खाद्य-ग्रेड सिलिका के गेहूं के आटे के उत्पाद सुधारकों में अनुप्रयोग का तकनीकी विश्लेषण
I. खाद्य-ग्रेड सिलिका की विशेषताएँ और कार्यात्मक स्थिति
食品级二氧化硅(化学式 SiO₂,CAS 号 7631-86-9)通常是一种具有高比表面积(50-600 m²/g)、多孔结构(孔径 2-50 nm)和表面羟基活性的无定形粉末。其核心功能源于物理吸附和空间支撑。在小麦粉产品的改良中,它主要在以下几个方面发挥作用:
II. मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य और क्रियाविधियों के तंत्र
(I) पाउडर सामग्री का एंटी-कैकिंग और प्रसंस्करण प्रदर्शन का अनुकूलन
1. क्रिया का सिद्धांत
यह पाउडर कणों के बीच मुक्त पानी को कैपिलरी अवशोषण प्रभाव के माध्यम से पकड़ता है (अवशोषण क्षमता अपनी खुद की द्रव्यमान का 30%-50% तक पहुँच सकती है), कणों के बीच तरल पुल संबंध को बाधित करता है। इसके नैनोस्केल कण (1-10 μm) पाउडर में अंतराल को भर सकते हैं, जिससे कणों के बीच घर्षण गुणांक को कम किया जा सकता है (गतिशील घर्षण कारक को 20%-30% तक कम किया जा सकता है)।
2. सामान्य अनुप्रयोग
(II) आटे की संरचना को मजबूत करना और बनावट में सुधार
1. ग्लूटेन नेटवर्क संवर्धन का तंत्र
सिलिका कण (औसत कण आकार 5-15 μm) भौतिक क्रॉस-लिंकिंग नोड के रूप में कार्य करते हैं, यांत्रिक इंटरलॉकिंग के माध्यम से ग्लूटेन प्रोटीन के क्रॉस-लिंकिंग घनत्व को बढ़ाते हैं (स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी दिखाती है कि ग्लूटेन फाइबर का व्यास 8-12 μm से 5-8 μm तक परिष्कृत होता है)। इस बीच, वे आटे में मुक्त पानी को अवशोषित करते हैं, जिससे ग्लूटेन प्रोटीन का अधिक पर्याप्त हाइड्रेशन संभव होता है (पानी का अवशोषण 2%-5% बढ़ जाता है)।
2. उत्पाद बनावट अनुकूलन के प्रभाव
गेंहू के आटे के उत्पाद का प्रकार | मुख्य संकेतक सुधार | टिपिकल डेटा तुलना |
रोटी | विशिष्ट मात्रा / छिद्र समानता | जब 0.3% पर जोड़ा जाता है, तो विशिष्ट मात्रा 3.8 mL/g से 4.5 mL/g तक बढ़ जाती है, और छिद्र व्यास का परिवर्तन गुणांक (CV) 18% कम हो जाता है। |
ताज़ा गीले नूडल्स | तन्य शक्ति / टूटने की दर | तन्य शक्ति 15%-20% बढ़ जाती है, और 3 मिनट तक उबालने के बाद टूटने की दर 12% से घटकर 5% से नीचे आ जाती है। |
जमे हुए डंपलिंग रैपर | फ्रीज़-थॉ Tolerance | -18°C पर 30 दिनों के लिए संग्रहण के बाद, टूटने की दर 22% से घटकर 8% हो जाती है (0.2% ट्रेहलोज़ के संयोजन में)। |
(III) तेल प्रबंधन और शेल्फ जीवन विस्तार
1. तेल अवशोषण और एंटीऑक्सीडेशन का द्वैध कार्य
The porous structure (pore volume 0.6-1.2 cm³/g) can adsorb 2-3 times its own mass of oil, inhibiting the oil absorption rate of fried wheat flour products (such as fried dough sticks) (reducing by 10%-15%). At the same time, by blocking oxygen contact, it reduces the growth rate of the peroxide value (POV) of oil by 25%-30%.
