CN110250547B - 一种菊芋皮原生态开发利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种菊芋皮原生态开发利用的方法。即将新鲜菊芋块茎采用切块蒸煮的手段使其“皮”和“心”分离；菊芋皮经干燥后再用微波加热处理使其发泡催松，达到即熟即食或打粉冲泡食用的方法。本发明具有剥离菊芋皮容易并发泡催熟方法简便有效的优点，不加任何的调味、调色或防腐等其它无关物质，纯粹原生态原味开发食品，可充分发挥菊芋的天然特色和活性作用，且对设备要求简单，投资少，周期快。

Description

一种菊芋皮原生态开发利用的方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，涉及菊芋皮(周皮)原生态开发利用方法。

背景技术

菊芋(Helianthus tuberosus L.)是菊科向日葵属的多年生草本植物，又名为洋姜、鬼子姜、洋芋头、菊薯等。其地下块茎肥大，富含菊糖(果聚糖)类成分，传统主要制作腌制食品。据近三十年的国内外专利和文献查阅情况，开发产品渐多，如多种风味的果脯、糕点等；还有许多有关其化学成分的研究开发上，如提取纯化其菊芋菊糖、低聚果糖或果糖等并用于养生产品或冷饮食品的制作，或者利用不同的发酵酶或催化剂来催化生产一些醇类、酸类、酚类、醛类和蛋白类等许多衍生产品。

目前暂未查到利用微波技术开发菊芋原生态专利食品。只查得个别专利(CN105802822A)在生产过程中有“去皮”这一环节，但有关这“菊芋皮”的厚度和去向均没有述及。菊芋块茎的口感风味独特，除了最外层极薄的“栓皮”可能对口感略有影响外，其周皮(即形成层以外的组成部分)的“皮层”和“韧皮”部分的风味与菊芋心基本一致。由于菊芋块茎的形成层部分薄壁细胞特别“脆弱”，而周皮部分又具有较好的“韧性”，所以，熟制以后的菊芋其“周皮”和“菊芋心”之间很容易分离，并能保持菊芋皮的基本完整，而且菊芋皮也较易干燥，因此，在将菊芋心用作直接食用或提取菊糖、果糖及其发酵衍生产品等用途以外，将菊芋皮单独作为一产品开发利用是完全有可能的。

菊芋作为特色产品，富含菊糖(Inulin，商品名为菊粉)等膳食纤维。其菊糖是由D-果糖经β(1→2)糖苷键连接而成的链状多糖，在人体胃和小肠中不能被消化吸收，因此，非常适合糖尿病人食用；同时，因为其又具有可促进胃肠道蠕动、选择性促进有益菌群生长、促进动物脂肪代谢和提高矿物质吸收等许多作用，也非常适合作为有便秘隐患和爱美减肥人士的非常安全的辅助食品。再者，菊芋还含有其它一些微量的成分和特有的芳香成分，因而拥有其非常独特的风味。因此，如何开发出既能很好发挥菊糖的主要活性作用，又保持有菊芋原有的独特风味，值得进一步深入研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种菊芋皮原生态开发利用的方法。具体通过以下技术方案实现：

(1)清洗切块：选择品质优良的新鲜菊芋，用清水漂洗干净，沥干；个头较小的沿纵向、横向或斜向对半破开，个头较大的再沿凸起部位切成适当大小的块状，长宽高分别可控在1.5cm～5.0cm范围内。

所述菊芋切块的方式和大小，主要依据菊芋生长形状而定，个头较小且偏细长(直径或长径小于3cm)的，一般沿纵向、横向或斜向对半破开即可；对于个头较大的或直径(长径)大于3cm的，需要再沿凸起部位切开，以便整体大小比较均匀相近，切块大小以长宽高在3.0cm～5.0cm范围内为较佳，容易均匀煮熟或蒸熟，也利于剥皮和后续处理。

