專題論述一超微粉碎加工技術在農產資源開發(fā)中的應用郝征紅1，張炳文2，岳鳳麗1（1.山東省農業(yè)管理干部學院現代農業(yè)技術系，濟南250100 2.濟南大學食品科學與營養(yǎng)系，濟南250002）介紹，并對其在在農業(yè)產后資源開發(fā)方面的應用前景作了展望，旨在引起企業(yè)與國家相關部□的關注，以便企業(yè)政府、科研單位三家共同作好此技術在農產資源深度開發(fā)方面的應用文章。

　　基金項目：山東省科技攻關項目（2005004409003）。

　　當前我國食品工業(yè)總產值在工業(yè)部□中的比重己躍居第一位，2004年達到5000億元的規(guī)模。但產品結構卻不盡合理，深加工產品只占16%.目前，促進食品工業(yè)的深加工，提高農產品附加值己成為社會和企業(yè)的共識。另外，隨著人們生活水平的不斷提高，對食品的要求也愈來愈高，這就對食品的加工技術提出了更高的要求，既要保證食品良好的口感，又要保證營養(yǎng)成分不被破壞，而且還要更有利于人體的吸收。超微粉碎技術根據其特點，應用于農產資源加工領域，恰恰可以達到上述的一些效果。對農產品資源進行微粒超微化處理，可以使其比表面積成倍增長，提高某些成分的活性、吸收率等，此技術在農業(yè)產后加工領域的應用，將大大擴大農業(yè)資源的綜合利用，直接提高農產品的附加值，具有廣闊的產業(yè)化前景。

　　超微粉碎技術在農產資源開發(fā)中的應用是該技術在有機物超微粉碎研究開發(fā)領域的一種新嘗試，它對于傳統(tǒng)工藝、配方的改進，以及新產品的開發(fā)必將帶來巨大的推動力。作為一種新型的資源加工方法，在發(fā)達國家超微粉碎技術的應用領域己相當廣泛，許多天然資源加工方法的改進或創(chuàng)新并不少見，曰本、美國市售的果味涼茶、凍干水果粉、超低溫速凍龜鱉粉等等都是應用超微粉碎技術加工而成的。

　　1超微粉碎技術的工作原理超微粉碎技術一般是指將物料顆粒粉碎至粒徑在30UniU下的一種粉碎技術，它是機械力學、電學、原子物理、膠體化學、固體化學、化學反應動力學、表面界面化學等交叉匯合的一□新興學科。物料處于超微狀態(tài)時，其粒徑尺度介于原子、分子、塊粒之間，有時被稱為物質的第四態(tài)。

　　超微粉碎技術通常又可分為微米級粉碎（1~100郵）、亞微米級粉碎（0.14um）、納米級粉碎（0.001七。1um，即1~l00nm）。在天然農產資源開發(fā)中應用的超微粉碎技術一般達到微米級粉碎即可使組織細胞壁結構破壞，獲得所需的物料特性。由于顆粒的微細化導致表面積和孔隙率的增加，使超微粉體具有獨特的物理化學性能。此外超微粉碎可以使有些物料加工過程或工藝產生革命性的變化，如許多可食動植物都可用超微粉碎技術加工成超微粉，甚至動植物的不可食部分也可通過超微化而被人體吸收。因此超微粉碎技術在農產資源的應用領域十分廣泛。

　　2超微粉碎技術利用在農產資源研發(fā)中的特點2.1可擴大資源的利用范圍，改善食用品質幅員遼闊的中國可食性植物本來很多，然而不少富有營養(yǎng)的植物莖桿和果實難于直接食用和消化，可食性低。提高可食性和生物利用度是各種天然動功能性食品資源開發(fā)深加工技術的目的所在。傳統(tǒng)的加工方法又難于使其充分發(fā)1軍效用或加工成的產品口感差，必須通過粉碎或超粉碎等深加工，才能滿足人們的食用習慣和消化要求。該技術的應用擴大了人類的食品源，使得有營養(yǎng)但因無法消化的植物變成具有廣闊市場前景的高檔營養(yǎng)性保健食品。

