專題論述一超微粉碎加工技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)資源開發(fā)中的應(yīng)用郝征紅1，張炳文2，岳鳳麗1（1.山東省農(nóng)業(yè)管理干部學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)系，濟(jì)南250100 2.濟(jì)南大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)系，濟(jì)南250002）介紹，并對(duì)其在在農(nóng)業(yè)產(chǎn)后資源開發(fā)方面的應(yīng)用前景作了展望，旨在引起企業(yè)與國(guó)家相關(guān)部□的關(guān)注，以便企業(yè)政府、科研單位三家共同作好此技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)資源深度開發(fā)方面的應(yīng)用文章。

　　基金項(xiàng)目：山東省科技攻關(guān)項(xiàng)目（2005004409003）。

　　當(dāng)前我國(guó)食品工業(yè)總產(chǎn)值在工業(yè)部□中的比重己躍居第一位，2004年達(dá)到5000億元的規(guī)模。但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)卻不盡合理，深加工產(chǎn)品只占16%.目前，促進(jìn)食品工業(yè)的深加工，提高農(nóng)產(chǎn)品附加值己成為社會(huì)和企業(yè)的共識(shí)。另外，隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)食品的要求也愈來愈高，這就對(duì)食品的加工技術(shù)提出了更高的要求，既要保證食品良好的口感，又要保證營(yíng)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(shù)根據(jù)其特點(diǎn)，應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)資源加工領(lǐng)域，恰恰可以達(dá)到上述的一些效果。對(duì)農(nóng)產(chǎn)品資源進(jìn)行微粒超微化處理，可以使其比表面積成倍增長(zhǎng)，提高某些成分的活性、吸收率等，此技術(shù)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)后加工領(lǐng)域的應(yīng)用，將大大擴(kuò)大農(nóng)業(yè)資源的綜合利用，直接提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。

　　超微粉碎技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)資源開發(fā)中的應(yīng)用是該技術(shù)在有機(jī)物超微粉碎研究開發(fā)領(lǐng)域的一種新嘗試，它對(duì)于傳統(tǒng)工藝、配方的改進(jìn)，以及新產(chǎn)品的開發(fā)必將帶來巨大的推動(dòng)力。作為一種新型的資源加工方法，在發(fā)達(dá)國(guó)家超微粉碎技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域己相當(dāng)廣泛，許多天然資源加工方法的改進(jìn)或創(chuàng)新并不少見，曰本、美國(guó)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(yīng)用超微粉碎技術(shù)加工而成的。

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

　　超微粉碎技術(shù)通常又可分為微米級(jí)粉碎（1~100郵）、亞微米級(jí)粉碎（0.14um）、納米級(jí)粉碎（0.001七。1um，即1~l00nm）。在天然農(nóng)產(chǎn)資源開發(fā)中應(yīng)用的超微粉碎技術(shù)一般達(dá)到微米級(jí)粉碎即可使組織細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)破壞，獲得所需的物料特性。由于顆粒的微細(xì)化導(dǎo)致表面積和孔隙率的增加，使超微粉體具有獨(dú)特的物理化學(xué)性能。此外超微粉碎可以使有些物料加工過程或工藝產(chǎn)生革命性的變化，如許多可食動(dòng)植物都可用超微粉碎技術(shù)加工成超微粉，甚至動(dòng)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(shù)在農(nóng)產(chǎn)資源的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。

　　2超微粉碎技術(shù)利用在農(nóng)產(chǎn)資源研發(fā)中的特點(diǎn)2.1可擴(kuò)大資源的利用范圍，改善食用品質(zhì)幅員遼闊的中國(guó)可食性植物本來很多，然而不少富有營(yíng)養(yǎng)的植物莖桿和果實(shí)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(dòng)功能性食品資源開發(fā)深加工技術(shù)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(chǎn)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(xí)慣和消化要求。該技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)大了人類的食品源，使得有營(yíng)養(yǎng)但因無(wú)法消化的植物變成具有廣闊市場(chǎng)前景的高檔營(yíng)養(yǎng)性保健食品。

　　超微粉碎技術(shù)在部分功能性食品基料的制備生產(chǎn)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(guó)由于膳食不平衡或營(yíng)養(yǎng)過剩造成的文明病己經(jīng)出現(xiàn)，這種情況在經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的沿海城市尤顯得嚴(yán)重。因此，膳食纖維作為一種功能性食品基料己引起我國(guó)各界人士的廣泛關(guān)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(guān)關(guān)系，而持水力、膨脹力又與纖維的比表面積（粒度）有一定的關(guān)系；粒度越小比表面積越大，持水力與膨脹力就相應(yīng)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(dá)不到超微粒度，所以不管從功能價(jià)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(shù)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(zhì)，如表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子效應(yīng)、隧道效應(yīng)等使得超微粒子具有與宏觀物質(zhì)不同的生物活性。對(duì)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(jià)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(jià)值，對(duì)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的活性和生物利用度，同時(shí)降低功能性物質(zhì)在食品中的用量。

