作者:赵广立 李晨 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/11/8 22:13:59
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马铃薯主食是怎样炼成的

轧制马铃薯面条

马铃薯面条、马铃薯馒头、马铃薯米粉、马铃薯面包、马铃薯锅贴、马铃薯油条……我国开展马铃薯主食化产品开发工作以来,如今已经有240多个马铃薯产品形成了马铃薯的主食、休闲食品、地方特色小吃等六大系列,种类不断丰富。而且马铃薯的添加比例也逐渐提高,有些优化配方已经使主食产品中马铃薯的占比达到了50%,为马铃薯主食消费提供了丰富的选择。

从菜盘里到饭碗里,马铃薯食品正被端上主食餐桌,这背后,马铃薯主食产品加工功不可没。10月26日,在中国农业科学院举办的农科讲坛上,农产品加工研究所(以下简称加工所)研究员张泓向听众分享了他们团队进行马铃薯主食产品开发的科研历程。

初试牛刀

2012年,年过半百的张泓从日本回到祖国,成为中国农科院加工所的一名研究员。张泓的回国,成为我国马铃薯主食产品加工业从无到有的一个重要注脚。

2013年,马铃薯主食化的概念还没有进入大众视野。张泓所带领的研究团队就已经接到任务:要高质量、加速度、无条件地承担国家马铃薯主食装备技术的研究。

那时,把小土豆做成符合中国人消费习惯的主食产品,还处处受制约:不仅缺乏中国蒸煮习惯的马铃薯主食样品,适合主食产品加工的马铃薯专业品种、符合中国马铃薯主食产品加工的技术和装备都要从头抓起。

接到任务后,张泓带领加工所中式食品加工与装备创新团队从量大面宽的面条着手。面条在中国有两千多年的历史,从来都是小麦粉加工而成。把马铃薯加进面条,还没有人尝试过。

不出意外,马铃薯全粉添加进面条后带来了黏性大、难以形成面带、拉伸力差等问题。研究团队想到通过添加植物蛋白的办法克服难题,并于2014年研制成功添加30%马铃薯的面条。

突破规模

接下来是中试。张泓把马铃薯面条的制作工艺带到面条生产厂家以后,发现厂家的设备和工艺无法满足要求,中试面带黏度很大,面带破损严重。经过一番尝试,出成率只有34%,中试宣告失败。

中试的失败让张泓团队开始琢磨和研究面团的流变特性。频率扫描实验显示,随着频率的增加,马铃薯的弹性模量和黏性模量也会增加,也就是说随着全粉添加得越多,面团的弹性越大——这给轧面造成了极大的困难。

为了解决轧面的问题,张泓等人找来了仿生擀面机。在擀面机的帮助下,实验团队建立了“一次熟化强力轧面、二次熟化成型”的马铃薯面条新工艺。新工艺上马,解决了中试流程中的面带破损问题,生产能力一下子达到一次200多吨。

中试成功。为了实现马铃薯面条的大规模连续化生产,张泓团队又在现有的挂面设备上大做文章。期间,他们先后琢磨出了“真空和面”“一次性熟化箱”,最终实现了第一条马铃薯面条大型生产线的投产,每天的生产能力可以达到30吨。

“在这条生产线里面我们设计的一台专业产品,叫‘全自动面带恒温恒湿装备’,这个设备具有每天30吨的生产能力,面条长度达20米,能形成九层面带旋转,高度几乎跟两层楼房一样。”张泓说。

为了打消面条生产厂家以及设备制造厂家对马铃薯面条大规模生产设备的疑虑,张泓和团队其他3位工作人员在工程调试过程中在工厂里没日没夜地蹲守了两周。最终实践证明,该团队设计的马铃薯面条生产设备科学合理,突破了马铃薯面条规模化加工成型难的问题,同时填补了我国挂面生产线的缺失以及自动控制恒温恒湿技术的空白。

降低成本

张泓早就注意到,原本主要用于加工薯条、薯片的马铃薯全粉,其加工成本很高,每吨大概在1万元左右,而且熟化程度高,黏性大并不适合中式加工。为此,他们开始了第二代产品的加工研究。

研究团队的目光转向了马铃薯生粉。在面粉中添加马铃薯生粉后,马铃薯面条的拉伸性有所降低,但差别不大;更令张泓团队欣喜的是,生粉的添加量可大大提高,最高可达55%,且黏性不大,适合大规模加工。

由此,研究团队顺利地完成了第二代马铃薯生粉面条的中试,在试验中他们采取了纵横交叠的复合压延技术,从而可使面条筋道滑爽。由于采用了马铃薯生粉加工,每吨成本从原来的1万元降低到7千元。

这个成本在张泓看来仍有降低的空间,这一次他们盯上了薯泥。薯泥的加工成本每吨只有2800元,是降低加工成本的理想之选。然而,马铃薯薯泥也存在着同样的问题:黏度大、成型难,还容易糊化。

为了让薯泥进入马铃薯面条的生产序列,张泓研究团队“脑洞大开”——“可不可以采取三层面带的延压方法,用单纯的小麦粉做成内外两层,把薯泥放在最中间?”

说干就干。张泓研究团队找来三层面带的复合压延机,将一层厚厚的马铃薯泥的面带置于两层小麦粉面带之间,经过复合压延以后,制成的面条非常滑爽,而且它的蒸煮强度也得到了大大提高。

更多马铃薯主食产品涌现

取得第二代、第三代马铃薯面条的成功,张泓带领的中式食品加工与装备创新研究团队仍不满足。注意到我国传统的用马铃薯淀粉挤压粉条的工艺,他们联想到:可不可以用同样的工艺来做低面筋或是无面筋的马铃薯面条呢?

用生产粉条的工艺生产面条,这让团队成员兴奋不已。随即,他们发明了连续化双螺杆的自熟挤压技术,通过挤压,原料会发生各种理化变化,淀粉可以变成纤维状的结构,也就可以形成各种形状的面条。实验室通过配方和工艺的优化,成功地实现了低面筋挤压面条的生产工艺。

张泓注意到,挤压技术的延伸可以大幅度地扩大马铃薯主食产品的品种,延伸的第一个产品就是适合南方人口味的马铃薯米粉。而改进挤压时机筒的温度、喂料转速等挤压条件,还可以生产各种不同感观的马铃薯米粉。此外,用挤压的方式还可以把马铃薯与大米、小麦杂粮、豆类挤压成各种各样的马铃薯主食产品。

张泓说:“只要是用大米、小麦粉、杂粮和豆类做的产品,我们都可以把它做成马铃薯产品,这样品种可以扩展到150种之多。”

利用类似的工艺,马铃薯还可以变身“大米”。张泓介绍说,借助挤压技术,可以把营养丰富的食品辅料与马铃薯结合,以形成“再造米”产品。而在挤压过程中,通过挤压方式和配方的调整,可以使马铃薯再造米产生更多的人体不能消化或延迟消化的膳食纤维,从而制成一些低GI值(升糖指数)的产品。

“与普通大米相比,马铃薯复配米的GI值可以低于55%,热量可以减少30%,最适合于糖尿病人和肥胖病人。”张泓说。

 
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