨化（ Extrusion Puffing）：一般食品物料在压力作用下，定向地通过一个模板，连续成型地制成食品，被称为“挤压”。挤压食品有膨化和非膨化两种。非膨化挤压食品不在本书的探讨之列。
（二）按膨化加工的工艺过程分类
1．直接膨化法 又称一次膨化法，是指把原料放人加工设备(目前主要是膨化设备）中，通过加热、加压再降温减压而使原料膨化。
2．间接膨化法 又称二次膨化法，就是先用一定的工艺方法制成半熟的食品毛坯，再把这种坯料通过微波、焙烤、油炸、炒制等方法进行第二次加工，得到的酥脆的膨化食品。
膨化食品的分类 (The Category of Puffing Food)
按膨化加工的工艺条件分类
油炸膨化食品：根据其温度和压力，又可分为高温油炸膨化食品和低温真空油炸膨化食品。
微波膨化食品：利用微波发生设备进行膨化加工的食品。
挤压膨化食品：利用螺杆挤压机进行膨化生产的食品。
焙烤膨化食品：利用焙烤设备进行膨化生产的食品。
沙炒膨化食品：利用细沙粒作为传热介质进行膨化生产的食品。
其他膨化食品：如正在研究开发的利用超低温膨化技术、超声膨化技术、化学膨化技术等生产的膨化食品。
按膨化加工的工艺过程分类
直接膨化食品：又称一次膨化食品，是指用直接膨化法生产的食品。如爆米花、膨化米果等。
间接膨化食品：又称二次膨化食品，是指用间接膨化法生产的食品。如果是利用双螺杆挤压机生产食品毛坯后再加工，则称为第三代 挤压食品。
按原料分类
淀粉类膨化食品：如玉米、大米、小米等原料生产的膨化食品。
蛋白质类膨化食品：如大豆及其制品等原料生产的膨化食品。
混合原料膨化食品：虾片、鱼片等原料生产的膨化食品。
按生产的食品性状分类
小吃及休闲食品类：可直接食用的非主食膨化食品。
快餐汤料类：需加水后食用的膨化食品。
按产品的风味、形状分类
按产品的风味、形状分类可分为成千上万种。如从风味上分，可分为甜味、咸味、辣味、怪味、海鲜味、咖喱味、鸡味、牛肉味等膨化食品
。从形状上分可分为条形、圆形、饼形、环形、不规则形等膨化食品。
第二节 膨化食品的发展
一、我国膨化食品的发展
食品膨化技术在我国有着悠久的历史，古代就把油炸作为使食品膨化的重要方法之一。 由于种种原因，我国膨化技术发展缓慢。直到 20世纪70年代末，才开始膨化技术与膨化食品的研究。 随着生活水平的提高，人们对膨化食品的要求越来越高。
二、国外膨化食品和膨化技术的发展
膨化技术作为一种新型食品加工技术，在国外发展很快。早在 1856年美国的沃德就申请了关于食品膨化技术的专利。 日本在 20世纪30年代至40年代进行侵略战争期间曾采用膨化技术加工玉米、麦类，再经过压制做成军粮。 在膨化食品领域中，膨化小食品的发展最为迅速，美国年产值已达十几亿美元。 近年来，国外利用膨化技术生产的膨化食品主要有：膨化主食、人造肉、马铃薯食品、脱水苹果、快餐食品、小食品、速溶饮料、 代乳饮料和强化食品等。还采用膨化工艺生产淀粉和处理谷物。 如今，国外食品膨化技术及其理论的研究已处于兴旺时期。 据英国《金融时报》近期报道； “英国食品制造业最近对已有20年历史的膨化技术再度发生兴趣，不少食品研究中心正在研究食品在挤压机中发生变化的复杂过程。食品公司希望从膨化技术中发掘出新产品的制作方法…”
最近，法国蒙特皮利欧语言科学和技术大学的食品生化和工艺实验室也对蛋白质在长筒型连续式挤压机中发生的变性和蛋白质结构以及快速酶的淀粉水解等进行了研究。 近年来，美国的 Frito?Lay公司、日本的Calbee公司以及欧洲和东南亚很多著名的膨化食品生产企业纷纷在中国投资建厂，生产各种膨化食品。 美国 Frito-Lay公司在广州的合资企业广州百事食品有限公司1994年投产后仅日式牛排和海鲜味粟米脆年销售额就达1亿元人民币。 因此，大力发展膨化技术并加快它在食品生产中的应用步伐以促进我甲食品工业的发展，是目前食品科学工作者需要考虑的一个课题。
三、膨化食品的发展前景
