CN106213307B - 一种姜薯妆食同源高值化综合利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，主要包括：（1）原料预处理与CO2护色；（2）姜薯黏液质原汁的离心分离；（3）姜薯黏液质原汁的消毒灭菌；（4）姜薯低聚多糖液的分离提取；（5）姜薯膳食纤维粉的制备；（6）姜薯皮渣的回收利用。本发明的采用了CO2气体护色，从而保证了姜薯黏液质原汁的原汁原味，可以妆食两用于高端化妆品和保健食品的生产领域。分离得到姜薯肉渣可以分别得到姜薯低聚多糖液和姜薯膳食纤维粉，这两个产品同样可以妆食两用，从而实现了鲜姜薯的高值化综合利用。本方法还将姜薯去皮残渣作为饲料回收利用，使得整个生产过程只有对环境无害的带泥沙洗涤水的排放，所以最终实现了鲜姜薯的高值化绿色综合利用。

Description

一种姜薯妆食同源高值化综合利用的方法
技术领域
本发明涉及姜薯的加工利用领域，尤其涉及一种姜薯妆食同源高值化综合利用的方法。
背景技术
姜薯（Ginger potato），专指一种薯类植物的块茎，因形色如“姜”而得名，该植物主要种植于粤东的潮汕各地山地，在闽南的漳浦也有分布，《漳浦县志》记载有“熊掌薯、姜薯、竹根薯；大要皆因其形色赋名也。”其中姜薯以汕头市潮阳区西胪镇内八乡出产的最为出名。和功夫茶同样流行于闽南和粤东却盛行于潮汕一样，姜薯作为一种影响广泛的民俗食物，也仅局限于潮汕地区，潮汕地区的人们逢年过节都会买姜薯祭拜祖宗神明。因为姜薯多汁，皮薄易破、肉软易烂、很不耐藏、更不耐运，所以只能就地种植、就地供应，因此即使姜薯是潮汕特色农产品，甚至是用来制作潮菜名点的药食同源植物，对产地以外的人们来说，姜薯也只能是“养在深闺人未识”。
在学术方面，古今中外对姜薯的研究甚少，通常认为姜薯是薯蓣科薯蓣属参薯种（Dioscorea alata L.）中的一个品种，但尚未发现其最初的文献来源。根据1985《中国植物志》第16（1）卷117页记载，参薯野生的块茎多数为长圆柱形，栽培的变异大，有长圆柱形、圆锥形、球形、扁圆形而重叠，或有各种分枝，通常圆锥形或球形的块茎外皮为褐色或紫黑色，断面白色带紫色，其余的外皮为淡灰黄色，断面白色，有时带黄色。相比之下，姜薯块茎的个子和外形显然与参薯有明显差别，奇怪的是即使已故的潮汕籍生物学家吴修仁先生，在他编著的《潮汕植物志要》中，只收录了薯蓣科植物四种，分别是参薯、黄独、白薯莨和日本薯莨，却只字没提姜薯。参薯在潮汕地区别名为苏木薯、红大薯，参薯通常个大色深，又称巴掌薯（脚板薯）、白薯、田薯、大薯等，所以疑似姜薯不属参薯类。但要否定已有的文献观点，其遗传特性及植物分类学方面的研究还需深入。
然而，从植物形态上看，姜薯反而与薯蓣科薯蓣属薯蓣种（Dioscorea oppositaThunb.）的山药极为相似。从潮菜名点制作方面，姜薯也经常和山药相互替换。但由于姜薯有更多“汁”的特点，所以与“汁”有关的名潮菜点就无法用山药替换。例如姜薯煲汤时，通常姜薯被完全融化在汤汁之中。又比如：姜薯汤是鲜姜薯现场刨成黏性薄片，在糖水里滚上两滚就起锅这样制作的。这时薯片微卷，吃起来酥脆爽滑。因为鲜姜薯黏滑难弄，一般也切成小段块，这样渗出的黏液较少，煮熟后香松如芋。同样的姜薯，完全是两种很不同的滋味，其中只有后一种制作方法，才可以用山药乱真。所以姜薯汤有点特别，在港澳等地称为潮式糖水姜薯，在潮汕人的心目中，包括海内外潮汕人，已经不只是一般的食品，它象征着甜蜜、美满，也象征着吉祥和幸福。有些离乡多年的侨胞，一回到祖居地，就渴望吃上一碗薯汤，以体会那浓浓的乡情。有些前来探亲的华侨、港澳同胞要回归故里，千里迢迢，也要带上一篓姜薯，好让海外乡亲尝尝。然而由于姜薯一般即收、即售、即食的特点，更多的时候这些侨胞们只能带回用姜薯制作的食品糕点而聊胜于无了。
