食品百科

10.3.3 花色糖果的挤压加工

2023-02-14

近几年来,挤压技术在食品的加工中已得到了越来越广泛的应用,用蒸煮式挤压机进 行糖果的生产虽然是一个相当新的领域,但已取得了很大的发展。传统的糖果生产线占 地面积大、生产周期长、劳动强度大、生产过程难以控制。而采用蒸煮挤压加工方法把原 先的间歇操作变成了一种连续的加工方式。通过挤压机一步获得最终的产品或重要的加 工产品,它比一般传统的生产减少了至少1/9的单元操作数、19/20的占地面积和11/12 的操作工人数,还由于是密闭式生产,可提高产品的卫生程度并且降低了能耗。由于可对 食品生产过程中糖的转化、美拉德反应、起泡和胶凝过程中蛋白质的分解、糖的结晶、脂类 物质的同素异构现象、酶的反应及淀粉的胶凝等这些反应进行控制,故而能有效地控制食 品的营养、物理特性、成分等,并且还能开发出新型的糖果食品。

10.3.3.1 糖果挤压过程概述

(1) 挤压前的准备

①干物料进料: 用于制糖的物料容易在进料过程中发生“架桥”现象,使用配有通 气空心轴进料器可以克服这个问题,它将压缩空气每隔半秒通入物料中,引起震动波而 防止物料压实。这种进料器可由一个水平探测仪,一个转换器或一个时间控制器来控 制,具有无噪音、效果好等优点。也可以在进料器的壁上涂一层聚四氟乙烯,使物料易 于进料。

用于糖、面粉等粉粒物料的输送带应是全封闭的,不仅可防止静电干扰的产生和尘埃 爆炸,而且还可防止由于尘埃而导致在加工过程中过饱和糖液产生结晶。典型的输送系 统包括:

a. 套在不锈钢索上高速运行的塑料盘;

b. 封闭在聚酰胺管中的不锈钢螺杆;

c. 抽真空装置(包括气动输送器从低处的仓室中吸取物料并定时排送至进料器中)。

②预处理: 在糖果生产中,淀粉不仅是许多原料的组成成分,而且还可作为添加剂 使用。淀粉食品在制备过程中的预处理过程能提供80%的热量,明显降低挤压过程中的 摩擦消耗,这不仅提高了挤压机的容量、减小了磨损,而且使原料的黏度提高而减小了漏 流,并使温度和水分易于控制。在预处理过程中会发生混合、水合作用、蒸煮、pH改变等 等一系列变化,能获得降解淀粉,帮助淀粉打开粒子以便使水进入其中而产生膨胀,在淀 粉分子周围产生连续的交互的蛋白质分子,能获得更好的质构和口味,并能去除一些不利 的因素,如燕麦所特有的苦涩味等。

预处理可分为加压式和常压式两种方式。加压式预处理器可减少预处理的时间,但 结构复杂并会对食品的营养成分产生破坏作用。常压式预处理中又有加水润湿和通入蒸 汽两种方式。通入蒸汽使物料中的水分提高到5%,但仅使15%的淀粉得到蒸煮;而加水 预湿可使水分含量在150s内达到30%,使47%的淀粉得到蒸煮,且这种方法比较简单。 预处理器中装有搅拌桨,通过改变定子和转子的安装角度,以适应不同的物料需要。

③湿物料进料: 采用准确的称重计量进料法可避免由物料的黏度、温度和密度不同 而引起的变化。可使用双行程交替的往复式正位移泵来把料加进压力系统,以减少流量 的脉动。物料应粒度均匀,防止结块而堵塞挤压机模孔或进料泵,对一些混合乳浊液应采 用搅拌进料方式消除分层现象。用于泵送夹心的食品泵其压力不能太高,以防空气进入 物料中起破坏作用。

(2) 蒸煮式挤压机 蒸煮式挤压机可对糖果的胶凝化、质构化、加热、冷却、焦糖化、 熔融、结晶、捏合、扩散、混合、浓缩、成形等一系列过程提供灵活可变的手段,这对传统的 糖果加工方式是一次变革。而且当选用相应合适的螺杆元件进行输送、剪切、混合加压 时,就有能力控制各个位置的加工状况,达到最好的效果。采用数据传送系统和剖分式机 筒可方便地对产品进行检测、抽样和充填率估算,了解不同时段该物料处于各个位置上的 变化情况以及了解生产中物料的流变特性和热力特性。