步骤(1)所述菊芋是指来源于菊科向日葵属植物Helianthus tuberosus L.的块状茎。

(2)蒸煮取皮：将切成块状的菊芋，置于锅中，于常压或高压下煮熟或蒸熟，稍冷后将菊芋皮和菊芋心剥离，菊芋心可供直接食用、晒干或作为提取菊糖、果糖等它用，菊芋皮进入下一步。

所述菊芋切块的煮熟或蒸熟情况，采用两种方式皆可，但为防止菊糖等成分流失，以蒸熟为更好。蒸煮的时间，可随切块的大小和压力大小而不同，一般常压蒸或煮的时间在5～30min之间，高压蒸或煮的时间可控制在5～15min之间。鉴于菊芋皮的韧性较好，与菊芋心之间比较容易脱开，所以，可以在蒸煮并稍放冷或用冷水激过一下即可直接剥皮。

(3)干燥杀菌：菊芋蒸煮剥皮后所得的菊芋皮，可根据天气情况选择适宜的条件进行干燥，即太阳下晒干、阴凉处风干或仪器助干，并控制其含水量低于15％。然后分量包装或紫外线照射杀菌后包装；或继续进入下一步。

所述菊芋皮的干燥，于洁净的带孔或缝的塑料筐、竹编筐或不锈钢筐等器皿中摊成薄薄一层，并于通风地带太阳晒干、阴凉风干或仪器助干(控制温度30～120℃，包括暖风吹干、烘箱烘干、真空干燥或微波干燥等)，也可以根据天气情况采取其中的2～3种方式联合处理干燥。干燥的菊芋皮需严格控制其含水量，必须低于15％，并直接进行分量包装或紫外线照射杀菌后分装，或进一步再微波处理。

(4)微波发泡催松：菊芋皮的干燥程度和摊放的厚度对后续的发泡条件(能效级别、时间长短)略有影响。一般的操作步骤为：将干燥的菊芋皮置于微波炉中，摊成薄薄一到二层(以一层为佳)，根据不同微波炉型号和功率选取不同的微波能效等级(1-5级)和相应合适的加热时间进行发泡催松加工，然后即松即食或冷却后分量包装。

所述菊芋皮的微波加热发泡催松，依据菊芋皮的干燥程度不同，进行微波发泡催松的加热能效级别(能级)和时间的选择。以第一能级为最高，第二、第三、第四和第五级依次递减，第五能级为最低。在各微波加热能效级别下，菊芋皮发泡催松所需要的加热时间各不相同，大致范围在5秒～30分钟。

所属加热发泡催松的方式，可以采用“一次性”时间略长的连续加热法催松，也可以进行每次时间略短的“多次性”间断加热法催松。相对而言，后者的效果好于前者。

(5)或干燥与发泡催松联线操作：根据实际生产需要，将菊芋皮在高温烘烤、真空加热或/和微波照射下将干燥过程⑶和发泡催熟⑷合成一条生产线，通过调节温度、时间和翻炒工艺条件，将蒸熟的菊芋皮直接从干燥到催熟连线完成。

所述合成一条生产线，主要是将干燥和催松工艺进行连续操作，先在“干燥”条件下去除菊芋蒸熟取皮时的大部分水分至近干(含水量15％以下)，再切换至“催松”条件下进行催松工作，由此可以提高工作效率；同时，通过加强对干燥和催松时的加热温度、时间和翻炒次数等条件因素的智控管理水平，依此来提高产品质量。

(6)打粉包装：将微波加热发泡催松的菊芋皮，于洁净空间内打粉、过筛(10～200目)和分量包装。

本发明步骤⑴～⑹所述菊芋皮3个不同阶段的产品——干燥但未发泡菊芋皮、发泡菊芋皮和发泡菊芋皮粉，均属于完全原生态的开发产品。由于菊芋富含果聚糖类成分，比较容易吸潮，所以，其各级干燥品需密封包装并于阴凉干燥处保存。

