马铃薯全粉加工技术.doc

第二章 马铃薯雪花全粉加工技术第一节 马铃薯雪花全粉加工常规工艺及设备马铃薯雪花全粉是马铃薯经去皮、切片、蒸煮等工序后,采用挤出机制泥,然后被输送到滚筒干燥机将挤成糊状的物料干燥,最后再破碎、分装,得到的薄片状产品。成品主要以马铃薯细胞单体或几个细胞的聚合体的形态存在，其成品形体象“雪花”片状，故称马铃薯雪花全粉。其工艺如下：马铃薯原料去石清洗蒸汽去皮毛刷去皮修整切片漂洗预煮冷却蒸煮制泥干燥破碎包装产品在雪花粉生产过程中，蒸煮、制泥工序仍可能引起一定数量的细胞破裂，造成少量水溶性成分的流失，最终产品也含一定比例游离淀粉，所以在后续加工中表现黏度较大的特性。由于采用滚筒干燥工艺，成品组织泡松，容重较小，储运费用较高，但工艺流程较短，能耗较低的技术特征，使马铃薯雪花粉赢得了广大的市场。一、 原料选择原料的优劣对制备成品的质量有直接影响。源源不断的提供优质上乘的马铃薯原料，是保障稳定的生产出合格产品的基础。不同品种的马铃薯，其干物质含量、薯肉色泽、芽眼深浅、还原糖含量以及龙葵素的含量和多酚氧化酶含量都有明显差异。（一）薯块大，薯肉颜色白 原料薯内部组织的颜色，会直接影响到产品的外观。薯肉白者，成品色泽浅。应选择马铃薯为品种单一、纯净，薯果肉色浅，白色或淡黄色。（二）芽眼浅 芽眼越深越多，出粉率越低。应选择其外形圆滑，芽眼少而浅的马铃薯。（三）干物质含量高 干物质含量高，则出粉率高。适合加工马铃薯全粉的原料干物质含量高一般在20%以上。（四）淀粉含量高 马铃薯干物质含量与淀粉含量直接相关，淀粉含量会影响最终产品的结构。（五）还原糖含量低 还原糖含量高，会使成品的色泽加深，因此要求还原糖含量低于0.%。（六）多酚氧化酶活性低 多酚氧化酶含量高，易使半成品褐变严重，从而导致成品颜色深。（七）龙葵素含量低 龙葵素含量高则去毒难度大，给加工过程带来困难。此外，腐烂薯，机械伤、冻伤及灰色薯的比例不超过马铃薯原料总数的10% ，发芽数不超过2 % ，且无明显病虫害症状。选择时还应考虑到原料马铃薯的风味，因为原料薯的风味会在终产品中体现出来，例如由于阳光曝晒使马铃薯产生的苦味会使全粉变苦，原料储存条件不好而产生的霉变腐烂枯萎等也会导致产品的不良风味。 二、清洗及清洗设备方法一：马铃薯在立式清洗机中，随旋流水旋转冲洗，除去粘结于表面大部分的泥土、沙石和杂物，随后进入卧式清洗机，进一步清洗除去泥沙，使马铃薯得以洁净。方法二：马铃薯经除杂机除去沙土和杂质，随后被送至滚筒式清洗机中清洗干净。 加工时从原料库将马铃薯原料送到螺旋式提升机将马铃薯原料送入清洗去石机里。提升机用变频器调速，以满足不同原料加工量的需要。马铃薯通过螺旋式提升机输送到去石清洗机，在这里首先将原料中的土和杂质去掉，然后进入配有抛甩器的旋流斗中。抛甩器使马铃薯原料沿着旋流斗的外圈旋转，将水从旋流斗的底部泵入，从而形成向上的水流，重物例如石头将迎着向上的浮力沉到机器的底部并由去石输送带排出，漂浮在水面的马铃薯原料和水一起流入清洗机，并将马铃薯清洗干净。为了节约水，将在清洗机底部收集的清洗水泵回去石机的底部，以便循环利用。:二、 去皮工艺及设备在马铃薯全粉加工中去皮是否彻底会直接影响全粉的质量。薯块的外皮是不能食用的纤维，带进产品中会影响制品的外观和口感。