（食品科学专业论文）马铃薯颗粒全粉加工新工艺及挤压膨化食品研究.pdf

马铃薯颗粒全粉加工新工艺及挤压膨化食品研究 摘要 马铃薯颗粒全粉是用新鲜马铃薯块茎经脱水干制、粉碎等工艺加工而成的粉 状敖粒体，它不仪能够较长时间地保存，而且最大限度的保持，新鲜马铃薯的营 养价值和风味。马铃薯颗粒全粉是马铃薯食品加丁的优质原料。对马铃薯颗粒全 粉生产技术进行研究不仅可以满足马铃薯食品丁业原料的需要，面且可以带动马 铃薯产业的发展，促进农业产业化结构的凋整具有重要的经济意义和社会意义。 本文在提出三种马铃薯颗粒全粉加丁丁岂( 制片工艺、制泥工艺、微波t 艺) 的基础上，探讨了不同生产工艺利不同马铃薯品种对垮铃薯颗粒全粉的理化性质 和感官特性的影响规律。研究结果表明：制片工艺制得的全粉游离淀粉值最人， 其次是微波工艺，最后是制泥t 艺；不同工艺和不同马铃薯品种加_ 丁的马铃薯颗 粒全粉的吸油能力均比较低( 0 8 81 2 m l g ) ，制泥工艺加t 的马铃薯全粉吸油 带大一点，其次是制片工艺，最后是微波f ：艺；吸水力顺序为：制片下艺 制泥 t 艺 微波工艺；冻融析水力与马铃薯总淀粉含量有关；加入食盐或蔗糖后，马 铃薯颗粒全粉的吸水力和冻融稳定性有下降的趋绔：颗粒全粉的粒度以制片t 艺 全粉最细，其次是微波工艺全粉，制泥工艺全粉最粗：制泥工艺制得的全粉峰值 粘度和最终粘度最大，回生值和衰减值最小埔0 片工艺制得的全粉峰值粘度最小， 回生值和衰减值最大，微波工艺全粉最终粘度最小，对f 同一品种的马铃薯颗粒 全粉的粘度，制泥工艺和微波工艺牛产的要比制片生产的高，在9 5 。c 保温3 0r a i n 后的降温过程中，制片工艺加工马铃薯颗粒全粉的粘度处于不断增加的趋势，制 泥工艺和微波工艺制得的马铃薯颗粒全粉的粘发基本上处于稳定状态；感官评价 以微波工艺制得的全粉最好。另外，在相同加工工艺条件卜- ，不同原料特性的马 铃薯品种生产的马铃薯颗粒全粉在游离淀粉、色泽、口感、风味、吸水性能、冻 融稳定性、粘度特性等方面也存在较大差异。 另外，本文以马铃薯雪花全粉和颗粒全粉为基料，对马铃薯挤压膨化食品进 行r 研究。确定了人米、玉米、小麦淀粉是马铃薯全粉最佳的共挤压谷物原料， 最佳配比是：淀粉1 0 ，大米粉3 0 、玉米粉1 5 、马铃薯雪花全粉2 8 ：用 l i ：交实验确定了马铃薯全粉挤压膨化休闲食品的基础配方和最佳工艺参数，最件 下艺参数是：物料加水量1 l 、进料最6 0 公斤，j 、时、螺杆转速8 5 0 r p m 、1 1 1 区 温度1 i o 。c ；得出不同品种的马铃薯全粉的挤雎特性存在区别，添加量为3 0 的 马铃薯颗粒全粉是马铃薯挤压产品容重、水溶指数、吸水指数等指标变化的转折 点；添加量为5 0 的马铃薯颗粒全粉，不同品种马铃薯颗粒全粉加工的挤压产品 的容重、吸水性指数、水容性指数很接近；确定喷油罐在1 5 一2 0 的效果较好， 并确定了几种主要调味料的配比。 本文研究结果可以为马铃薯颗粒全粉加工丁艺的改进和马铃薯原料品种选 择提供理论依据；对马铃薯食品深加工具有一定的实际指导意义。 关键词：马铃薯品种；马铃薯颗粒全粉；新工艺；挤压膨化食品 s t u d i e so nn e w p r o c e s s i n gt e c h n o l o g i e sa n de x t r u d e ds n a c k so f p o t a t og r a n u l e s a b s t r a c t p o t a t o e sg r a n u l e sw e r et h ed r i e dp o t a t op o w d e r sf r o mf r e s hp o t a t o e sb yd r y i n ga n d g r i n d i n gt h es h e l f - l i f eo fp o t a t og r a n u l ew a sal o n g e rt i m e p o t a t og r a n u l e sk e p tt h e f l a v o ra n dn u t r i t i o no ff r e s hp o t a t o e s s op o t a t og r a n u l e sw e r et h ee x c e l l e n tm a t e r i a l s o fp o t a t of o o dp r o c e s s i n g s t u d i e so np o t a t og r a n u l e sm i g h ts a t i s f yt h en e e do fr a w m a t e r i a l so fp o t a t of o o dp r o c e s s i n gd r i v et h ed e v e l o p m e n to fp o t a t oi n d u s t r y , a n d a c c e l e r a t et h er e g u l a t i o no f a g r i c u l t u r es t r u c t u r e b a