2008年第33卷第2期 粮
食品挤压技术
张泽庆
(陕西 师范大学食 品工程 系，西安 710062)
摘 要：食品挤压技术是集混合、搅拌、破碎 、加热、蒸煮、杀菌、膨化及成型等为一体的现代食品工程高新技术。
从概念 、原理与特点、历 史与发展过程 、挤压加 工系统 与挤 压机 的构造 与分类 、挤 压的基 本过 程与挤压食 品的一般工
艺流程 、应用等多个方面对该技 术进行 了综述，并对该技术存在的 问题和发展 前景进行 了探 讨。
关键 词：食 品挤压 ；原理；特点 ；挤 压机；应 用
中图分类号：TS 201．55 文献标识码：B 文章编号：1007—6395(2008)02-0063—04
食品挤压加工技术是集混合 、搅拌 、破碎 、加热 、
蒸煮、杀菌、膨化及成型等为一体的高新技术，这一
技术在我国应用时间不长，但由于它所具有的显著
特点而迅速得到了推广应用。随着人民生活水平的
不断提高和饮食结构的不断变化，随着对挤压机理
研究的不断深入和新型挤压设备的研制开发，用挤
压法加工高效节能、富含营养、风味多样化和美味
化 、食用方便 的新型食 品已成为我 国食 品工业在今
后相当长一段时期内的发展重点。挤压食品以其 自
身所具有的无穷魅力深受广大消费者的喜爱，具有
广阔的市场前景。
1 挤压加工的原理与特点
1．1 挤压加工 的原理
含有一定水分的食品物料在挤压机中受到螺杆
推力的作用，套筒内壁、反向螺旋、成型模具的阻滞
作用，套筒外壁的加热作用以及螺杆与物料和物料
与套筒之间的摩擦热的加热作用，使物料与螺杆套
筒的内部产生大量的摩擦热和传导热，在这些综合
因素的作用下 使机筒内的物料处于 3～8 MPa的高
压和 200 oC以上的高温状态 此时的压力超过了挤
压温度下的水的饱和蒸气压，这就使挤压机套筒物
料中的水不会沸腾蒸发 物料呈现出熔融状态．一旦
物料从模头挤出，压力骤降为常压，物料中水分瞬间
闪蒸而散发，温度降至 80℃左右，导致物料成为具有
一 定形状的多孔结构的膨胀食品『1_2]。如果要生产非
膨胀食品，可在物料出模头之前，增加一冷却装置，使
其出模头之前的温度低于 100℃即可[3j
1．2 挤压加工的特点 (张裕中，1998)
1．2．1应用范围广，产品种类多
收稿 日期 ：2007—09—16
作者简介：张泽庆(1979一)，男．在读硕士，研究方向：食品功能成分
开发与利用。
挤压技术既可用于加工各种膨化食品和强化食
品，又可用于各种原料如豆类、谷类、薯类的加工，还
可以用于加工蔬菜及某些动物蛋白。挤压技术除广
泛应用于食品加工外，在饲料、酿造、医药、建筑等方
向也广为应用。另外，由于挤压设备简单，所以只需
改变原料和模具头，就可生产出品种多样、形状各
异的产品。
1．2．2 生产效率高，能耗低
由于挤压加工集供料、输送、加热、成型为一体。
又是连续生产。因此生产效率高。小型挤压机生产能
力为每小时几十公斤，而大型挤压机生产能力每小
时可达数十吨，而且能耗仅为传统生产方法的 60％
- 80％ 。
1．2．3 原料利用率高．无污染
挤压加工是在密闭容器内进行的。在生产过程
中．除了开机和停机时需投少许原料作头料和尾料．
使设备操作过渡到稳定生产状态和顺利停机外。一
般不产生原料浪费现象 (头尾料可进行综合利用)，
也不会向环境排放废气和废水而造成污染。
1．2．4 营养损失少，易消化吸收
物料被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，有利于人体消化和吸收。如未经膨化的粗
大米，其蛋 白质的消化率为 75％，经膨化处理后可
提高到 83％。
1．2．5 口感好。食用方便
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，符合人体营养需要。但是，粗粮
往往因口感粗糙而受到人们的冷落，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。另外。膨化后
的制品，其质地是多孔
易复水，因此不管是直接食用还是冲调食用均较方
便。
1．2．6 不易回生，有利于长期储藏
由于加工过程中受到高强度的挤压 、剪切 、摩
擦、受热作用，淀粉颗粒在水分含量较低的情况下．
充分溶胀、糊化和部分降解，再加上挤出模具后，物
料由高温高压状态突变到常压状态，便发生瞬间的
“闪蒸”，这就使糊化之后的仅一淀粉不易恢复其 B一
淀粉的颗粒结构，故不易产生“回生”现象。挤压食品
加工过程时间短，原料水分含量一般较低。不利于微
生物生长繁殖。从原料到产品．生产工艺简单，流水
线短，基本上无污染机会。挤压过程温度可高达
2o0℃左右，即使时间很短f通常在 10 S以下1。也可
以破坏原料中的微生物。膨化后的产品含水量低．一
股为 5％～8％，这种状态也不利于微生物的生产繁