(3) 添加物的添加问题 在糖果挤压加工过程中,往往需根据实际需要,往机筒内添 加一些如香料、调料、水等或者进行脱气等操作。

液态成分可以在单螺杆挤压的预混段加入,当调味剂与粗粒糖难以均匀混合时,可以 先进行预混合后再加入挤压机内,水溶液能直接从进水管中加入。对于双螺杆挤压机,由 小型计量泵将液态成分添加到挤压的最后区段中,当两螺杆为反向旋转时,由于轴间混合 和热交换程度小,所以要求原料均匀程度高以及计量精确;当两螺杆为同向旋转时,由于 物料停留时间加长以及纵向混合程度提高了,使得挤压过程更加稳定均匀。

若要减小料液中团聚物的尺寸(如在太妃糖的乳化作用过程中),有必要考虑成分 添加的位置,使得分散混合作用达到所需的程度。在同向旋转型系统中,由于各点的混 合程度一致,有利于物料的均化。像葡萄糖浆这类的黏性液体需要用单独的计量泵进 料,并要使进料温度保持不变,若温度下降10%,液体的黏度就会增加1倍,使进料过程 不稳定而影响生产。而干性成分在开始区段中加入时,任何一点质量的增加或减少都 会对原料的黏度产生很大的影响,导致泵送性能、充填程度和温度的改变,因此应准确 计量。当添加入添加物后,可使用错钉型螺杆、沟槽型螺杆或者障碍型螺杆段来帮助 混匀。

对物料进行脱气可采用常压式和真空式两操作方式。常压式脱气是物料在脱气口处 于沸腾状态时进行脱气,而真空式脱气是使用真空分离装置进行脱气。真空脱气口的前、 后段都必须充填满物料,防止物料脱离机筒,减少脱气口阻塞。限流器、反向螺纹段、叶 片、隔板、机阀等装置都有利于物料的脱气。脱气后的物料能更方便地进行处理和使用。

(4)模具的考虑 直接靠安装于挤压机头前端的模具进行成型,可以省去许多额外 的设备,简化了工序。物料从模具中挤出来,形成一定形状,再用一把刀将它切成所需长 度,于是就形成了各种各样形状的食品。

模具间隙和通道数目会影响产品的尺寸与质量以及模具前端压力的建立。较高模具 剪切速率会使淀粉质食品的黏性和吸水性增大;而较高机头压力会提高模具处的蒸煮能 力,使粒子在熔融状态下胶黏在一块儿,将粉粒转化为团聚体。所以应合理选择模具结 构,这将对挤压的产品质量有很大影响。

(5)挤压后道工序安排 挤压后可进行涂料、干燥、焙烤等操作,以获得所需的最终 产品。可通过涂料的方法来对糖果添加调味剂。而干燥可使糖果中的水分降至最低。若 干燥后再进行焙烤可加深糖果的颜色,增进风味。

挤压物还可再进行各种成型工序,如在压力释放系统中被膨化,或者被压片、辊压成 型和注入模具成型等。从挤压机出来的产品应采用螺旋输送机进行输送,以稳定流动速 率,更好地适应各种成型生产线。

10.3.3.2 调味剂及特殊成分

物料中的调味剂会随着挤压过程中发生的各种复杂变化以及加工参数的不同而发生 变化,也要根据糖果生产原料的不同而选择不同的调味剂,例如: 橘子香精放到小麦和黑 麦的混合物中就会产生苦味,而在玉米粉中原先就有水果味。糖果食品的调味一般可采 用内部加入调味剂和外部喷涂相结合的方法,例如:将香草精混入原料中进行挤压并在挤 压后涂上一种柠檬味的糖衣,可获得一种自然、清新、柔和的果味。调味剂的添加量应恰 当,太少达不到增味效果,而太多就会抑制物料的膨化并使得挤出物的内部结构呈现不规 则状态。

图10-70 物料的环状结构

在挤压过程中物料会产生一种特殊的环状结构(图 10-70),这种结构不会由于加热或剪切而被破坏,但当 唾液酶、酸液等起作用打开分子环时,一些诸如薄荷之 类的活跃成分就会被释放。这种结构有利于贮存,保持 食品不发生紫外线分解,可不使用抗氧化剂。