s e do nt h eg i v e nt h r e en e wp r o c e s s i n gt e c h n o l o g i e s ( m a k i n g - s l i c e ，m a k i n g - m i r ea n dm i c r o w a v e ) o fp o t a t og r a n u l e s ，i n f l u e n c e so ft h ed i f f e r e n tp r o c e s s i n g t e c h n o l o g i e sa n dd i f f e r e n tp o t a t ov a r i e t y o nt h ep h y s i c o c h e m i c a la n ds e n s o r y c h a r a c t e r i s t i c so f p o t a t og r a n u l e sw e r ed i s c u s s e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ed i f f e r e n t c h a r a c t e r i s t i c so ft h ep o t a t og r a n u l e sb yd i f f e r e n tn e wp r o c e s s i n gw e r ea sf o l l o w s ： t h en u m b e ro fs t a r c hl e a k a g eo fp o t a t og r a n u l e sb ym a k i n g s l i c ew a st h el a r g e s t ，t h e n e x tw a sm i c r o w a v ep r o c e s s i n g ，a n dt h el a s tw a sm a k i n g - m i r e ；t h ef a tb i n d i n g c a p a c i t yo fp o t a t og r a n u l e so fa l ld i f f e r e n ts p e c i e sb yd i f f e r e n tp r o c e s s i n gw a sl o w f o 8 8 - 】2m l g ) r e l a t i v e l y , t h ef a tb i n d i n gc a p a c i t yo fp o t a t og r a n u l e sb ym a k i n g - m i r ew a sb i g g e s t ，a n dt h es e c o n dw a sm a k i n g s l i c et h el a s tw a sm i c r o w a v et h e w a t e rr e t e n t i o ni np r o p e ro r d e rw a sm a k i n g - s l i c e m a k i n g m i r e m i c r o w a v e ；t h e f r e e z e - t h a ws t a b i l i t yh a dr e l a t i o nw i t ht h et o t a ls t a r c ho fp o t a t og r a n u l e s ；t h e r ew a s d e s c e n d e n tt r e n do ft h ew a t e rr e t e n t i o na n df r e e z e t h a ws t a b i l i t yo fp o t a t og r a n u l e s w h e na d d e ds o d i u mc h l o r i d ea n ds u c r o s e , t h eg r a i nd e g r e eo fp o t a t og r a n u l e sb y m a k i n g - s l i c ew a st h ef i n e s t ，t h en e x tw a sm i c r o w a v ep r o c e s s i n ga n dt h el a s tw a s m a k i n g m i r e t h ep e a kv i s c o s i t ya n df i n a lv i s c o s i t yo fp o t a t og r a n u l e sb ym a k i n g - m i r ew a st h el a r g e s t , a n ds e t b a c ka n db r e a k d o w no fi tw a st h es m a l l e s t , t h ep e a k v i s c o s i t yo fp o t a t og r a n u l e sb ym a k i n g - s l i c ew a