CN107259444A - 一种基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法 - Google Patents
一种基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，以清洗、分拣、过筛后的马铃薯作为原料，在马铃薯提取淀粉的过程中完成马铃薯的浆汁化，将淀粉分离后得到薯渣、薯汁，将薯渣、薯汁分别通过管道或输送带运转到各自处理区进行处理。本发明基于马铃薯提取淀粉基础上对其进行浆汁化处理，然后分别对其产品薯渣、薯汁、淀粉进行综合化的处理，以推进马铃薯产业的工业化水平，有利于马铃薯主粮化的推进。在加工过程中面粉与马铃薯改性淀粉吸附、结合水分子发生交联、凝结，形成新的结晶结构，其在水中溶解度小，酶解减少，消化、吸收变慢，从而能够改变面食淀粉构成，延缓餐后血糖升高和血浆胰岛素反应。
Description
技术领域
本发明属于马铃薯工业加工技术领域，涉及一种基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法。
背景技术
随着我国马铃薯主粮化战略的提出，马铃薯将成为继稻米、小麦、玉米之后的第四大主粮作物。高含水量成为马铃薯主粮化的瓶颈，薯类属跨界食物，兼具粮食、蔬菜及水果特点，营养成分比谷物丰富、全面，营养结构也更加有益人类健康。可是为什么经过千百年进化、筛选，小麦、大米、玉米能够成为人类主粮，而比谷类作物生长适应能力更强、营养更丰富的马铃薯却不能。主要原因在于薯类作物块茎含水量高，易腐烂，存储困难。自然条件下，能否方便存储是古代人类选择主粮需要考虑的首要问题。谷类作物含水量少，只需简单晾晒就能储存很久，可以让人类最大程度躲开饥荒，自然而然成为人类主粮，这是基于社会生产力发展水平的必然选择。
马铃薯天然不耐储运，天然形态就不能作为主要市场流通粮。目前在中国的大部分地区，马铃薯都还是主要作为蔬菜食用。而推动马铃薯主粮化，并不是要让所有人每天拿马铃薯当饭吃，重要的是要发展以马铃薯为原料的食品加工产业。
工业化加工是马铃薯产业主粮化发展的必由之路，中国农科院农产品加工所所长戴小枫曾以通俗方式解释马铃薯主粮化，就是主粮化不是让大家直接把马铃薯当成主食吃，而是通过工业化加工把马铃薯变成适合制作馒头、面条、米粉等主食的产品，实现马铃薯由副食消费向主食消费的转变。主粮化内涵就是把马铃薯由副食变主食、由家庭或作坊式生产加工变成工厂化生产，使之能方便地与米、面等结合，也可以单独食用，变成符合中国传统消费习惯的蒸煮型新型产品。
在马铃薯粉主粮化的道路上，将马铃薯加工成粉是当前的选择之一。以新鲜马铃薯为原料，经清洗、去皮、挑选、切片、漂洗、预煮、冷却、蒸煮、捣泥等工艺过程，经脱水干燥而得的颗粒状、片屑状或粉末状产品统称为马铃薯全粉。由于马铃薯全粉不含面筋蛋白，在制作馒头、面条等主粮化产品时，存在成型难、饧发难、硬度大等问题，多年来始终存在技术障碍。此外，马铃薯是富含碳水化合物食物，淀粉含量高，其所含抗性淀粉(RS2)遇热极不稳定，直接煮熟食用极易消化吸收，而且蒸煮时间越长血糖生成指数(GI)越高。全粉为马铃薯蒸煮后制成，以全粉为原料制作土豆泥GI为73，炸薯条为60，就控制餐后血糖来说较谷类主粮无显著优势。而且全粉加工过程能耗较高，一般占总成本60-70％。例如：加工5吨马铃薯得到1吨马铃薯全粉成品，前后需要去除4吨水和碎渣。1吨全粉售价1万元左右，紫薯全粉价格超过3万元，而一吨普通面粉价格不过3000元。
市面上许多人吃到的一种叫作土豆粉的主食粉条，其原料其实是加工过的马铃薯淀粉，在加工过程中，它仅提取了土豆中17％左右的淀粉成分，再加入其他原料来单独加工，而剩下的营养成分则全被丢弃。目前，国内较大的马铃薯淀粉企业有一百多家、小型企业千余家，其中产能上规模的企业有成华、北大荒、奈伦、华欧等。