当物料中液相成分相当高时,加入一点阿拉伯胶会 产生意想不到的效果,这种胶会迁移到乳化的调料液滴 表面并在水气蒸发后形成一层薄膜,保护调味剂不挥发。

另一种特殊成分是含高麦芽糖的葡萄糖浆,这种糖 浆和普通含相同右旋糖量的葡萄糖浆相比,虽然在室温时糖度相同,但在高温下它的黏度 就比较低,具有较好的导热性,在挤压机的抽真空管口具有良好的排气性并且更容易将调 味剂混入。高麦芽糖的葡萄糖由于其绝对右旋糖含量低,可抑制褐色的产生并使产品的 吸水性低,并且由于它具有较低的高分子密度,就会在成形过程中减少残渣和碎屑的产 生。用离子交换方法对葡萄糖浆进行脱色处理,可避免食品产生褐变,特别是在高温处理 时尤为重要。

在糖果挤压生产中还使用一些特别的成分,以获得一些特殊的用途。例如:用果胶代 替明胶可避免热分解;使用低甲基果胶并与在模具后的氧化钙结合起来生产胶质纤维;在 甘草生产中加入一些低面筋质的面粉;开发使用一些可在相当高的温度下进行挤压的特 殊淀粉;非胶凝淀粉可作为造构剂和糖果的稳定剂使用等等。

10.3.3.3 典型挤压糖果的加工技术

(1) 甘草糖 用蒸煮挤压方法生产甘草制品,可以在产品的类型、颜色、口味、结构和 形状上有很大的不同,许多诸如有弹性的带状甘草和类似弹性糖的特殊产品都能生产。 在甘草加工中,糖的熔化、熬煮、褐变反应、模具成型、切割和光洁化等这些步骤都可在挤 压机内一步完成,挤压后需用65℃的热风干燥45min,进一步降低其含水量。

用变性淀粉代替玉米淀粉和一些小麦淀粉,可以使产品硬度增大且抵抗变形能力提 高,当加工温度高于250℃时,挤压后的甘草会具有持久的拉伸力,其组织变长,但当使用 一部分稀酸化的淀粉时,这种组织就会恢复。由于变性淀粉要比小麦粉需要更高的蒸煮 温度且未蒸煮的甘草黏度相当低,所以需要机筒上的加热器提供大部分的能量。

挤压机的机头结构应合理设计,在模具前螺杆的螺距应逐渐加大,使压力下降,起 到物料不发生膨化作用。模具前应设置大约5~10s的冷却段,以防物料起泡。螺杆速 度太高会产生软质产品,而太低又使挤压量变小产生硬质产品,但当使用预热过的原料 时,产量就会显著提高。当物料难以成形时,可以使用双级挤压系统,从第一级蒸煮挤 压机中出来的物料通过管状模头进入第二级的成形挤压机,这样可获得高压力而使物 料成型。

举例说明——甘草

目的: 挤压出含水10%~12%的甘草条,可以无需烤炉烘烤。

设备:

●同向旋转型双螺杆挤压机,APV Baker50mm直径的螺杆,长径比为25(L/D)。

●干粉进料器——Ktron型双螺杆输送机

●用于液体加料的双柱塞泵

●抽真空装置

成分: 小麦面粉、蛋白质11.25%,吸水62%~64%

●葡萄糖浆>99.5右旋糖量

●蔗糖: 糖粉,颗粒大小<212μm筛孔

●糖蜜

●甘草粉

产品: 两种成分配方的甘草(表10-12和图10-71、图10-72),制品具有自然的弹 性,无需烘烤。

表10-12 甘草的两种成分配方

原 料 配 方 原 料 配 方
A B A B
小麦粉 30.8 43.0 糖 浆 18.5 —
蔗 糖 25.8 44.5 葡萄糖浆粉 15.8 —
转化糖 22.2 — 甘草粉 5.4 —

图10-71 采用螺杆结构1的甘草生产流程图

图10-72 采用螺杆结构2的甘草生产流程图

螺杆结构1: 螺杆结构2:

● 3D送料螺纹 ●2.5D送料螺纹

● 1D双导程螺纹 ●1.0D双导程螺纹

● 5×45°推进叶片 ●3×60°推进叶片

● 1D单导程螺纹 ●3×60°反向叶片

● 3×60°推进叶片 ●1.0D双导程螺纹

● 3×30°反向叶片 ●10×90°叶片

● 2D送料螺纹 ●1.5D单导程螺纹

进料口: ● 6×30°反向叶片

●3×60°推进叶片 ●栅板

● 3×30°反向叶片 糖浆进料:

● 0.5D单导程螺纹 ● 1.0D进料螺纹

●栅板 ● 1.0D双导程螺纹

进料口: ● 6×30°反向叶片

● 7D送料螺纹 ●栅板

● 5×45°推进叶片 抽真空口:

● 2D单导程螺纹 ● 4.0D送料螺纹

        ● 5×45°反向叶片

        ● 4.0D送料螺纹

配方A中若使用了第1种螺杆结构并且设有抽真空装置,尽管速度为150~ 450r/min、机筒温度100~180℃、挤压量40~100kg/h,但从模具中出来的是低黏度、未胶 质化的稀浆。在第2种螺杆结构中包含了更长更多的叶片区,因此增加了物料在混合段 的停留时间。浆料入口离加水处比较远,使小麦淀粉能最大限度地吸收自由水并胶质化。 使用第2种结构,机筒内蒸煮段的温度有可能会高于150℃,导致挤压物产生硬块,而转 速提高可消除这些硬块,但由于蒸煮段时间缩短了会产生不均匀的胶凝作用力,这是值得 考虑的一个问题。

配方B中没有浆料成分,所以加入水量可以多一些,但总的含水量应保持较低的水 平,否则挤出物含水量会高,比较高的机筒温度(200℃)可使小麦淀粉完全胶质化并会引 起在模孔处发生膨化,当将挤压机的长度加长到L/D为40时,甘草团就会冷却到95℃以 下,从而获得膨化的甘草条。

(2)太妃糖 当这类焦香型糖果采用挤压法生产时,尽管温度高但不发生褐变,因此就 在挤压后设置保持容器,进行连续搅拌使之发生褐变,再进入下一个加工阶段。通过这样处 理可以比在传统的夹套熬煮锅内更易控制褐变反应,不易产生局部过热。采用这种方法生 产浅色太妃糖是一种当前的趋势,若想获得比较深的颜色则可添加红茶浓缩液使颜色加深。

近年来,太妃糖的生产设备逐渐从单螺杆机转向同向旋转型双螺杆挤压机。可以采 用反向螺纹和反向螺距叶片以增大剪切和填充率,从而提高热传导。由于太妃糖原料的 导热性低,易发生表面烧焦现象,所以应采用具有自洁性的混合元件来避免胶结、改变脂 肪球大小和流动变化情况以及使物料受热均匀。然而,过度混合能引起蛋白质分子排列 成纤维结构,而不是以胶质形式存在,应尽量避免。

这类糖果都需要控制糖粒的结晶情况,而挤压加工在冷却、结晶和成型等方面具有突 出的特点,有利于无定形结构的稳定,所以具有很大的优点。若在加工中加入一些还原性 的糖来调节生产,就会得到更好的产品。

(3)硬糖 挤压法熬糖由于压力高而使得沸点升高,这会提高糖膏的过饱和程度,使 糖料在高压下易熔融,产生一种无定形的高黏度塑性体,并且具有较低的含水量和较短的 加工时间。在挤压过程中只会发生少量的转化,生产出的硬糖质量较好。为达到较低含 水量,可在挤压后使挤出物沿切线进入真空室,沿圆锥型壁面流动,使水分充分蒸发,这可 比用传统的间歇式蒸煮锅进行表面蒸发降低2%的水分。

许多硬糖的熬煮过程已在单螺杆机上得到应用,但单螺杆机上存在着非稳态流动的问 题。使用异向旋转啮合型双螺杆挤压机,可使压力高达80MPa,且不易产生焦糖化。糖料的 低剪切泵送,由于内部摩擦产生的热量很少,主要由机筒控制温度,并且由于物料在两根螺 杆之间的传送很少,因此需采用合理的元件来达到所需的混炼效果,色素等的添加也必须均 匀地分配给两根螺杆。同向旋转型挤压机因具有很高的剪切速率,可帮助消除糖的结晶,并 由于机械能消耗大,减少了所需的热量,因此可减轻颜色加深的程度。采用多级式挤压法非 常有效,它使糖的熬煮段和成型段分开,避免了在一个机筒内温度变化过大。