st h es m a l l e s t ，a n ds e t b a c ka n d b r e a k d o w no fi tw a st h el a r g e s t ，f i n a lv i s c o s i t yo fp o t a t og r a n u l e sb ym i c r o w a v ew a s t h es m a l l e s t , t h ev i s c o s i t yo fp o t a t og r a n u l e sb ym a k i n g - m i r ea n dm i c r o w a v ew a s h i g h e rt h a nb ym a k i n g - s l i c e d u r i n gt e m p e r a t u r er e d u c ea f t e r3 0m i nb e i n g9 5 。c ，t h e v i s c o s i t yo fp o t a t og r a n u l e sb ym a k i n g - s l i c ei n c r e a s e d ，a n dt h ev i s c o s i t yo fp o t a t o g r a n u l e sb ym a k i n g - m i r ea n dm i c r o w a v ew a ss t a b l e ；s e n s o r ye v a l u a t i o no fp o t a t o g r a n u l e sb ym i c r o w a v ew a st h eb e s t i na d d i t i o n ，u s i n gs a m ep r o c e s s i n gt e c h n o l o g y , t h ep r o p e r t i e so f p o t a t og r a n u l e sm a d ef r o md i f f e r e n tv a r i e t yp o t a t ow e r ed i f f e r e n t i na d d i t i o n ，t h ee x t r u d e dp o t a t os n a c k sw e r es t u d i e db yt w i n s c r e we x t r u s i o n t e c h n o l o g yi nt h i sp a p e r p o t a t of l a k e sa n dp o t a t og r a n u l e sw e r eu s e da st h eb a s i c m a t e r i a li n g r e d i e n t si nt h ee x p e r i m e n t r i c e ，c o r n ，w h e a ts t a r c hw e r et h eb e s tg r a i n m a t e r i a l st h a tc o u l db ee x t r u d e dw i t hp o t a t og r a n u l e s ，a n dt h eb e s ta d d i t i o nw a sr i c e 3 0 ，c o r n15 ，w h e a ts t a r c h1o ，p o t a t of l a k e s2 8 tf o u n d a t i o n a lf o r m u l a t i o no f a n dt h eb e s to p e r a t i o np a r a m e t e r so f t h ee x t r u d e dp o t a t op r o d u c t sw e r ed e t e r m i n e db y o r t h o g o n a le x p e r i m e n t s t h eb e s to p e r a t i o np a r a m e t e r so fe x t r u d e dp r o d u c t s w e r e w a t e ra d d i t i o n l l ，f e e dr a t e6 0 k g h ，s c r e ws p e e d8 5 0 r p m ，i i ia r e at e m p e r a t u r e1 1 0 t h ep r o p e r t i e so fd i f f e r e n tp o t a t ov a r i e t ys n a c k sw e r es i g n i f i c a n td i f f e r e n t a d d i t i o n3 0 p o t a t og r a n u l e sw e r et h r e s h o l do fw a i ( w a t e ra b s o r bi n d e x ) ，w s i ( w a t e rs o l v ei n d