一、丙烯酸胺概述
丙烯酰胺(acrylamide,ACR)，分子量为71.09,化学分子式CH2=CH-CO-NH2，它是一种高水溶性的α,β-不饱和裁基化合物，无色结晶溶点为85.5℃。丙烯酰胺是非常活泼的化合物，有胺基及双键两个活性中心可产生轻基化反应、水解反应、迈克尔型加成反应等。其聚合物聚丙烯酰胺是一种工业絮凝剂，通常用于污水净化等工业用途。
1、丙烯酰胺的危害
1)神经毒性。暴露量在0.2～10mg/kg时可造成神经损伤。而日常摄入量约为0.3～0.8μg/kg。
2)基因突变和基因损伤。丙烯酰胺可诱导自由基释放，使细胞产生氧化应激，进而对人体具有潜在的致癌性，这也可能导致基因突变和基因损伤。
3)致癌。体外实验表明，暴露于高剂量丙烯酰胺下能激发潜在的肿瘤基因CMYC；随着膳食丙烯酰胺摄入量的增加，会提高子宫内膜、卵巢、肾脏癌症的风险。
2、抑制丙稀酷胺生成的方法
加工原料的选择(原料还原糖含量对丙稀酷胺生成量的影响)。美拉德反应本质上是氛裁间的一种加缩反应，它能在酸、酮、还原糖和脂肪氧化生成的羰基化合物与胺、氨基酸、肽、蛋白质甚至氨之间发生反应，其化学过程复杂。因此，原料中还原糖或氨基酸的含量对反应中产生的丙稀酰胺量有很大关系。
加工条件的控制。加工温度及时间对丙稀酷胺生成量的影响：温度是影响美拉德反应的重要外部因素，随着温度的升高，美拉德反应速率加快，导致丙烯酷胺的含量随温度的升高而增加。此外，时间也是影响丙烯酰胺含量的另一个重要因素。随着油炸时间的延长，其丙炼酰胺生成量越多。
水分含量对丙烯酰胺生成量的影响：水分的存在可促进和抑制美拉德反应的进行。水分决定食品的物理状态及化学成分的流动性，此外，水分单独影响了丙稀酷胺的形成途径。随着干燥时间的延长，食品中的水分含量越低，油炸时间越短，成品中丙烯醜胺的含量越低。
二、挤压膨化机理
挤压是一种简单有效的食品加工方法，膨化食品则是一种主要的挤压成型产品。20世纪40年代左右，挤压技术开始应用于食品工业，主要产品包括膨化谷物、玉米粉及粗面条等的挤压膨化过程一般分为五个阶段，即物料自然结构和化学成分的变化、气核生成、模口成型及起泡生长停止或收缩。膨化有两种方式，一是干法膨化，二是湿法膨化。前者是指物料无蒸汽或水的挤压膨化过程，后者在挤压膨化过程中向物料添加蒸汽与水。相对而言，湿法挤压的优点是：因物料含水率高，所以挤压温度低也易于控制，能很好地保存物料中的营养物质；缺点是：设备比干法挤压复杂，成本较高。
三、复合马铃薯片加工工艺
复合马铃薯片的加工，因不同企业在生产条件、生产工艺、生产设备等方面存在明显差异，容易导致产品在丙烯酰胺、含油量、口感和外形等产生差异。这就要求采用适当的生产加工工艺，以确保在加工过程中保证其油炸时间、温度、坯料的含盐与含水量等。具体加工工艺的确定可采用相应的试验方式。
1、试验材料的选择与实验过程开展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在材料选择上，主要选择玉米淀粉、马铃薯淀粉、马铃薯全粉、棕榈油和食盐等。在试剂选择上，主要选择石油醚、甲酸、正己烷和甲醇等。仪器设备包括电热鼓风干燥箱、气相色谱仪、电热恒温水浴锅、电子分析天平、多功能电磁炉等。在具体的试验过程中，首先试验单因素。其内容包括：①确定坯料含水量。根据配方，将玉米淀粉、马铃薯淀粉等配合定量的水、盐混合，将配置好的坯料压片，置于170℃的棕榈油中，经油炸后可得到复合薯片，此时，可根据薯片中的丙烯酰胺和油含量来确定坯料的含水量。