色素和香料的添加应在挤压机抽真空口之后的最后2D长的部位处,或者是在有静 态混合元件的输送部位处,这样可避免局部沸腾和调味剂的挥发。

(4) 膏质糖果 将浓缩糖浆、液态脂肪、热明胶溶液、甘油或山梨醇、果核粉等配料送 入挤压机内进行挤压,加工成型各种膏糊状制品(图10-73)。

图10-73 用双螺杆挤压机加工杏仁糖膏

干的粉状黏结剂如明胶、阿拉伯胶或黄原胶的混合物称量后送进挤压机与糖液相混 合,在机筒内的高温下溶于极少量的水中。当处于抽真空口时,过多的水分被蒸发,并且 在模具成型前加入各种香料,出模头后应加以冷却防止香料挥发,但不能过冷,否则会引 起黏度升高使晶粒生长不稳定。趁制品还是塑性时,用热的金属丝切割机切成一定形状, 或结合共挤压、薄片模头和辊子生产出各种产品。

由于使用挤压机进行加工,可获得比较高的温度,并且停留时间短,避免了褐变或转 化反应。由于制品含水量低,可以不进行成型后的干燥工序,使得在传统的15h干燥时间 内产生的香料逸散、胶凝剂分解、糖果干裂、表面变硬等问题得到改善。在棒糖生产中产 生的问题解决方法如表10-13所示。

举例说明: 棒糖

配方:

配 料 进料量/% 配 料 进料量/%
40 明胶(160Bloom) 2
玉米淀粉 40 氧化后的棕榈仁油 2
麦芽糊精 8 1~2
右旋糖水合物 8

挤压机: APV Baker MPF 50同向旋转型双螺杆机。

螺杆结构:

● 6D送料螺纹       ● 3×60°推进叶片

● 7×30°推进叶片     ● 1D单导程螺纹

● 1D送料螺纹       ● 2×30°推进叶片

● 4×60°推进叶片     ● 3×60°反向叶片

● 1D送料螺纹       ● 1D送料螺纹

机筒长: L/D为15

螺杆转速: 250~300r/min

机筒温度: 40℃。

表10-13 棒糖生产中产生的问题和解决方法

问 题 解 决 方 法
(1)质地控制 成分选择: 如果产品太硬则用右旋糖代替麦芽糊精或淀粉

多点进料: 不一致的进料难以处理成分,采用强制进料器并尽可能引入机筒两边

将产品温度精确控制在±1℃范围内

(2)产品表面光洁度 液态含量: 脂类或水分含量可能太低或不相容

模板设计: 采用PTFE或外表涂有聚四氟乙烯的模板,通过最大限度地提高模板面

积或模孔数量来降低流动速度

(3)外观视觉(斑点效应) 尽可能使成分分散均匀,尤其是脂类和明胶在液体喷入之后应立即进入高剪切混合

段。如果在挤压之前采用的是间歇混合粉末工序则应检查设备

(4)产品大小分布 实际的模板设计和热量分布

(5)凝胶糖果 凝胶糖果比冻胶糖果更硬且粗糙,它的澄清度低,食用时其稠度很高 但并不太黏。用蒸煮式挤压机生产凝胶糖具有连续可靠、节省劳力和能源、含水量低的优 点,并且可在模具处直接成型为波纹条状、带状、中空的管状等各种形状。

生产凝胶糖果的挤压机的功率比较大,这是由于达到最后浓度的凝胶糖有很高的稠 度,需要比较大的推动力使之强制在机筒内推进。凝胶糖的生产必须防止物料黏结在模 具或螺杆上,一旦有黏结,必须彻底清除干净,否则会产生焦化,形成黏稠的黑色有害沥青 物质。所以,采用剖分式机筒设计,有利于用蒸汽冲刷和软管清洗。而采用自洁型的同向 旋转型挤压机,可避免发生“焦结”现象,且当螺杆转速高(>500r/min)并装有齿型捏合元 件时,能使水解胶体中的黏结力更好地分布。高剪切和压缩区域有助于从胀水的或破碎 的淀粉粒中浸提出直链淀粉,以提高凝胶力。

