现代化马铃薯淀粉a nT 新技术王彦波( 河南工业大学粮油食品学院，河南郑州4 5 0 0 5 2 )我国非常重视马铃薯的研究和产业发展，把发展马铃薯产业作为农业结构调整，增加农民收入的重要措施；制定了一系列扶持政策，加大科技投入力度，把开发优质专用马铃薯、抗病育种技术和新品种选育列入国家新技术发展“十五”计划；积极发展加工，大力扶持龙头企业，不断推进马铃薯产业化经营进程。最近C I P ( 国际马铃薯中 心) 和I F P R I 的合作研究表明。在世界范围内对马铃薯的需求到2 0 2 0 年将有望增长 4 0 。马铃薯加工增值潜力很大，以1k g 马铃薯为例，变成洋快餐店的薯条增值1 5 倍，变成环糊精则增值1 9 7 倍。国外7 0 一8 0 的马铃薯都是加工增值的。马铃薯高产国家将总产量的4 “ 0 镊O 用于淀粉加工，美国将5 0 以上的马铃薯用于加工淀粉，英国和荷兰的加工量达4 0 以上，德国为2 5 。美国休闲食品市场上马铃薯片的销售额为5 7 2 亿美元，年人均消费马铃薯片达到9k g 。而我国用于食品加工的马铃薯不到5 。目前我国人均消费马铃薯1 4k g ，远低于世界年均水平2 8k g ，更低于阿根廷5 2k g ，美国6 l k ，俄罗斯1 2 1k g ，波兰1 3 6k g 。本文论述了我国马铃薯淀粉的特性与利用现状，分析了我国马铃薯淀粉生产的技术现状及存在的问题，同时对我国现代化薯类淀粉加工工艺做了介绍，供马铃薯界同行参考。1 马铃薯淀粉的特性与利用1 1 马铃薯等薯类淀粉的特性( 1 ) 薯类淀耪具有高粘性，它比一般谷物类淀粉粘性高得多，这是由于薯类淀粉颗粒比其它的淀粉颗粒要大。( 2 ) 薯类淀粉高聚合度，其直链淀粉的分子量要比其它淀粉高得多。( 3 ) 马铃薯等薯类淀粉含有天然磷酸基团。( 4 ) 马铃薯等薯类淀粉口昧特g q 温和，基本无刺激，它不象玉米淀粉、小麦淀粉那样，具有典型的谷物V I 味。这主要原因是其蛋白残留量低，通常低于0 0 5 0 1 5 。因此对于口味极温和的水果罐头、膨化食品、风味食品、休闲食品、方便食品、香草布丁之类的食物也毫无掩饰作用。2 2 马铃薯淀粉深加工产品的应用( 1 ) 淀粉及变性淀粉：广泛用于纺织、造纸、医药、食品、建材、铸造、轻工、石油、能源、饲料、农业、环保、生物工程等行业。变性淀粉主要产品有氧化淀粉、酸变性淀粉、淀粉酯、淀粉醚、交联淀粉、接枝淀粉、环糊精、白糊精等数百种产品，3 5 6 ( 2 ) 化工产品：用薯类淀粉生产的有机化工产品主要有酒精、聚乙烯、醋酸、环氧乙烷、山梨醇、乙醇胺、柠檬酸等，是生产橡胶、农药、油脂、包装品、化妆品、军用品的重要原料。特别是酒精已成为汽油中的添加燃料。市场潜力相当可观。( 3 ) 淀粉糖：薯类淀粉可生产葡萄糖、果糖、麦芽糖、低聚糖、海藻糖等数十种不同甜度的糖，作为新兴的保健食品，已成为国际糖果市场上的新宠。( 4 ) 在食品加工中的应用：a 面制品：方便面、挂面、保鲜湿面、保鲜米粉等。提高复水性、口感爽滑劲道、降低吸油率、延长货架期。b 速冻食品：速冻水饺、速冻汤圆等。外表光洁、冻融稳定性优良、抑制开裂、 不混汤、口感爽滑劲道、熟品晶莹剔透。 e 调味品：蚝油、调味酱、调味沙司、番茄沙司、酱油、色拉酱、去巧克力攀司等。增稠、耐机械加工、稳定性好、赋予产品良好体态。d 果酱：烘焙果酱、水晶果酱、涂抹果酱、酸奶果酱、月饼馅料等。提供光滑、短丝结构。提高耐烘焙稳定性、弥补天然胶类缺陷。e 乳制品：酸奶、乳饮料、布丁等。增稠稳定、耐酸、耐剪切、体态细腻、良好的冻融稳定性、延长货架期。肉制品：火腿肠、灌肠；鱼丸、贡丸等。良好保水保油性、提高产品得率、改善切片性；弹性好、口感爽脆、冻融稳定性好。g 煎炸粉：裹浆裹粉、炸鸡粉等。提高粘着性、保水性好、口感酥脆、抗吸潮、低吸油率。h 糖果：胶质软糖、淀粉软糖、奶糖、口香糖等。