2. आवेदन उदाहरण
(IV) यौगिक सुधारकों के लिए कुशल वाहक
1. कैरियर विशेषताओं के लाभ
2. फॉर्मूलेशन प्रक्रिया के मुख्य बिंदु
यह अनुशंसा की जाती है कि दो-चरण मिश्रण विधि अपनाई जाए: पहले, सिलिका को छोटे घटकों (जैसे एंजाइम तैयारी, अनुपात 1:1) के साथ 10 मिनट के लिए पूर्व मिश्रित करें, फिर आटे जैसे थोक कच्चे माल के साथ मिलाएं, यह सुनिश्चित करते हुए कि मिश्रण की समानता का परिवर्तन गुणांक (CV) 5% से कम है।
III. उपयोग विनिर्देश और सुरक्षा नियंत्रण
(I) नियामक मानक आधार
(II) खुराक प्रभाव और अनुकूलन रणनीतियाँ
| लक्ष्य प्रदर्शन | सहक्रियात्मक घटक | सूत्रीकरण अनुपात | सहक्रियात्मक तंत्र |
|---------|----------------|------------|------------------|
| उच्च-ग्लूटेन आटा | महत्वपूर्ण गेहूं ग्लूटेन + सिलिका | 5:1 - 3:1 | भौतिक समर्थन + प्रोटीन क्रॉस-लिंकिंग संवर्धन |
| जमी हुई स्थिरता | कैरेजीनन + सिलिका | 2:1 | बर्फ क्रिस्टल अवरोध + नमी विनियमन |
| कम ग्लाइसेमिक इंडेक्स (जीआई) सुधार | प्रतिरोधी स्टार्च + सिलिका | 3:1 | संरचनात्मक समर्थन + एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस साइट ब्लॉकिंग |
(III) विभिन्न तैयारी प्रक्रियाओं की प्रासंगिकता
सिलिका का प्रकार | तैयारी विधि | मुख्य संकेतक | लागू होने वाले परिदृश्य | 成本比较(元/千克) |
प्रीसिपिटेटेड सिलिका | रासायनिक अवक्षेपण | विशिष्ट सतही क्षेत्र 80-150 m²/g | सामान्य नूडल्स, भाप से बने बन्स, ब्रेड | 8-12 |
फ्यूमेड सिलिका | फ्लेम हाइड्रोलिसिस | विशिष्ट सतह क्षेत्र 200-400 m²/g | हाई-एंड बेकिंग प्रीमिक्स, ग्लूटेन-फ्री आटा | 30-50 |
जेल सिलिका | सोल-जेल विधि | नियंत्रणीय छिद्र आकार वितरण | विशेष कार्यात्मक सुधारक (जैसे धीमी-रिहाई एंजाइम वाहक) | 20-30 |
IV. सामान्य आवेदन प्रक्रियाएँ और गुणवत्ता नियंत्रण
(I) ब्रेड सुधारकों का फॉर्मूलेशन डिज़ाइन
बुनियादी सूत्र (100 किलोग्राम आटे के आधार पर):
- सिलिका (अवक्षिप्त प्रकार): 0.3किग्रा
- α-Amylase (5000 U/g): 0.1किग्रा
- कैल्शियम स्टीयरॉयल लैक्टेट (CSL): 0.2किग्रा
प्रक्रिया कुंजी बिंदु:
- पहले, 10 मिनट के लिए सिलिका को एमिलेज के साथ प्रीमिक्स करें (घूर्णन गति 60r/min)।
- इमल्सीफायर और विटामिन सी जोड़ें, और 15 मिनट तक मिलाते रहें (सुनिश्चित करें कि CV < 3% है)।
- जब आटा मिलाते हैं, तो जोड़ने की मात्रा आटे के द्रव्यमान का 0.5%-0.8% होती है (ग्लूटेन सामग्री के अनुसार समायोजित)।
गुणवत्ता नियंत्रण बिंदु:
- Proofing Volume: विशिष्ट मात्रा ≥ 4.0 mL/g (राष्ट्रीय मानक GB/T 20981 के अनुसार)।