步骤(1)所述新鲜菊芋，或购买或自种採挖。选取菊芋原料进行加工前，需先进行来源鉴定和品质评价，以确保菊芋皮的货真质优和易于剥取。首先，菊芋应是来源于菊科向日葵属植物Helianthus tuberosus L.的块状茎。现市场上最常见的为外表浅黄色的“黄皮”菊芋，也有相对较少的外表不同程度显红的“红皮”菊芋。其新鲜产品的特点是比较爽脆、微甘甜，有比较明显的块茎“节间纹”和凸起的“茎芽”部位或已分叉的支丫。其次，为了确保菊芋皮的“优质”——适当的厚度和韧性，应选生长时间相对较长并老嫩适当的菊芋，一般以个大、饱满、质脆、色泽清正为优质。

步骤(1)所述新鲜菊芋的採挖、购买或保存，一般菊芋块茎可于每年的10月份以后开始採挖，暂时不挖取的可在地里留存至第二年的2～3月份。之后开春天气逐渐转热，当地表温度大于4℃时，留存于地下的菊芋便开始萌芽，大于10℃后便萌发抽芽生长。但近几年已有了菊芋块茎採挖以后的保鲜技术：CaCl₂浸泡后保存(CN 102318665A)或沙子稻草埋藏(CN 102986383A)，可在低温(<4℃)保鲜6个月以上，因此，如若菊芋产量较大时，可以先行挖取或购买后设法低温冷藏保鲜来保存。

步骤(1)所述菊芋的清洗，由于刚採挖来的菊芋大多表面会带有一些泥土，故需用一定量的清水漂洗干净；对于个头较大的菊芋，可根据切块需要，适当予以分解，以利更好清洗干净。

步骤(1)所述菊芋的切块，清洗干净的菊芋沥干后即可进行。切块的方式和大小，主要依据菊芋大小、生长形状(长宽高差异、支丫多少等)和利于烧熟、剥皮而定，个头较小且偏细长(直径或长径小于3cm)的，一般对半破开即可；对于个头较大的或直径(长径)3～12cm的，需要在对半破开的基础上再沿凸起部位切开，以便整体大小比较均匀相近。为便于蒸熟或者煮熟，需控制切块不能太大且整体大小比较均匀相近，一般以长宽高在3.0cm～5.0cm范围内为较佳，则蒸熟或煮熟的速度比较均匀一致，也利于剥皮和后续处理。

步骤(2)所述的取皮，菊芋因为生长形状很不规则，生时较难剥取周皮，而烧熟以后，因其形成层以外的皮部(周皮)韧性较好，不易破碎，且于形成层处的薄壁细胞比较脆弱而与菊芋心很容易剥离，因此，可以采用人工剥离或机器剥离的方式将菊芋皮与菊芋心分离，然后分别进入下一步处理。

步骤(2)所述的蒸熟或煮熟，一般情况下采用两种方式皆可，但为防止菊糖等水溶性活性成分的流失，以蒸熟为更好；蒸煮的时间，可随切块的大小和压力大小而不同，一般在常压下煮熟或者蒸熟需要煮沸5～30min，高压下蒸熟或煮熟则可略缩短时间为5～15min；最适宜的蒸煮时间，前者以8～15min为佳，后者以5～12min为优。如果加热时间太短，煮熟不够，剥皮不易，但如果煮熟过头，容易煮烂，剥皮易碎。同时，需要特别注意的是，煮熟或蒸熟以后，需先稍放冷一下后再行剥皮，以防止烫伤。另外，为了菊芋皮的完整性更好，蒸煮后如再稍用冷水(1～2倍量)激过一下，取皮会更容易。

步骤(2)所述剥取皮后的菊芋心是直接食用或继续提取菊糖、果糖或其发酵衍生产物等成分的最好材料，这样也可以避免菊芋栓皮内色素成分对菊糖等相关产品色泽的影响；剥取的菊芋皮则继续晒干、风干或仪器助干。总体上，菊芋皮由于比较薄，因此，只要天气或环境比较干燥，是比较容易达到干燥的目的。