不同的胶凝剂能形成不同的凝胶糖。乙酰化交错结构的玉米淀粉能形成更柔和质 地的凝胶糖。变性淀粉能增加凝胶糖中的干固物。加入槐木豆胶可减少直链淀粉的聚 合,并减小回复和脱水收缩作用。当用蔗糖代替一部分葡萄糖或在原料中加入一点酸, 能减小黏度并控制转化反应。麦芽糊精能增进挤压的凝胶糖基质,但会引起制品轻度 的不澄清。若用粒度较大的土豆淀粉代替玉米淀粉,则在挤压过程中的蒸煮时间就会 缩短3倍。

(6) 冻胶糖果 用蒸煮式挤压机生产冻胶糖的最大特点是简化了加工过程,加入的 水少,物料以流态状输送并成型,在一般的加工生产中需要想方设法尽量避免加入过多的 水以减少成形后的干燥时间,而用挤压机生产冻胶糖可完全解决这个问题。在蒸煮式挤 压机的最先阶段主要是完成水解胶体和糖的压力溶解,随后采用常压式或真空式脱气对 物料进行浓缩,在脱气口的两边筒内必须填满物料且在脱气口处物料较为疏松,以提高脱 气效果,在脱气段后添加香料、果酸等调味剂,此时物料的稠度要低且应加以冷却至沸点 以下,以防香料挥发(如图10-74)。

图10-74 冻胶糖的挤压生产

不同于凝胶糖,冻胶糖应有更好 的澄清度,质地要有弹性,并具有更复 杂的形状。若加入的水多,就有利于 各种水解胶体的溶解,但接下来浓缩 处理的温度就要高,这会引起水解胶 体的分解,形成柔嫩的黏性冻胶糖,因 此,最好用尽量少的水来溶解。

冻胶糖生产中采用琼脂、明胶和 高(或低)甲氧基果胶来作为凝胶剂。对于生产单色明胶冻胶糖,喷雾干燥过的明胶粉末 或16~60目的粉状原料不需浸泡或预溶就可直接从干料进料器中进料,但在挤压过程中 要注意明胶的变性问题。在生产冻胶糖过程中,为避免过多的淀粉粒破裂,使支链淀粉形 成连续相,引起絮乱和不需要的高黏性,有必要在产生胶凝处将剪切元件用输送螺纹代 替。温度和剪切程度过高会将直链和支链淀粉分解成分子短链,这种现象也应避免发生。

通过蒸煮挤压,能使可可原料得到巴氏杀菌,且可使酶失活,增进了风味,可可粉和可 可脂不会变酸、发霉和变黑。用蒸煮式挤压机控制可可料的稠度非常好,并且具有连续操 作的优点。可可脂分离出来可很好地控制可可粉的颜色。挤压机内的完全混合作用有助 于可可的独特香味进入脂肪内,使可可的味道得到改善。

典型的可可加工是采用同向旋转型双螺杆挤压机。在进料区采用长螺距的进料螺 纹,当加入20%的水后,采用混合叶片段且使机筒温度升高,随着黏度的增大,能量消耗 快速增长,温度升高到100℃以上,经过一个气阀,在常压式脱气口处物料疏松地被推进, 以利充分脱气,脱气时会降低物料温度。接着物料继续被推进,压力升高,当经过第二个 气阀时进行真空脱气,以去除残余的水分。最后,采用推进叶片和螺杆并配有冷却夹套, 使物料在大约90℃时从模头中挤出。

(7) 巧克力 用挤压法加工巧克力包含了传统加工中的可可豆的破碎、可可料的 焙烤以及巧克力的精磨和精炼过程,并使得加工过程处于密闭条件下进行,避免了食品 的污染。挤压法使得原先的间歇操作变为连续操作,缩短了加工时间,减少了设备的占 地面积,降低了能耗,还可在仅仅15min的加工中形成独特的风味并易于控制香料和 质地。