　　2.3可增進(jìn)生物體對(duì)功能成分的吸收超微保健食品由于其粒度極細(xì)，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(yīng)、體積效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)等，使其對(duì)物質(zhì)的吸附性較大，有利于物質(zhì)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(zhì)，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(jīng)超微化粉碎后更便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸及使用，由于超微保健食品的科技含量高、品質(zhì)好、功效好，其增值率也高，從而可為企業(yè)帶來很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　3超微粉碎技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)資源開發(fā)中的應(yīng)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(jiān)硬的外殼，直接食用會(huì)因無(wú)法吸收而排泄掉，影響了這類保健食品產(chǎn)品的利用度。引入超微粉碎技術(shù)將植物花粉或孢子粉進(jìn)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(jià)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(kuò)張血管，降低血清膽固醇，對(duì)預(yù)防和治療心血管疾病有較佳效專題論述果，目前國(guó)內(nèi)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(duì)銀杏葉進(jìn)行提取，造成了銀杏葉有效成分的流失，也無(wú)法保證產(chǎn)品的純天然性。利用超微微粉碎技術(shù)，便可克服上述方法的缺點(diǎn)，生產(chǎn)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(yù)的茶葉，經(jīng)超微粉碎后制成相應(yīng)的超微產(chǎn)品。茶葉含有大量的蛋白質(zhì)、氨基酸和維生素等有機(jī)物以及多種人體所需的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)元素。然而傳統(tǒng)的開水沖泡方法不能將茶葉的全部營(yíng)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(shí)植物的果實(shí)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(yīng)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(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值都很高的山楂、紅棗等在我國(guó)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(chǎn)地原料價(jià)格極低，果農(nóng)的損失很大。若經(jīng)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(nóng)打開了致富之路。我們利用此技術(shù)先后研發(fā)成功的超微胡蘿卜粉、醬（利用同一設(shè)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(chǎng)前景。

　　34植物的花卉植物的花卉不但具有觀賞價(jià)值，而且具有很高的保健作用，在國(guó)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(guó)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(zhì)的蛋白質(zhì)資源和人類健康濃縮的營(yíng)養(yǎng)源，己被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）、聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織（WHO）和聯(lián)合國(guó)世界食品協(xié)會(huì)譽(yù)為“人類21世紀(jì)的最佳保健食品”。如果將螺旋藻進(jìn)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(xì)胞壁的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)），而且應(yīng)用范圍也會(huì)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(diào)節(jié)身體免疫機(jī)能、抗癌、防衰老的有效成分，具有對(duì)人體生理作用產(chǎn)生功能性影響及調(diào)節(jié)功效，這是發(fā)展功能性保健食品的一個(gè)最主要的原料來源。

　　食晶科按利用超微粉碎技術(shù)將這些原料進(jìn)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(yíng)養(yǎng)性、保健性和治療性，從而達(dá)到健康及延年益壽的目的，前景極為廣闊，并將會(huì)在保健食品產(chǎn)業(yè)中發(fā)展成為一個(gè)新的主流。

　　37膳食纖維產(chǎn)品類我國(guó)傳統(tǒng)的豆制品在加工過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的豆渣。豆渣中含有豐富的蛋白質(zhì)、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?fàn)I養(yǎng)因子等因素，如果直接食用或?qū)⑵涮砑又疗渌称分?，則會(huì)大大影響產(chǎn)品的口感、質(zhì)地及功能的發(fā)揮。

　　實(shí)際上豆渣是人類難得的膳食纖維源，其纖維含量高、纖維質(zhì)構(gòu)好、組成成分功能性好，可以加工成高純度、高質(zhì)量、高附加位、應(yīng)用廣泛的低熱量的膳食纖維。目前在美國(guó)、曰本、澳大利亞等國(guó)己實(shí)現(xiàn)豆渣食用的產(chǎn)業(yè)化。如曰本仁月株式會(huì)社將豆渣膳食纖維與低聚糖、雙歧桿菌等科學(xué)調(diào)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(guó)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(jì)90年代曾轟動(dòng)全世界。

　　現(xiàn)代食品加工高新技術(shù)的蒸煮擠壓與超微粉碎技術(shù)在豆渣開發(fā)中的聯(lián)合應(yīng)用，徹底解決了豆渣開發(fā)中出現(xiàn)的一系列問題，極大的促進(jìn)豆渣這一人類健康食物資源的應(yīng)用。我們利用研制的功能性超微豆渣膳食纖維粉在許多產(chǎn)品的開發(fā)中得到良好的應(yīng)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(lǐng)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(qiáng)化膳食纖維，可作點(diǎn)心、膨化小食品、面包、糕點(diǎn)、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(diào)味料、干湯料、谷物制品、快餐小吃中。