步骤(3)所述合适的条件进行干燥，是指干燥的天气条件、仪器条件和盛放菊芋皮的器皿条件。总体操作为，于洁净的带孔或缝的塑料筐、竹编筐或不锈钢筐等器皿中摊成薄薄一层，并于通风地带太阳晒干、阴凉风干或仪器助干，也可以根据天气情况采取其中的2～3种方式联合处理进行干燥。具体如下：天气条件，最理想的是利用太阳光和自然风进行快速晒干，最能保证菊芋皮的洁净清白，这也是最环保的干燥方法，还具有一定的紫外线杀菌作用；同时，如遇到太阳不大或连续阴雨天时为防菊芋皮发生褐变或霉变，或者遇到特殊情况需要快速干燥供货时，也可以在室内进行仪器助干。仪器条件，是指室外自然干燥条件不具备时，也可采用仪器干燥的方法，如电暖风吹干(或空调风吹干，相对低温)、烘箱烘干(或真空干燥，相对高温，50～120℃)或微波照射(低能级下控时干燥)等。器皿条件，为能达到比较好的快速干燥的效果，盛放菊芋皮的器皿也很重要，必须选择通风效果较好的带孔或缝的塑料筐或竹编筐或不锈钢框(/盘)等器皿中进行，并摊成薄薄一层进行干燥并适时翻晒以加快干燥速度，太多太厚时干燥效果会受影响；当需用暖风风干、烘箱烘干或真空干燥时控制温度30～120℃)，必须选用带孔或缝的不锈钢器皿来盛放，否则塑料筐或竹编筐等于高温下加热会造成安全隐患；而微波干燥时又必须选用在微波照射下安全的耐高温度器材，如玻璃制品或陶瓷器皿等。多种方式联合干燥，由于天气条件复杂，不能单用一种方法达到既节能又快速地将菊芋皮干燥时，也可根据情况采取其中的2～3种方式进行联合处理。

步骤(3)所述干燥方法干燥的菊芋皮，其最终的干燥程度需严格控制，并规定其含水量应低于15％，且以10％以下为更优也更利于长期保存。干燥后的菊芋皮，可直接进行分量包装或紫外线照射杀菌后分装(放置时间较长时)，或再接着下一步的微波处理。

步骤(4)所述菊芋皮发泡催松加工的结果要求是以微波处理后的菊芋皮得以均匀发泡催松并微带有香甜焦味(爽脆香甜可口)为达标。其工艺条件，涉及微波能效的选择，按照国标GB24849-2010关于《家用和类似用途微波炉能效限定值及能效等级》的规定(GB24849-2017略有变动)，目前国内市场上不同品牌和型号的微波炉(微波炉输入功率1000W左右，据实物查看，家用的两台微波炉的微波输入功率分别为1000W和1050W)的输出能效等级分别都分为五级，一级能效最高，依次降低，五级最低；其相应微波能效级别分别规定为不低于62％、60％、58％、56％和54％，对应于家用微波炉的显示器，常分别显示为高火、中火、低火、解冻、温火等五级，如乐金电子(天津)电器有限公司生产的LG微波炉(型号：WP700(MS2089T)，或显示为高火、中高火、中火、中低火、低火，也有一些专业微波干燥仪可在此微波能效范围内进行连续微调的。一般微波条件的选择应为：能效级别越高，所需时间越短；能效级别越低，所需时间越长。总体上，对应于上述五级微波能效的微波加热时间应在5s～30min范围内。