姜薯真的不容易保藏吗？以汕头潮阳姜薯为例，其收获期于农历11至翌年1月（即大雪至立春），收获时要小心挖掘，尽量避免薯块损伤。为了保鲜，未用未售的姜薯通常采用留地待收的保藏法，收获后暂未出售的薯块一般置于向阳获露干爽的高处，去皮待吃的姜薯通常置于水中暂存几日，否则在空气中口会味马上变差，所以对美食而言，姜薯的确不容易保藏。但是，如果将3月份销售的鲜姜薯削皮放置在空气中，可以发现姜薯肉24小时内一定会颜色依旧，48小时内下部湿润部位也不产生褐变，一个月后尽管其表面褐变成瘢痕表皮，剖开一看竟然肉好如初，色稍灰黄，其味不影响食，发现其淀粉糊化性质几乎没变，用。如果将7月份从地里挖出来的鲜姜薯洗涤干净，发现有霉变或腐烂只是极少部分，而且也只是“霉而不变”或“腐而不烂”，即姜薯表皮似乎长有白色霉点，其实是姜薯汁修复表层所致，往往表皮有深褐色硬疤痕生成，肉硬有芽，可以用于插种新苗。或者肉体体软稍褐带味，将其打浆蒸煮糊化也没啥异味。由此可见，姜薯还是可以保藏的，只是作为美食已经不合适了，但却证明了姜薯汁的奇异功效：防腐、抗氧化和保湿。
众所周知，植物黏液通常具有极好的生物活性，比如能提高人体的免疫功能，增强抗病能力，降血糖降血脂，抗氧化抗衰老等功能，显然姜薯黏液原汁也定有类似功效。像山药一样，姜薯块茎本身有温肺、益乳、益肝、健脾、和胃、补肾、润肠、通血等功效，可以药用；也像山药一样，姜薯粉混合少许酒酿做成面膜，还可以妆用；姜薯面膜可以收缩毛孔，起到嫩白皮肤的效果。由于脾胃决定着体内气血的充盈与否，直接关乎面部气色，因此姜薯内服外敷均可养颜。可惜的是人们只关注姜薯之美味，忘了姜薯在化妆品和保健食品等方面的高附加值利用。由于鲜姜薯去皮时容易引起某些人皮肤瘙痒，人们甚至不敢尝试姜薯汁直接用于护肤，其实初步研究证明这些引起瘙痒的物质来自于姜薯皮而不是姜薯汁。
另一方面，虽然姜薯在潮汕地区种植历史悠久，其文献记载的种植和食用的历史始于明末清初，不仅和潮商的历史同样久远，还和潮商一样神秘和低调。但道地姜薯由于长期营养体繁殖，造成其品质退化，产量大幅度下降，其种难以保存繁衍。再加上目前市场上真假姜薯繁多，同类产品价格便宜，使姜薯种植量逐年下降，其优良品种已经濒危状态，亟需引起地方政府的重视。
发明内容
本发明的目的在于提供一种姜薯妆食同源高值化综合利用的方法以解决现有姜薯存在的整体块茎去皮后简单食用的低价值利用等问题。
一种姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
（1）取新鲜姜薯块茎，经洗净、去皮、CO2护色、切片、打浆后，姜薯肉浆料和姜薯皮残渣分别备用；
（2）选用高速离心机对步骤（1）所得姜薯肉浆料进行离心分离得到姜薯黏液质原汁和姜薯肉渣；
（3）采用间歇巴氏消毒法或管式连续超高温灭菌法对姜薯黏液质原汁进行消毒灭菌，消毒灭菌后的姜薯黏液质原汁即为姜薯的一种妆食两用的、原汁原味的高附加值生物活性产品；
（4）将分离得到姜薯肉渣中加入α-淀粉酶 8-20（μ/w），然后去胶体磨研磨，加水调整固形物的含量为10%-30%，料体于80℃-85℃间歇液化30-60min，或于105℃-110℃连续喷射液化，于维持罐停留5-10min后板框压滤，滤液即为姜薯低聚多糖液，低聚多糖液直接无菌灌装即为姜薯的另一种妆食两用的高附加值生物活性产品，滤渣备用；
（5）将步骤（4）所得滤渣用负压热风气流干燥设备直接干燥成为姜薯膳食纤维粉；
（6）将步骤（1）所得姜薯皮渣打浆煮沸，或用直接蒸汽煮沸5-10min即成姜薯皮渣饮料或饲料。
一般选取新鲜、无褐变、无病斑、条形直顺、尺寸相仿的鲜姜薯块茎，而且鲜姜薯一定要洗净、去净鲜姜薯表皮，保证原料的清洁度，避免杂质带入，影响最终制得姜薯黏液质原汁的纯净度。姜薯黏液质原汁可以灌装后巴氏消毒，也可灭菌后经无菌灌装成为产品。消毒灭菌后的姜薯黏液质原汁即为姜薯的一种妆食两用的、原汁原味的高附加值生物活性产品。当然，为了改善产品外观，还可以增加均质操作单元。