　　超微粉碎技術在部分功能性食品基料的制備生產上起重要的作用。如膳食纖維是一種重要的功能性食品基料，在我國由于膳食不平衡或營養(yǎng)過剩造成的文明病己經出現，這種情況在經濟比較發(fā)達的沿海城市尤顯得嚴重。因此，膳食纖維作為一種功能性食品基料己引起我國各界人士的廣泛關注和普遍重視。膳食纖維生理功能的發(fā)揮與其持水力、膨脹力有很大的相關關系，而持水力、膨脹力又與纖維的比表面積（粒度）有一定的關系；粒度越小比表面積越大，持水力與膨脹力就相應增大，這同樣需要有效的超微粉碎手段。自然界中富含纖維的原料很多，諸如小麥放皮、燕麥皮、玉米皮、豆皮、米糠等，但是由于粉碎粒度一般達不到超微粒度，所以不管從功能價值的發(fā)揮，還是從食用口感方面均存在極大的不足。超微粉碎技術的引入，將徹底改變膳食纖維的利用面及利用度。

　　22可提高功能成分的生物活性由于超微粉體的特殊性質，如表面效應、體積效應、量子效應、隧道效應等使得超微粒子具有與宏觀物質不同的生物活性。對于硒化合物，如亞硒酸鈉和硒蛋氨酸有較高的生物活性和毒性，而零價元素硒，如灰和黑色元素硒，幾乎沒有生物活性和毒性。而通過制成超微粒子，得到的紅色納米硒卻具有很好的生物利用價值，對延緩衰老有較好的作用。超微粉體具有良好的吸收性和分散性，可以提高營養(yǎng)物質的活性和生物利用度，同時降低功能性物質在食品中的用量。

　　2.3可增進生物體對功能成分的吸收超微保健食品由于其粒度極細，易被人體腸胃直接吸收，能最大限度地發(fā)揮其功效，并充分利用；由于超微粉體顆粒具有表面效應、體積效應、量子效應和宏觀隧道效應等，使其對物質的吸附性較大，有利于物質的消化吸收。

　　24可保證原料成分的芫整性超微粉碎加工為純物理過程，加工中不混入其它雜質，使得超微保健食品具有純天然性，并保證了原料成分的芫整性。經超微化粉碎后更便于儲存、運輸及使用，由于超微保健食品的科技含量高、品質好、功效好，其增值率也高，從而可為企業(yè)帶來很好的社會效益和經濟效益。

　　3超微粉碎技術在農產資源開發(fā)中的應用31植物花粉與孢子粉植物的花粉與孢子粉，其單體都具有堅硬的外殼，直接食用會因無法吸收而排泄掉，影響了這類保健食品產品的利用度。引入超微粉碎技術將植物花粉或孢子粉進行超微破壁粉碎，則可以使其有效成分得以充分的釋放，由此而制成的超微保健食品才能充分發(fā)揮原物料的藥用價值，可芫全被人體吸收利用。

　　3.2植物的莖、葉如銀杏葉，含有黃酮類化合物，能擴張血管，降低血清膽固醇，對預防和治療心血管疾病有較佳效專題論述果，目前國內外均在大力開發(fā)銀杏葉保健品。但傳統(tǒng)方法是用溶劑對銀杏葉進行提取，造成了銀杏葉有效成分的流失，也無法保證產品的純天然性。利用超微微粉碎技術，便可克服上述方法的缺點，生產的超微銀杏葉粉可制成粉劑、沖劑和片劑，方便使用。

　　素有飲料之王美譽的茶葉，經超微粉碎后制成相應的超微產品。茶葉含有大量的蛋白質、氨基酸和維生素等有機物以及多種人體所需的無機礦物質元素。然而傳統(tǒng)的開水沖泡方法不能將茶葉的全部營養(yǎng)成分供人體所吸收，一些不溶性或難溶性的成分仍留存于茶渣中。將茶葉超微粉碎，制成超微茶葉粉，用水沖服，可全部被飲用，并可被腸胃直接吸收，其有效成分利用率與功效要比直接沏泡飲品要高得多。

　　3.3植物的果實植物的果實大多都可深加工成為超微果粉。水果的超微化處理為水果的保存與開拓應用開辟了一條新途徑，可開發(fā)成水果全果飲料及沖劑等。如營養(yǎng)和藥用價值都很高的山楂、紅棗等在我國資源極為豐富，但由于食用范圍窄、加工方式單一等因素，造成產地原料價格極低，果農的損失很大。若經干燥并加工成超微全果粉（連孩帶肉）后，不僅諸多問題迎刃而解，還為山區(qū)果農打開了致富之路。我們利用此技術先后研發(fā)成功的超微胡蘿卜粉、醬（利用同一設備既可制粉，也可制醬）；果汁廠的下腳料果渣超微粉；苦瓜全果超微粉等，具有廣闊的市場前景。