马铃薯去皮方法主要有人工去皮、机械去皮、化学去皮、辐射去皮和蒸汽去皮等。以下将对蒸汽去皮和机械去皮进行具体的讲解。方法一：蒸汽去皮：蒸汽去皮是一种优质、高效、节能环保的方法。洗净的新鲜马铃薯通过高压闪蒸，水洗和毛刷的组合运用去皮。输送机和计量装置将清洗过的马铃薯定时、定量的送进蒸煮罐，在中压蒸汽中闪蒸后，排出罐外，此时，熟化后的薯皮快速膨胀，脱离母体，呈或脱落、或粘连状态。将蒸煮过的马铃薯用螺旋输送机运进干式刷皮机，在若干个旋转的毛刷作用下，薯皮被彻底去除，己脱皮的马铃薯经清洗水流喷淋清洗后，掉落在缓慢移动的挑拣台上，接受人工检查和修整，剔除芽眼、发绿、发黑及病变腐烂的部分和残留的薯皮。随着马铃薯从收获到加工相隔时间的推移、延长，去皮难度也相应增加，应根据实际情况及时调整蒸煮去皮工序的工艺参数。蒸汽去皮对原料没有形状的严格要求，蒸汽可均匀作用于整个马铃薯表面，大约能除去0.5mm1mm厚的皮层。去皮过程中要注意防止由多酚氧化酶引起的酶促褐变，可添加褐变抑制剂（如亚硫酸盐），再用清水冲洗。 图2.4：蒸汽去皮机方法二：机械摩擦去皮：马铃薯去皮可选用去皮机，利用机械摩擦将马铃薯表皮除去，去皮后洗去表面粘附的皮和污物，同时捡去有缺陷的原料。摩擦式去皮机前配有称重料斗，一旦达到预先设置的重量，将停止送料，只有料斗中的原料排空后，才能再次送料。该称重料斗配有气动控制的卸料门和压力变送器。通过调整输入变送器的数值来控制每次去皮马铃薯的重量。该去皮机配有时间继电器，去皮时间设定后，马铃薯原料将随着去皮机底盘高速旋转，由于去皮机内壁和底盘均涂有锋利的金刚沙，所以马铃薯皮很快就摩擦掉了，上面有喷淋水将打掉的皮冲洗掉，废水和渣皮由下水道排出，去皮机出料由配有气动提升系统控制，定时将去皮清洗干净的马铃薯排出到滚柱式检查输送带，人工去除坏、烂、绿和其它不合格的马铃薯。 图2.8：检查输送带图2.9：滚筒检视输送机四、漂烫、蒸煮工艺及设备（一）切片与清洗工序 为使蒸煮熟化效果均匀，切片机将去皮后的马铃薯切成厚度为815毫米的片块状。片的厚度取决于马铃薯的大小，小的马铃薯片可以切的薄一些，大的马铃薯片要切的厚一些，而且马铃薯片要尽可能地均匀一致。切片愈薄，风味物质和干物质损失愈多。在切片过程中，受切刀机械作用而被破坏的细胞将游离出淀粉，为不影响后道工序的成形效果，马铃薯切片须再经清水喷淋冲洗，除净附着在切片上的淀粉和碎渣。（二）漂烫工序 漂烫的目的不仅是破坏马铃薯中的过氧化氢酶和过氧化酶，防止薯片的褐变，而且有利于淀粉凝胶化，保护细胞膜，并且改变了细胞间力，细胞间的连接未遭破坏,使蒸煮后的马铃薯细胞之间更易分离，在混合制泥中得到不发粘的马铃薯泥。薯片在热水中预煮，水温必须保证使淀粉在马铃薯细胞内形成凝胶，一般控制在：温度71-75左右,时间20分钟左右。（三）冷却工序 用冷水清洗预煮后的薯片，其作用就是使在漂烫阶段膨胀的淀粉缓慢地收缩，可适当增加马铃薯细胞壁的弹性，使淀粉老化，在马铃薯细胞内形成网状结构,并进一步把游离淀粉除去，以降低马铃薯泥的粘度。冷却水温度越低越好，冷却后的薯片温度应在20左右，薯片冷却时间取决于冷却水的温度，一般为20分钟左右。图2.14：冷却机(四) 蒸煮与制泥工序 将预煮、冷却后的薯片在常压下用蒸汽蒸煮，使其充分熟化，蒸煮后的薯片应软化程度均匀。