CN108936432A - 一种全薯渣粉食品及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供人类食用的全薯渣粉食品及其制作方法。本发明提供的制作可食用全薯渣粉的方法，包括如下步骤：将薯渣与水混合进行研磨破碎，喷雾干燥而得。本发明所得全薯渣粉不仅含有不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维，还含有薯渣中原有的淀粉、矿物质和维生素等营养成分，是一种可以直接供人类食用的食品。本发明工艺简单，生产过程可全程在容器、设备和管道形成的密闭系统中进行，便于实现自动化控制，可达到较高的卫生条件，终产品质量可控，品质显著优于其他先干燥再粉碎的加工方法，可直接用开水冲调后食用，也可以作为原料用来生产富含膳食纤维的主食或者中、西式糕点，拥有广阔的应用前景。

Description

一种全薯渣粉食品及其制作方法

技术领域

本发明属于食品领域，涉及一种供人类食用的全薯渣粉食品及其制作方法。

背景技术

在我国，富含淀粉的块根类或块茎类植物被统称为“薯类”。我国常见的薯类作物主要包括甘薯、马铃薯、木薯、芋头及山药等。这些农作物在植物学上的分类并不相同。其中，甘薯(学名：Ipomoea batatas[L.]Lam)为旋花科番薯属一年生草本植物，又名红薯、白薯、番薯、番茹、甘储、朱薯、金薯、红山药、玉枕薯、山芋、地瓜、山药、甜薯、红苕、阿鹅、萌番薯等，其块根是人类食用的主要部位。马铃薯(学名：Solanum tuberosum)，又称土豆、地蛋、洋芋、山药蛋等，为茄科茄属一年生草本植物，其块茎是人类食用的主要部位。木薯(学名：Manihot esculenta Crantz)为巴豆亚科木薯属直立灌木，高1.5-3米，其块根圆柱状，富含淀粉，是人类食用的主要部位。芋头(学名：Colocasia esculenta(L).Schott)又名芋、芋艿，属天南星科多年生草本植物，作一年生植物栽培，其块茎通常卵形，常生多数小球茎，均富含淀粉，是人类食用的主要部位。山药又名薯蓣(学名:Dioscorea opposita Thunb.)，为薯蓣科薯蓣属缠绕草质藤本，块茎长圆柱形，垂直生长，富含淀粉，可药食两用。从化学组成的角度来讲，这些薯类作物最主要的共同特点就是其产品器官(块根或块茎)中的淀粉含量高，鲜薯一般含淀粉8％～40％，是重要的粮食和蔬菜兼用作物。由于薯类食品中的淀粉含量可以达到甚至超过谷类食物的水平，因此常可以作为主食食用。除此之外，薯类食品普遍含有较丰富的膳食纤维，尤其是可溶性膳食纤维含量高，质地细腻，对胃肠刺激性小，是人类食物膳食纤维的良好来源，对现代人由于久坐不动及高油、高盐、高糖等饮食习惯导致的癌症、心脑血管疾病等各种生活习惯病(也称慢性非传染性疾病)的预防具有重要作用。

我国各种薯类作物的种植面积和年产量均比较大。根据联合国粮农组织(FAO)的统计数据，2016年我国的马铃薯产量为9907万吨，甘薯产量为7057万吨，木薯产量为478万吨，芋头产量为185万吨，分别占世界总产量的26％、67％、1.7％和18％左右。其中，我国甘薯和马铃薯的产量均居世界第一位，芋头产量居世界第二位，木薯产量居世界第15位。