进一步的，步骤（1）所述CO2护色主要为通入适量CO2气体，使其饱和溶解于与姜薯肉接触的料体中，并分散于料体表面，即空气的下部，从而减少了姜薯肉与溶解氧和空气中氧气的直接接触。
进一步的，步骤（2）所述离心分离的速度为5000-8000r/min，离心时间为10-30min。为了提高固形物姜薯黏液质原汁的得率，可以加少量水洗涤，并重新打浆。加水、打浆、离心和过滤的操作工艺参数以分离所得的上清液用I2-KI试剂测试不显色为准。
进一步的，步骤（3）所述间歇巴氏消毒法的工艺条件为65℃-80℃，消毒时间为15-30min。
进一步的，步骤（3）所述管式连续超高温灭菌法的工艺条件为120℃-135℃，停留时间为0.1-5min。
进一步的，步骤（3）所得姜薯黏液质原汁作为化妆品原料，在间歇巴氏消毒法或管式连续超高温灭菌法前，所述姜薯黏液质原汁中加入0.15%-1.5%的化学杀菌防腐剂和0.1%-1%的抗氧化剂。可以降低消毒灭菌的工艺要求。
进一步的，步骤（3）所得姜薯黏液质原汁作为食品，在间歇巴氏消毒法或管式连续超高温灭菌法前，所述姜薯黏液质原汁于45℃-60℃中加入纤维素酶、甘露聚糖酶和果胶酶中的一种或多种，并在30℃-60℃，反应时间30-60min。可以降低姜薯黏液质原汁的黏度。其中纤维素酶、甘露聚糖酶和果胶酶的加入量为0.05-0.1（w/w）。
进一步的，步骤（5）所述干燥温度为25℃-150℃。
进一步的，步骤（5）所得姜薯膳食纤维粉可以妆食两用。
本发明首先利用鲜姜薯多汁的特性提取姜薯黏液质原汁。姜薯中含有一种独特的粘液质成分，主要含有多糖、蛋白质和氨基酸等，其含量比甘薯、土豆还要高出1~2倍，可谓是薯类中的冠军。本发明先采用简单、经济、有效的分离方法，即看分离提取得到具有良好生物活性和保湿功能的姜薯黏液质原汁，并可以长时间保存和使用。然后再进一步分离提取得到姜薯低聚多糖液和姜薯膳食纤维粉，最后综合回收利用得到姜薯皮渣饲料，大大提高了姜薯的利用附加值。本发明利用“妆食同源”理论，即获得的产品即可以进一步加工作为化妆品，也可以作为食品食用。提高了相关原辅材料在化妆品生产领域的营养性和安全性，从而进一步提高了姜薯的综合利用附加值。
与现有技术相比，本发明解决了姜薯目前只用于简单食用的关键问题，将鲜姜薯转化成姜薯黏液质原汁、姜薯低聚多糖液、姜薯膳食纤维粉等，真正解决了鲜姜薯的“极不耐藏、更不耐运”问题。本发明用简单有效的分离方法，将鲜姜薯转化成姜薯黏液质原汁，即将鲜姜薯经筛选、清洗、去皮、切片、护色和打浆后，首先固液分离得到具有较强持水力的，由黏液多糖、黏液蛋白质等生物活性物质组成的姜薯黏液质原汁，并采用了CO2气体护色尽可能保持其原汁原味，该原汁可以妆食两用于高端化妆品和保健食品的生产领域，实现姜薯的高值化被利用。分离姜薯黏液质原汁后的固形物经胶磨、酶解、再次固液分离，最终分别得到姜薯低聚多糖液和姜薯膳食纤维粉，这两个产品同样可以妆食两用，从而实现了鲜姜薯的高值化综合利用。另外，本方法还将姜薯去皮残渣作为饲料回收利用，使得整个生产过程只有对环境无害的带泥沙洗涤水的排放，所以最终实现了鲜姜薯的高值化绿色综合利用。本发明技术方案还将使当地政府和人们更加重视姜薯资源的研究、开发和保护，有较高的社会价值、经济价值和环保价值。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1
一种姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，主要工艺流程如图1所示,主要包括以下步骤：
（1）姜薯洗净、去皮：取新鲜、无褐变、无病斑、条形直顺、尺寸相仿的鲜姜薯块茎100g，依次经过气泡清洗、喷淋清洗和毛刷清洗，去除姜薯表面凹陷、狭缝处的泥土，提高清洗的洁净度，清洗干净后采用强风吹干，避免残留水重新污染姜薯。然后用不锈钢削皮器去皮，尽可能去尽表皮，去尽凹眼，再次冲洗干净，避免姜薯皮渣重新污染姜薯肉。姜薯皮渣和姜薯肉分别备用。
