馬鈴薯生全粉的加工工藝及設備

　　馬鈴薯加工業現狀透析

　　在世界馬鈴薯大會上，中外紛紛通過權威檢測結果向公眾展示小土豆令人驚喜的營養元素表。據了解，2014年我國馬鈴薯種植面積和產量均占世界的四分之一，已成為世界上馬鈴薯生產和消費大國。那么，這是否意味著我國馬鈴薯產業水平也達到了世界水平?答案是否定的。因為我國習慣的食用方式為或蒸煮，或烹炒，對馬鈴薯的消費仍以鮮食菜用為主。雖然對消費者來說，這是既健康又價廉的食用形式，但對于整個產業發展而言，需求創造市場，大規模的鮮薯消費一定程度上會制約了高附加值薯制品的開發與銷售。在世界馬鈴薯大會上，屢次提及我國馬鈴薯的消費數量與規模遠不及將其作為主食消費的歐美國家。

　　事實上，從國際消費市場來看，馬鈴薯加工制品的消費量較大程度地影響著馬鈴薯的消費。據《世界馬鈴薯市場》主編Cedric Por工er介紹，全球對馬鈴薯持續增長的需求主要來自于對加工品的需求，尤其是薯條。以美國為例，薯條的出口數量巨大且增速驚人，上世紀90年代早期的薯條出口量為20萬噸，而到2014年這一數量攀升至94余萬噸。

　　據農業部食物與營養發展研究所所長王小虎介紹，目前我國馬鈴薯的加工品主要表現為馬鈴薯淀粉、全粉(包括熟粉和生粉)、薯片、冷凍薯條等主食原料或半成品，目前的生產量分別為：50萬噸、15萬噸、30萬噸和17萬噸。最近研發的馬鈴薯系列主食加工制品，作為馬鈴薯加工業的新秀，被期待成為提升馬鈴薯附加值、助薯農增產增收、提升馬鈴薯產業化水平的重要途徑。但現有的加工工藝及設備是影響產業水平的關鍵。

　　除了消費數量與加工品生產力，究竟該如何評價我國的馬鈴薯產業發展水平?可能需要綜合考量種薯研發實力、種植規模與技術、加工技術與工藝、消費數量與市場價格，甚至品牌價值等各種因素。如果需要找一個關鍵環節作為帶動整個產業發展的突破口，那么加工環節的重要性不容忽視。中國農科院農產品加工所所長戴小楓介紹說，馬鈴薯加工業一方面可以吸收消化薯農的種植成果，另一方面加工制品能夠激發消費者的需求，作為承前啟后的一環對整個產業發展起到至關重要的作用。

　　基于以上判斷，在種薯研發、種植收獲、加工儲藏、銷售消費等整個馬鈴薯產業鏈條中，加工環節多次被我國稱為“產業鏈條的短腿”與“突破的環節”。與此同時，農業系統的學者更是將馬鈴薯主食產品開發項目視為重要突破口，以期通過馬鈴薯主食產品及產業開發的專項科研攻關，撬動馬鈴薯全產業的加速發展。

　　主食產品開發戰略：

　　撬動馬鈴薯加工業的新動力

　　談及馬鈴薯加工，廣為熟知的馬鈴薯粉條與西洋派的薯條、薯餅的形象活躍于公眾腦海。但是從營養學的角度來看，認為兩者都并非理想形式。在華中農業大學的謝從華教授看來，制成粉條僅保留淀粉，營養流失較為可惜，做成薯條又由于高溫油炸增加了脂肪含量，不似原來健康清爽。

　　那么，目前還有哪些加工形式可以選擇?來自甘肅省的沁園春生態產業集團經過市場調研后推出的產品--30%馬鈴薯淀粉與70%小麥面粉的混合制品是個不錯的發展方向。馬鈴薯淀粉加工是目前加工市場上成本較低，需求量較大的一種形式。“工藝過程是清洗、去皮、磨碎，再經由水洗、沉淀、過濾等環節后，提取淀粉晾干制成。這項加工工藝目前已經十分成熟，由于加工環節少所以成本也較低，但由于僅提取淀粉，其他營養元素全部隨廢水排放，對馬鈴薯原料造成一定程度的浪費。“幾乎7斤鮮薯出1斤淀粉，所以原料成本比加工成本高很多，但是由于馬鈴薯淀粉形狀與小麥淀粉相似，不存在發酵難、成型難的問題，復配粉買回家消費者自己就可以做成主食食用。”