蒸制是加工工序中最关键的步骤，加热时间根据品种等因素略有不同，一般控制在：时间2535分钟，温度9598。将蒸煮后熟化的薯片送入制泥机中捣制成薯泥：蒸制后的马铃薯立即捣碎成泥，捣泥机用螺旋将薯片向前输送并挤压通过捣泥板，捣泥板设计有大量的孔（只要强度允许孔越多越好），而且把孔加工成能够使通过捣泥板后的薯泥膨胀的那种结构。同时加入亚硫酸钠、乳化剂、抗氧化剂和一些螯合剂，以防止非酶褐变，氧化变质和复水后发粘。捣碎时转速要慢，防止细胞破裂。四、烘干、包装工艺及设备（一）干燥工段制好的薯泥通过输送泵送入滚筒干燥机进行干燥，滚筒温度200-300，涂层厚度0.2-0.25mm,其水份控制在10%以下。（二）破碎工段干燥后的大张半成品经破碎成28亳米的雪花粉。（三）粉碎、收集、除尘工段由于雪花粉容重很小，不利于贮存和运输,用锤片式粉碎机粉碎以降低贮运成本，同时也方便食品加工业厂家使用。为了能生产不同规格的产品，粉碎机配有不同目数的筛网,可根据用途对粉碎细度进行调整。粉碎后，符合尺寸要求的产品通过筛网落到检查输送带。用人工检查的方式，把黑斑和变色的产品拣出（如果不合格的产品大量增加，则必须马上调整滚筒干燥机）图2.19：振动筛第三章 马铃薯颗粒全粉加工技术第一节 马铃薯颗粒全粉加工常规工艺及设备马铃薯颗粒全粉产品的品质与生产控制紧密相关，在生产工艺中采用了回填、调质等工序处理，能更好地保全马铃薯的风味物质和营养成分。而用科学的方法去探索和提高工艺控制及生产控制水平，是全面提高马铃薯全粉品质的保障。马铃薯全粉是以干物质含量高的优质马铃薯为原料，经过清洗、去皮、切片、漂烫、冷却、蒸煮、混合、调质、干燥、筛分等多道工序制成的，含水率在10%以下的粉状料。工艺图如下:马铃薯颗粒全粉的加工工艺可分为回填和冻融两种方法，其中回填法适合于大规模工业化生产，在国内外应用较普遍，其优点是：生产连续性高，产量大，能耗低；缺点是设备较大型，投入高，对原料要求严格，产品质量不易控制。冻融法适合于小规模生产，设备相对简单，投入少，产品质量易控制，但能耗大，产量低。马铃薯颗粒全粉是将马铃薯经过清洗、去皮、蒸煮后经过干燥而得到的细小颗粒状产品。这种形状是在工艺过程中,特别是在回填拌粉制粒、干燥等阶段逐步形成的。其加工原则是:马铃薯的营养价值不应在加工过程中受到过多破坏,特别是尽量避免细胞受到损害,使天然营养价值和化学成分应尽可能保留。为了减少细胞破裂,在颗粒全粉的加工过程中,特别是拌粉制粒工序,设备对马铃薯的机械动作应特别圆滑、轻柔,避免机械硬性的操作加工(例如强力挤压等)。这需要多道相对复杂的工序完成。目前国外主流生产工艺是采用“回填”法。马铃薯颗粒全粉与马铃薯雪花粉生产工艺在蒸煮制泥工序之前基本相同。制泥工序之后的各工序操作要点如下：一、搅拌混合工艺及设备 薯泥直接从制泥机的出口与回填粉同时落入搅拌机，根据工艺文件规定配制的添加剂，如单甘油酸脂等也在此处进入搅拌机，三者在搅拌棒的机械作用下进行充分的混合。制泥的过程中混进一定数量的干粉，制薯泥机的原理可以是螺杆式，亦可以是低速搅拌式。随着搅拌时间的延长，薯泥逐渐离散，呈松散、潮湿的薯粉。回填粉的粒径可在1毫米以下，回填粉量可视薯泥含水量适时调整，一般在薯泥量的三倍左右。根据在线红外水分测定仪监控物料的含水量，从而控制进入混料机内回填物料的量，使混合后的物料含水量达到生产要求。