巧克力的加工可通过多步的双螺杆蒸煮式挤压过程来完成,最初的挤压机内有高速 的同向旋转型捏合元件,为增强剪切效果,可以将水喷入机筒(由于所加入的水会蒸发掉, 所以加水不会增加巧克力的稠度)。挤压过程中温度和压力的升高,有助于进行巴氏杀菌 和破坏脂肪氧化酶,并可通过早期的蒸馏除去酸性物、乙醛和其他一些使人感觉不愉快的 气味,而保留其有用的风味。在此阶段,许多独特的风味通过可可豆的焙炒和发酵而逐渐 形成,但并没有因温度升高或水分蒸发而变得不稳定。若可可豆的碾碎过程处于真空状 态下,水分的快速蒸发有助于保持较低的加工温度,使得形成的可可料稠度减小,一部分 的气体排除同样有助于可可料焙烤过程的均匀性。

图10-75 在同向旋转型双螺杆挤压机内连续精炼过程

第二阶段在挤压机内使可可料和 糖粉、乳粉等成分完全混合均匀,并产 生美拉德反应和焦香化,以提高其风 味。螺杆转速不应太高,否则生产出 的巧克力质量不高,转速最好在250r/ min左右,接着巧克力连续进入精磨机 内进行精磨。这种在蒸煮式挤压机内 进行连续操作的方式避免了浆料的沉 积效应。

第三级挤压机将加热和打浆经精 磨过的粉态料使之流态化,进行精炼 的过程如图10-75所示。由于早期 阶段已经过很好地混合并形成一定的 风味,在这个阶段所处理的时间就可 以相应地减少,由于在干料精炼段存 在着强烈的剪切效应,故可获得很好 的传热和传质效果以及较低的黏度。接着乳化剂和可可脂加进物料中,进入湿料精炼段 温度应低于60℃以防高温受破坏,香料应在最后区段中加入以避免挥发。

在加工中也可以采用传统加工的诀窍,在模头前往机头处喷入点水,使细微的糖晶吸 收水分形成一层液膜,不会易于滑动,当晶格稳定的巧克力浆从模头处挤出时,黏度的提 高可以形成一些难以成型的形状并提高了热稳定程度。

(8) 充气糖果 用挤压法生产充气糖果比起传统的间歇加工方法来说,具有简单便 利、卫生可靠、品质易控制等优点。糖浆基可由蒸煮式挤压机进行熬煮,然后从管状模头 进入冷却挤压机内进行充气。

在蒸煮式挤压机内,由于高温高压并使用高速的齿形元件,可以使气体部分溶解进糖 果的脂类成分中,形成中度充气的糖果。在机头部位需要冷却,使出料温度不超过95℃。 当温度为65℃时,糖料比重约0.8左右,糖料的初始密度为1.5g/cm3,而从蒸煮式挤压机 中出来的产品密度可下降到0.15g/cm3,比用压力搅拌形成的0.5g/cm3的密度和手工拉 丝形成的1.1g/cm3的密度都要低。采用蒸煮式挤压机对于获得均匀的质量和质地都具 有优越的加工控制特性,并可实现循环再处理。在机头处加入各种色素、香料和酸、脂类、 蜂蜜、核果等可形成不同风味的糖果。

采用不同的水解胶体会形成不同的质地,如加入鸡蛋清可使产品变得更轻,加入明胶 可增加其弹性,加入果胶、琼脂或淀粉可增加其脆性。由于在挤压过程中糖的转化反应减 少了的缘故,配方中蔗糖与葡萄糖之比与间歇生产中的配比有所不同。二氧化碳、一氧化 二氮或氮气等气体由于具有不同的溶解特性,能用于改变气泡的大小,并且还可通过挤压 后的处理来改变气体空穴的结合程度,形成不同的质地。还可采用氢化淀粉水解产物和 氢化糖如麦芽糖醇来生产无糖的马希马洛糖和牛轧糖,开发出一种健康糖果。

(9) 口香糖 口香糖的一个重要特性是,调味料在具有表面活性的胶基内被密封 和持续释放的特性。蒸煮挤压加工比传统的加工在调味料的均匀分布、持久时间和保 质期等方面更有优势,并能大大降低能耗。事实证明,用挤压法生产的口香糖,其清新 的薄荷香味在咀嚼中可比原来多保留50%的时间,而由于加工的连续化并且通过强大 的功率将调料揉合进糖和胶基内,加工时间大大缩短,获得较短的生产周期和减少停工 时间(传统上要多于20h)。挤压后的口香糖更具弹性并在挤出时其变性和黏性都 很小。

