书城农林农产品加工贮藏技术
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第13章 农产品加工(1)

§§§第一章粮油加工

§§§第一节淀粉的制取

一、淀粉生产的原料

用来制作淀粉的原料首先要具备淀粉含量高的特征,然后是要具有易于提取、加工成本低、易贮藏以及可产生副产品等特点。因此,符合要求的原料主要是禾谷类、薯类和豆类。

(一)禾谷类

玉米、小麦、水稻都属于禾谷类作物,而加工成淀粉的原料主要有小麦和玉米。特别是玉米,其淀粉含量高、质量好、成本低、副产品利用价值高,因此是工业化生产淀粉的主要原料。目前,因为玉米品种的不同,其淀粉产量和质量也有很大的差异。一般黄玉米较白玉米的淀粉含量高,粉质玉米较角质玉米的淀粉含量高。

(二)薯类

薯类作物中用来加工成淀粉的主要原料有甘薯、木薯和马铃薯等。小型淀粉厂多用薯类作为原料。

(三)豆类

豆类含淀粉约占总体重的35%,且直链淀粉的含量较多,因此,豆类制品有很好的弹性和韧性。除此之外,还含有较多的油脂和蛋白质,使淀粉原浆中蛋白质的含量多,影响淀粉的分离和沉降,在加工时,常用特殊的酸浆沉淀法制取豆类淀粉。豆类中用来加工淀粉在护腰原料有绿豆、豌豆和蚕豆。

(四)其他类淀粉

其他可以用来加工成淀粉的原料有菱、莲藕、荸荠、橡子、百合、西米等,多用于食品工业;橡子淀粉主要在纺织业中作浆料使用。

二、淀粉的制取技术

(一)淀粉制造一般工艺过程

淀粉原料中还有多种成分,主要有蛋白质、纤维素、油脂、无机盐。制造淀粉就是将杂质通过工艺技术手段将其去除,进而取得较为纯净的淀粉制品。因此淀粉的制取实质上是依据其不溶解于冷水和比重大于水的两个基本特性进行一种物理的分离过程。

淀粉制造的一般工艺过程包括原料处理、原料浸泡、破碎、分离胚芽、纤维和蛋白质、淀粉的清理、干燥和成品的整理。其中,淀粉制取与加工的最重要的组成部分是淀粉成品白度的提高。

1.原料处理

原料处理常用的方法有清洗和清理两种,就是将淀粉原料中的泥沙、石块和杂草清除干净。

2.原料浸泡

浸泡的目的除软化颗粒、降低组织结构强度外,还有破坏蛋白质网络结构、洗涤和除去部分水溶性物质的作用。

根据生产厂的规模不同,所采用的浸泡方法不同。较大规模的工厂一般采用逆流式浸泡,即用几十只或十几只浸泡桶串联使用,在第一只桶内加入原料,而最后一只桶内放出浸泡完成的原料。浸泡水循环浸泡,重复使用。而小规模生产厂一般采用单桶浸泡法,即将原料倒入浸泡桶中,加入浸泡水和浸泡剂,经过一定时间后放水排料。

3.破碎

破碎的目的是破坏淀粉原料的细胞组织,使淀粉颗粒从细胞中游离出来,以利提取。破碎设备种类很多,常用的有爪式粉碎机、锤片式粉碎机、刨丝机、沙盘粉碎机等。

4.分离胚芽、纤维和蛋白质

玉米含有胚芽,而胚芽中淀粉含量较少,蛋白质和脂肪含量较大,所以在加工玉米淀粉时首先要去除玉米种的胚芽,然后再经磨碎分离纤维和蛋白质等。在进行分离时可依据胚芽和胚体不同的吸水性和比重。如玉米胚芽比重约为1.03,而胚体比重为1.6。常用的分离胚芽的设备有胚芽分离槽和旋液分离器。