步骤(4)所述菊芋皮加热的方式，可以选择“一次性”时间略长的连续加热法催松，也可以进行每次时间略短的“多次性”间断加热法催松；根据预实验结果，采用短时间“多次性”间断加热法催松的效果一般较长时间“一次性”连续加热法催松为好，相对催松更均匀，焦化程度的可控性更好。具体的加热时间和次数的选择还需根据菊芋皮的干燥程度(含水量多少)而定，含水量少(如5.0％以下)的所需加热催松时间略短，含水量多(如10.0％左右)的则需时略长。但需要特别警醒注意的是，无论选择一次性发泡催松还是间断加热催松方式，都仍需严格控制各能级下相应的加热时间。因为菊芋富含碳水化合物，高温下极容易焦化甚至碳化燃烧的风险始终存在，因此，尽量避免能效过高或时间过长，以免瞬间温度过高能量过于集中而导致焦化甚至碳化燃烧等安全隐患。

具体以上述LG微波炉(型号：WP700(MS2089T，微波输入功率1050W)上的实验为例，以菊芋皮能够均匀发泡催松并微带香甜焦味(此时最爽脆香甜可口)为判断指标，各能效级别下的“一次性”微波加热发泡催松情况如下：第一级能效下，微波加热的时间约为5～50秒，以15～30秒为较优；第二能级下，微波加热的时间约为15～60秒，以25～30秒为较优；第三能级(中档)，微波加热的时间约为20～80秒，以40～60秒为较优，安全有效范围略变大；第四能级下，加热时间可控制在60～600秒内，以180～360秒为较优条件，安全有效范围明显增大；第五能级(最低能级)下，加热时间可控制在240～1800秒范围内，又以300～1200秒为较优条件，这时加热时间明显延长，安全范围也增大许多，但时间效率明显降低。总体上，第一和第二能级，虽在一定范围内加热发泡催松菊芋皮的效率较高，但对安全操作的时间控制要求也较严，安全范围也较小，且由于菊芋皮的形状扭曲多变，故发泡催松的受热程度也不太均匀；再者，如果超出这相对安全的范围，则可能的结果就是：时间略短时，发泡不均或催松不够；时间稍长时，则极易加热过头，菊芋皮局部或全部过分焦化，甚至碳化或者导致燃烧，以致不能食用或造成安全隐患。第三能级下，时间仍需要严格控制，但相对安全有效范围略宽，40～60秒内能将菊芋皮加热发泡催松，发泡的效率也较高、效果较好。第四能级下，加热时间可控制在60～600秒，以180～360秒为较优条件，虽发泡催松的时间效率略有降低，但安全范围明显变大，加热过头的风险明显降低；第五能级下，加热时间可控制在240～1800秒范围内，又以300～1200秒为较优条件，这时加热时间显著延长，安全范围也显著增大，但时间效率也明显降低。因此，总体上，除非原料非常均匀并操作非常熟练，一般不主张在第一或第二能级下进行“一次性加热催松”法加工，以免影响产品质量(极容易局部过于焦化)或发生安全隐患(碳化燃烧)。第三、第四和第五能级下，则其微波安全范围逐渐增大，条件和结果相对比较容易控制，菊芋皮的加热发泡催松的程度相对比较均匀，因此，用一次性加热催松的安全性也有所提高。不过如果加热时间不够长或过长，则发泡催松程度不够或过头焦化的问题依然存在。因此，根据每一批的菊芋皮的干燥程度和厚薄情况，可选择第三能级的短时间(40～60秒)进行快速发泡催松，或者选择第四能级的相对略长的时间(180～360s，即3～6min)进行相对慢速的发泡催松，这两种条件的最终结果均能得到较好的发泡催松效果；第五能级下，也能得到较好(甚至更好更均匀)的发泡催松效果，但由于加热的时间总体偏长，相应的工作效率略显偏低。但如果采用短时间“多次性”间断加热催松，则各能级下均能得到较好的发泡催松效果，只是在第一至第三的高能级下的加热时间严格控制尤为重要，但发泡催松的均匀度和洁白度仍以第四和第五能级下更好。如第一、二、三、四或五能级下分别加热约5～10秒、8～15秒、12～30秒、60～160秒或100～600秒，并间断加热2～3次，中间根据情况各间隔停止加热5～60秒，则可能因局部过热的情况在“间断休息”期间得到散热缓解而使加热发泡催松的均匀度更高，焦化度降低，产品洁白度更好。因此，总体认为，在严格选择加热能级和控制好对应加热时间(尤其第一至第三能级)的前提下，间断加热法的催松效果明显更好于一次加热法。