e x ) o fe x t r u d e dp o t a t op r o d u c l s ；a d d i t i o n5 0 p o t a t og r a n u l e s , w a i ， w s io fa l le x t r u d e dp r o d u c t sb e c a m en e a r l ys a m e t h eb e s to i lc o a t i n ga d d i t i o no f w a s15 一2 0 o ft h ee x t r u d e dp r o d u c t st h em a i nf l a v o ri n g r e d i e n t so ft h ee x t r u d e d s n a c k sw e r ed e t e r m i n e d k e y w o r d s ：p o t a t ov a r i e t i e s ；p o t a t og r a n u l e s ；n e wp r o c e s s i n gt e c h n o l o g y ；e x t r u d e d s n a c k s 附件3 独创性声明与关于论文使用授权的说明( 置于扉页后) 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文巾特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得湖南农业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我_ 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：肖莲荣时间：2 0 0 5 年1 2 月5 口 关于论文使用授权的说明 本人完全了解湖南农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件和磁盘，。允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意湖南农业大学可以用小周方式在不同 媒体卜发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究佳签名：肖莲荣时问：2 0 0 5 年1 2 月5 日 ，r - 。、 导师签名： 孑叭 时间： p f 年，庐月厂日 第一章文献综述 1 马铃薯概述 1 1 马铃薯的历史、生态资源 马铃薯又名“洋芋”、“土豆”、“山药蛋”。多年生草奉，但作一年生栽培。地 卜_ 块茎称网、卵、椭圆等形状，有芽跟，外皮呈红、黄、臼、紫色，多为块莘繁 殖“。o j 番茄、胡椒、茄子、矮牵牛、龙葵颠茄等同属一科，但在上百种茄科 植物中，只有马铃薯和少数几个植物结块茎。马铃薯植株按形态结构可以分为根、 摹、叶、花、果实和种子”1 ，马铃薯的许多经济性状与其植物学形态结构密切相 关。如早熟品种的茎杆比较矮小，晚熟龆种的茎杆高大粗壮，分枝多的品种薯块 结得多而小，块茎皮孔大而周围组织疏松的品种常易感染病害等。充分了解各个 品种的形态结构，对指导马铃薯农业生产和产品加工具有实际意义。 马铃薯，祖籍秘鲁，1 6 5 0 年，我圆台湾地区已有栽培。最早见诸文字的是 福建松溪县志，时间为清康熙三十九年，即1 7 0 0 年。另据云南师范大学王军 考证，雍正九年( 1 7 2 6 年) 在云南省的会泽县志中就有马铃薯的记载。土 乍还从国酥乌铃薯中心社会学系道格拉斯霍顿( d o u g l a sh o r t o n ) 博士的藏书中 查证出有关云南马铃薯的插述。马铃薯在土壤贫瘠、缺乏灌溉的丘陵和高寒冷 凉山区不适宜水稻种植，甚至不适宜玉米生长的地方种植马铃薯亦可获得较高产 景。 马铃薯具有高产、早熟、分布广、用途多的特点，所以能成为世界性食品。 马铃薯是世界上仪次于小麦、水稻和玉米的第四种主要农作物。就单位面积出产 的丁物质而言，它高于小麦、大麦和玉米，就单位面积出产的蛋白质而言，分别 为小麦、水稻和玉米的2 0 2 、l - 3 3 和1 2 0 倍。马铃薯资源十分丰富，日前f l j ：界 二有】0 0 多个种植马铃薯的l 訇家，总栽培面积2 0 0 多亿平方米，我国是世界卜- 最 夫的马铃薯生产国家，种植面积和总产量均居世界之茸，我国马铃：薯常年种植面 积为4 6 7 亿平方米左右，鲜薯年总产最5 5 0 0 万吨，平均单位产量为1 1 8 k g m 2 。 种植区域主要分布在黑龙江、吉林、内蒙古、山西、甘肃、青海、云南、贵州、 旧川等广大地区。 1 2 马铃薯的营养价值和药用价值 1 2 1 马铃薯的营养价值 码铃薯的十分营养丰富，据分析，每l o o g 鲜r 屿铃薯中有赁白质15 - 23 9 ，碳 水化合物1 05 2 8 9 ，脂肪0 , 4 09 4 9 ，粗纤维0 4 - 15 9 钙l1 - 6 0 m g ，磷15 - 6 8 m g ， 锌1 7 4 m g , 铁04 - 4 8 m g ，硫胺素0 0 3 0 1 7 m g ，核氨酸0 0 3 01 l g ，尼克酸0 , 4 1 1 9 ， v b l 0 1 0 m g ，v b 2 0 0 3 m g ，v c 8 4 0 m g 及相当多的苷酸，维生素等丰富【4 。 