而进行纤维素分离时大多是采用过筛的方法,又称为筛分工序。

筛分工序包括分离胚芽、粗纤维和细纤维、回收淀粉等环节。常用的筛分设备有平筛和六角筛等。

分离蛋白质的方法主要有静止沉淀法、流动沉淀法和离心分离法等。

5.淀粉的清理、干燥和成品整理

淀粉的清理方法中最简单的便是将淀粉乳放入沉淀桶或池中,加清水搅拌后,静置沉淀。大型淀粉厂多用真空吸滤机清洗淀粉。

进行淀粉干燥的方法是使用烘干机连续吹风干燥。现代淀粉厂常用的干燥机有转筒式干燥机、气流式干燥机等,但多以气流式干燥机为主。

淀粉成品整理的方法与干燥方法有关,通常采用筛分和粉碎等工序。

6.淀粉白度的提高

(1)漂白粉漂白法。漂白粉一般有效氯含量为28%,用量为1%~10%,可将淀粉预先用酸调节至pH=4,然后再进行漂白。

(2)高锰酸钾法。高锰酸钾配成5%的溶液,按淀粉乳容积(30毅Bx左右浓度)添加,一般0.1%~1%,反应温度40~45摄氏度,时间10~30分钟。

(3)次氯酸钠法。先将淀粉乳调节至pH值为4~7,温度28~52摄氏度,加人次氯酸钠漂白,最后调节pH=7,一般次氯酸钠加量为0.5%~2.0%。

(4)亚硫酸漂白法。用量为0.3%~1.0%,值得注意的是最终成品SO2含量不能超标。

(二)玉米淀粉生产实例

玉米粒是制造玉米淀粉的唯一原料。通过亚硫酸浸泡、破碎筛分、分离洗涤、脱水烘干最终制出成品。玉米淀粉主要用于食品、化工、医药、纺织等行业,可用作酶制剂味精、生产的原料;也可生产饴糖、高麦芽糖浆、葡萄糖、变性淀粉等。玉米作为淀粉加工原料,有其独特的优点:玉米籽粒中淀粉含量达64%~78%,出粉率高;玉米淀粉的质量较好;加工不受季节限制;玉米制淀粉过程中产生的浆液比薯类少,易于回收。

1.玉米淀粉加工工艺过程

以玉米为原料制造淀粉的方法很多,但基本生产过程为:

玉米、清理、浸泡、粗碎、胚芽分离、磨碎、分离纤维、分离蛋白质、清洗、离心分离、干燥、玉米淀粉。

2.操作要点

(1)原料选择。在选择原料时主要看颗粒是否饱满、有无虫蛀、有无霉变、有无杂质,最好选用干净、无杂质、颗粒饱满、无虫蛀、无霉变的玉米粒。

(2)玉米的浸泡和破碎。玉米的浸泡多采用逆流法或扩散法浸泡,在装有玉米的罐中加入新配制的H2SO3溶液,按逆流倒罐方式进行浸泡,浸泡时间最长的依次向浸泡时间较短的移动、倒罐。然后将浸泡好的玉米进行二次破碎工艺,分离出胚芽和胚乳。经浸泡后,玉米胚乳中蛋白质与淀粉之间的连接变弱,破碎时较容易从玉米粒中分离出来。同时,破碎时胚乳淀粉质部分被磨成碎粒,可从中释放约25%的淀粉。

(3)胚芽的分离与洗涤。经过一次破碎后,大部分的胚芽和胚乳已经分离,再通过漂浮罐捞出胚芽,进入二次破碎,这样,胚芽就能够完全被分离出来。分离出来的胚芽,在振动筛上通过连续水喷淋,洗去胚芽表面粘附的淀粉乳、麸质等,经过离心机初步脱水至胚芽中含水量小于36%。

(4)浆料的研磨。经破碎和分离胚芽后,玉米粒就变成了淀粉颗粒和麸质及各种含有大量淀粉的胚乳碎粒等形成的破碎浆料,这个时候就需要经过一次精细磨碎。进行一级和二级研磨能够最大程度地释放蛋白质和纤维素相结合的淀粉,为分离创造条件。