　　另外，麥麩等加工副產(chǎn)品都可以利用此技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。

　　38動(dòng)物鮮骨利用超微粉碎技術(shù)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(chǎn)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(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)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(yíng)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(diào)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(zhì)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(jīng)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(yíng)養(yǎng)保健和藥用價(jià)值都很高，可經(jīng)超微粉碎加工成為保健食品。許多動(dòng)物食品己在一些國(guó)家開始流行，我國(guó)也開始注重這方面產(chǎn)品的開發(fā)。如對(duì)風(fēng)濕性關(guān)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(jīng)粉碎加工而成。因此，將這類動(dòng)物經(jīng)干燥處理后制成超微保健食品，將是保健產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)重要方面。

　　3.10甲殼動(dòng)物類甲殼動(dòng)物殼體富含甲殼素，經(jīng)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(shù)進(jìn)行深度開發(fā)利用。

　　4超微粉碎技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)資源深度利用領(lǐng)域的研發(fā)思路近幾年，我們?cè)诔⒎鬯榧夹g(shù)應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)資源深加工領(lǐng)域的開發(fā)研究方面作了部分工作，但是作為一項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用，還有許多研究點(diǎn)需要進(jìn)行深入探討，例如（1）有機(jī)材料（特別是農(nóng)產(chǎn)資源）的超微粉體加工、物理（感官）、化學(xué)（營(yíng)養(yǎng)）等性質(zhì)的基礎(chǔ)研究；（2）不同的超微粉碎形式對(duì)有機(jī)活性物質(zhì)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(tuán)聚等不良影響；（4）超微技術(shù)與微波脫水干燥結(jié)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(chǎn)品的開發(fā)中的應(yīng)用，形成獨(dú)特的天然保健營(yíng)養(yǎng)型超微細(xì)粉生產(chǎn)工藝；（5）結(jié)合蒸煮擠壓等技術(shù)對(duì)植物的莖葉花等進(jìn)行活化得到系列對(duì)人體有益的功能性食品膳食纖維添加劑。

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

　　是國(guó)家確定的《用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)》。

　　由科技部與商務(wù)部聯(lián)合制定發(fā)布的《鼓勵(lì)外商投資高新技術(shù)產(chǎn)品目錄》中，明確將“微粉碎、超為粉碎設(shè)備”歸屬于“農(nóng)副產(chǎn)品貯藏、加工新技術(shù)產(chǎn)品及設(shè)備”中。

　　腐乳行業(yè)應(yīng)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(chǎn)工藝等，形成工業(yè)化、機(jī)械化生產(chǎn)規(guī)模-《2006~2016年全國(guó)食品行業(yè)科技發(fā)展綱要建議》。

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

　　超臨界萃取技術(shù)、大孔樹脂分離技術(shù)、膜提取分離技術(shù)、超臨粉碎技術(shù)等新工藝技術(shù)在中藥工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量一江西省2006年度科技計(jì)劃重大、重點(diǎn)項(xiàng)目指南。

　　2005年度山東省科技發(fā)展計(jì)劃指南中明確指出：“重點(diǎn)支持新型超微粉體材料制備技術(shù)、應(yīng)用產(chǎn)品的研究開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)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(shù)及應(yīng)用產(chǎn)品的研究開發(fā)?！蔽覀兣c企業(yè)聯(lián)合申報(bào)的《超微粉碎技術(shù)在天然植物資源開發(fā)中的應(yīng)用研究》項(xiàng)目獲得了山東省科技廳的高度關(guān)注，獲得2005年度科技攻關(guān)項(xiàng)目立項(xiàng)。

　　6結(jié)束語(yǔ)超微粉碎技術(shù)目前己經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家一個(gè)研究的熱點(diǎn)，它與傳統(tǒng)的行業(yè)相交叉，衍生出許多新的學(xué)科，促進(jìn)了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。在食品加工業(yè)，超微粉碎技術(shù)與蒸煮擠壓熟化技術(shù)、微膠技術(shù)、微波技術(shù)、冷凍干燥技術(shù)以及食品生物技術(shù)共同列為國(guó)際性食品加工新技術(shù)。隨著超微粉碎技術(shù)的成熟和發(fā)展，必將為農(nóng)產(chǎn)資源的開發(fā)利用提供更廣闊的發(fā)展前景。

　　專家預(yù)言：超微粉碎技術(shù)將在21世紀(jì)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)后資源深度開發(fā)利用領(lǐng)域扮演十分重要的角色，前景廣闊。