CN108323726A - 一种甘薯深加工食品及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种富含甘薯可溶性蛋白、可溶性糖及其他可溶性营养素的甘薯深加工食品的制备方法，包括下述步骤：1)将甘薯加水打成浆渣状，浆渣分离，分别得到薯渣和浆液；2)将所述浆液中的淀粉除去得到上清液，将所述上清液加热煮沸浓缩，得到甘薯深加工食品。所述甘薯深加工食品是一种类似于膏状、果酱状、蜂蜜状或软泥状的，富含浓缩的甘薯可溶性蛋白质、可溶性糖及维生素、花青素等营养素和生物活性物质，有甘薯特色香、甜风味的食品，本身就是一种色、香、味、形、及贮藏性俱佳的食品，可直接食用，也可以像果酱、蜂蜜一样抹在面包上，或与咖啡、牛奶、豆浆等其他食品混合后食用。在本食品的生产加工过程中，作为原料的甘薯块根不需要去皮，除了本食品产品外，其余两个可继续加工利用的副产品是淀粉和薯渣，除此之外没有任何其他副产品和废弃物。

Description

一种甘薯深加工食品及其制备方法

技术领域

本发明属于食品加工领域，具体涉及一种富含甘薯可溶性蛋白和可溶性糖的甘薯深加工食品及其生产方法。

背景技术

甘薯(学名：Ipomoea batatas(L.)Lam.)又名红薯、甜薯、白薯、红苕等。甘薯块根营养丰富，富含淀粉、糖、蛋白质、维生素、膳食纤维及各种植物化合物，是非常好的营养食品。我国传统医学认为甘薯性味甘平、无毒，可补脾胃、养心神、益气力、通乳汁、除宿瘀脏毒。现代医学研究证明甘薯中含有黏液蛋白、β-胡萝卜素、花青素等多种具有生物活性的物质，可以在促进生长发育、增强免疫力、防治糖尿病、高血压、癌症等多种疾病方面发挥保健作用。此外，甘薯富含膳食纤维，对于减肥，润肠通便、预防便秘和结直肠癌具有重要意义。

我国甘薯资源丰富，是世界第一大甘薯生产国，全世界约75％的甘薯产自中国。由于鲜甘薯不耐贮藏，收获后如不及时食用或加工处理非常容易腐烂，因此发展甘薯深加工是一条必走之路。除了薯脯、薯条等粗加工产品之外，我国甘薯的深加工目前主要是提取其中的淀粉。

但是，在提取淀粉的过程中，甘薯中的其他营养成分全部成为了副产物，包括可溶性糖、膳食纤维、蛋白质、维生素、矿物质、植物化合物等对人体健康有益的物质。这些副产物以薯渣或者废水的形式被排放到环境中，由于其中富含水分和营养物质，因此极易腐烂，造成严重的环境污染，处理起来非常困难。随着国家对环境保护的重视程度越来越高，大量的淀粉厂陷入到了废渣、废水处理难的困境当中，亟需另辟蹊径，开发新的甘薯深加工产品。

甘薯块根中富含蔗糖、葡萄糖、果糖等可溶性糖，味道香甜，在提取淀粉的过程中，这些可溶性糖类物质会溶解到打浆用的水中，随同甘薯块根中珍贵的可溶性蛋白质、维生素等营养物质一起流失。

发明内容

本发明的目的是提供一种甘薯深加工食品的制备方法。其主要产品是一种类似于膏状、果酱状、蜂蜜状或软泥状的，富含浓缩的可溶性糖、可溶性蛋白质及维生素的，有甘薯特色香甜风味的食品。在本食品的生产加工过程中，作为原料的甘薯块根不需要去皮，除了本食品产品外，其余两个可继续加工利用的副产品是淀粉和薯渣，除此之外没有任何其他副产品和废弃物。