殖。因此只要保存方法得当，便可较长时间保存。
2 挤压加工系统
2．1 挤压加工系统的组成
图 1为一典型挤压加工系统示意图，该系统由
喂料、预调质、传动、挤压、加热与冷却、成型、切割、
控制等 8部分组成。
1．混合料仓 ；2称 重给料装置 ；3．预处理机 ．4l机 筒装置 ；
5．成型模具：6．切割装置
图 1 典型食品挤压加工系统示意图
2．1．1 喂料装置
该装置把贮存于料仓的各种易粘结、不能 自由
流动的混合配料均匀而连续地喂入机器之 中，确保
挤压机稳定地操作。
2．1．2 预调质装置
各种配料在预调质装置f密封容器)中与水、蒸
汽或其它液体进行混合，以提高物料的含水量和温
度。在预调质装置中心轴上装有螺旋带式叶片或扁
平的搅拌桨，在混合物料使之组分均匀、受热均匀的
同时。把物料输送到挤压装置的进口处。
2．1．3 传动装置
它的作用是驱动螺杆。保证螺杆在工作过程中
其大小取决于挤压机的生产能力．成型挤压机的电
机功率可达 300 kW
2．1．4 挤压装置
挤压装置由螺杆和机筒组成 ，它是整个挤压加
工系统的心脏 。
2．1．5 加热与冷却系统
加热与冷却是挤压加工过程顺利进行的必要条
件。通常采用电阻或电感应加热和水冷却装置来不
断调节机筒的温度，从而保证食品物料始终能在其
加工工艺所要求的温度范围挤压。
2．1．6 成型装置
成型装置又称挤压成型模板．它具有一些使物
料从挤压机流出时成型的小孔。模孔的形状可根据
产品形状要求而改变．最简单的是一个孔眼．环形
孔、十字孔、窄槽孔也经常使用。
2．1．7 切割装置
挤压加工系统中常用的切割装置为端面切割
器，切割刀具旋转平面与模板端面平行。通过调整切
割刀具的旋转速度和挤压产品的线速度来获得所需
挤压产品的长度
2．1．8 控制装置
挤压加工系统控制装置主要有微电脑、电器、传
感器、显示器、仪表和执行机构等组成．其主要作用
是 ：控制电机，使其满足工艺所要求的转速 ．并保证
各部分协调地运行 ；控制温度、压力、位置和产品质
量，实现整个挤压加工系统的自动控制。
2．2 挤压机的分类
随着食品挤压加工法的广泛应用和发展．挤压
加工设备的类型日益增多．挤压机的分类方法也多
种多样。根据螺杆的转速分：普通挤压机、高速挤压
机和超高速挤压机：根据机筒装置结构分：整体式挤
压机和可分式挤压机 ；根据安装位置分 ：卧式挤压机
和立式挤压机；根据螺杆数量分：单螺杆挤压机、双
螺杆挤压机和多螺杆挤压机；根据功能特点分：高剪
切蒸煮挤压机 、低剪切蒸煮挤压机 、高压成型挤压
机 、通心粉挤压机和玉米膨化果挤压机等；根据热力
学特性分：自热式挤压机、等温式挤压机和多变式挤
压机。其中，按螺杆数量分类是 目前最常用的分类方
法。单螺杆挤压机是由圆筒形腔体和在其中旋转的
螺杆组成．物料是在螺杆和腔体之间的通道中沿着
腔体的轴向作螺旋运动。双螺杆挤压机是由呈“o。”
字形的腔体和并排放于其中的 2根螺杆组成 ，2根
螺杆可以同向旋转也可以反向旋转。可以相互啮合
也可以不产生啮合。物料是以从腔体的一侧到另一
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侧交替轮换的途径，沿着腔体
表 l列出了单螺杆与双
3 食品挤压基本过程及挤压食品的一般-F艺流程
3．1 食品挤压的基本过程【5]
螺杆式挤压机的挤压过程可分为 3个阶段，即
进料 、压缩、均化定量。见图 2。
撼 蕊
度传感
料段 压挤段 定量段
模头
／
，
出口温度 r，
传感器
＼筛板
图 2 螺杆式挤 压机挤压 过程及机 简剖面图
如图2所示，物料进入料斗后，随着螺杆的旋转
而被逐渐向前方输送。在进料段，螺杆螺旋的螺牙较
深，使原料进入挤压机内并充满机筒。进入压缩段 ，
螺槽逐渐变浅，螺距变短，并受到机头处的阻力作
用，固体物料被逐渐压实。同时，物料受到机筒外部
的加热和螺杆、料筒对物料的混合、剪切产生的内摩
擦热的作用，物料的温度逐渐升高，并开始熔融，在
压缩段结束处达到完全熔融状态，固体转变成不定
型的塑性流体。进入均化段后，由于螺槽进一步缩
小，剪切力急剧增大，流体被继续升温升压，理化性
质发生改变，最后螺杆将塑性流体定量、定压 、定温
地从机头处的模头挤出，形成一定几何形状和尺寸
的固体。
3．2 挤压食品的一般工艺流程
挤压食品生产工艺流程如下 16,B：原料一调理
(去皮、粉碎)一称重一混合一 送料一挤压蒸煮一 整
形、切割— 干燥或冷却— 调味— 称重— 包装。
4 食品挤压技术的应用
4．1在休闲早餐食品中的应用
应用挤压技术主要可生产两大类休闲食品，①
以玉米和大米等谷物类为主要原料，根据需要加入
其它配料而制成的小吃，如玉米果 、膨化虾条 、麦圈
米乐等；②膨化夹心小吃，通过挤压膨化制成空管状
物，管中可充填馅料，即在膨化物被挤出的同时将馅
料注入管状物中间。经此工艺加工的膨化夹心食品，