马铃薯的干物质中淀粉占5 0 一8 0 ，主要是支链淀粉，有优良的糊化特点， 井易于人体吸收，蛋白质中球蛋白占2 3 ，是全价蛋白，含人体的必需而又无法 合成的8 种氨基酸，其中赖氨酸( 9 3 r a g 1 0 0 9 ) 和色氨酸( 3 2 m g l o o g ) 含景较 高，而这两种正是谷物中的限制氨基酸。它的蛋白质生物价为7 1 比谷物高2l ： 马铃薯属低脂肪、低热量食品( 糖类物( 淀粉) 每1 0 0 9 鲜马铃薯含热量为6 6 1 1 3 k i j 下马铃薯为1 3 4 4 k ) 。它的热量比谷物和豆类均低：它的灰分比谷物高卜2 倍， 钾最多，磷次之”。 马铃薯碳水化合物中可溶性糖主要有葡萄糖、果糖、蔗糖；另外还含有少量 的有机酸( 4 0 m g 1 0 0 9 ) 。 马铃薯营养成分与白菜、萝h 、丝瓜、南瓜、莴笋、苋菜的平均值比较，蛋 白质、脂肪、碳水化合物都远远高于它们，其中v c 和v a 是其他蔬菜和小麦、大 米无法比拟的。马铃薯的营养成分与葡萄、苹果、鸭梨、杏的营养成分的平均值 相比较，除r 脂肪、粗纤维和v a 低于。e t j 之外，其他成分都远远超过它们，特 别是v c 的含量是这4 种水果7 倍”1 。所含的维生素c 是苹果的j 0 侪，b 族维生 素是苹果的4 倍，各种矿物质是苹果的几倍至儿 倍不等，食用后青很好的饱腹 感。美国的农业研究机构认为：“每餐只吃全脂牛奶和马铃薯，即可获取人体所 需的全部食物原素”1 。也有德国营养医学师断言：“每餐只要吃牛奶和土豆，便 可得到人体需要的全部营养成分。” 1 2 2 马铃薯药用价值 马铃薯不但营养价值高，而且还有一定的医疗保健作用。它能够给人体的粘 体蛋白质。粘体蛋白质是一种多糖蛋白的混合物，能预防心血管系统的脂肪沉积， 保持动脉血管的弹性，防止动脉粥样硬化过早发生，并可预防肝脏，肾脏中结缔 组织的萎缩，保持呼吸道、消化道的滑润”。马铃薯还有和胃、健脾、益气的疗 效，可以预防治疗胃、f - = 指肠溃疡、慢性胃炎、胃弱、腰酸背痛、体虚便秘的 功效。多屹马铃薯可咀防止口腔炎，更有预防坏血病及结肠癌之作用；对肾脏病、 高血压也有良好的食疗效果，还有改善入脑记忆力的功能。此外，马铃薯所含的 半纤维素成分，能增加肠道的蠕动次数，具有保健抗癌作用，含有防止结肠癌和 乳腺癌的表黄铜”1 。奉革纲目拾遗这样写道：“功能稀痘，小儿熟食，大解痘 毒”。山西人常说：“i 药蛋宝中宝，顿顿饭离小，。” 正凼为马铃薯含有丰富的营养及各种保健功能，故无论是发达嗣家或是发展 r i i 国家对马铃薯的生产、加工、研究都是很重视，国内外掀起了马铃薯热，马铃 薯热在西方国家经久不衰。许多国家把马铃薯开发成减肥食品“。法国在全球 成立r 第一家马铃薯减肥健美餐厅，目前这类餐厅在法国就有7 0 家，意大利、 俄罗斯等国家也先后创建了3 0 多家“。 1 3 国内外马铃薯加工现状 马铃薯营养全两，美昧可u ，除了当蔬菜或煮食、烤食之外，还可以做成各 种食品。 1 3 1 国外马铃薯加工现状 发达国家马铃薯的加工量占总产量的比例较高，美国一半以l 的马铃薯用于 深加工；荷兰8 0 的马铃薯用于深加工后进入市场：口本每年加工用的鲜马铃 薯占总产量的8 6 。加t 产品主要肯冷冻马铃薯产品，马铃薯条( 片) 、马铃薯 泥，薯泥复合制品，淀粉以及马铃薯全粉等深加工制品和全价饲料等。 德国每年进口的马铃薯食品，主要是丁马铃薯块、丝和膨化薯块等，每年人 均消费马铃薯食品1 9 千克，全国有1 3 5 个马铃薯食品加工企业；英国每年人均 消费马铃薯近1 0 0 千克，以冷冻马铃薯制品最多；瑞典的阿尔法拉瓦福特 卡联合公刮，是生产马铃薯食品的著名企业，年加工马铃薯1 万多吨，占瑞典全 幽每年生产马铃薯食品5 万吨的1 4 ：法国是快餐马铃薯泥的主要生产国。 波兰成为世界上最大的马铃薯淀粉、马铃薯干品及马铃薯衍生品生产国，并 存m 工工艺、机械设备剑造方面积累了丰富的经验，具有独特的生产技术手段。 闲此，欧共体成员国引进的现代化马铃薯加工技术设备大多来自波兰，发达的加 t 业为波兰各项工业特别是食品加丁业的发展打卜 了基础。 由此表明，当前全球马铃薯加工产业的发展正进入兴旺发达阶段。 1 3 2 国内马铃薯加工现状 功效。多吃马铃薯叮以防i p 【腔炎，更自预防坏m 编及结肠癌之作用：对肾筒芏病、 高衄胨也有良好的食疗效果，诬有改善人脑记忆力的功能。此外，码铃薯所含的 半纤维素成分，能增加肠道的蠕动扶数，具有保健抗癌作j ，合有防止结肠癌年u 乳腺癌的表黄铜。1 。奉草纲目抬遗这样写道：“功能稀痘，小儿熟食，大解痘 毒”。山西人常说：“i i i 药蛋宝中亲，顿顿饭离小r 。” 正凶为马铃薯含有丰富的营养及各利，保健功能，故无论是发达嗣家或是发展 小国家对马铃薯的生产、加1 _ 、研究都是很重视，国内外掀起了马铃薯热，马铃 薯热存西方国家经久不衰j 。许多嗣家把z 5 铃碧开发成减肥食品”。法国在全球 成谚了第一家马铃薯减肥健美餐厅，目前这类餐汀在法幽就有7 0 家意人利、 俄罗斯等国家也先后创建了3 0 多家“。 