本发明所提供的甘薯深加工食品的制备方法，包括下述步骤：

1)将甘薯加水打成浆渣状，浆渣分离，分别得到薯渣和浆液；

2)将所述浆液中的淀粉除去得到上清液，将所述上清液加热煮沸浓缩，得到甘薯深加工食品。

上述方法步骤1)中，所述甘薯可为新鲜甘薯块根或甘薯颗粒全粉。

当使用新鲜甘薯块根作为原料时，在将甘薯加水打成浆渣状之前，还包括对新鲜甘薯块根进行清洗的操作。

在对新鲜甘薯块根进行清洗之前还包括对新鲜甘薯块根进行挑拣、剔(剜)除腐败变质部分的操作。

当使用甘薯颗粒全粉作为原料时，直接向所述甘薯颗粒全粉中加水进行打浆操作。

所述打浆用水为饮用水，其中，物料与水的质量比为1：1-20，但为了缩短后面的加热浓缩过程，并节省能量，物料与水的比例不宜过大，以1:1-1:3为佳。

所述浆渣分离可通过挤压过滤、离心等方法来实现。

薯渣的主要成分是膳食纤维和淀粉，可进一步加工利用。

上述方法步骤2)中，所述浆液经沉淀或者离心除去淀粉得到上清液。

所述对上清液的浓缩可通过常温常压煮沸加自然蒸发来实现，也可以采用高压蒸煮、抽真空辅助水分蒸发等方法加速浓缩过程。

当采用1：1的料水比打浆，并采用常温常压煮沸，自然蒸发的方法浓缩时，一般需要60-90分钟才能将除去薯渣和淀粉的甘薯浆液浓缩成类似于软泥、慈梨膏、果酱、或蜂蜜的状态。

上述方法得到的甘薯深加工食品也属于本发明的发明内容。

所述甘薯深加工食品是一种类似于膏状、果酱状、蜂蜜状或泥状的，富含可溶性糖、可溶性蛋白质及维生素的有甘薯特色香甜风味的食品，本身就是一种色、香、味、形、及贮藏性俱佳的食品，可直接食用，也可以像果酱、蜂蜜一样抹在面包上，或与咖啡、牛奶、豆浆等其他食品混合后食用。

根据原料甘薯的品种不同，本产品营养成分可略有差异，感官性状可以呈现咖啡色、紫黑色等不同颜色，是一种浓稠但又不粘牙，口感清爽、极其香甜可口，与蜂蜜、慈梨膏类似，但是又具有甘薯独特风味的食品，其中富含麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖等可溶性糖和甘薯块根中独特的可溶性蛋白质及可溶性膳食纤维、维生素、花青素等甘薯中的绝大部分可溶性营养成分和生物活性物质。

由于本食品经过长时间煮沸，可杀死绝大部分细菌，且其中含有浓缩的可溶性糖、蛋白质，因此渗透压高，不利于病原微生物生长，因此可以不添加包含防腐剂在内的任何食品添加剂，本身就是一种色、香、味、形、及贮藏性俱佳的食品，无菌包装后即可以长期保存。当然，也可以添加其他合法的食品、药食两用成分、食品添加剂等成分以进一步改变其色、香、味、形或保藏品质。

上述方法还可进一步包括对得到的产品进一步浓缩、干燥，成为饴糖样、软糖样、膏糖样、或者成为干燥的产品形态。

本发明的工艺流程如图1所示。

采用本发明的生产工艺，可以最大限度地实现甘薯块根的综合利用，不产生任何加工废弃物。

本发明提出了一种崭新的甘薯深加工利用方式，创造出一种前所未有的甘薯深加工食品，这种食品含有浓缩的甘薯可溶性蛋白质、可溶性糖、维生素、花青素等营养素和生物活性物质，香甜可口。不仅可以避免单纯提取淀粉造成的甘薯营养成分流失的问题，还可以从根本上彻底解决提取甘薯淀粉产生的大量富营养水的腐败变质及环境污染问题，如果同时将加工过程中产生的薯渣加以利用，则可以几乎完全不产生任何废弃物，不造成任何环境污染，实现甘薯各部分营养和保健价值的完全利用，大幅度地提高甘薯的加工利用价值。

目前，我国马铃薯、甘薯、木薯等薯类作物的加工利用途径均比较单一，以提取淀粉为主要目的，主要产品是淀粉及后续衍生出来的粉条、粉丝等，另外还有变性淀粉等附加值更高的产品，但均以淀粉为基础。