- शेल्फ जीवन: कमरे के तापमान पर 3 दिनों के भीतर कठोरता में वृद्धि 15% से कम है (TA.XT2i टेक्सचर एनालाइज़र द्वारा पता लगाया गया)।
(II) ताज़ा गीले नूडल्स के लिए एंटी-स्टिकिंग समाधान
समस्या परिदृश्य: जब गर्मियों में आर्द्रता 85% से अधिक होती है, तो गीले नूडल्स की चिपकने की दर 15% से अधिक हो जाती है।
समाधान:
- आटा मिलाने के चरण के दौरान 0.2% सिलिका जोड़ें (धूलने वाले आटे के एक हिस्से को बदलते हुए)।
- कैलेंडरिंग प्रक्रिया के दौरान 0.5% सिलिका युक्त कॉर्न स्टार्च डस्टिंग आटा का उपयोग करें (मिश्रण समानता ≥ 95%)।
- चालनी जो पैकेजिंग से पहले तैयार उत्पाद की सतह पर अतिरिक्त पाउडर को हटाने के लिए है।
प्रभाव: चिपकने की दर 3% से कम हो जाती है, और उबालने के बाद सूप की धुंधलापन (NTU) 10 से कम होती है, जो पारंपरिक धूल वाले आटे की प्रक्रिया (धुंधलापन 15-20) से बेहतर है।
V. जोखिम चेतावनियाँ और नियामक अनुपालन प्रबंधन
(I) संभावित गुणवत्ता जोखिम
(II) लेबलिंग अनुपालन
- एंटी-केकिंग एजेंट फ़ंक्शन
VI. विकास प्रवृत्तियाँ और तकनीकी नवाचार
(I) कार्यात्मक संशोधन के लिए दिशा-निर्देश
(II) स्वच्छ लेबल आवश्यकताओं के लिए समाधान
- फार्मूलेशन कमी प्रौद्योगिकी
निष्कर्ष
खाद्य-ग्रेड सिलिका का उपयोग गेहूं के आटे के उत्पादों में सुधार के लिए मूल रूप से जटिल बहु-चरण प्रणालियों (आटा) की संरचनात्मक विनियमन को भौतिक संशोधन के माध्यम से प्राप्त करता है। इसके कार्य की प्रभावशीलता तीन मुख्य तत्वों पर निर्भर करती है:
- कड़ाई से प्रक्रिया नियंत्रण
यह अनुशंसा की जाती है कि अनुसंधान और विकास (R&D) कर्मी "बुनियादी सूत्र → एकल-कारक परीक्षण → प्रतिक्रिया सतह अनुकूलन" का तीन-स्तरीय विकास प्रणाली स्थापित करें, जिसमें सिलिका, ग्लूटेन प्रोटीन और स्टार्च ग्रेन्यूल के बीच इंटरफेसियल इंटरएक्शन तंत्र पर ध्यान केंद्रित किया जाए। GB 2760-2024 के कार्यान्वयन के साथ, प्रसंस्करण सहायक उपकरण और खाद्य योजकों के वर्गीकरण प्रबंधन पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए ताकि तकनीकी नवाचार और नियामक अनुपालन की समानांतर प्रगति सुनिश्चित की जा सके।
जब भाप से पकी गेहूं के आटे के उत्पादों जैसे भाप से पकी बन्स और नूडल्स में 0.2%-0.3% जोड़ा जाता है, तो खाद्य-ग्रेड सिलिका आटे की पानी की धारण क्षमता को 8%-10% बढ़ा सकता है, उत्पादों की लोच और कठोरता को प्रभावी ढंग से सुधारता है, पानी की कमी के कारण होने वाले दरारों को कम करता है, और स्टार्च के पुनःसंक्रमण को धीमा करता है, इस प्रकार शेल्फ जीवन के दौरान स्वाद की स्थिरता को बढ़ाता है।