1 3 国内外马铃薯加工现状 马铃薯营养全面，美味可口，除了当蔬菜或煮食、烤食之外，还可以做成各 利r 食品。 1 3 ，l 国外马铃薯加工现状 发达国家马铃薯的加t 量占总产量的比例较高，美国一半以上的马铃誓用十 深加工：荷兰8 0 的马铃薯用于深加【后进入市场；日本每年加工用的鲜马铃 薯占总产量的8 6 。加工产品芒要有冷冻马铃薯产品，马铃薯条( 片) 、马铃薯 泥。薯泥复合制品，淀粉以及马铃薯全粉等深加工制品和全价饲料等。 德同每年避l ：_ | 的马铃薯食品，主要是千马铃薯块、丝和膨化薯块等，每年人 均消费马铃薯食品】9 _ r 克，全幽有1 3 5 个马铃薯食品血j 工企业；英网每年人均 消费马铃薯近1 0 0 千克，以冷冻马铃薯制品最多：瑞典的阿尔法啦艮一福特 譬联合公司，是生产马铃薯食品的著名企业，年加工马铃薯1 万多吨，占瑞典全 国每年生产马铃薯食品5 万吨的1 4 ；法国是快餐马铃薯泥的主爱生产国。 波兰成为世界e 最大的马铃薯淀粉、马铃薯干品及马铃薯衍牛品生产国，并 存加工工艺、机械设备制造方面积累了丰富的经验，具有独特的生产技术手段。 闻此欧共体成员国引进的现代化马铃薯加工技术设备大多来自波兰，发达的加 t 业为波兰各项工业特别是禽龆加二r 业的发展打卜了基础。 f _ = l 此表明，当前全球马铃薯加工产业的发展l e 进入兴旺发达阶段。 f _ = l 此表明，当前全球马铃薯加工产业的发展l e 进入兴旺发达阶段。 1 3 2 国内马铃薯加工现状 存我国，马铃薯多限十鲜贮、鲜运、鲜销、鲜食。在传统的膳食结构中，除 部分地墨作为主食直接食用，9 5 以上的马铃薯是作为蔬菜鲜食，并且近年来直 接消费量不断f 降。马铃薯工业加工多限于加工成粗制淀粉，制作粉丝、粉皮、 粉条、酒精等，不仅数量少，而且加工深度不够，经济效益不高，消化能力有限 。在广大的马铃薯种植产地，由于缺乏相应的加二r 技术，加之受交通运输条件 所限，收获后的鲜薯大多以作薯干或饲料为主。由于受市场限制，屿铃薯存当地 的销售价格低廉，马铃薯高产优势的发挥受到极大的制约。而且由于没有现代化 的储藏设备和科学的加工技术，每年全国陶此而损失的马铃薯为2 5 一3 0 ，其 余的也基本用于鲜食或者加工成粉丝、粉条及淀粉。使马铃薯的营养价值没有得 到充分的发挥和作用，也使其综合经济效益受到了极人的局限。 往我国马铃薯淀粉及其深加工制品的进出l | 情况中：进口马铃薯淀粉及其深 加工制品最r 寸据了进l 总量的3 0 ，出l j 马铃薯淀粉及其涤加工制品量仪占据了 出口总量的3 。 近年来，在党和国家政策的推进下，全国各地区为马铃薯产业化采取了番种 措施和办法： 云南省：目前全省有近十家马铃薯) j r 1 5 企业，生产有淀粉、薯片、薯条、保 鲜薯等产品，年加工鲜薯能力为3 0 万吨；2 0 0 3 年1 月1 6 日，世界最大的马铃 薯淀粉生产食业一荷兰艾维贝公司与云南润凯公司合资成立了云南艾维贝润凯 淀粉有限公列，荷兰艾维贝公司投资了1 8 5 0 万美元，计划到2 0 0 5 年生产6 万吨 马铃薯精制淀粉；美国华达投资集团投资1 6 5 3 万美元，在云南昭通市成立了年 产万吨洁净马铃薯、1 2 万吨马铃薯全粉的独资企业，产品全部外销”1 。 内蒙古：已建成的马铃薯大型加工企业有8 家，年产马铃薯淀粉7 万吨、与 铃薯全粉2 万吨、雪花粉l 万吨，全区马铃薯加工总量约为1 0 0 万吨，马铃薯加 工利用率达1 5 。 宁复吲族自治区：全区马铃薯加工企业有2 2 家，形成了8 8 万吨的加工能力， 其中粗淀粉2 , 4 万吨精制淀粉6 4 万吨，以精制淀粉再加_ ：1 _ = 的予糊化淀粉3 4 万吨， 在j “人农村还有2 0 0 0 多家生产粉条、粉丝的小作坊，年产2 万吨左右，全年加 工辕达7 0 万吨。 四川省：马铃薯加工产品主要有马铃薯淀粉、粉丝、薯片等初级产品，加工 4 数量极为有限，近年来与国际马铃薯中心等合作丌发了马铃薯精制淀粉、屿铃薯 全粉、油炸薯片等品种。 2 马铃薯全粉概述 2 1 马铃薯全粉特性 马铃薯全粉又称马铃薯粉，是用新鲜马铃薯块茎经特殊工艺及设备加工后的 细胞单体和几个到几十个细胞形成的聚集体组成的粉状散粒体、“1 和片状食品原 料它的特点是具有新鲜马铃薯的风味和营养价值。马铃薯全粉和马铃薯淀粉是 两种截然不同的制品，其根本区别在于：酊者在加工中没有破坏植物细胞，基本 卜- 保持了细胞壁的完整性“：虽经干燥脱水，但一经用适当比例的水复水，即可 重新获得新鲜的马铃薯泥，具有鲜马铃薯特有的香气、风味、口感和营养价值”； 制品仍然保持了马铃薯天然的风味及固有的营养价值。而淀粉却是在破坏了马铃 薯的植物细胞后提取出来的，制品不再其有马铃薯的风昧和其它营养价值。 马铃薯全粉末要包括马铃薯颗粒全粉和马铃薯雪花粉这两种产品。它们是因 加工工艺过程的后期处理不同，衙派生出的两种不同风格的产品。马铃薯颗粒全 粉外观呈浅黄色沙粒状，细胞完好率在9 0 以上；马铃薯雪花粉外观呈白色薄片 状，细胞被破坏较多，保持养分及风昧物质大约在4 0 6 0 左右。相比较商言， 马铃薯颗粒全粉的口感更接近马铃薯原有的风味“。 