各种薯类淀粉的生产工艺流程相似，都会产生大量的薯渣和工艺废水。薯渣含水量一般在90％以上，体积很大，占地面积大，很难直接当做垃圾处理，需要先脱水压缩体积后才方便处理，但因为薯渣中的纤维吸水性、持水性很强，所以目前脱水也是一大难题，耗能大且脱水效果差。目前，淀粉厂的薯渣产量太大，只有极少一部分可以被再利用，作为牲畜饲料，仍有相当大部分没法利用，仍需要进一步研究。

薯类淀粉加工过程非常耗水，会产生大量的浆液，目前只能当做“废水”对待，也是极难解决的一个问题。以马铃薯淀粉加工废水为例，马铃薯淀粉加工过程中会排出大量工艺水(分离之水)，工艺水中含有蛋白质、淀粉、低聚糖等有机营养物。工艺水的固形物浓度在5％左右，化学耗氧量(COD)高达30000-50000mg/L，目前的城市污水处理技术很难处理。若直接排放，会导致环境污染、水中生物因缺氧死去。若直接进行农田灌溉，则会因为废水中的大分子有机物发酵造成烧苗，最终引起作物减产或绝收。据估计，全国每年有2100万吨高浓度马铃薯淀粉加工有机废水直接排到江河湖泊中。造成相关地区水域富营养化，河流鱼虾死亡，土地酸化，作物减产或绝收。近年来，尽管环保部门已经相继关停了一万多家小型加工企业。其他的大中型马铃薯淀粉企业仍然面临关停和偷排的生死选择。不能排不能用，工艺水进退两难。为了解决这个问题，目前国内、外的部分大型加工企业的办法是用絮凝沉淀的办法先把工艺水中的蛋白质提取出来，可以当做动物饲料蛋白添加剂用，提取蛋白后的“清水”的COD和固形物相应降低到50％以下，脱蛋白水中残留少量多糖、多肽和有机酸等小分子有机物，以及丰富的钾、磷等矿物质成分，虽然仍然不能达到环保排放标准，但可以用于农田冬春灌，废水变“肥水”，可以起到节水、节肥和改良西北碱性土壤的作用，达到淀粉生产废水“零排放”目的。

但是，这个解决方案在现实执行中遇到了非常大的阻力，首先，蛋白回收是个非常耗能的过程，造成终产品的价格很高，与其他饲料蛋白添加剂相比没有竞争优势。其次，要把剩余的“清水”用于农田灌溉也不是一件容易实现的事情，需要建设大量的配套设施，牵涉面广，投资也很大，往往不是单个企业就可以解决的问题。所以这套解决方案只是听起来很美好，现实可操作性很差，很少有企业有能力、有意愿投资于蛋白回收和工艺水农田灌溉工程上。

甘薯和木薯淀粉加工企业面临着与马铃薯淀粉加工企业相同的问题，且情况更严峻，因为我国这两种薯类淀粉加工企业的规模普遍比马铃薯淀粉加工企业小，更没有能力建造相关设施。以甘薯蛋白回收为例，目前全国只有山西东宝薯业有限公司一家在中国农业科学院农产品加工研究所木泰华研究员课题组的帮助下建了一套蛋白热沉絮凝回收生产试验线，尽管生产成本高昂，但蛋白的产量有限、价格高，导致没有销路。

所以，必须另辟蹊径，寻找一种低成本、高收益的薯类淀粉加工“工艺水”的解决方案。本发明的提出完美地解决了甘薯淀粉加工工艺水的利用问题，创造性地生产出了一种全新的食品，且工艺简单，生产成本低，终产品香甜可口，富含蛋白质、可溶性糖等营养和生物活性物质，附加值高。

但是，本发明所提出的加工工艺并不适用于马铃薯淀粉加工的工艺水。马铃薯淀粉加工工艺水中的可溶性糖含量比较低，其他成分也不同于甘薯，实验证明本发明所述工艺不能直接用于处理马铃薯淀粉加工工艺水，所得到的终产品又苦、又黑、又臭，感官性状极差。目前尚不清楚木薯淀粉加工工艺水是否也可以用本发明所述工艺生产出一种可食的产品，尚需进一步的实验验证。

