综述：食品加工中的挤压技术：可持续产品开发中的原理、创新与应用

这篇综述系统阐述了挤压技术（Extrusion）在食品加工领域的核心原理与创新应用，重点分析了高温短时（HTST）处理、双螺杆挤压（twin-screw）、高水分挤压及3D食品打印等前沿技术如何提升营养保留率与产品可持续性，为健康食品开发提供技术范式。

　　

Abstract
挤压技术通过高温短时（HTST）处理实现混合、成型、质构重组与灭菌一体化，相比传统烹饪能显著保留营养素。其核心优势在于通过螺杆机械剪切与热传导的协同作用，使淀粉凝胶化（gelatinization）和蛋白质变性（denaturation），同时降解植酸（phytates）等抗营养素，提升矿物质生物利用度。

Brief History of Extrusion in Food Processing
从阿基米德螺旋泵演化而来的现代挤压机，在1930年代由通用磨坊公司首次应用于即食谷物加工。早期单螺杆系统无定型模具，直至20世纪后期双螺杆（twin-screw）技术突破才实现精准控温控压。

Principles of Extrusion Processing
原料在螺杆推进中经历压缩、剪切、熔融三相转变，通过模具时因压力骤降产生膨化效应。关键参数包括水分（15-30%）、筒体温度（120-180°C）、螺杆转速（200-500 rpm），直接影响产品质构与营养保留率。

Factor Affecting Extrusion

• 温度：超过140°C会导致美拉德反应加剧，但低于100°C则无法完全灭活脂肪氧化酶
• 水分活度：20%水分时淀粉糊化度最高，但高水分（>40%）会降低膨化率
• 螺杆构型：反向螺纹设计增强混合效率，适用于植物蛋白（TVP）重组

Optimization of Extrusion Parameters
非洲核桃与鹰嘴豆复配实验显示，当温度160°C、转速300 rpm时，蛋白质体外消化率提升27%。超临界CO₂
辅助挤压可将维生素C保留率提高至92%，远超传统热风干燥（65%）。

Innovations and Recent Developments

• 热熔挤压（HME）：实现β-胡萝卜素微胶囊化包埋
• 3D食品打印：精准调控孔隙率（50-80%）模拟肉类纤维结构
• 高水分挤压：水分60%条件下制备的植物基肉类似物剪切力达45N，接近真实鸡肉

Conclusion and Future Prospect
挤压技术正推动食品工业向低碳化转型，例如利用酿酒糟渣（by-products）生产高蛋白零食。未来需结合AI算法优化参数组合，并开发低温挤压技术以保留热敏性营养素（如维生素B₁
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