马铃薯全粉是一种低脂肪、低糖分，能最大程度的保持了马铃薯中原有的高 含量维生素b l 、维生素b 2 、维生素c 和矿物质钙、钾、铁等营养成分。乌铃薯 全粉既可作为最终产品，也是加工各种马铃薯食品的基本原料。马铃薯全粉复水 后即成马铃薯泥，可直接食用，产品具有营养丰富和l 味纯正的特点，被广大消 费者所接受，其食用方法简单，易消化的优点更被中老年和婴幼儿所喜爱，是婴 幼儿和中老年人的理想营养食品。一些研究表明”3 ，在面包中添加全粉。可以防 i e 面包老化，延长保存期；饼干中添加马铃薯全粉能提高饼干的营养价值；9 0 的马铃薯全粉和1 0 的牛奶粉配合可制成奶式复合冲剂：加工虾片、糕点类食品 均可添加1 0 以上的全粉。以全粉为原料，经科学配方，添加相应营养成分，可 制成全营养、多品种、多风味的方便食品，如雪花片类早餐粥、肉卷、饼干、牛 奶上豆粉、肉饼、丸子、饺子、酥脆魔术片等，也可以全粉为“添加剂”制成冷 饮食品、方便食品、膨化食品及特殊人群( 高_ | i l 脂症、糖尿病人，老年、妇女、 儿摩等) 食用的多种营养食品、休闲食牖等。食用添加了马铃薯全粉的食品，对 于改善食品口感，调整食品营养结构及提高经济效益有显著促进作用，还能防止 不吃或少吃蔬菜所导致的营养缺乏症。 2 2 马铃薯全粉的加工工艺介绍 目前马铃薯全粉主要有颗粒全粉和雪花全粉。不同的乌铃薯全粉的加工工艺 流程汇总于图1 ，不同马铃薯全粉加工工艺特征指标见表2 ”。 图1 马铃薯全粉加工工艺流程图 f i g u r elt h ep r o c e s s i n gt e c h n o l o g yf l o wc h a r to fp o t a t og r a n u l e s 马铃薯原料一去石除杂一清洗一去皮一切分 预煮 j 冷却 4 上 三次干燥 弓铃薯颗粒全粉 粉 蒸煮熟化 搅拌制栊 冻融 l 预干燥 l 造粒 l 干燥 l 马铃薯颗粒全粉 一 表1 马铃薯全粉加_ e i 艺的特征指标 t a b l e1p r o c e s s i n gt e c h n o l o g yc h a r a c t e r i s t i ci n d e xo fp o t a t og r a n u l e s 2 3 马铃薯全粉国内外市场需求、生产现状及发展趋势 2 3 1 国内外马铃薯全粉的市场需求分析 马铃薯全粉在我国和国际市场具有j “阔的前景，据市场专家分析，仅就目前 阶段的国内市场需求水平，马铃薯全粉的国内市场年需求量约3 万吨以上，洲 巾n 场年需求量约6 万吨，并且每年以2 0 的速度递增，国外资本目前都看好中国 消费市场的这种上升趋势。国外快餐业的销售总额中，马铃薯制品的比率达7 0 以b 因此，欧美洲市场全粉需求星更大。 9 0 年代以来，在业洲逐步形成了一个马铃薯产品的新兴市场。1 9 9 3 年仅东 亚地区的f j ；j j 本、韩国、香港、台湾就从美国进口了1 1 亿美元的炸薯条和炸薯片。 随着美式快餐麦当老、肯德基连锁店的不断扩张，以马铃薯全粉为主要原料的薯 泥、薯饼、薯排等欧美食品一时风靡全球，形成了数十亿美兀的稳定市场，以马 铃薯全粉为主要原料的各类休闵小食品，如：品克薯片、卡迪郧空心薯条、j 二好 圭薯片等马铃薯食品也风行全国超市和旅游食品市场。马铃薯加工食品的消费市 场呈迅速持续发展的趋势。然而，其主要原料马铃薯全粉至目前为止，仍主要依 赖进口。 7 近年来，国际市场上的马铃薯全粉价格一直稳定。颗粒全粉的售价在j 刘际： 要比雪花全粉高1 0 - 2 0 。据调查，国际市场上马铃薯颗粒全粉的离岸价约为 】1 0 0 美元吨，马铃薯雪花全粉约为1 0 0 0 美元吨，加上欧美各国海运到东南业 的运费，到岸价约为1 3 0 0 美元吨，冉加上海灭税、增值税、其它费用及经营公 司利润。迸 j 全粉的国内售价约在2 0 0 0 0 2 4 0 0 0 元吨。海摭尔的雪花全粉目前是 罔内唯一供货单位。合格品的出厂价为1 2 0 0 0 儿邝屯。目前国内屿铃薯全粉供不 应求，难以满足各种食品加工对优质原料的需求。马铃薯颗粒全粉目前全部由幽 外进口，国内生产正处于起步阶段，已建成几家马铃薯全粉厂、另有几十家马铃 薯全粉厂正在建设中。 目前我国马铃薯加工落后的土要原因有以卜i 两点：一是我国马铃薯主要产 区多分布于经济十分落后的贫困地区，在这些地区由于缺乏足够的资金投入n ) j i 工领域，只能开展粗制品的加工。二是我国马铃薯深加工相灭技术管理及市场信 息把握能力欠缺，不能够将资源优势进行有效的转化”。 据统计，我圉每年至少有l o 1 5 以上的马铃薯副不良储运管理及病理和生 理等因素造成腐烂，经济损失之巨大难以估量。马铃薯全粉加工l | ，鲜薯与全粉 的产出比约6 ：1 ，就地生产可从根本卜解决储藏和运输造成的损失。因此，马 铃薯全粉生产是综合开发利用我国巨大马铃薯资源的有效途径。 2 3 2 国内外马铃薯全粉生产现状和发展趋势 我国是世界马铃薯第一生产大国。我国马铃薯产量约占全球马铃薯年产量 1 6 2 0 。然而2 0 世纪9 0 年代以前我国马铃薯加工食品仪限于粗淀粉、粉丝、 粉条、粉皮等产品的租加工，生产规模小、技术落后。