低粘、透明度高、凝胶性强、成模性好。i 膨化制品：膨化豆、薯片、粟米脆、通心脆、米饼等。提高膨化度，改善组织结构，增强酥脆性和加工性，降低破碎率，抗吸潮，降低吸油率。j 冰品：冰淇淋、雪糕、冰棍。提高膨化度、增强抗融性，增加咬劲和拉丝性，改善细腻口感，提高保型性。k 其他：水晶饺、水晶饼、冰皮月饼粉、吉士粉、涂膜剂等。提高冻融稳定性、透明度高、保型性好。2 我国马铃薯淀粉加工现状目前我国人均年消耗淀粉不足5 6k g ，丽日本、欧洲为3 6k 磬，美国为4 5 妇以上；我国人均年消耗马铃薯淀粉为0 2 1k g ，而日本为4 2k g ，美国为6 7k 以上。据专家分析预测，在今后几年内我国马镥薯淀粉需求量将以每年平均1 6 的速度递增。去年，国内马铃薯淀粉的年需求量约3 0 万t ，变性淀粉的年需求量约2 5 万t ，国内现有总产量为1 8 万t ，远远不能满足市场需求。国内需求的优质马铃薯淀粉、变性淀粉的4 0 是靠从国外进口。由此可见，在我国开发马铃薯深加工产业前景非常广阔。2 1 小规模薯类淀粉加工年粗淀粉加工能力不足3 0t ，原料不超过2 0 0t 。加工所用设备相当简单，主要是3 5 7 一台处理鳞薯5 0 0k 摔啊的破碎机及自制的淀粉沉淀池、淀粉沉淀桶、过滤用的纱布，干燥靠日晒。由于落后的加工工艺和设备，致使马铃薯利用不能规模化、产量小、对原料的成品提取率低，产品质量差，资源浪费十分严重，不能适应市场发展的需要。2 2 引进的薯类淀粉生产线1 9 9 6 年以来我国从荷兰、瑞典、芬兰等国引进共11 条薯类淀粉加工生产线及设备，年产量基本都在50 0 0 t 以上，每年处理鲜薯少在2 万t ，多的可达1 0 万多t 。加工所用的关键设备或全部设备均从国外进口，机器设备很昂贵，工艺流程较复杂，没有一 定的专业知识和专门培训的人员无法进行生产和经营。设备投资大，一套设备至少20 0 0 - 40 0 0 万元。优点：生产规模大经济效益和社会效益显著。一个年产万吨的精淀粉加工厂，年 产值在40 0 0 万元左右，可吸收较多的农村剩余劳动力。由于采用了现代化的工艺，淀粉提取率较高，淀粉的质量好，产品市场价格远高于小型加工厂所加工的淀粉。1 个万 吨精淀粉加工厂，每年处理鲜薯7 万t 左右，可极大地减轻农民销售鲜薯的压力。缺点：投资大，每年需要支付上百万的利息，投资回收期较长，有一定的投资风 险。由于机器设备和加工工艺复杂，对操作工人和生产管理者有较高的要求。3 马铃薯淀粉加工新技术新趋势河南工业大学、郑州精华淀粉工程公司等国内一批科研院所、设备生产公司，根据马铃薯淀粉加工行业的市场需求，经过大量的市场调查，在充分消化、吸收西欧、北欧诸多国际一流的淀粉加工工艺及设备的基础上，结合我们多年来在淀粉加工技术领域的经验，开发、研制出了一套适合我国国情和特点的，具有现代化先进水平的马铃薯淀粉生产技术。3 1 现代化的自动控制系统淀粉生产是一个封闭动态的过程，各环节的压力、流量、浓度、温度、密度、酸度、水分等指标靠人工调节，显然不能满足工艺要求。所以采用工艺操作的自动控制、自动调节就显得格外重要。郑州精华淀粉公司在近几年的一些淀粉工程中，成功 的采用了模拟显示控制技术以及T 业控制计算机和P L C 可编程控制器的控制系统，先进的控制技术对稳定、可靠、自动的连续生产起到了有力的保证。该技术可自动控制淀粉乳的底流密度、自动控制洗水量；自动控制细胞液的排放量及排放质量；自动控制离心筛洗水压力的高低、洗水量的大小，控制洗涤效果的好坏；自动控制整个管网 系统的物料平衡；自动控制淀粉成品水分的高低。实现了物料密度、流量、管网压力、脉冲清洗、淀粉水分及工艺平衡的自动控制。保证了生产的稳定、高效运行和产品的质量。3 2 快捷式连续化生产整个生产线采用连续化快捷式生产方式，原料经清洗、破碎之后便进入了一个闭环系统之中，直至生产出最终产品。