（2）姜薯切片、打浆：将姜薯肉切成2~3mm薄片，用高速组织捣碎机打浆，打浆速度为10000 r/min，打浆0.5min，得到姜薯肉浆。
（3）黏液质原汁分离：用高速冷冻离心机，将姜薯肉浆于8000 r/min离心加速度下离心10min，上清液即为无色透明的姜薯黏液质原汁，固形物姜薯肉渣备用。
（4）黏液质原汁巴氏消毒：将黏液质原汁中加入0.15%~1.5%的化学杀菌防腐剂和0.1%~1%的抗氧化剂然后间歇巴氏消毒法进行消毒，消毒的工艺条件为65℃-80℃，消毒时间为15-30min，在室温中冷却备用。
（5）黏液质原汁皮肤涂抹测试：随意选取实验对象10人，直接涂抹姜薯黏液质原汁于手背、手腕部，每天涂抹2次，连续涂抹3个月，发现均无瘙痒感，而且涂抹部位皮肤的颜色和光泽均有所改善。
（6）姜薯肉渣加酶胶磨：按姜薯肉渣固形物量的8%μ/g加入α-淀粉酶后去胶体磨研磨，加水调整固形物的含量为10%。
（7）乳化液液化过滤分装：料体于80℃间歇液化30-60min，于维持罐停留5-10min后板框压滤，滤液即为姜薯低聚多糖液，无菌灌装，滤渣备用。
（8）低聚多糖液皮肤涂抹测试：随意选取实验对象10人，直接涂抹姜薯低聚多糖液于手背、手腕部，每天涂抹2次，连续涂抹3个月，发现均无瘙痒感，而且涂抹部位皮肤的颜色和光泽也有所改善。
（9）滤渣烘干与涂抹：将过滤网和滤渣于80℃真空干燥24h，得到白色姜薯膳食纤维粉，涂抹感觉良好。
（10）姜薯皮渣打浆煮沸：姜薯皮渣用豆浆机打浆煮沸，发现口感正常，可以饮用。
实施例2
一种姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，主要工艺流程如图1所示,主要包括以下步骤：
（1）姜薯洗净、去皮：取新鲜、无褐变、无病斑、条形直顺、尺寸相仿的鲜姜薯块茎100g，依次经过气泡清洗、喷淋清洗和毛刷清洗，去除姜薯表面凹陷、狭缝处的泥土，提高清洗的洁净度，清洗干净后采用强风吹干，避免残留水重新污染姜薯。然后用不锈钢削皮器去皮，尽可能去尽表皮，去尽凹眼，再次冲洗干净，避免姜薯皮渣重新污染姜薯肉。姜薯皮渣和姜薯肉分别备用。
（2）姜薯切片、打浆：将姜薯肉切成2~3mm薄片，用高速组织捣碎机打浆，打浆速度为10000 r/min，打浆0.5min，得到姜薯肉浆。
（3）黏液质原汁分离：用高速冷冻离心机，将姜薯肉浆于5000 r/min离心加速度下离心30min，上清液即为无色透明的姜薯黏液质原汁，固形物姜薯肉渣备用。
（4）管式连续超高温灭菌法：姜薯黏液质原汁在45℃~60℃中加入纤维素酶、甘露聚糖酶和果胶酶各0.05~0.1（w/w），并于30℃~60℃，反应时间30-60min；将黏液质原汁于120℃~135℃管式连续超高温灭菌，停留时间为0.1~5min。
（5）黏液质原汁口感测试：饮用煮沸过的黏液质原汁，发现清淡可口，适合作为其他饮料的原汁。
（6）姜薯肉渣加酶胶磨：按姜薯肉渣固形物量的20（μ/g）加入α-淀粉酶后去胶体磨研磨，加水调整固形物的含量为30%。
（7）于105℃~110℃连续喷射液化并维持5-10min后板框压滤， 滤液即为姜薯低聚多糖液。
（8）低聚多糖液煮沸后口感测试：饮用煮沸过的低聚多糖液，发现清甜可口，味道优于姜薯直接用豆浆机打浆煮沸饮用。
（9）滤渣烘干与涂抹：将过滤网和滤渣于80℃真空干燥24h，得到白色姜薯膳食纤维粉，涂抹感觉良好。
（10）姜薯皮渣打浆煮沸：直接蒸汽煮沸5~10min即成姜薯皮渣饮料或饲料。发现口感正常，可以饮用。
实施例3
一种姜薯妆食同源高值化综合利用的方法同实施例1，不同的是，在打浆机表面通入CO2气体，在本实施条件下，并没发现有明显的褐变不同。
实施例4