在我国，甘薯、马铃薯和木薯等薯类作物除了鲜食以外，均有一个重要的工业用途，就是以它们为原料提取淀粉。但是，目前薯类淀粉加工业普遍面临一个巨大难题，就是其加工副产品(包括薯渣和加工废水)难以处理。在提取薯类淀粉过程中要先加入大量的水分，将薯类块根或者块茎细胞破碎，释放出其中所含的淀粉，然后将淀粉收集起来。在这个过程中，会产生大量工艺废水和废渣。这些副产物中仍然含有大量的淀粉、蛋白、膳食纤维、维生素等有机物质，水分含量又高，因此非常容易孳生微生物，发生腐败变质。同时，由于水分含量高，这些副产物的体积和质量也非常大，往往是原料薯的几倍甚至十几倍。这些副产物如果不处理直接排放的话会造成严重的环境污染，如果处理的话又会增加企业的经济负担和生产成本，已严重阻碍了薯类淀粉行业的发展，因此，必须开发出创新性的加工利用方法才能解决这些问题。

目前，国内外很多机构和研究者都在研究这些副产物的综合利用方法。如从薯类淀粉加工废水中提取蛋白质，然后将剩余的水用作清洗用水或者稀释后用作灌溉用水；从淀粉加工废渣中提取其中的膳食纤维、果胶等有用物质。但是，这些方法均存在工艺复杂、设备投入高、能耗高、终产品成本高且无销售前景等问题，大部分只能停留在示范、展示的阶段，很难实现大规模工业化应用。因此，急需一种工艺简单、生产成本低，而终产品附加值高的薯类淀粉加工副产物(废水和废渣)利用方法。本发明就是针对薯类淀粉加工副产物之一的薯渣的利用提出了一种工艺简单、生产成本低，而终产品附加值高的利用方法。

湿薯渣的主要成分是水分和膳食纤维，根据提取淀粉过程中所加入的水分的不同，湿薯渣中的水分含量一般至少在70％以上，大部分超过90％以上，由于薯渣中膳食纤维的吸水和持水能力很强，因此其体积和质量都非常庞大，且很难除去其中的水分。目前，有许多研究者提出了各种各样的湿薯渣脱水方法，包括带式压滤法、挤压脱水法、气流烘干法等，但均存在能耗高、脱水效率低、费人工、处理时间长、在开放环境下加工不易保持卫生、易污染杂物和微生物等问题，经过处理过后的薯渣不适宜人类食用，只能用作牲畜的饲料，阻碍了脱水后的薯渣作为人类食品原料的应用。其中，带式压滤和挤压脱水法等非加热方法都是利用物理挤压的方法把水挤出来，但由于薯渣膳食纤维的吸水、持水能力太强，挤压后的“干渣”的含水量一般仍然在50％甚至70％以上，仍然面临着体积(质量)大、易腐败变质等问题。经物理挤压脱水以后的薯渣如果继续采用气流烘干等加热干燥方法，则因为薯渣团块难分散，热交换效率低，导致干燥过程消耗的能量高、处理时间长等问题。且最后得到的干渣坚硬、呈团块状，因受热不均匀，团块外部可能已经焦糊但内部可能还不够干燥。必须对干渣团块进行粉碎后才能成为流动性好的粉末状。此外，用目前所提出的各种方法得到的薯渣粉没有明确的合适的用途，很难推广应用。有研究者提出对这些干渣进行进一步的加工以提取其中的可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。采用的方法包括物理粉碎、筛分，或者酶解、酸水解等方法。但这些工艺往往成本过高，膳食纤维得率低，且终产品的产量和品质均比较低，没有市场前景，没有企业愿意将这些工艺应用到实际生产中，导致目前国内薯类淀粉加工厂湿薯渣副产物的再利用普遍陷入僵局，目前最普遍的做法仍然是略经脱水后直接提供给农户作饲料用，或者直接丢弃。