(5)渣滓的筛分和洗涤。经过浆料的研磨便形成了悬浮液,其中含有游离淀粉、麸质的细小颗粒和纤维素。用七级压力筛分离粗细残渣与淀粉悬浮液,然后渣滓经过六级逆流洗涤,洗净附着的淀粉。

(6)淀粉与麸质的分离。由于淀粉粒的粒径和比重均比蛋白质粒大,它在悬浮液中的沉降速度比蛋白质粒快,所以蛋白质和淀粉的分离是在碟式离心机内进行的。

(7)淀粉的洗涤和机械脱水。采用十级旋流器逆流洗涤可除去可溶性及不溶性蛋白质,降低淀粉酸度,提高悬浮液浓度。经过洗涤后的淀粉用卧式刮刀离心机进行机械脱水,使其水分含量达到38%~40%。

(8)淀粉的干燥。脱水后的淀粉要通过工艺进行干燥,一般是采用气流式干燥,由螺旋输送器按所需数量(取决于成品淀粉的含水量)送入疏松器。在疏松器内,湿淀粉经机械脱水,再被送入预先净化并加热至140摄氏度的热空气进行干燥。得到的产品再经过进一步的筛分、分装等工序便得到玉米淀粉成品。

§§§第二节淀粉糖制作的工艺流程

一、饴糖的制作工艺

1.基本原理

淀粉酶能将淀粉水解成糊精、麦芽糖。其中琢-淀粉酶在淀粉链内部水解琢-D-1,4葡萄糖苷键,切去直链淀粉分支以外的任何部分,生成小分子糊精及少量琢-型葡萄糖和琢-型麦芽糖。一般链越长水解速度越快。茁-淀粉酶水解淀粉的琢-D-1,4葡萄糖苷键,将直链淀粉100%地水解为麦芽糖。但作用于支链淀粉时,产物为茁-麦芽糖和分支糊精。两种酶的联合作用,可加速淀粉的糖化速度,并使淀粉的85%~95%水解为麦芽糖。

此外,糖化剂还含有脱支酶和茁-淀粉酶。脱支酶能水解支链淀粉中的琢-D-1,6葡萄糖苷键,使支链淀粉变为直链状糊精;茁-淀粉酶可使上述两种淀粉酶作用于支链淀粉,剩下的分支点水解为葡萄糖。

2.生产工艺

(1)麦芽法的固体生产流程。原料处理、糖化、浸出、蒸发浓缩、成品处理。

①原料处理:首先淘洗干净要用来破碎的大米,然后加水浸泡3~12小时,沥干蒸熟。

于糖化:蒸好的米饭放入拌料器中翻散、冷却至75摄氏度后摊平,再均匀地拌入6%~9%磨细的麦芽浆作为糖化剂。当温度降至55~60摄氏度时,再将其移入热糖化缸,面层再加少许麦芽浆及热水,封盖。糖化温度前期为60摄氏度,后期可提高到65~70摄氏度。

③浸出:糖化完毕,先放出底部糖汁,然后取2~2.5倍的上批二次汁,加热至70摄氏度,加入缸内浸泡养浆2小时,然后滤出得一次汁,再用2~2.5倍的一次汁加热至85摄氏度浸泡头渣1小时,过滤得二次汁。最后加入足量的沸水,洗净糖分及糊精。

④蒸发浓缩:过滤后得到的原汁与一次汁混合之后蒸发浓缩,当浓度达38摄氏度时,停止蒸发。

虞成品处理:经过蒸发浓缩后的饴糖在出锅前还要进行一次过滤,此次采用的方法是细布过滤,主要目的是进一步去除杂质,过滤后冷却至42摄氏度即得到成品。

(2)麦芽法的液体工艺流程。氯化钙淀粉酶麦芽或麸皮糖渣:

大米、粉碎、调浆、液化、糖化、过滤、浓缩、饴糖。

(干物质75%~77%)