　　馬鈴薯淀粉的工業用途廣泛，除了被用作主食產品的原料，還被用于制作糖衣、膠囊等，以及用作牙科材料、醫用手套潤滑劑、維生素、葡萄糖等藥品原料。但不容忽視的是，加工淀粉所排廢水除了在冬閑地可以即時灌溉，其余時間由于含有蛋白質，易腐發臭的特點使污水處理成為淀粉加工業面臨的一大難題。

　　全粉：馬鈴薯主食產品的主流原料

　　雖然馬鈴薯淀粉在制作工藝上易于制作主食，但從營養角度看，并沒有全粉的效果理想。據王小虎介紹，研發高品質馬鈴薯全粉、生粉、主食產品專用粉是目前推進“馬鈴薯主食產品及產業開發”戰略中的一項研究。

　　農業部副部長屈冬玉說：“馬鈴薯要加工成全粉需要經過清洗、去皮、切片、漂洗、預煮、冷卻、蒸煮、搗泥、脫水干燥等多個工序，以全粉為原料的加工制品成本偏高是馬鈴薯主食產品走向市場的一個制約因素。”全粉的營養更齊全，目前的加工工藝大多引自國外，每噸售價約為12000元，較每噸6000—7000元的淀粉價格來看，貴出近一倍。”近5噸馬鈴薯出1噸全粉，是全粉價格高的一個原因，另一個原因就是加工程序復雜。為了讓大眾老百姓能接受，目前通常會將全粉與一定比例的小麥粉摻合起來做成復配粉銷售，既方便發酵成型，又控制價格。

　　中國農科院科研團隊經過對馬鈴薯主食專用品種篩選、配方與工藝等領域的科研攻關，已經對產品配方進行了優化，確定了馬鈴薯饅頭、面條的加工工藝，創造和改造了馬鈴薯饅頭、面條的專用加工裝備，成功實現了馬鈴薯饅頭、面條的產業化生產示范。技術難題的攻破讓馬鈴薯主食加工產業化發展看到希望。

　　生粉：我國原創的主食原料加工技術

　　生粉事實上是最近一兩年才研發出的一種馬鈴薯全粉產品，是指在傳統加工工藝的基礎上進行創新，省去熟制環節直接粉碎制成的馬鈴薯全粉。“生粉的好處是避免了熟化環節對馬鈴薯營養元素造成的流失，又減少了工序，減少了能耗，所以可以降低成本，是最適合用于產業化生產馬鈴薯主食產品的原料。”生全粉的生產需要解決物理護色、生馬鈴薯脫水與碎化的問題，目前還沒有發現國內外有成熟的此類加工技術，所以市場上生粉數量很少，只有極少數公司在進行科研生產。

　　生粉加工技術的突破將為馬鈴薯全粉節省30-40%的加工成本，現在還是技術研發階段，等將來市場應用度提升后，生全粉價格可能會降低到每噸6000元左右。原料成本的大幅降低將為馬鈴薯主食加工業帶來加速發展機遇。

　　作為我國創新研發的加工工藝，生全粉的加工設備與工藝正在研究實驗中，或許尚不成熟，但由于“馬鈴薯主食產品及產業開發”戰略的推進，吸引了一大批科研力量、行業資源向這里匯聚，生全粉加工若能攻破護色、粉碎、脫水等關鍵加工工藝的難關，或許將以驚人的速度成為馬鈴薯主食加工業的主流選擇，并助力主食產品加工業的繁榮發展。

我單位正在研發的連續真空板式干燥設備就是其中的核心關健設備。

　　一. 馬鈴薯生全粉的基本加工工藝

　　馬鈴薯全粉的基本加工工藝：原料馬鈴薯→揀選→清洗→去皮→切分→真空干燥→粉碎→篩選→檢驗→包裝。其操作要點分述如下。

　　(1)原料選擇 原料的優劣對制備成品的質量有直接影響。不同品種的馬鈴薯，其干物質含量、薯內色澤、芽眼深淺、還原糖含量以及龍葵素的含量和多酚氧化酶含量都有明顯差異。干物質含量高，則出粉率高;薯肉白者，成品色澤淺;芽眼多又深，則出品率低;還原糖含量高，成品色澤深;龍葵素含量高，去毒素的難度就大，工藝復雜;多酚氧化酶含量高，半成品褐變嚴重，會導致成品色澤深。因此，生產馬鈴薯全粉須選用芽眼淺、薯形好、薯肉色白、還原糖含量低和龍葵素含量少的品種。將選好的原料送入料斗中，經過帶式輸送機，對原料進行稱量，同時進行挑選，除去帶霉斑薯塊和腐塊。