由于整个生产线采用的是具有自动控制性能的高科 技、现代化、连续的生产加工方式，因而产品生产周期大大缩短，原料从破碎、加工到出产品只需短短的7m i n 左右，这在其他的生产工艺中是难以实现的。3 3 全封闭管道式工艺 物料破碎后即进入了全封闭的加工系统，没有一个中间暂储罐，生产环境清洁、合理、节水，每加工1 吨马铃薯耗软水不超过1 吨，同时避免了物料因与空气中的氧气长时间的接触而产生的褐变，避免了环境粉尘及细菌的污染，保证了产品的质量。 3 , 4 自动清洗系统 设备配备有被冲自动清洗系统，工艺配备有逆流自动洗涤系统，全部系统配备有C I P 在线自动清洗系统，能够定期的对系统设备和管道进行全面的清洗，使细菌难以滋生，从而可使产品质量达到国标优级水平。 3 5 集成式安装和便捷的维修由于主要加工设备采用了集成组合式结构，因而设备的安装费用和安装时间大大降低和缩短。同时设备的许多零部件采用标准件，因而与其它设备相比，维修费用大大降低。4 现代化薯类淀粉加工工艺4 1 清洗工艺及设备马铃薯从土豆仓输送到车间后，要进行除草、去石、去磁性杂质等工作，以避免影响加工工段设备的正常运转，影响产品质量和安全生产。在清洗过程中，要减少马铃薯的破损，避免淀粉的无谓流失。清洗方式一般采用逆流洗涤方式以获取节省用水和较好的清洗效果。清洗车间主要设备有除草机、去石机、清洗机、去磁器等。 4 2 锉磨加工锉磨机是马铃薯等薯类淀粉加工设备中的一种关键设备，主要用于对薯类进行锉磨粉碎。在吸收国外先进技术的基础上，结合中国国情，独立开发出8 4 0 型系列锉磨机。 它的转子直径为8 4 0m m ，转速为2 1 0 0r r a i n ，处理量有1 5 汕，2 0 曲3 0t ， l 三种。该设备具有功率大，转速高，锯条更换快，物料锉磨均匀精细，淀粉游离率高，锉磨系数可达到9 5 以上；同时它具有两个刀座，可实现双向旋转，外形新颖、结构紧凑。经过长期的运行证明，各项工作性能和工艺指标稳定，完全可以取代进口锉磨机，而价格 远远低于国外同类产品。4 ，3 筛分工艺及设备马铃薯淀粉加工过程中薯渣的洗涤、分离和脱水一般采用多级逆流离心筛。该设备可以多台并用，具有处理量大、动力小、设备运行稳定，薯渣洗涤率高，易于安装的优点。以前大型的淀粉厂一般采用国外设备，但进口价格昂贵我国一般的淀粉厂难以接 受。8 5 0 型离心筛具备有很高的性价比。该设备的马铃薯处理量可达到3 0t ， l ，能够充分将淀粉从薯渣中分离出来。可实现洗水压力、冲洗时问、洗水量的自动控制，并配备有C 1 P 在线自动清洗系统，在实际应用中，取得了很好的分离洗涤效果。 4 4 洗涤工艺及设备淀粉的洗涤与浓缩是依靠淀粉旋流器来完成的，旋流器分为浓缩旋流器、回收旋流器和洗涤旋流器三种。通过筛分以后的淀粉浆先经过浓缩旋流器，浓缩以后的轻液进入回收旋流器，底流进入洗涤旋流器进行洗涤，最后达到产品质量要求。该套旋流器配有一3 5 9全套的自控系统，采用先进的缸体快开式结构和优质的旋流管以及晟优化的排管方案，可以使最后一级旋流器排出的淀粉浓度达到2 3 B e 。蛋白质含量在0 1 以下细胞液中淀粉含量在O 2 以下。是替代老一代淀粉分离洗涤设备的理想选择。 4 5 淀粉脱水X D L 真空脱水吸滤机是在吸收消化国外同类型设备的基础上，设计开发的专门用于薯类淀粉和变性淀粉的脱水设备。该设备在对淀粉脱水的同时还具有对淀粉再洗涤作用。并具有结构先进、能耗低、脱水效果好、安装操作方便、运转平稳、机械事故少等优点。可完全实现生产的自动进料、自动脱水、自动清洗。是目前最理想、最先进的薯类淀粉脱水设备。4 6 淀粉干燥负压脉冲气流干燥机是利用高速流动的热气流使湿淀粉悬浮在其中，在气流流动过程中进行干燥。具有传热系数高。传热表面积大，干燥时问短，热敏性物料变性小等特点。采用p c 控制技术，可以实现干燥淀粉水分的自动控制。淀粉水分偏差小于1