口感酥脆，风味随夹心馅的改变而变。
4．2 在油脂浸出中的应用
利用挤压技术对浸出前的油料进行膨化预处
理，是溶剂浸出提油的一种新技术。应用挤压膨化浸
出法与传统的轧胚浸出法相比，在浸出设备的生产
能力 、油脂浸出速度 、能耗 、溶剂料胚比以及油品质
量等方面有许多优越之处。1988年，美国约有 60％
的大豆油厂和 50％的棉籽油厂采用膨化预处理技
术罔。目前已有 90％的棉籽和80％的大豆都经过挤压
膨化预处理，国内外已把挤压膨化机作为油脂浸出
厂中的标准设备 。
4．3 在组织化植物蛋 白生产上的应用
含植物蛋白较高的原料(50％左右)，如大豆、棉
籽等，通过挤压剪切作用后，蛋白质三级结构被破坏，
形成相对呈线性的蛋白质分子链。这些分子链在一
定的温度和水分含量下比较 自由。容易发生定向的
再结合。随着剪切的不断进行，呈线形的蛋白质分子
链不断增多，相邻的蛋白质分子之间的相互吸引而
趋于结合，当物料被挤压经过模具时，较高的剪切力
和定向流动的作用，更加促使蛋白质分子的
纤维化和直线排列。这样．经过挤出的物料
一 定的纤维状结构和多孔的结构。纤维状结
成给予产品以良好的口感和弹性：而多孔
予产品以良好的复水性和松脆性。
植物蛋白经组织化后，改善了口感和弹性，扩大
了使用范围，提高了营养价值．其产品与动物蛋白相
比具有价格低、不含胆固醇、保质期长、易着色、易增
香添味等特点，并且也可作为肉类填充料或者代替
肉、鱼、禽类制成各种不同的肉类食品或仿肉类食
品
5 挤压技术存在的主要问题
我国对于挤压技术的研究与应用与国外相比处
于相对落后状态．专门从事此项技术的人员少，理论
研究滞后．产品开发跟不上 ．设备性能不完善，生产
厂家技术参差不齐．这些问题都有待于迅速解决。目
前．虽然技术人员对挤压理论的研究已取得了相当
大的成果．但因物料在挤出过程中的随机性和复杂
性使它们的前提假设条件和边界条件既多又难于精
确确定．简化条件后又存在较大误差，只能依靠试验
不断地修正．使挤压工艺难以达到智能化，同时在物
理模型建立和数学模型求证方面存在的困难，也是
挤压技术 面临的最大问题
6 挤压技术的发展前景
从世界饮食发展潮流来看，挤压膨化加工食品
在人们的日常消费中占据着重要地位，它有着许多
食品加工手段不可比拟的优势。近几年来，发达国家
已把蒸煮挤压食品单列为一大类食品，且渗透到许
多食品加工中，如膨化后的大米可进一步制作主食
面包、蒸制品和炸制品等；将玉米挤压膨化后粉碎，
则可以解决这个难题。随着对挤压技术研究的不断
深入，相信在不久的将来，食品挤压加工技术会给消
费者的餐桌增添更多色、香、味和营养俱佳的食品，
在 “中国营养改善行动计划”、“国家大豆行动计划”
中发挥更加重要作用[10,11]。
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Development of the Functional Brown Rice Leaven and Control of Its Diet Safety
WANG Jun—wei ，jI Shu-juan ，HUANG Li—ping2，LV Mei ，ZHANG Chang-en ，
(1．Shenyang Agriculture University，Shenyang，1 10161，China；2．Shenyang Grain and Oil Food Science Institute，
Shenyang，1 10025，China；3．Bureau of Fibre Test of Liaoning，Shenyang，1 10004，China)
Abstract：Brown rice leaven was fermented by rice bran as main materials，adding honey and corn oil．In this
experiment，the optimum ferm entation culture medium and condition，content of~／-amino—butyric acid as the in—
dex，was determ ined by orthogonal design method，and the contents of As，Hg，Pb，Cd in rice bran was also ex—
amined in this study to control the material’S quality as well as the diet safety of brown rice leaven．
Key words：brown rice；brown rice leaven；~／-amino-butyric acid；heavy metal