　　34植物的花卉植物的花卉不但具有觀賞價值，而且具有很高的保健作用，在國外被稱為“花卉醫(yī)療法”。如金銀花、玫瑰花、玳玳花等，超微花卉食品也必將成為保健食品的新秀。

　　3.5藻類植物我國的藻類功能性食品資源很豐富，如螺旋藻，由于它具有自然界最優(yōu)質的蛋白質資源和人類健康濃縮的營養(yǎng)源，己被聯合國糧農組織（FAO）、聯合國衛(wèi)生組織（WHO）和聯合國世界食品協會譽為“人類21世紀的最佳保健食品”。如果將螺旋藻進行超微粉碎破壁，不僅可以使資源得到最充分的利用（包括細胞壁的營養(yǎng)物質），而且應用范圍也會更加廣泛。

　　36食用菌類如香菇猴頭菌、蜜環(huán)菌等藥用真菌，由于其含有調節(jié)身體免疫機能、抗癌、防衰老的有效成分，具有對人體生理作用產生功能性影響及調節(jié)功效，這是發(fā)展功能性保健食品的一個最主要的原料來源。

　　食晶科按利用超微粉碎技術將這些原料進行超微粉碎，可開發(fā)出一系列方便食用的功能性超微保健食品，使人們的膳食具有良好的營養(yǎng)性、保健性和治療性，從而達到健康及延年益壽的目的，前景極為廣闊，并將會在保健食品產業(yè)中發(fā)展成為一個新的主流。

　　37膳食纖維產品類我國傳統(tǒng)的豆制品在加工過程中，會產生大量的豆渣。豆渣中含有豐富的蛋白質、脂肪、膳食纖維等，是良好的健康食物資源。但由于豆渣具有令人難以接受的異味、口感極差并存在抗營養(yǎng)因子等因素，如果直接食用或將其添加至其它食品中，則會大大影響產品的口感、質地及功能的發(fā)揮。

　　實際上豆渣是人類難得的膳食纖維源，其纖維含量高、纖維質構好、組成成分功能性好，可以加工成高純度、高質量、高附加位、應用廣泛的低熱量的膳食纖維。目前在美國、曰本、澳大利亞等國己實現豆渣食用的產業(yè)化。如曰本仁月株式會社將豆渣膳食纖維與低聚糖、雙歧桿菌等科學調配為微生態(tài)制劑，供給老年人和少兒食用，企業(yè)效益顯著；西歐國家將加工好的膳食纖維直接加入主食食用；澳大利業(yè)豆渣食品在20世紀90年代曾轟動全世界。

　　現代食品加工高新技術的蒸煮擠壓與超微粉碎技術在豆渣開發(fā)中的聯合應用，徹底解決了豆渣開發(fā)中出現的一系列問題，極大的促進豆渣這一人類健康食物資源的應用。我們利用研制的功能性超微豆渣膳食纖維粉在許多產品的開發(fā)中得到良好的應用，如豆渣膳食纖維咀嚼片、豆渣蔬菜片、高纖維油炸豆渣脆片、高膳食纖維早餐谷物食品、高膳食纖維餅干等領域。超微豆渣膳食纖維粉具有良好的乳化性與增稠性。作為食品添加劑強化膳食纖維，可作點心、膨化小食品、面包、糕點、餡芯等食品配料用，廣泛用于焙烤制品、草莓飲料、果汁、熱奶、番茄醬、面條、調味料、干湯料、谷物制品、快餐小吃中。

　　另外，麥麩等加工副產品都可以利用此技術進行開發(fā)。

　　38動物鮮骨利用超微粉碎技術以純物理方法將鮮骨超微粉碎，保證了原料成分的芫整性，生產出的超微骨泥或超微鮮骨粉具有鈣含量高、超微、高吸收率、口感良好、純天然等特點，具有廣闊的應用領域?？梢灾瞥赡z、袋裝沖劑以及片劑，也可作為食品添加劑，制成多種新的多營養(yǎng)素和高鈣、高鐵的骨粉（泥）系列食品。如加入到香腸、面條、面包及餅干中，或配以其它作料作為調味品、湯料，或制成適合老年人食用的骨醬罐頭等等。這些食品是小兒佝僂病、骨質疏松癥、缺鐵性貧血患者以及孕婦、老人、兒童理想的功能食品。

