双螺杆挤压膨化技术在谷类食品加工中的应用
　　
　　市场背景：
　　
　　1.我国幅员辽阔，谷类及杂粮类产品种类丰富，产量巨大，但这些谷类或杂粮基本都停留在简单加工的初步阶段，产业链短，深加工产品少，产品单一，原料浪费惊人,欧美日等发达国家农副产品深加工率达到了90%以上，而我们国家目前还仅仅维持在20%-30%的水平。
　　
　　2.人们生活水平逐步提高，生活节奏越来越快，健康生活更加离不开营养健康的食品，人们再也不是停留在满足吃饱的阶段，人们需要更多好吃好看而又健康营养，安全，快捷方便的食品。在目前国内食品安全事故频出的时期食品安全显得尤为重要。
　　
　　如果我们能充分利用好食品挤压膨化加工技术，或许我们就找到了解决这个问题的一个行之有效的方案。
　　
　　食品挤压膨化加工技术是集粉碎，混合、加热、杀菌、膨化成型、干燥、烘烤、喷涂及干燥冷却为一体的*，是指物料经预处理（粉碎、调质、混合等）后，通过机械作用迫使其通过一个专门的模具孔，以形成一定形状和组织状态的产品。该技术的应用，*改变了传统的谷物食品加工方法，不仅减化了传统谷物食品的加工工艺、缩短了生产周期、降低了产品生产成本和劳动强度，而且还丰富了谷物食品的花色品种、改善了产品的组织状态和口感、提高了产品质量和卫生标准，是一种经济实用的新型加工技术。该技术同时具有节能，环保，节约，，安全，灵活，应用广泛等特点。
　　
　　食品挤压膨化加工原理：
　　
　　含有一定水分的物料,在挤压机腔体内受到螺杆的推动作用、不同螺杆元件对物料进行高速的混合、剪切、挤压等多重作用，同时还受到了来自于外部的加热或物料与螺杆和套筒的内部摩擦热的加热作用,此综合作用的结果可使物料熟化、组织化，经模板出料，物料在高温高压状态突然释放到常温常压状态，其内部结构和性质发生了显著的变化，zui终制成膨化的产品，通过对出料模板的更换，可制造出各种形状的产品。
　　
　　食品挤压的加工特点：
　　
　　1.应用范围广
　　
　　挤压技术可利用各种单一的谷类或杂粮类来加工各种膨化食品和强化食品，又可用于多种原料如豆类、谷类、薯类等混合搭配加工膨化食品。
　　
　　2.口感改善，形状风味丰富多样
　　
　　可根据市场上不同人群的口味需要调配喷涂出甜，咸，酸等多种口感，也可保留原味，同时也改变了人们对于粗粮口感粗糙的印象。粗粮经挤压膨化处理后，能改变物料的组织结构、密度和复水性，使产品质地变软，改善了口感和风味。更重要的是只需改变原料和模具头，就可生产出品种多类、形状各异的产品。
　　
　　3.营养损失少，易消化吸收
　　
　　许多粗粮中富含矿物质、维生素及人体必需的氨基酸等营养成分，物料在挤压过程中由于受热时间短，营养成分破坏程度小，蒸煮挤压时，淀粉蛋白质脂肪等大分子物质的分子结构均不同程度发生降解，呈多孔疏松质结构，有利于人体更好的消化和吸收。
　　
　　4.生产，节能环保，安全
　　
　　挤压设备连续工作能力强、生产效率高，自动化程度高，操作简便，生产成本低，与传统蒸煮法相比有明显优势，生产能力可达1吨/小时以上；物料工艺水分相对低再干燥所耗能减少，能源利用率高，符合人类可持续发展战略（同类产品仅为传统方法25-40%的能耗）；物料在全封闭状态下生产，生产过程无废水、废气、废渣产生，过程中没有原料流失；物料在全封闭状态下生产，各种传感器智能在线检测记录，人为因素小，食品安全性高；
　　
　　5.产品有利于长期储存
　　
　　经蒸煮挤压后的食品不易"回生"而且水分低，有利于长期储藏。
　　
　　挤压膨化过程中谷物成分的变化
　　
　　在挤压膨化过程中，物料组分一般会发生复杂的物化变化。谷物主要成分有蛋白质、淀粉、脂类物质、膳食纤维及维生素、矿物元素等，它们也会发生相应变化。
　　
　　A.蛋白质
　　
　　在挤压过程中，蛋白质会发生很多变化，如功能性变化、营养性变化、在水和稀盐溶液中溶解性下降、赖氨酸损失、组织结构化、可消化性提高等，其中蛋白质变性是zui重要的。
　　
　　B.淀粉
　　
　　挤压与其他食品加工方式相比，一个主要区别就是在较低水分含量下（12%～22%）就可发生淀粉糊化。
　　
　　淀粉糊化后，吸水性增大，易受酶作用，进入人体后易消化，产品质地柔软。不同食用淀粉其糊化温度略有差别，变化范围在55～85℃之间。有人研究了15个挤压加工变量对玉米淀粉糊化程度的影响，结果表明物料水分含量和挤压机套筒温度对玉米淀粉的糊化度有显著影响，提高物料水分含量和套筒温度可提高产品的糊化度。有学者研究发现，在喂料水分为18%～27%，转速小于140r/min，温度大于80℃时，小麦淀粉急剧糊化。物料在高水分含量时，其产物糊化度也较高，但随着喂料水分的增大，其糊化度呈下降趋势。
　　
　　淀粉在挤压过程中，除发生糊化作用外，还会产生部分降解糊化现象。降解度和糊化度高会使产品产生黏牙感。淀粉降解后相对分子质量在2000以上，可认为挤压过程中淀粉已发生轻微糊化作用。
　　
　　C.脂类物质
　　
　　研究表明，在挤压过程中，绝大多数脂肪与淀粉、蛋白形成复合物，直链淀粉蜷曲成螺旋状态，每个螺旋状态含有6个葡萄糖残基，脂肪贯穿于直链淀粉螺旋管中，成为淀粉脂肪的复合物，降低挤出物中游离脂肪含量。挤压过程中，粗脂肪下降，结合脂肪随着淀粉糊化不断升高。
　　
　　D.膳食纤维
　　
　　挤压过程可使总纤维素含量降低。挤压可减小果胶和半纤维素的分子量，导致纤维素水溶性大大提高。此外，在低水分含量条件下进行挤压操作，可明显提高可溶性纤维素含量，降低不溶性纤维素含量，增加的可溶性纤维素由木糖、阿拉伯糖、甘露糖和糖醛酸组成。
　　
　　E.维生素
　　
　　因维生素组成差异很大，所以在挤压操作中不同维生素稳定性不同，降低挤压机腔内温度和剪切力都能对维生素起保护作用。在*中，*和*zui稳定，*和*及它们相关化合物，如胡萝卜素和生育酚，在加热和氧气存在下都不稳定。β-胡萝卜素是作为色素和抗氧化剂加入食品中，在挤压中热降解是导致β-胡萝卜素损失的zui主要因素。*中对热zui敏感的是*1，在挤压过程中*1稳定性变化很大。据有关报道，*1损失范围在1%～100%之间，而*2和*不受影响。
　　
　　F.矿物元素
　　
　　谷物中存在植酸盐可螯合矿物元素，挤压可通过改变植酸盐影响矿物元素吸收。值得注意的是在挤压之前对食品进行矿物元素强化会带来新的问题:金属离子与酚类化合物形成络合物会使产品色泽变暗，降低产品感官特性。