在口香糖的挤压加工中,调料必须在开始段加入,这与生产其他食品不同,这样可保 证其均匀地被吸收并完全与胶基相结合,以获得最长的持续效果。另外,一些其他的活性 成分,如高强度甜味剂、药物成分、尼古丁、尿素、增香剂、可可、咖啡、果酸等,也应该在开 始段加入,但柠檬酸会在挤压加工中发生变性并酸性挥发,可用酒石酸来代替使用。由于 胶基在蒸煮挤压加工中会变脆或变黏,就应该选择合适的增塑调料溶剂加入,为捕集口香 糖内的活性成分,可加入一些特别的结合剂,如将钙盐和麦芽糊精与水相调和进行真空加 热,然后在-10℃的温度下进行挤压形成异丙醇,使用这种方法可使挤压物固化并能进一 步加工。

典型的口香糖挤压加工过程如图10-76所示。刚开始段的机筒加热至70℃,使胶 基增塑溶解并使糖和调料开始被吸收,接着进入一段长的捏合区,此时温度低于48℃,压 力升高2MPa,促使调料充分进入胶基内,并使物料获得足够的成型力。最后通过模具挤 出成型。

图10-76 生产口香糖的挤压过程示意图

(10)冷冻糖果 种类繁多的冰淇淋如雨后春笋般地出现在市场上,包括各种各样的 单质产品和表面覆有巧克力的水果冰糕、附有水果丁的奶油巧克力棒、冰酸乳酪等。使用 蒸煮式挤压机太妃糖或冻胶糖的加工与冰淇淋机相结合,生产出各式冷冻糖果,如螺旋形 冷冻糖果可通过共挤压或中间有夹心冰淇淋的太妃糖,通过一个旋转的挤压喷嘴在输送 带上成形,表面上的凹凸花纹是用非对称外形的模子压出来的;盘状冰淇淋冷冻糖果是多 层不同的糖果原料挤压而成的;挤压成形的冰淇淋层中间夹着非常薄的(<1mm)的脂类 巧克力糖衣层,就成为一种充气的冷冻糖果。

水解胶质薄膜可用于在共挤压过程中防止过分潮湿,若加入2%的麦筋质就可提高 蒸煮挤压出的冰淇淋脆皮的水分活度。密度特别大(或小)的敷料可由直接蒸煮挤压过程 或与第二级成型挤压机相连得到。

(11) 立体糖果 采用生产通心粉的模具来加工各类麻花状的、卷曲状的、贝壳状的、 弓形状的、环形状的以及其他形状的立体型糖果。当糖料在模孔比较宽的地方流动速度 快,而在狭窄部位处由于推进阻力使得速度减慢,这就在用固定好的切刀来切挤出物时产 生了在轴间尺寸的关键性的差别,在同一模孔的一边糖料流动快而在另一边流动慢,这就 形成了卷曲运动。

典型的加工过程是蒸煮式挤压机内将95℃的蔗糖/葡萄糖溶液熬煮到135℃,机筒温 度大约为160℃。然后糖液经过一段冷却的管状模头达到过饱和,进入机筒温度为30℃ 的成型挤压机内,接着混入50%的明胶溶液。经过搅拌段后进入分散段,结晶母粒或花 生等都可在该段加入。在机头处的最后冷却段机筒温度保持在20℃,产品从模具中挤出 时,温度低于35℃,白利糖度为92。可以在成形挤压机内加入坚果、乳粉、脂肪、香料等使 糖料连续焦糖化。

尺寸小于10μm的晶体能获得细腻的口感,但也可加入大的糖块以获得全新的质地。 小晶体具有比较大的表面积和质量比,因此需用更多的糖浆来浸润它的表面,这有助于在 成型阶段形成高黏度。含有低的右旋糖当量值的葡萄糖对提高糖浆的黏度非常有用。

挤压后,需要有一段短的成熟期以使表面形成硬层。产品质地上有点呈白垩质,但由 于其独特的形状对巧克力的涂衣很理想。

共挤压糖果的典型流程如图10-77所示。

图10-77 共挤压糖果典型流程图