在混料机内，两种物料随着混料机主轴的转动来进行捣碎和混合，出料口得到均匀的混和物料。两种物料的流量比要使混合易于控制，使物料得到均匀的混合。二、调质与筛分工艺及设备（一）调质松散、潮湿的薯粉在低温的调质机内或调质输送带上保留25-35分钟，可以使其内部水分均衡，以利薯粉颗粒表里干燥均匀，还可以减少其可溶性淀粉，降低淀粉的膨胀力，并为干燥工艺做好准备。通过变频器调节输送带的速度，满足物料所需的停留时间。混合调质后的物料含水量标准值约为30%。（二）筛分调质后，经机器筛将未能熟化的薯块及粘结成团块的薯泥分离出去，筛下物进入气流干燥机。机器筛子将8mm以上的颗粒粉结块筛分出来，筛出的物料结块作废料处理。三、 第一次干燥(气流干燥) 与筛分工艺及设备（一）第一次干燥（灭菌）经调质、筛分后的潮湿薯粉进入气流干燥机，进行第一次烘干脱水。利用引风机产生的负压气流，通过热交换器加热干燥空气以达到要求的干燥温度。 高压蒸汽热交换器的工作压力为12bar，开始时可设定为150的干燥温度。排出空气的温度，可定为6575，可控制的变量是热空气温度。潮湿薯粉在变径的管道中，与干燥的热空气流形成非稳状态的、有相对速度差的同向快速运动，高效率的相互传质，使潮湿薯粉得以快速干燥，旋风分离器将脱水薯粉收集下来。变径上一般装有温度变送器，用于控制喂料速度，温度高时增加混合物料喂入量，温度低时减少喂入量。第一级干燥后的在线产品的含水量可控制在为12%15%左右。根据取样测量的物料含水量设定进风口处温度。图2.23：气流干燥系统图2.24：气流干燥系统（二）筛分干燥后的在线产品通过筛分装置，将其分成以下三种组分和三个流向：粗大颗粒组分(0.64mm)将脱离生产线，做饲料用；中粒径和一部分小粒径组分(0.250.64mm)，送至搅拌工序作回填粉用；另一部分小粒径组分(0.25mm)，将作为在线产品被输送至二次干燥（灭菌）工序。图2.25：振动筛分装置四、第二次干燥(灭菌)工艺及设备应用微波能技术既能满足含水量不高的在线产品低温脱水的工艺要求，又能获得所需的消毒灭菌效果。据资料介绍：微波能一般在70就可全部杀死大肠杆菌，在8090细菌总数大大降低，时间只需23分钟。速度快，时间短，因此可保全马铃薯颗粒全粉中的营养成份和风味物质，并延长保质期，对提高产品质量有显著的效果。此过程采用的设备为流化床，这是一种薄层气流系统，使产品进一步干燥。空气经过热交换器加热后，由进气支管分别送入流化床的底部，通过多孔筛板进入干燥室，将多孔板上的物料进行流化干燥；废气由干燥室顶部出来，由引风机产生的负压气流经旋风分离器收集粉尘，送至粉尘收集中心后排向大气。在此单元，一个流化产品床位于分离板之上，此板带孔，可以产生均匀的斜向气流，这会使流化床板上物料几乎是沿直线移动，其厚度决定了物料特定的停留时间。物料在床上的厚度可在2030mm范围内进行调整。产品的含水量： 7%9%，要尽可能使游离淀粉降至1.5%2.0%。此过程具有技巧性，这种加工方法能将产品加热不超过98，而使马铃薯必要成分如维生素、微量元素及风味等与原来保持一致。图2.26：流化床马铃薯颗粒全粉的水分含量和色泽是生产薯条、薯片的重要品控指标，一般要求颗粒全粉色泽白，水分在1 0 % 以下。