挤压食品(卷名：轻工)
extruded food
将谷物和油料种籽用挤压工艺制成的食品。挤压食品分膨化和非膨化两类，有通心面、小吃食品、即食食品、全脂大豆粉、混合食品、组织植物蛋白等产品。
挤压食品的生产是将谷物原料和配料的混合、破碎、蒸煮、灭菌、成型和部分脱水等工序，集中在一台螺杆挤压机（见食品工程）中完成。较之传统的谷物食品加工方式，减少了设备的种类、数量和占用面积；投资省；生产成本低(采用双螺杆挤压机时，仅是传统制法的40％左右)。此外，它能生产其他加工方法难以形成的各种产品形状，扩大了新品种。
在挤压蒸煮过程中（见图）物料可达到180～200℃，但滞留于高温的时间却极短（5～10秒），因此也称为高温短时过程。蒸煮过程能使淀粉糊化、蛋白质变性、食品的消化性和速食性增进，同时可破坏原料中大多数的抗营养因子和有毒成分，如大豆中胰蛋白酶抑制素，棉籽中棉酚；还能钝化能导致食品劣变的酶的活性，灭菌和去除原料中不良味道。因而挤压加工方式已成为重要的谷物食品加工方式之一。
最早出现的非膨化挤压食品是1900年左右的通心面，采用柱塞挤压机生产，1935年起采用螺杆挤压机生产。30年代后期，美国通用制粉公司，首次使用挤压机制成谷物即食食品。1936年挤压膨化玉米果试制成功，1946年亚当斯公司实现商品化生产。1959年美国温格公司首次开发成功用全粒大豆加工成全脂大豆粉的挤压工艺。60年代初期，阿切尔·丹尼尔斯·米特兰德等工业研究实验室借挤压蒸煮技术，用豆粕粉试制组织植物蛋白。60年代用挤压机生产的即食谷物食品、营养混合食品迅速得到发展。70年代末期，法国克勒索-罗阿公司首先研制成双螺杆挤压机后，更扩大了挤压食品所用原料的范围和产品品种。
中国在70年代后期，出现挤压生产的玉米等谷物膨化果小吃食品。80年代初生产玉米膨化粉、谷米-大豆混合食品，以玉米粉为原料生产人造米，同时出现原始型的组织植物蛋白产品。80年代中期，开发成功全脂大豆组织蛋白。对挤压食品的主机──食品挤压机的研究较晚，由于机种单一，影响了中国挤压食品的发展。
通心面 常分为长制品和短制品两大类。其区别在于挤压机挤出时长度、形状和干燥方式不同。长制品指意大利通心挂面，具有长而直的特点，经多股挤出后，垂直悬挂干燥。短制品指短型的通心面，形状多样，呈贝壳状、星状、弯头状等等，系直接在孔模表面切断，经预干燥后装在货盘或输送带上作最后干燥。扁平状面条有时也列为通心面一类，是通过狭长孔模挤压而成。其表面略呈粗糙，与辊压面条相同。
生产优质通心面的专用原料是杜仑小麦制的粗粒粉。杜仑麦籽粒极硬，含有较多的胡萝卜素，其胚乳几乎呈半透明的琥珀色。面筋质特性不同于制面包用小麦的筋质，它能以低于面包用小麦制成的面团所需压力，被挤压通过细小模孔。用杜仑麦制成的通心面，机械强度大，表面呈明亮、纯净的黄色，水煮时能保持完整不发粘，即使过度煮沸仍能保持不变。用杜仑麦面粉生产的通心面，其机械强度和色泽均匀度都不如用粗粒粉好，虽然煮熟较快，但不经煮、易糊汤。因此生产通心面的粗粒粉粒度应在841µm（20目）以下、149µm(100目)以上，含100目及其以下的面粉不超过 3％。目前苏联、中国也有采用玻璃质软麦或一般硬麦制作通心面。但需使用高温干燥的新工艺，同时在挤压时比杜仑麦的挤压力要大10％左右，才能保持通心面原有质量。
通心面的挤压工序采用面团挤压机，其中有一面团真空脱气装置，将面团在和面过程中混入的空气除去，使产品较光滑，色泽明亮，机械强度和组织结构好。干燥步骤和时间对通心面质量很重要。长制品的传统低温烘干法，温度不超过60℃，时间需20小时。采用高温烘干法，可缩短为10小时。它是70年代发展的新工艺，与传统工艺相比，具有改善软麦通心面的蒸煮特性、节能、卫生的特点。
小吃食品 挤压成型的小吃食品大多为膨化食品，品种、形状和口味多样化。其原料曾一度用玉米，而今已扩大到用马铃薯、小麦、大米粉连同普通或改性淀粉的混合物。
