Продукты экструзионной технологии: особенности производства

Специфика производства продуктов экструзионной технологии

Продуктами экструзионной технологии являются крупяные палочки и фигурные изделия. Их получают в результате экструзии, т.е. оказания на рецептурную смесь воздействия давлением в специальном аппарате экструдере. Помимо него, в технологическую цепь, как правило, входят дозатор, смесители для жидких и сыпучих компонентов, просеиватель, начинконаполнитель (для таких продуктов, как подушечки и батончики), режущее устройство, упаковочный автомат. Все эти аппараты в данном случае рассматриваются как специальное экструзионное оборудование.

В качестве сырья для приготовления продуктов экструзионной технологии в большинстве случаев используют растительное зерновое сырье, с одной стороны, без глютена, но с другой стороны, с высоким содержанием крахмала (речь идет про цельное зерно, крупу, муку гречихи, риса, кукурузы и др., картофельный и кукурузный крахмал).

Кроме того, возможно добавление отрубей, солода, пшеничного зародыша. В зависимости от рецептур в сухие (зерновые) завтраки еще могут вносить различные вкусовые добавки: сахар, соль, измельченные орехи и сухофрукты, растительное масло, пряности.

На данный момент, в основном, различают три типа возможных процессов экструзии:

• холодная формовка;
• варка и формовка при низком давлении;
• варка и формовка при высоком давлении.

Продукт, который получили за счет холодной формовки, подлежит обжариванию в масле. При варке и формовке при низком давлении сваренный продукт охлаждают до температуры ниже 100 градусов, формуют, сушат, после чего взрывают или обжаривают. Высокотемпературная экструзия высокого давления (т.е. варка и формовка при высоком давлении) означает, что продукт подвергают гидротермической обработке, пока не произойдет полная клейстеризация крахмала.

Исходное сырье в экструдере находится под действием трех сил: сдвиговых усилий, высокой температуры (около 150-200 градусов), давления. В этих условиях в течение 10-45 секунд исходное сырье переводится в пластическое состояние. А когда оно выходит из зоны действия высокого давления, оно вновь превращается в твердое тело, но уже на качественно ином уровне.

При этом в аппарате-экструдере одновременно протекает несколько процессов:

• смешивание исходных ингредиентов при воздействии высоких температур и механических повреждений;
• гомогенизация;
• формование;
• частичное подсушивание.

Масса, которая получилась таким образом, далее выдавливается через отверстия матрицы оборудования, после чего она разрезается на несколько отдельных изделий.

Важным является тот факт, что экструзионная обработка, которая проводится при высокой температуре и приводит к быстрой полной деструкции зерен крахмала и его клейстеризации, не приводит к интенсивному разрушению термолабильных ингредиентов (например, витаминов). В то же время уничтожаются микроорганизмы и прекращается активность нежелательных ферментов, в связи с чем повышается качество продуктов и увеличиваются сроки их хранения.

Когда происходит выпрессовывание через формующие отверстия матрицы, испаряется перегретая влага. Это приводит к экспандированию / вспучиванию / увеличению в объеме продукта. Помимо варочных экструдеров, которые работают под давлением, при формовании продукта задействуются экструдеры, которые работают в режиме высокой температуры и скорости.

Производство сладких плиток на основе экструзионных зерновых продуктов

Многими промышленными предприятиями сейчас реализуется технология производства сладких плиток на основе экструзионных зерновых продуктов. Составными частями плиток являются гранулы из экструдатов пшеницы, кукурузы, риса. Благодаря комбинированию состава у плиток оказывается сбалансированным содержание минеральных веществ, витаминов, аминокислот, углеводов.

Хрустящая структура экструдатов может быть сохранена за счет подбора компонентов сырья и физико-химических свойств связующей композиции. Основанием разнообразия вкусовой гаммы сладких плиток является ввод в их состав измельченных фруктовых или овощных цукатов, сухофруктов, орехов. Срок хранения плиток может быть увеличен в результате покрытия изделий сахарной, шоколадной или жировой глазурью.

Биохимические изменения при производстве продуктов экструзионной технологии

В крупе за короткое время (в течение 40-50 секунд) экструзии происходят весьма существенные биохимические изменения, в частности:

• до 35-40 % возрастает количество декстринов;
• до 5-7 % возрастает количество растворимых сахаров;
• разрыхляются клетчатка и гемицеллюлозы, которые еще дезагрегируются и частично становятся растворимыми;
• денатурация белков сопровождается частичной потерей незаменимых аминокислот (на 15-35 %);
• на 30-35 % снижается содержание витамина С и на 5-15 % снижается содержание остальных витаминов;
• до 50-60 % возрастает общее содержание водорастворимых веществ;

Стоит еще сказать, что за короткое время экструзии образуется незначительное количество меланоидинов. В связи с этим, потемнений продукта нет.

Таким образом, в ходе экструзии под действием значительных скоростей сдвига, высоких скоростей и давления, механическая энергия переходит в тепловую энергию. Результатом этого происходит осуществление различных по глубине изменений в качественных показателях перерабатываемого сырья. Самыми яркими примерами биохимических изменений являются денатурация белка, клейстеризация и желатинизация крахмала.