发明内容

本发明的目的是提供一种供人类食用的全薯渣粉食品及其制作方法。

本发明提供的制作可食用全薯渣粉食品的方法，包括如下步骤：

将薯渣与水混合进行研磨破碎，喷雾干燥而得。

上述方法中，作为原料的薯渣为新鲜薯类块根(或块茎)分离掉其中大部分淀粉后得到湿薯渣，具体可为薯类淀粉厂在提取淀粉过程中产生的副产品或可从薯类淀粉加工厂购买得到；也可可按照如下方法制得：将购买的新鲜薯类块根或者块茎切块后，与水按照料水比1：1或者1：n(其中n为1的正整数倍)的比例混合，用锉磨机、食品破碎机等机械粉碎，然后经普通纱布或者60目～100目筛(离心)过滤去掉水份后即得。

所述薯渣与水的用量比为1g：1-5mL。所用水具体可为经过净化处理的饮用水，符合饮用水的相关标准要求。

所述研磨破碎步骤的目的是使薯渣颗粒的粒径减小到适于用喷雾干燥剂干燥，可看做是为喷雾干燥步骤服务的薯渣预处理步骤。

所述研磨破碎步骤中，可使用的研磨破碎设备包括胶体磨、高速剪切破碎机等可以降低湿薯渣颗粒粒径大小的设备。

所述研磨破碎步骤中，本发明推荐优先使用的研磨方法为胶体磨；

所述胶体磨的具体条件如下：胶体磨间隙为100μm；转速2000～6000r/min；具体为3600r/min；研磨次数为1-3次。

为减少设备投入，可不对薯渣在研磨后使用高压均质机均质，仅使用胶体磨研磨湿薯渣，可以使用一台胶体磨反复循环研磨，也可以将多台胶体磨串联起来对湿薯渣进行多级研磨，以达到降低薯渣颗粒大小的目的。经反复研磨后的薯渣在水中可以均匀分散，并顺利通过喷雾干燥机的喷嘴，不会造成喷嘴的堵塞。

而在研磨后使用高压均质机均质，所得薯渣颗粒大小小于胶体磨循环研磨法，得到的产品质地和口感更细腻。

具体的，所述方法还包括如下步骤：

在所述研磨破碎步骤之后，喷雾干燥步骤之前，对研磨所得体系进行均质。

所述均质步骤中，均质压强不小于50MPa，具体为50-120MPa；更具体为110MPa；均质温度为室温；次数为1-3次。

经过研磨和均质，可使薯渣颗粒粒径显著缩小，分散性进一步提高，成为质地均匀的类似于乳状液的液体。

所述喷雾干燥步骤中，进口温度为170-190℃；具体为185℃；出口温度为70-80℃；进样量为10～40ml/min。采用喷雾干燥法对薯渣颗粒均质(乳)液进行干燥，得到颗粒大小均匀的粉末，可直接进行包装，不需要对干渣再进行粉碎。

按照上述方法制作得到的可食用全薯渣粉包含薯渣中的淀粉、膳食纤维、可溶性糖、矿物质和维生素等所有成分，不是纯膳食纤维粉。

按照上述方法制作得到的可食用全薯渣粉主要营养成分是碳水化合物，可以在人体内转化为能量，可作为一种主食(或主食食品原料)食用。

按照上述方法制作得到的可食用全薯渣粉及含有该可食用全薯渣粉的产品，也属于本发明的保护范围。其中，所述可食用全薯渣粉的体积平均直径为20-150μm；具体为60μm。所述产品具体可为食品；所述产品更具体为糊、饼干、糕点、馒头或窝头。

本发明提供的可食用全薯渣粉，颗粒细小，质地细腻、均匀，感官性状良好，易被人体消化吸收。其主要成分是淀粉和膳食纤维，可以直接加开水冲调以后当做代餐粉食用，也可以作为高膳食纤维食品的加工原料，直接与鸡蛋清、果脯、坚果等配料混合后制作无谷朊蛋白饼干、糕点等；生产过程中薯渣一直在设备容器或管道中流动，不与外界空气和人直接接触，容易保证其卫生状态。加工过程中所用的水为经过净化处理的饮用水，符合饮用水的相关标准要求。所得终产品可达到国家食品安全和质量方面的标准要求，可作为人类食品或食品原料。