9 0 年代以后我国马铃薯 加工食品工业进入了一个伙速发展的阶段，速冻炸薯条、炸薯片、马铃薯全粉等 主要马铃薯加工食品发展迅速，尤其是马铃薯全粉工业近1 0 年来从无到有，消 费者逐渐认识了马铃薯全粉的营养、美味和食用方便。马铃薯全粉作为食品加r 业一种重要的原料正受到日益广泛的关注“。 国际上一些发达国家利用马铃薯作为原料加工而成的各种产品已达数千种， 并在发展过程中逐步形成了许多以马铃薯加工工业为主体的集团企业。马铃薯全 粉的加工是在二次大战之后发展起来的，目前马铃薯全粉在欧美国家，已有大量 牛产，并在食品加工等领域的到r 广泛的应用。许多欧美加t 氽业的年营、世额达 到数卜亿美元，已形成原料种植、产品2 3 1 1 t 、市场营销等完整的马铃薯加工利j = | 体系。 通过国际茸联网对马铃薯全粉项目搜索结果显示：目前，已竣工投产或试产 的全粉设计生产规模约1 0 0 0 0 吨；正在开工建设或扩建改造的全粉设计生产规模 约2 0 0 0 0 余吨，中外各单位正在开展立项、招商和筹建的全粉设计生产规模约 5 0 0 0 0 余吨。预计，我国几年内马铃薯全粉生产能力将达剑5 万吨。5 1 0 年内 可望突破l o 万吨，原料需求约6 0 万吨以上。从2 0 世纪5 0 年代起，欧美各国致 力十研究马铃薯的加工方式，开发马铃薯全粉产品，并迅速给予推广。 3 挤压膨化的加工原理及特点 3 1 挤压膨化加工原理 食品挤压膨化概括地说就是：将食品物料置于挤压机内的高温高压状态下， 然后突然释放至常温常压，使物料内部结构和性质发生变法的过程。这些物料通 常足以谷物原料如大米、糯米、小米、小麦、豆类、玉米、高粱等为主体，添加 水、脂肪、蛋白质、微量元素等配料混合而成。挤压加工方法是借助挤压机螺杆 的推动力，将物料向前挤压，物料受到混合、搅拌和摩擦以及高剪切力的作用， 使得淀粉解体，同时机腔内温度压力升高( 温度可达t 5 0 2 0 0 。c ，压力可达到1m p a 以卜- ) ，然后从一定形状的模孔瞬问挤出，由高温高压突然降至常温常压，其中 游离的水分在此压差下急骤汽化，水的体积可膨胀大约2 0 0 0 倍。膨化的瞬间， 铃物结构发生了变化，它使生淀粉( f ；淀粉) 转化成熟淀粉( 。一淀粉) ，同时 形成膨松的组织结构，谷物体积膨大几倍到十几倍“。 3 2 挤压膨化加工特点 食品挤压膨化加工有许多特点，主要有应用范围广，采用挤压加工技术可加 _ = 各种膨化和强化食品，加t 适合于小吃食品、即席谷物食晶、方便食品、乳制 品、肉类制品、水产制品、调味品、糖制品、巧克力制品等许多食品生产领域： 由于挤压加工集供料，输送、加热、成型为一体，又是连续生产，两此生产效率 高：原料利用率高，无污染，它是在密闭容器内进行的，在生产过程中，除了开 机和停机时需投少许原料和尾料，使设备操作到稳定生产状态和顺利停机外，一 般不产生原料浪费现象，也不会向环境排放废气和废水而造成污染；营养损失小， 9 有利十消化吸收，由于挤压膨化属于高温短时的加工过程，食品q j 的营养成分几 乎不被破坏，外形发生变化，也改变r 内部的分子结构和性质，其中一部分淀粉 转化为麦芽糊精，便于人体吸收，多孔状的质构有利于人体消化酶的进入，使蛋 白质的消化率由7 5 提高到8 3 ；由于物料在挤压机中受到高温、高压和剪切、 摩擦作增，以及瞬间膨仡作用，使得物料成分彻底的微粒化，并且产生了部分降 解和结构变化，使水溶性增强，改善了l j 感：由于瞬间的“闪蒸”使糊化后的u 淀粉不易恢复其b 淀粉的颗粒结构。挤压膨化产品具有不易回生，便于贮藏的 特点。 3 3 马铃薯全粉挤压膨化加工特点 根据马铃薯全粉是以淀粉为主要组成成分的原料特性和挤压膨化的加工原 理及特点，马铃薯全粉适宜于挤压膨化加： 。马铃薯挤压膨化食品是以马铃薯为 主要原料，添加谷物和其它挤压配料，经挤压膨化等工艺加工而成的系列食品， 膨化后的马铃薯食品除水溶性物质增加外，部分淀粉转化成糊精和糖，淀粉还彻 底a 化，改善r 食品的口感和食昧，提高了人体对食品的消化吸收，在其理化性 质卜有较高的稳定性。还具有加工方便、自动化程度高，综合成本低等优点。在 现代化的加工业具有较大的优越性。 4 本课题研究的主要内容及意义 马铃薯作为2 l 世纪人类最有价值的食物营养来源，是新世纪最有发展前景 的高产经济作物之一，将得到越来越广泛的重视，借助我国马铃薯生产的独特自 然优势，发展马铃薯产业，不仅可发挥马铃薯自身的潜在价值，同时也可能带动 其他相关产业的发展：马铃薯是贫困地区农民的主要粮经作物和收入来源，但农 民栽培弓铃薯大多为鲜销，储藏难、销售难的问题始终没有很好地得到解决。由 于马铃薯全粉能够较长时间地保存，且保持了新鲜马铃薯的营养与风味，它作为 马铃薯深加工的基本产品在国际。e 得到迅速发艘，市场容量巨大。在我国，屿铃 薯全粉生产技术研究，尤其是马铃薯颗粒全粉的研究技术正处起步阶段。马铃薯 全粉的研究，= 1 i 仅可以满足食品工业的原料需要，而且可以加快带动马铃薯产业的 发展，促进农业产业化结构的调整具有重要的经济意义和社会意义。 本文研究内容主要包括： ( 1 ) 提出r 三种加工马铃薯颗粒全粉的新工艺一制片工艺、制泥工艺、微波工 1 0 ( 2 ) ( 3 ) 艺。 探讨了上述二种加工工艺和马铃薯原料特性对马铃薯颗粒全粉特性( 游离 淀粉蓝值、粘度、吸水性、吸油性、抗冻融性、