针对马铃薯淀粉企业提取淀粉后的薯渣、薯汁处理是一项世界性难题。马铃薯提取淀粉后，薯渣含水80％左右，不具备液体流动性，以胶体特性呈现，含有占干基比重37％的淀粉、31％的纤维素、17％的果胶、4％的蛋白质/氨基酸等营养物质；薯汁含水95％左右，含淀粉0.5％、蛋白1.2％，富含大量膳食纤维、维生素、微量元素、电解质等，进一步开发利用价值极高。由于当前缺乏相应的处理办法，马铃薯淀粉企业通常将薯渣、薯汁做废弃物处理，以致环保不达标停产。这样的处理显然不合理，不仅造成了很大的浪费，而且薯渣、薯汁在腐败之后，又会产生环境污染的问题，给企业及环境造成了很大的压力。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，以马铃薯提取淀粉的过程中将其浆汁化，然后对分离出来的淀粉、薯渣、薯汁进行综合的利用，其所生产的产品既有利于马铃薯主粮化的推广，又提供了营养非常好的产品。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，以清洗、分拣、过筛后的马铃薯作为原料，在马铃薯提取淀粉的过程中完成马铃薯的浆汁化，将淀粉分离后得到薯渣、薯汁，将薯渣、薯汁、淀粉分别通过管道或输送带运转到各自处理区进行以下a/b和/或c的处理：
a、以质量分数计，所述的薯渣以胶体呈现，含水75～82％，含有占干基比重30～40％的淀粉、30～40％的纤维素、10～20％的果胶；将薯渣与面粉、米粉、玉米粉、牛奶中的一种或几种混合后作为原料，加工成马铃薯混合性食物；原料中薯渣占比为5～90％；
b、以质量分数计，所述的薯汁含水90～95％，并含0.2～6.0％的淀粉、1.0～1.8％的蛋白、0.2～1.0％的膳食纤维；在薯汁中加入可中和生物碱的酸性调味剂并充分搅拌，经调味、均质后再经过巴氏消毒法进行低温处理，得到薯汁饮品；
c、将淀粉与冷水混合制成淀粉混悬液，然后加入热水使淀粉溶胀糊化，得到体积膨胀、不可逆改性的马铃薯淀粉，将其与面粉和/或米粉混合加水、加盐后和面，其中马铃薯淀粉加入量为5～20％，再经搅拌碾压成型或压模成型，制成掺有马铃薯淀粉的半成品或预制食品。
还对淀粉进行以下改性处理：
d、将马铃薯淀粉改性为具有膳食纤维生理功能的变性淀粉，并以粉剂形态呈现，然后将其与普通面粉混合，制成含马铃薯改性淀粉的面粉。
所述含马铃薯改性淀粉的面粉，其原料用量以质量比计，马铃薯变性淀粉∶面粉＝(10～30)∶(90～70)，其血糖生成指数低于20～40。
通过对薯渣添加量的控制，马铃薯混合性食物中，生物碱控制在3.32～10.78mg/100g，膳食纤维控制在5～40mg/100g，其血糖生成指数低于30。
所述的马铃薯混合性食物包括面包、饼干、馒头、锅巴、薯渣片中的一种或几种。
所述的酸性调味剂包括：柠檬酸、苹果酸、醋酸、碳酸中的一种或几种；
或者，所述的酸性调味剂包括：基于粮食和/或水果发酵产生的酸性发酵液。
所述的薯汁饮品的配制根据生产调度提前10～16h生产，并封存于密封袋或灌装于密封灌中存储。
所述的马铃薯淀粉在进行改性时，先将马铃薯淀粉与20～30℃的冷水混合制成淀粉混悬液，其质量比为1∶5～20；然后加入50～70℃的热水使淀粉溶胀糊化，热水与冷水用量的体积比为1∶1～1.5；
其中原料用量以质量比计，马铃薯淀粉∶食用盐∶面粉＝100∶(0.5～1.0)∶(180～260)，将马铃薯淀粉与面粉和/或米粉混合加水、加盐后和面，制成面条、麻食、粉条中的一种或几种。
所述的掺有马铃薯淀粉的半成品或预制食品中，生物碱含量0.01～2mg/100g，膳食纤维控制在5～6mg/100g，其血糖生成指数低于30。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，基于马铃薯提取淀粉基础上对其进行浆汁化处理，然后分别对其产品薯渣、薯汁、淀粉进行综合化的处理，以推进马铃薯产业的工业化水平，有利于马铃薯主粮化的推进。
本发明提供的基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，充分的利用了马铃薯的营养物质，所提供的产品能够大大改善当前食品的营养结构，有利于人群接收马铃薯产品，其主要基于以下考虑：