膨化小吃食品生产有气流膨化和挤压膨化两种工艺。气流膨化采用喷爆机，挤压膨化采用挤压机。二者的膨胀倍数、淀粉糊化度和微观结构均不同（见表）。一般说来，气流膨化适用于整粒谷物膨化，形状单一；挤压膨化可扩展为粗粉或添加配料的混合物，并可制成各种形状和结构的食品。
小吃食品根据制作工艺、产品精细程度和使用设备的发展情况，可分成4代产品。
①第一代产品，如马铃薯片、烘制薄脆饼干。②第二代产品，如玉米、大米果，玉米点心片。采用低水分（低于15％）挤压工艺，将脱胚玉米粗粒、其他谷物直接加工成膨化的果状、片状或卷曲状食品。一经挤出即干燥至水分低于4％，以调味料和油包涂。也可挤压成高水分的膨化食品，挤出后直接油炸。此代产品一般采用膨化果挤压机生产，质地较硬，形状简单，使用原料的范围和产品特色有限。③第三代产品，如虾片、玉米脆片、脆松饼干等包括用低水分挤压工艺不可能加工成的多种形状和组织的食品。谷物、淀粉(含变性淀粉)、植物油和乳化剂，先在挤压蒸煮机上预蒸煮，然后在第二台成型挤压机上成型。这些产品通常干燥到约含10％的耐储存水分，这时称半成品，接着用深层油炸锅或烤炉使其膨化并包涂各种调味料。半成品也可出厂在销售点再加工。若采用预蒸煮（糊化）过的谷物和淀粉，则可省去预蒸煮工序。此代产品使用高水分挤压工艺，原料的范围得到扩大，产品特色增加，可生产形状复杂、组织结构各异的食品。④第四代产品，如夹心饼干、夹心酥、充馅蛋卷、双色三色共挤压食品。是将不同的原料采用共挤压工艺形成一个整体产品。使用两个挤压头装在特殊压模上的挤压机或空心螺杆挤压机。在挤压出外层环状或扁平状面团A原料的同时，中间装填被挤出的原料B，外层谷物原料将内层馅芯包住，或直接膨化或经干燥油炸，再在表面涂撒调味料。这是一种高级的挤压小吃食品。
谷物原料和配料经挤压工艺后，对其香味、色素、维生素、氨基酸的损失问题，J.M.哈珀等人指出：由于产品在膨化时产生蒸汽蒸馏作用而使香料普遍发生重大甚至全部损失；当挤压温度为200℃时，除食用合成色素红色、蓝色2号外，其他色素稳定不变，经历高温时间长是使添加色素退色的主要原因；挤压产品中的维生素B1、B2平均保留率，分别为54％和92％，维生素A、C约为70％；挤压工艺生产饼干时对氨基酸的影响与烘烤工艺相似，除有效赖氨酸有少量损失外，其他氨基酸无明显变化。因此通常在挤压加工成产品后，把维生素、香料采用干法混合或包涂方法添加。
即食食品 采用挤压蒸煮工艺生产的谷类即食食品在欧美大多用作早餐食品，如玉米片、膨化薄酥饼。用挤压蒸煮机可挤压成既可膨化也可轧片的圆柱状面团，较之常用的蒸煮器可缩短蒸煮时间，提高面团的均匀度，原料范围广，蒸煮条件与原料组分无关。加工即食食品的工艺是将原、辅料送入蒸煮成型挤压机，挤出后经烘烤而成；或先进挤压蒸煮机，再经成型挤压机后进行干燥和调质。如产品为片状，经轧辊轧片后烘烤。如产品需膨化，可另进入膨化机。
即食食品大多采用玉米、燕麦、大米作原料，谷物一般在配方中占80～85％。在某些情况下，可减少谷物比例，增加淀粉含量，以改变成品特性和膨化效果。直链淀粉含量高的淀粉，其产品质地较硬而结实，对水、奶的吸收性差。枝链淀粉含量大的淀粉可制成高度膨化而较轻的产品，其原因是枝链淀粉糊化时的吸热值较直链淀粉为高。配方中另含砂糖或淀粉糖、盐、麦芽，常含有乳化剂和面团调质剂，可使面团较干，从而在轧片或膨化过程中粘性小一些。挤压蒸煮时的适宜水分为25～35％，温度一般在130～180℃。如需生产含高蛋白质即食食品可加大豆粉或其他谷物蛋白。添加高蛋白质组分，会减低混合物的膨化度，因而挤压时所需水分、温度要略高些。同时因面团粘度较大，挤压过程中能耗较高。有时配方中还加着色剂及调味剂，在即食食品添加维生素和铁质的也已日益普及。