　　另外，鱟魚、鰩魚等硬骨魚類的軟骨經超微粉碎后可制成具有較好抗癌效果的保健食品。

　　3.9螞蟻、蚯蚓、蜂蛹、蠶蛹、龜鱉、蛇螞蟻、蚯蚓、蜂蛹、蠶蛹、龜鱉、蛇等，營養(yǎng)保健和藥用價值都很高，可經超微粉碎加工成為保健食品。許多動物食品己在一些國家開始流行，我國也開始注重這方面產品的開發(fā)。如對風濕性關節(jié)炎有較好療效的螞蟻粉及美容養(yǎng)顏的純蛇粉，就是將螞蟻和蛇經粉碎加工而成。因此，將這類動物經干燥處理后制成超微保健食品，將是保健產品發(fā)展的一個重要方面。

　　3.10甲殼動物類甲殼動物殼體富含甲殼素，經超微粉碎后可大大提高方便使用程度，超微化后甲殼素既可食用，也可作為食品添加劑作為防腐用。如大量的小蝦、小蟹可以利用超微技術進行深度開發(fā)利用。

　　4超微粉碎技術在農產資源深度利用領域的研發(fā)思路近幾年，我們在超微粉碎技術應用于農產資源深加工領域的開發(fā)研究方面作了部分工作，但是作為一項新技術的應用，還有許多研究點需要進行深入探討，例如（1）有機材料（特別是農產資源）的超微粉體加工、物理（感官）、化學（營養(yǎng)）等性質的基礎研究；（2）不同的超微粉碎形式對有機活性物質活性的影響研究；（3）超微粉體的表面改性研究，避免超微粉體團聚等不良影響；（4）超微技術與微波脫水干燥結合在茶葉、可食花卉、水果果汁廠的果渣、藥食兩用食用菌、豆渣系列產品的開發(fā)中的應用，形成獨特的天然保健營養(yǎng)型超微細粉生產工藝；（5）結合蒸煮擠壓等技術對植物的莖葉花等進行活化得到系列對人體有益的功能性食品膳食纖維添加劑。

　　5超微粉碎技術的應用近年來受到政府各方普遍關注入《2005年度科技型中小企業(yè)創(chuàng)新基金項目指南》，是重點支持的技術創(chuàng)新項目?！俺⒎垠w工程技術”

　　是國家確定的《用高新技術和先進適用技術改造提升傳統(tǒng)產業(yè)的重點》。

　　由科技部與商務部聯合制定發(fā)布的《鼓勵外商投資高新技術產品目錄》中，明確將“微粉碎、超為粉碎設備”歸屬于“農副產品貯藏、加工新技術產品及設備”中。

　　腐乳行業(yè)應研究原料的超微粉碎工藝、半成品的直裝工藝、自制紅曲生產工藝等，形成工業(yè)化、機械化生產規(guī)模-《2006~2016年全國食品行業(yè)科技發(fā)展綱要建議》。

　　推廣中成藥生產的關鍵技術，促進超微粉碎技術超臨界萃取技術、大孔樹脂吸附純化技術、膜分離和濃縮技術、噴霧和冷凍干燥技術、微波輻射誘導萃取技術等在企業(yè)生產中的推廣和應用-浙江省“十一五”中藥產業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

　　超臨界萃取技術、大孔樹脂分離技術、膜提取分離技術、超臨粉碎技術等新工藝技術在中藥工業(yè)化生產中的應用，提高產品的技術含量一江西省2006年度科技計劃重大、重點項目指南。

　　2005年度山東省科技發(fā)展計劃指南中明確指出：“重點支持新型超微粉體材料制備技術、應用產品的研究開發(fā)和標準體系制定等。支持不同用途、功能特異的超微粉體材料制備技術及應用產品的研究開發(fā)?！蔽覀兣c企業(yè)聯合申報的《超微粉碎技術在天然植物資源開發(fā)中的應用研究》項目獲得了山東省科技廳的高度關注，獲得2005年度科技攻關項目立項。

　　6結束語超微粉碎技術目前己經成為發(fā)達國家一個研究的熱點，它與傳統(tǒng)的行業(yè)相交叉，衍生出許多新的學科，促進了相關領域的發(fā)展。在食品加工業(yè)，超微粉碎技術與蒸煮擠壓熟化技術、微膠技術、微波技術、冷凍干燥技術以及食品生物技術共同列為國際性食品加工新技術。隨著超微粉碎技術的成熟和發(fā)展，必將為農產資源的開發(fā)利用提供更廣闊的發(fā)展前景。

　　專家預言：超微粉碎技術將在21世紀的農業(yè)產后資源深度開發(fā)利用領域扮演十分重要的角色，前景廣闊。