由于马铃薯提取淀粉后，大部分生物碱溶于薯渣、薯汁中，薯渣、薯汁又是以两种不同形态存在，故此对薯渣、薯汁分类加工。薯渣作为加入组分，与面粉、米粉、玉米粉、牛奶等混合作为原料，制作新型薯类混合型食物。在薯类混合型食物成型之后，薯渣能够将马铃薯中的营养物质带入，而且能够带入薯类香味，口感更佳。
在薯汁中加入柠檬酸、或二氧化碳、醋酸添加成分进行生物碱的中和，以减少、部分或全部中和薯汁中所含生物碱，调制马铃薯混合型食物及薯汁饮品；经调味之后无涩味，带有薯类清香。而且成本低廉，绿色健康、经济环保，有利于最大程度开发、利用马铃薯营养价值和商业价值，有利于主粮化的推广。
本发明从改善主食的淀粉构成，通过马铃薯淀粉改性后与面粉混合，达到同一食物不同加工方式对其血糖生成指数(GI)有显著影响。马铃薯淀粉主要是支链淀粉(支链淀粉含量达到80％以上)，先加凉水让其充分湿化(或形成混悬液)，避免直接加热水淀粉成团聚块不利于其改性，然后添加50℃以上的水，形成均匀的胶体糊状液，马铃薯淀粉支链吸附结合水分子，马铃薯淀粉溶胀吸附、结合大量水分(体积可膨胀50～100倍，马铃薯淀粉不可逆溶胀糊化后，很难恢复成糊化前状态，)；然后再加入面粉，对其进行搅拌和碾压，小麦淀粉与马铃薯淀粉吸附、结合的水分子发生交联，可以使面食淀粉结晶区和无定性区化学结构、聚合度及晶体构象进一步发生变化，凝结形成新的结晶结构；新结晶结构类似膳食纤维，在水中溶解度小，酶解减少，消化、吸收变慢，延长了消化时间，单位时间糖释放量减少，延缓餐后血糖升高和血浆胰岛素反应，其血糖生成指数(GI)可减少到17左右，改变和提高马铃薯抗性淀粉成份及含量，面食淀粉构象显著改变，物化特征类似膳食纤维，较单纯谷类主粮食物，更加有益人体健康。
附图说明
图1为本发明的综合利用方法的流程示意图；
图2为本发明的营养面食的加工的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明提供一种基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，以清洗、分拣、过筛后的马铃薯作为原料，在马铃薯提取淀粉的过程中完成马铃薯的浆汁化，将淀粉分离后得到薯渣、薯汁，将薯渣、薯汁分别通过管道或输送带运转到各自处理区进行以下a、b和/或c的处理：
a、以质量分数计，所述的薯渣以胶体呈现，含水75～82％，含有占干基比重30～40％的淀粉、30～40％的纤维素、10～20％的果胶；将薯渣与面粉、米粉、玉米粉、牛奶中的一种或几种混合后作为原料，加工成马铃薯混合性食物；原料中薯渣占比为5～90％；
b、以质量分数计，所述的薯汁含水90～95％，并含0.2～6.0％的淀粉、1.0～1.8％的蛋白、0.2～1.0％的膳食纤维；在薯汁中加入可中和生物碱的酸性调味剂并充分搅拌，经调味、均质后再经过巴氏消毒法进行低温处理，得到薯汁饮品；
c、将淀粉与冷水混合制成淀粉混悬液，然后加入热水使淀粉溶胀糊化，得到体积膨胀、不可逆改性的马铃薯淀粉，将其与面粉和/或米粉混合加水、加盐后和面，其中马铃薯淀粉加入量为5～20％，再经搅拌碾压成型或压模成型，制成掺有马铃薯淀粉的半成品或预制食品。
进一步的，还对淀粉进行以下改性处理：
d、将马铃薯淀粉改性为具有膳食纤维生理功能的变性淀粉，并以粉剂形态呈现，然后将其与普通面粉混合，制成含马铃薯改性淀粉的面粉。
所述含马铃薯改性淀粉的面粉，其原料用量以质量比计，马铃薯变性淀粉∶面粉＝(10～30)∶(90～70)，其血糖生成指数低于40。
由于马铃薯提取淀粉后，大部分生物碱溶于薯渣、薯汁中，薯渣、薯汁又是以两种不同形态存在，故此对薯渣、薯汁分类加工。薯渣中加入面粉(米粉、玉米粉、牛奶等)添加成分，制作新型薯类混合型食物，薯汁中加入柠檬酸(或二氧化碳、醋酸等)添加成分。以减少、部分或全部中和薯渣、薯汁中所含生物碱，调制马铃薯混合型食物及薯汁饮品。本处理方式最大程度开发、利用马铃薯营养价值，绿色健康、经济环保。