研究表明微波干燥条件对马铃薯颗粒全粉水分含量、白度、VC含量的影响较大：1.微波干燥温度与产品含水量的变化规律图2.27：含水量随微波干燥温度变化曲线尽管微波干燥温度越高,马铃薯全粉的水分越低,但是在不同的干燥温度段变化规律不同。在干燥温度低于75时产品含水量随着温度的升高呈线性减少，当温度高于80时产品含水量随温度升高而下降的幅度逐渐减小。2.微波干燥温度对产品VC 含量的影响VC不但是人体必需的维生素，而且对马铃薯有一定的抗氧化防褐变作用。实验表明，在80以下干燥时，平均损失率小于47%，在85干燥时VC平均损失率高于61%,因此从保护VC的角度考虑,微波干燥温度不应高于80。分别用传统的热风两次干燥法和微波干燥法干燥得到的含水量同为9% 左右时的产品发现后者VC含量的比前者高较多，可见用微波干燥工艺对马铃薯全粉中VC有一定的保护作用。图2.28：产品中VC含量随加热温度变化曲线图2.29：产品中VC平均损失率随干燥温度变化曲线3.微波干燥温度与产品白度和残留SO2 的关系 优质马铃薯颗粒全粉的要求是色泽浅，SO 2 残留量低，水分含量低。产品中保留适当的亚硫酸盐或SO2 对产品色泽和白度有利，但如果过量将会损害消费者的健康。在传统的马铃薯颗粒全粉生产过程中要获得含水量10% 以下的产品需要进行两次热风干燥干燥温度应在95100左右，而这一温度极易造成马铃薯全粉的焦糖化反应和美拉德反应，导致色泽灰暗白度下降。大量实验表明采用7580的微波干燥工艺可以保持较高的产品白度，同时可以使SO2 残留量减少一半左右，分析原因可能是由于微波能穿透力高，内外同时加热，因此亚硫酸盐分解速率比热风干燥快。由于微波干燥迅速产品受热时间短可以减少焦糖化反应或美拉德反应，而相对较高的VC 含量也有利于抑制马铃薯中多酚类物质与土豆中的结合蛋白作用产生黑色素，可能是微波干燥产品白度较高的原因。表2.1：微波干燥马铃薯全粉的白度与SO2残留量分析表2.2：不同干燥方法的马铃薯全粉品质分析4.产品水分含量与微波耗能的关系大量实验表明当产品水分含量高于9% 时，随着干燥的进行含水量下降微波能耗平缓上升，但当产品干燥至含水量在9 % 以下时，随着含水量下降微波能耗大幅上升。因此从节能的角度考虑微波干燥法的产品含水量应当控制在9% 以内。综上所述：微波干燥温度越高，马铃薯全粉产品的水分含量越低，VC破坏率越高,干燥温度越高,全粉白度和SO2 含量越低,但是对于水分含量相同的马铃薯全粉半成品采用微波干燥所得到的干燥产品品质明显优于传统的两次热风干燥,应用价值较高。图2.30：耗电量随产品含水量变化曲线五、冷却与筛分工艺及设备经干燥工序后的马铃薯颗粒全粉在线产品在气流输送装置中，与冷空气充分混合、传质，其内储的高温得以有效的散失，并迅速地降到适宜包装的温度，再经过筛分装置剔除不符合粒度要求的部分在线产品及混入的杂物，使合格的在线产品进入包装袋后，不会因其内储的高温、及因内储高温而继续挥发出的水份和其他杂物而影响产品质量。六、包装工艺及设备合格的马铃薯颗粒全粉在线产品进入包装工序，经称重计量后进入包装袋，封袋、缝口后下线成为成品。马铃薯全粉内包装袋采用食品用聚乙烯塑料薄膜制成，排气后绳索扎口，外包装袋采用纸塑复合材料，用维尼龙线缝口，将成品送至成品库存放待销或做成系列产品。 七、减