总之，本发明所得全薯渣粉不仅含有不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维，还含有薯渣中原有的淀粉、矿物质和维生素等营养成分，是一种可以直接供人类食用的食品。本发明工艺简单，生产过程可全程在容器、设备和管道形成的密闭系统中进行，便于实现自动化控制，可达到较高的卫生条件，终产品质量可控，品质显著优于其他先干燥再粉碎的加工方法，可直接用开水冲调后食用，也可以作为原料用来生产富含膳食纤维的主食或者西式糕点中，拥有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。

实施例1、

该实施例所用作为原料的薯渣来源于甘薯淀粉加工厂提取淀粉过程中产生的湿薯渣。

利用该薯渣制作可食用全薯渣粉的工艺包括如下步骤：

鲜(湿)薯渣+水→胶体磨→高压均质机→喷雾干燥机干燥→全薯渣粉→包装

按上述流程，首先将含水量约90％新鲜的湿薯渣按1g：3mL加水调成可流动的溶液状(悬浊液)，用胶体磨反复研磨3遍，成为质地均匀、手感细腻的悬浊液状。胶体磨的具体条件如下：胶体磨间隙为100μm，转速为3600r/min；

经胶体磨处理后的薯渣悬浊液经管道输送到高压均质机中进行挤压处理，使其成为颗粒更细腻、分散均匀的乳状液，高压均质机的具体条件如下：均质压力为110MPa，室温下循环均质2遍；

然后，将高压均质后的细薯渣乳状液用螺杆泵输送到离心喷雾干燥机中进行喷雾干燥，喷雾干燥的具体条件如下：进口温度为:185℃，出口温度为:80℃，进样量为40ml/min。

收集干燥粉末，包装，即得全薯渣粉产品，其体积平均直径为60μm。

经测定，喷雾干燥后所得的甘薯全薯渣粉中的主要成分为淀粉，占54.78％，其次为膳食纤维，占24.21％，水分为12％，蛋白为2.39％，灰分为1.73，其他4.89％。食用该产品可为人体提供充足的碳水化合物和能量，同时，因为该产品中膳食纤维含量高，是补充膳食纤维的良好食物。该产品可以直接用开水冲调成糊状食用，也可以作为原料用来生产加工饼干、糕点、馒头、窝头等食品。与未经胶体磨和高压均质机预处理的薯渣相比，添加到食品中不会造成食物的口感下降，不产生异物感，具有口感细腻、营养成分易吸收等优点。与其他加热干燥方法相比，产品受热均匀，水份含量低，不需要再次粉碎，可以立即包装，更利于保证品质。

Claims (10)

1.一种制作可食用全薯渣粉的方法，包括如下步骤：

将薯渣与水混合进行研磨破碎，喷雾干燥而得。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述薯渣与水的用量比为1g：1-5mL。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述研磨破碎步骤中，研磨方法为胶体磨；

所述胶体磨的具体条件如下：胶体磨间隙为100μm；转速2000～6000r/min；具体为3600r/min；研磨次数为1-3次。

4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述方法还包括如下步骤：

在所述研磨破碎步骤之后，喷雾干燥步骤之前，对研磨所得体系进行均质。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述均质步骤中，均质压强不小于50MPa，具体为50-120MPa；更具体为110MPa；均质温度为室温；次数为1-3次。

6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：所述喷雾干燥步骤中，进口温度为170-190℃；具体为185℃；出口温度为70-80℃；进样量为10～40ml/min。

7.权利要求1-6中任一所述方法制作得到的可食用全薯渣粉。

8.根据权利要求7所述的可食用全薯渣粉，其特征在于：所述可食用全薯渣粉的体积平均直径为20-150μm；具体为60μm。

9.含有权利要求7或8所述可食用全薯渣粉的产品。

10.根据权利要求9所述的产品，其特征在于：所述产品为食品；所述产品具体为糊、饼干、糕点、馒头或窝头。