马铃薯改性淀粉面食加工，是把热水注入马铃薯淀粉中，使马铃薯淀粉不可逆溶胀糊化，然后加入面粉搅拌、碾压，制作所需面食，如面条、麻食等。马铃薯淀粉溶胀糊化吸附、结合大量水分，加入面粉后，小麦淀粉与马铃薯淀粉吸附、结合水分子发生交联、凝结，形成新的结晶结构。新结晶结构类似膳食纤维，在水中溶解度小，酶解减少，消化、吸收变慢。本发明可以改变面食淀粉构成，延缓餐后血糖升高和血浆胰岛素反应。
参见图1，一种马铃薯提取淀粉后的薯渣、薯汁处理方式，马铃薯提取淀粉后，薯渣中加入食物添加成分(如面粉、米粉、牛奶等)，制作马铃薯混合性食物；薯汁中加入酸性添加成分(如柠檬酸、醋酸、碳酸等)，制作薯汁饮品。
具体的，在马铃薯提取淀粉后，薯渣中加入面粉、牛奶等添加成分，按照面包加工方式，制作马铃薯面包；
马铃薯提取淀粉后，薯汁中加入柠檬酸进行生物碱的中和，然后按照调味需要进行调味处理，制成薯汁饮料。
进一步的，马铃薯混合性食物还可以为饼干、馒头、锅巴、薯渣片；在马铃薯提取淀粉后，薯渣中加入相应的原料，按照各自的制作方法进行生产。
所述的酸性调味剂包括：柠檬酸、苹果酸、醋酸、碳酸中的一种或几种；可以根据马铃薯薯汁饮品的口味需求来选择，其用量根据薯汁中检测的生物碱来确定用量；
或者，为满足纯绿色食品的要求或口味要求，所述的酸性调味剂包括：基于粮食和/或水果发酵产生的酸性发酵液，通过调配可以满足不同的口味要求。
为了尽可能的提高薯汁饮品的新鲜程度，通过对需要和生产的协调，所述的薯汁饮品的配制根据生产调度提前10～16h生产，并封存于密封袋或灌装于密封灌中存储，可以达到即产即销。
以上处理方式绿色健康、经济环保，可以减少、部分或全部中和薯渣、薯汁中生物碱，最大限度开发、利用马铃薯营养价值。
参见图2，一种马铃薯改性淀粉面食加工方式，马铃薯淀粉加入凉水，搅拌形成马铃薯淀粉混悬液，在马铃薯淀粉混悬液中加入热水，使马铃薯淀粉糊化形成溶胀糊化淀粉，在溶胀糊化淀粉中加入面粉，通过搅拌碾压，制作所需面食。
其中，所述的马铃薯淀粉在进行改性时，先将马铃薯淀粉与20～30℃的冷水混合制成淀粉混悬液，其质量比为1∶5～20；然后加入50～70℃的热水使淀粉溶胀糊化，热水与冷水用量的体积比为1∶1～1.5；
其中原料用量以质量比计，马铃薯淀粉∶食用盐∶面粉＝100∶(0.5～1.0)∶(180～260)；具体的配比可根据制备的需要来灵活调整。
具体的，马铃薯淀粉加入凉水，搅拌形成马铃薯淀粉混悬液，在马铃薯淀粉混悬液中加入热水，使马铃薯淀粉糊化形成溶胀糊化淀粉，在溶胀糊化淀粉中加入面粉，通过搅拌碾压，制作面条。
另外，马铃薯淀粉加入凉水，搅拌形成马铃薯淀粉混悬液，在马铃薯淀粉混悬液中加入热水，使马铃薯淀粉糊化形成溶胀糊化淀粉，在溶胀糊化淀粉中加入面粉，通过搅拌碾压，制作麻食。
血糖生成指数(GI)是医学科学在研究何种食物最适合糖尿病人时提出的一种生理学参数，它反映的是人体食用一定食物后会引起多大的血糖反映。一般来说，只要一半食物从高GI替换成低GI，就能获得显著改善血糖的效果。
同一食物不同加工方式对其血糖生成指数(GI)有显著影响。本品利用马铃薯淀粉溶胀糊化吸附、结合大量水分，然后加入面粉，小麦淀粉与马铃薯淀粉吸附、结合的水分子发生交联，凝结形成新的结晶结构。新结晶结构类似膳食纤维，在水中溶解度小，酶解减少，消化、吸收变慢。常吃的馒头血糖生成指数(GI)是88，湿小麦面条是81，干小麦面条是46，经过蛋白强化的面条是27，而由马铃薯淀粉加工制作的粉条GI仅为13.6。
所制备的掺有马铃薯淀粉的半成品或预制食品的主要营养成分和主要健康指标控制如下：
主要营养成分表
主要健康指标表
以上基于马铃薯淀粉的改性，在加工过程中面粉与马铃薯改性淀粉吸附、结合水分子发生交联、凝结，形成新的结晶结构，新结晶结构类似膳食纤维，在水中溶解度小，酶解减少，消化、吸收变慢。从而能够改变面食淀粉构成，延缓餐后血糖升高和血浆胰岛素反应。
基于同样的道理，将马铃薯淀粉改性为具有膳食纤维生理功能的变性淀粉，然后制成含马铃薯改性淀粉的面粉，其同样能够延缓餐后血糖升高和血浆胰岛素反应。