全脂大豆粉 由全粒大豆经挤压蒸煮工艺制成。可作为强化烘焙食品、面条、饮料、婴儿食品等的配料。大豆是制作谷类营养食品的一种重要油料，其中含有一些抗营养因子和酶(见大豆加工)。通过挤压热处理可使其变性或降低活力或被破坏。如大豆中脂肪氧化酶，经充分高温的挤压过程，破坏程度可达90％以上，从而使挤压后全脂大豆粉中的油脂稳定而耐储存。全粒大豆特有的豆腥气，通过挤压过程也能挥发而呈烘烤过果实气味。
生产全脂大豆粉时，大多数研究者认为在挤压前应有一预调质工序。不经预调质时，挤压机的单位产品能耗约为有调质工序的 3倍。要使大豆原料得到充分的热处理，其时间、温度和水分应有一适宜的相互关系。G.C.穆斯塔卡斯等人认为达到同一大豆胰蛋白酶抑制素(TI)的失活值，在原料水分较高时，停留在挤压机内的时间应较短；低水分时，挤压温度需高些。TI的失活率与蛋白质效率比 (PER)之间也有一相互关系。在TI的失活率为40～70％时有满意的 PER值。J.J.拉克斯指出TI的失活率大于50％，就不会导致胰腺肥大，因此该值可作为热处理满意的一个较低水平的指标。大豆中所含的尿素酶，受热时会变性，其活力大致随TI失活率的增加而降低，也可作为大致判断挤压过程中热处理程度的一种指标。
全脂大豆粉一般含蛋白质41％，粗脂肪22.5％，粗纤维1.7％，灰分5.1％，水分3.4％，100目以下的粒度占95％。
混合食品 由谷物配以油料或豆科作物制成。是一种氨基酸模式接近完全的谷物食品。
混合食品的生产工艺大致有两种：一种是先用挤压机将谷物组分预蒸煮，经干燥、粉碎，再混以大豆蛋白粉或浓缩蛋白粉、油脂、维生素和矿物质，也可另加脱脂奶粉和糖等组分；另一种是先将谷物组分、全粒大豆、花生或豆科作物的粗粉、预混合剂进行混和并经预调质后，再进入挤压蒸煮机，较之前一工艺简单些。
混合食品的配方可根据当地生产的谷物、油料或豆类品种、价格、营养要求、产品形式而各有不同。美国对外援助生产的混合食品有玉米-大豆-奶粉（CSM）、玉米-大豆混合粉(CSB)、小麦-大豆混合粉(WSB)等品种。
组织植物蛋白 人们对肉类的需求量不断增长，同时又对动物肉类含有较高比例的饱和脂肪酸而感到担忧，由此出现了组织植物蛋白。它主要以油脂工业的副产品──脱脂大豆粕粉为原料，经组织化工艺制成。根据功能可分为肉类增量品和类肉品二类。前者能取代部分碎肉制成各种肉制品如香肠、肉酱；后者可完全替代块状肉品。完美的组织植物蛋白应具有肉样纤维结构、吸水性和脂肪性，以与肉类有相似的口感和外观，经食品加热和加工后仍能保持其完整性。
商品性组织植物蛋白的原料，以低温脱溶的大豆粕为最佳。其质量要求为：蛋白质含量不低于50％，纤维含量不高于3％，油脂含量在1.0％以内，氮溶能度(NSI)为50～70％。挤压成型的组织植物蛋白，干重计含50％蛋白质，湿重计含16％蛋白质，具有良好的脂肪吸收性，能迅速复水而不影响其结构、形状和咀嚼质地。
植物蛋白的组织化工艺，可归纳成以下4种：
①纤维纺丝法：由合成纤维所采用的纤维生产工艺发展而成。纤维的定向性好，但得率、产量低，成本高，并存有废料的处理问题，使商品化生产受到极大限制。
②蒸汽组织化：蛋白质颗粒在蒸汽环境下加热并进行压力的快速释放。此工艺已商业性生产组织化碎片，用作肉类增量品。但单独用它来生产类肉品时，缺乏所要求的粘性和结构。
③压力组织化：利用喷爆机可批量式生产组织化碎片，其特点是能使全脂大豆组织化。
④挤压法：采用食品挤压机生产组织植物蛋白，产品质量高，能连续化生产，产量大而生产成本低，很少或没有需处理的副产品。此法和纤维纺丝法相比，纤维的定向性稍差，采用补充性挤压工艺，可在很大程度上克服此缺点。
生产肉类增量品时，最普遍的挤压工艺是一次性的高温高压挤压。产品组织化后有明显的纤维结构和高度的膨化特性。生产类肉品时，由于该产品在强烈蒸煮后要求无气孔，呈层状纤维结构，能保持类似真肉的结构、外观和口感，通常采用二道或多道挤压工艺或特殊的冷却模头。