一种姜薯妆食同源高值化综合利用的方法同实施例1，不同的是，原料采用铁杆山药，由于市场上的铁杆山药已经干制，只得到极少量的山药黏液质原汁，山药的得到的产品性能均不如用鲜姜薯得到的产品性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 对于本领域的技术人员来说， 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取新鲜姜薯块茎，经洗净、去皮、CO2护色、切片、打浆后，姜薯肉浆料和姜薯皮残渣分别备用；
(2)选用高速离心机对步骤(1)所得姜薯肉浆料进行离心分离得到姜薯黏液质原汁和姜薯肉渣；
(3)采用间歇巴氏消毒法或管式连续超高温灭菌法对姜薯黏液质原汁进行消毒灭菌，消毒灭菌后的姜薯黏液质原汁可作为妆食两用的生物活性产品；
(4)将分离得到姜薯肉渣中加入α-淀粉酶8-20(μ/g)，然后去胶体磨研磨，加水调整固形物的含量为10％-30％，料体于80℃-85℃间歇液化30-60min，或于105℃-110℃连续喷射液化，于维持罐停留5-10min后板框压滤，滤液为姜薯低聚多糖液，无菌灌装得到另一种妆食两用的生物活性产品，滤渣备用；
(5)将步骤(4)所得滤渣用负压热风气流干燥设备直接干燥成为姜薯膳食纤维粉；
(6)将步骤(1)所得姜薯皮渣打浆煮沸，或用直接蒸汽煮沸5-10min得到姜薯皮渣饮料或饲料。
2.根据权利要求1所述姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，其特征在于，步骤(1)所述CO2护色为通入适量CO2气体，使其饱和溶解于与姜薯肉接触的料体中，并分散于料体表面。
3.根据权利要求1所述姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，其特征在于，步骤(2)所述离心分离的速度为5000-8000r/min，离心时间为10-30min。
4.根据权利要求1所述姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，其特征在于，步骤(3)所述间歇巴氏消毒法的工艺条件为65℃-80℃，消毒时间为15-30min。
5.根据权利要求1所述姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，其特征在于，步骤(3)所述管式连续超高温灭菌法的工艺条件为120℃-135℃，停留时间为0.1-5min。
6.根据权利要求1所述姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，其特征在于，步骤(3)所得姜薯黏液质原汁作为化妆品原料，在间歇巴氏消毒法或管式连续超高温灭菌法前，所述姜薯黏液质原汁中加入0.15％-1.5％的化学杀菌防腐剂和0.1％-1％的抗氧化剂。
7.根据权利要求1所述姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，其特征在于，步骤(3)所得姜薯黏液质原汁作为食品，在间歇巴氏消毒法或管式连续超高温灭菌法前，所述姜薯黏液质原汁于45℃-60℃中加入纤维素酶、甘露聚糖酶和果胶酶中的一种或多种，并在30℃-60℃，反应时间30-60min。
8.根据权利要求1所述姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，其特征在于，步骤(5)干燥的温度为25℃-150℃。
9.根据权利要求1所述姜薯妆食同源高值化综合利用的方法，其特征在于，步骤(5)所得姜薯膳食纤维粉可以妆食两用。
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CN101348819A (zh) * 2007-07-16 2009-01-21 天津科技大学 酶法提取山药蛋白复合物的技术
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