以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，其特征在于，以清洗、分拣、过筛后的马铃薯作为原料，在马铃薯提取淀粉的过程中完成马铃薯的浆汁化，将淀粉分离后得到薯渣、薯汁，将薯渣、薯汁、淀粉分别通过管道或输送带运转到各自处理区进行以下a、b和/或c的处理：
a、以质量分数计，所述的薯渣以胶体呈现，含水75～82％，含有占干基比重30～40％的淀粉、30～40％的纤维素、10～20％的果胶；将薯渣与面粉、米粉、玉米粉、牛奶中的一种或几种混合后作为原料，加工成马铃薯混合性食物；原料中薯渣占比为5～90％；
b、以质量分数计，所述的薯汁含水90～95％，并含0.2～6.0％的淀粉、1.0～1.8％的蛋白、0.2～1.0％的膳食纤维；在薯汁中加入可中和生物碱的酸性调味剂并充分搅拌，经调味、均质后再经过巴氏消毒法进行低温处理，得到薯汁饮品；
c、将淀粉与冷水混合制成淀粉混悬液，然后加入热水使淀粉溶胀糊化，得到体积膨胀、不可逆改性的马铃薯淀粉，将其与面粉和/或米粉混合加水、加盐后和面，其中马铃薯淀粉加入量为5～20％，再经搅拌碾压成型或压模成型，制成掺有马铃薯淀粉的半成品或预制食品。
2.如权利要求1所述的基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，其特征在于，还对淀粉进行以下改性处理：
d、将马铃薯淀粉改性为具有膳食纤维生理功能的变性淀粉，并以粉剂形态呈现，然后将其与普通面粉混合，制成含马铃薯改性淀粉的面粉。
3.如权利要求2所述的基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，其特征在于，所述含马铃薯改性淀粉的面粉，其原料用量以质量比计，马铃薯变性淀粉∶面粉＝(10～30)∶(90～70)，其血糖生成指数低于40。
4.如权利要求1所述的基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，其特征在于，通过对薯渣添加量的控制，马铃薯混合性食物中，生物碱控制在3.32～10.78mg/100g，膳食纤维控制在5～40mg/100g，其血糖生成指数低于30。
5.如权利要求1或4所述的基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，其特征在于，所述的马铃薯混合性食物包括面包、饼干、馒头、锅巴、薯渣片中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，其特征在于，所述的酸性调味剂包括：柠檬酸、苹果酸、醋酸、碳酸中的一种或几种；
或者，所述的酸性调味剂包括：基于粮食和/或水果发酵产生的酸性发酵液。
7.如权利要求1所述的基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，其特征在于，所述的薯汁饮品的配制根据生产调度提前10～16h生产，并封存于密封袋或灌装于密封灌中存储。
8.如权利要求1所述的基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，其特征在于，所述的马铃薯淀粉在进行改性时，先将马铃薯淀粉与20～30℃的冷水混合制成淀粉混悬液，其质量比为1∶5～20；然后加入50～70℃的热水使淀粉溶胀糊化，热水与冷水用量的体积比为1∶1～1.5；
其中原料用量以质量比计，马铃薯淀粉∶食用盐：面粉＝100∶(0.5～1.0)∶(180～260)，将马铃薯淀粉与面粉和/或米粉混合加水、加盐后和面，制成面条、麻食、粉条中的一种或几种。
9.如权利要求1或8所述的基于马铃薯浆汁化的薯渣、薯汁、改性淀粉的综合利用方法，其特征在于，所述的掺有马铃薯淀粉的半成品或预制食品中，生物碱含量0.01～2mg/100g，膳食纤维控制在5～6mg/100g，其血糖生成指数低于30。
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