②确定油炸温度和时间。将含有2%食盐和25%加水量的混合物分别在200、180和170℃的温度下引入棕榈油中，此时可分析复合薯片的油炸含量，选择合适的油炸温度。同样，可在不同的时间判断油炸薯片的含量，可得到合适的油炸时间。
③正交试验和检测。正交试验主要分析了油炸薯条的水水量、油炸时间、温度和含盐量。例如，在含水量为20%的情况下，油炸薯条在油炸时间、温度和含水量分别为20 s、160℃和0.5%。在检测中，色谱仪主要用于综合评分。
2、试验结果。经试验可发现，在单因素试验中，随着坯料含水率的降低，薯片含油量将减少，然而，由于油炸过程中水分蒸发过快，容易造成薯片太硬。如果保持太多的水分，又易使薯片口感过于松软。因此，建议坯料含水量为20%～35%为主。在确定油炸温度时，以200℃油炸温度为例，薯片生成后主要呈棕褐色，并含1.12mg/kg丙烯酰胺含量，这种温度下的薯片有很强的焦苦味。如果油炸温度太低，薯片炸熟又需耗费太长的时间，其含油量也不易消除，可将温度控制在160℃～190℃之间。同样，在油炸时间的控制中，一般坯料中的油脂会随着加工时间的延长而增加，可考虑以20～50s作为油炸时间。对含盐量，为了控制坯料中油脂的进入，应注意控制含盐量，将其控制在0.5%～2.0%之间。另外，在正交试验和检测过程中，当油炸时间为40s、温度为160℃，含盐量为2.0%且含水量保持20%的条件下时，薯片的质量将会大大提高。与市售薯片相比，丙烯酰胺和含油量要低得多。因此，这种加工方法对提高复合薯片的质量具有明显的作用。
四、膨化休闲食品加工工艺
挤压膨化食品的加工工艺主要采取粉碎、调节水分含量和混合等预处理方式，在此基础上，运用挤压膨化机进行处理，这种方法适合加工豆类食品。然而，由于挤压设备和加工原料的不同，因此生产后的产品质量也存在一定的差异，难以保证其含有的可溶性膳食纤维发挥重要作用，因此有必要做好加工处理工作。在加工工艺的确定中，同样采用单因素试验和正交试验等试验方法，以马铃薯全粉和单甘酯为材料，选择相应的浓盐酸、浓硫酸和乙酸钠为试剂。经试验发现，膨化食品中的膳食纤维随着原料粒径的减小而增加，同时，产品的糊化度和膨化度可能会受到原料粒度的影响，因此在实际加工中需要控制好原料粒度。从生产设备的角度来看，设备的螺杆转速也会对膨化食品的质量产生重大影响。如125r/min的转速上升到154r/min，膨胀度将继续上升并达到最大值。随着转速的增加，膳食纤维含量也会增加。若从挤压温度的角度来看，膳食纤维含量也会随着热量的增加而增加，由于筒壁给予物料的热量逐渐增多。此外，在正交试验条件下可证明，当挤压温度为110、90、80℃时，且螺杆转速为144r/min，以178um的粒径为原料，极大地提高了加工食品的质量。
五、结语
总之，马铃薯片是目前深受消费者喜爱的重要食品之一，在生产过程中主要以常温油炸方式为主，在这种生产方式下加工的产品丙烯酰胺和含油量等较高，容易对人体健康造成威胁。同样，挤压膨化食品作为一种市场需求量大的产品，其挤压膨化操作相对简单，然而，如何保证其口感，并充分发挥膳食纤维在实际加工中的作用，仍是目前生产加工中需考虑的主要问题。
参考文献：
[1]王迎辉.复合马铃薯粉油炸及膨化休闲食品工艺探讨[J].食品安全导刊,2016(06):106.
[2]赵学伟.食品挤压膨化机理研究进展[J].粮食加工,2014,35(02):59-61.
[3]侯鹏飞.复合马铃薯粉油炸及膨化休闲食品工艺探讨[J].科学与财富，2017(15).
论文作者:吕晋
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/26
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