本发明所述的熬煮浓缩工艺仍存在进一步优化的空间，例如，薯类淀粉加工工艺水中实际仍有5％左右的固形物，其成分主要是淀粉和膳食纤维，可以通过加热温度的阶段性控制，促进淀粉和膳食纤维的酶解等措施，使最终产品中的可溶性糖含量进一步增加，产品变得更甜、更可口。此外，也可以在提取、浓缩阶段采取措施来提高终产品中花青素、胡萝卜素等维生素和生物活性物质的含量和活性。但这些额外的措施也会相应地增加工艺的复杂程度和生产成本，需要在实际生产过程中再进行权衡，本发明仅提出了一个大的框架，是成本最低，实现起来最容易一个甘薯淀粉加工工艺水的高价值化利用方案。其他在本工艺基础上的细微改进不是本发明的重点，但均在本发明的覆盖范围之内。

附图说明

图1为本发明的工艺流程如图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1：如图1所示，将新鲜的黄瓤甘薯块根仔细清洗干净后，人工挑拣、剔(剜)除腐败变质部分，再次用饮用级水清洗干净，然后按料水比1：1加入饮用水进行打浆，用浆渣分离机分离薯渣和浆液，得到的薯渣主要成分是膳食纤维和淀粉，可直接作为食品原料添加到其他食品中，或者干燥、包装后备用。得到的浆液采用静置沉淀或离心等方法分离掉其中的淀粉后得到上清液。然后，把上清液在常温常压下煮沸60-90分钟，使其中的水分蒸发，清液逐渐浓缩成一种黄褐色的，有甘薯独特风味的，浓稠度类似于软泥、果酱、慈梨膏、或蜂蜜，味道非常甜，但又不粘牙的食品，在食品GMP车间用无菌容器封装后即得到本发明的终产品，所得产品的营养成分表如下表所示：

实施例2：采用紫瓤甘薯作为原料进行加工，加工工艺与例1相同，得到的终产品除颜色呈紫黑色外，其他形状、风味均与例1所得产品类似。

实施例3：采用甘薯全粉作为原料进行加工，可省去鲜甘薯原料的清洗、挑拣等步骤，直接加水打浆，后续加工工艺与鲜甘薯相同，得到的终产品也类似。

实施例4：以上实施例1、实施例2、实施例3得到的终产品可以进一步浓缩、干燥，成为饴糖样、软糖样、膏糖样、或者干燥的产品形态。

实施例5：在以上实施例1、实施例2、实施例3、实施例4的浓缩、熬制过程中，可以加入其他配料，包括其他食品、药食两用成分、中药材等合法食品成分，以生产出更多具有不同风味特色的食品。

Claims (10)

1.一种甘薯深加工食品的制备方法，包括下述步骤：

1)将甘薯加水打成浆渣状，浆渣分离，分别得到薯渣和浆液；

2)将所述浆液中的淀粉除去得到上清液，将所述上清液加热煮沸浓缩，得到甘薯深加工食品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法步骤1)中，所述甘薯为新鲜甘薯块根或甘薯颗粒全粉。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述方法步骤1)中，所述甘薯为新鲜甘薯块根，在将甘薯加水打成浆渣状之前，所述方法还包括对新鲜甘薯块根进行清洗的操作；

在对新鲜甘薯块根进行清洗之前还包括对新鲜甘薯块根进行挑拣、剔除腐败变质部分的操作。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述方法步骤1)中，所述甘薯为甘薯颗粒全粉，直接向所述甘薯颗粒全粉中加水进行打浆操作。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法步骤1)中，所述打浆用水为饮用水，且物料与水的质量比为1：1-20。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法步骤1)中，所述浆渣分离通过挤压、过滤、离心及其他固液分离方法实现。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法步骤2)中，所述浆液经沉淀或者离心除去淀粉得到上清液；

所述对上清液的浓缩通过常温常压煮沸加自然蒸发来实现，也可采用高压蒸煮、抽真空辅助水分蒸发及其他方法加速浓缩过程。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法还包括对得到的产品进一步浓缩、干燥，成为软泥状、饴糖样、软糖样、膏糖样或干燥的产品形态。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法还包括在最后的浓缩、熬制过程中，可以加入其他配料，包括其他食品、药食两用成分、中药材及其他合法食品成分，以生产出更多具有不同风味特色的食品。

10.权利要求1-9中任一项所述的方法制备得到的甘薯深加工食品。