膨化技术的出现可以说为谷物类、淀粉类等这些我们称之为粗粮的原料在食品工业中的应用开辟了一条崭新的途径。 而且膨化食品一般都需经调味处理，因此膨化食品加工业的发展必将带动调味料工业和薄膜等包装技术的 发展。 目前将大米作为原料应用于膨化食品的生产也是生产厂家的一个研究开发方向： Eun等人在IFT19.98年年会上提出将黑米和糙米等量混合，加水至其水分含量为18%，然后在260r膨化6秒以生产一种膨化米饼的方法。 作为膨化食品的研究开发人员和生产厂家，应着重市场调查研究和产品的更新换代，不断加强膨化理论与技术的研究，开发新原料、新设备和新配方以提高自己的竞争力。 我国膨化食品工业的发展也有这方面的教训，如 20世纪80年代初期因“泡泡果”问世而兴起的“挤压膨化热”就因为后来风味单调、品种花样少而使这一行业的发展停滞不前好长一段时间。 而美国最大的膨化食品生产企业 Frito -Lay公司在全球业务迅猛发展的原因就是十分注重产品的研究开发工作，适时推出适合人们需求的新型膨化食品。 随着食品工业的发展、新技术和新工艺的出现以及人们生活水平的提高、膨化工艺技术以及膨化设备也必然不断向前发展，生产更受人们欢迎的低油、天然产品。 微波膨化技术、烘焙膨化技术作为新型膨化技术已经引起人们的重视并逐步在生产中得到应用。 而超低温膨化技术、超声膨化技术、化学膨化技术都有可能在不久的将来得到实际的应用。膨化技术与膨化食品在我国方兴未艾，随着以上各项工作的开展，以及人民生活水平的不断提高，满足大众生活需要的膨化食品必将迅速发展。
四、目前要做的工作
（一）开发先进的和生产能力较大的挤压膨化设备
目前，我国的挤压膨化设备比较落后，无温度、压力测控系统和数字显示。国外先进的膨化设备已实现了给料量、膨化温度、压力的自动控制与数字显示，大大地减轻了劳动强度，提高了生产率。 现在国外食品膨化设备的类型繁多，既有适用于娱乐等公共场所使用的小型食品膨化机，也有适合家庭使用的轻便式膨化机；同时，不仅有大型连续式膨化设备，也出现了自动化膨化设备。 我国膨化机品种、规格较少，今后应大力开发多品种、多功能的各种类型膨化机。
（二）积极开展膨化理论和膨化技术的研究
进行膨化理论与膨化技术的研究，是研制性能良好的膨化设备和加工美味可口膨化食品的保证，国外对此十分重视 . 例如，美国温格尔公司设有专门的研究试制工厂，装备了 10余种不同规格的挤压蒸煮机，10余种规格的挤压螺杆和300多种挤压冲模以及其他多种设备。每年要进行近千次的实验，研究膨化理论和新的膨化设备以开发新产品 。 我国对膨化理论与技术的研究还很不够，今后应加强膨化机对物料适应性、降低能耗、新工艺、新配方及减少损失等方面的研究。
（三）不断开发新产品，生产风味多样的膨化食品
不断开发新产品，生产风味多样的膨化食品，如甜味、咸味、酸味和果味等膨化食品，以满足不同口味的消费者的需要。 我国膨化小食品与发达国家相比，差距很大。许多国家的谷物膨化小食品形状和口味均多种多样，基质原料从单一玉米，发展到马铃薯、大米、小麦、米粉加普通淀粉及变性淀粉的混合物。 从 20世纪70年代初开始，美国用上述基质原料加强化剂、大豆蛋白及调味料制成的各种小食品风靡国内外市场，成为家庭、公园、影剧院的专用小吃，销售量很大。 膨化食品工业在我国是新兴行业，理论和技术的研究，产品的数量和质量与需求还有很大差距。 为使这一行业健康发展，需要一批专门的技术人才。应在充分发挥现有技术力量的基础上，建立膨化技术与膨化食品的人才培训中心，使科研、教育、生产更紧密地结合起来，以推进膨化技术与膨化食品的发展
第三节膨化食品的特点
膨化食品具有以下特点：
一、营养成分的保存率和消化率高 谷物原料中的淀粉在膨化过程中很快被糊化，使其中蛋白质和碳水化合物的水化率显著提高 ,糊化后的淀粉经长时间放置也不会老化（回生）。这是因为淀粉糊化后其微晶束状结构被破坏，温度降低后也不易再缔合成微晶束，故不易老化（回生）。 富含蛋白质的植物原料经高温短时间的挤压膨化，蛋白质彻底变性，组织结构变成多孔状，有利于同人体消化酶的接触，从而使蛋白质的利用率和可消化率提高。