　　(2)清洗 馬鈴薯經干式除雜機除去沙土和雜質，隨后被送至滾筒式清洗機中清洗干凈。

　　(3)去皮 清洗后的馬鈴薯按批量裝入蒸汽去皮機，在5mpa～6mpa壓力下加溫20s，使馬鈴薯表面生出水泡，然后用流水沖洗外皮。蒸汽去皮對原料沒有形狀的嚴格要求，蒸汽可均勻作用于整個馬鈴薯表面，大約能除去0.5mm～1mm厚的皮層。去皮過程中要注意防止由多酚氧化酶引起的酶促褐變，可添加褐變抑制劑(如亞硫酸鹽)，再用清水沖洗。

　　(4)切丁 去皮后的馬鈴薯被切丁機切成5*5或8*8mm的丁(薯丁過小會使成品風味受到影響，干物質損耗也會增加)，并注意防止切丁過程中的酶促褐變。

　　(5)真空干燥 切丁后的粒狀原料入倉前已經過淀粉析出工藝處理，直接進行真空干燥機，控制其干燥溫度，不超過其糊化溫度，直到干燥完畢;干燥時物料溫度小于40℃，水分控制在8%～12%，通過真空連續出料器出料進入皮帶機。

　　(6)粉碎 經干燥后的馬鈴薯顆粒進入粉碎機粉碎成80~100目;

　　(7)篩分 如需要顆粒物料，經干燥后的馬鈴薯顆粒在篩分機分成顆粒等級分別包裝，物料經篩分機篩分后，將成品送到成品間中貯存，粉末可以進入粉碎機進一步粉碎成80~100目;

　　(8)包裝 成品間中的馬鈴薯生全粉經自動包裝機包裝后，將成品送至成品庫存放待銷或做成系列產品。

　　以生全粉為原料，經科學配方，添加相應營養成分，可制成全營養、多品種、多風味的方便食品，如早餐粥、肉卷、餅干、牛奶土豆粉、肉餅、丸子、餃子、酥脆魔術片等，也可以全粉為“添加劑”制成冷飲食品、方便食品、膨化食品及特殊人群(高血脂癥、糖尿病人，老年、婦女、兒童等)食用的多種營養食品、休閑食品等。

　　二. 真空板式干燥設備的干燥機理：

　　在馬鈴薯生全粉的基本加工工藝中，干燥工藝是其關健工藝及設備。

　　所有的干燥都是一個傳熱傳質同時發生的過程，在干燥設備的應用過程中，傳熱的方式及傳熱量是影響到產品、產量和整機單位能耗大小的關鍵，傳熱的方式基本上有三種形式既對流傳熱、傳導傳熱和輻射傳熱，目前成型的馬鈴薯熟全粉(雪花粉)基本都是采用常壓下滾筒干燥，直接接觸傳導式傳熱;馬鈴薯淀粉采用熱風干燥，屬于對流傳熱加熱方式;如加工生全粉必須用真空干燥的方式，目前無大規模真空干燥的加工設備。我單位研發的真空板式干燥設備，其加熱方式采用直接接觸傳導式傳熱，在其干燥過程中將載熱介質通入固定的多層空心長條型的加熱板中，被干燥的濕物料在加熱板上直接與加熱板的金屬表面相接觸，并在機械刮板和耙葉的推動和攪拌作用下向前運動，在行進完層加熱板后，濕物料會自由的向下層加熱板上翻落，通過物料在加熱板上的移動和翻落，不斷改變物料的受熱面，加快了物料傳熱傳質的進程，同時在真空環境中，物料中的水分在較低的溫度下蒸發氣化，蒸發的水蒸氣被真空泵抽除并排入大氣，干燥好的物料從設備的底部排出，完成整個干燥過程。

　　由于真空板式干燥設備采用物料在加熱板移動的行進方式，而移動和翻動速度和物料在加熱板停留時間長短可任意調節，同時加熱板溫度也可以分段、分層控制和調節，克服了現在固定床傳導式干燥設備單位容積小，產量低的缺點，同時也克服了如真空帶式干燥機干燥強度低，干燥面積不能加大的缺點，具有干燥強度大，傳熱效率高，干燥速率大，產品能在設備中按預定速度前進，干燥后產品有較高品質，設備運行管理自動化等優點，可廣泛適用于大水分、大批量，能夠長時間進行接觸式加熱的塊狀和顆粒狀物料。