①原料准备:清洗干净后的大米在水中浸泡1小时,沥干水、冲净,放入磨粉机加水研磨成浆。

于调浆:将粉浆泵至调浆罐调节浓度,并用稀碱液调节pH值,再加入0.35%的预先溶好的CaCl2溶液。然后加入琢-淀粉酶充分搅拌30分钟。

③液化:液化操作与其他相同,液化温度一般为85~90摄氏度,时间为10~15分钟。

④糖化:糖液打入糖化罐后,需进行循环冷却。当温度降至62摄氏度时,加入1.5%预先粉碎好的大麦芽或麸皮。搅拌均匀后,在温度60~62摄氏度条件下糖化3小时直至还原糖值为38%时终止糖化。

虞压滤与浓缩:糖化完成后,利用蒸汽升温使温度达到80摄氏度,以终止糖化。再使糖液流入压滤机进行压滤和洗槽。压滤液要先开口浓缩,再送入列管式真空浓缩罐进行真空浓缩。

愚成品质量:最终成品的色泽淡黄,微微透明,味甜,无异味,酸度0.5%以下。

(3)玉米酶法生产饴糖技术。直接用玉米粉酶法生产饴糖是利用干玉米将胚芽分离后磨成细粉,再用自来水调成乳状,加细菌琢-淀粉酶进行糊化,然后加麦芽进行糖化、脱色、过滤、蒸发浓缩,最终制成成品。

二、葡萄糖的制作工艺

各种淀粉都可以作为生产葡萄糖的原料,其生产工艺有酶法和酸法两种。

1.酶法制造葡萄糖

酶法制造葡萄糖工艺如下:

淀粉、调粉、液化、糊化、中和、压滤、浓缩、脱色、压滤、离子交换、浓缩、结晶、干燥、葡萄糖。

2.酸法制造葡萄糖

淀粉糖化液的主要精制工序为中和、过滤、脱色,使其成为澄清、透明、无色的精制糖化液,用于生产糖浆和结晶葡萄糖。

§§§第三节面粉制品加工

一、饼干

饼干中的主要成分是面粉,面粉经过各个步骤的工艺加工与糖、油、牛奶、蛋黄、疏松剂等原辅材料混合制成香甜可口的休闲食品。

1.工艺流程

原辅料选择、面团调制、辊轧、成型、焙烤、冷却、包装、成品。

2.操作要点

(1)原辅料预处

理。加工饼干的面粉要选用弱力粉或是专用的饼干粉。糖多用白砂糖、淀粉糖浆、饴糖或果葡糖浆。油脂则选用具有良好起酥性的猪板油、氢化猪油、奶油、人造奶油、氢化棉籽油、掺和型猪油起酥油等。蛋类选用鲜蛋、全蛋粉、蛋白粉和蛋黄粉等。最常用的是鸡蛋,因为鸡蛋不仅营养成分高,还利于人体吸收,在饼干中添加鸡蛋既能起到上色的作用,还能散发出浓郁的香味。所有高档的饼干均不同程度地添加乳制品,可赋予产品优良风味及营养价值,如奶油饼干等。饼干中的化学疏松剂常采用小苏打与碳酸氢铵混用。最基本的水是必不可少的,水要符合国家饮用水标准。另外,一定程度上添加食盐可增加面团的弹性,调节发酵速度,增进制品风味,改善制品的内部色泽。此外还有一些诸如香精、抗氧剂、柠檬酸、焦糖等的辅助料及添加剂。

(2)面团调制。制作饼干的面团要求有延伸性、可塑性,软硬适中,不能有弹性,不能有黏性或是很小的黏性。面粉中蛋白质含量、面筋质强弱以及粉粒大小影响着面团的物理性质。面粉蛋白质和淀粉的吸水性能,决定着面团的物理性质。另外配料也影响面团的物理性质。

①韧性面团调制:俗称“热粉冶。工艺要素是:

a.掌握加水量:其含水量控制在18%~21%。