步骤(4)所述摊放的菊芋皮的堆放量应适当，不能过多过厚，一般在微波能覆盖的范围内放置1～2层为宜，以1层为更佳，否则，过多过厚时会因为微波的能量不能覆盖或者局部受热高低不均，则会导致加热发泡催松的效果也不好，可能其中一部分已发泡催松，其余一些因受热不够还没起泡，但还有一部分则已因受热过头，尤其两层交界处因能量过于集中又散热不及而提早焦化甚至碳化燃烧而引发安全事故，应予以避免。

步骤(4)所述微波发泡催松，还与微波仪本身微波输出的均匀度也非常相关，预实验观察所得的情况是同样的菊芋皮在同一微波条件下(能量等级、加热时间、堆放厚度和微波辐射范围等)，菊芋皮受热后发泡催熟的快慢程度仍有一定的差异，由此导致的“某个部位”热量过于集中而催熟过快甚至造成局部迅速焦化或冒烟燃烧的情况也比较常见，因此，催熟加工的条件必须严格把关并密切关注催熟进度，不能疏忽大意。

步骤(5)所述干燥与催松联线操作，鉴于有时受天气条件的限制，如遇到连续阴雨天时很容易造成菊芋皮因不能及时干燥而发生褐变或霉变，或者需要快速干燥供货时，再者为了寻找规范统一的干燥和催熟条件以保障产品质量优质均一等，均需要寻找合适条件使菊芋皮在高温烘烤、真空加热或/和微波照射下将干燥过程⑶和发泡催熟⑷联合成一条生产线，可以达到快速助干和发泡催熟连线完成以提高生产效率的目的。同时，实际生产实践中，可通过适当增大设备技术投入(如高温烘烤、真空加热或/和微波照射等大型生产仪器设备)，加强对菊芋皮在高温烘烤、真空加热或/和微波照射等条件下的因素水平调节和智控管理水平，使加热温度、处理时间和翻炒次数等工艺条件更加合理可控，使蒸熟的菊芋皮直接从干燥到催熟连线完成，这样既可以简化操作步骤还能提高生产效率和产品质量。

步骤(6)所述菊芋皮粉末，可制成单独的粉剂直接供干粉食用，或者用热水冲泡服用，再或者与其它主食或杂粮、干果等的熟粉混合后食用。也可根据不同人群分级控制粉末粗细程度，如给老人或小孩食用或者作为某些特定食品辅料(如冰激凌等冷食)，可控制粉末适当细一些，制成过80～200目筛的细分；如为大人食用或与燕麦片等搭配等，则可略微控制粗一些，制成只过10～60目筛的粗粉等，最后分粗细等级或食用需求量进行包装。

步骤⑴～⑹菊芋皮3个不同阶段的产品——干燥但未发泡菊芋皮、发泡菊芋皮和发泡菊芋皮粉的每日食用量需适当控制。参考世界卫生组织对于菊糖的成人日均食用建议量20～40g/天，按文献报道的菊芋块茎所含果聚糖含量75％～90％计(胡建锋等的“菊芋中菊粉不同提取工艺比较研究”一文中用常规水浴浸提法、超声波循环提取法和微波提取法的菊粉得率分别达75.68％、82.16％和87.81％)，建议菊芋皮或粉末的小包装量控制在30～50g为宜。需要注意的是，菊芋富含果聚糖类成分，极容易吸潮，所以其各级干燥品均须密封包装并于阴凉干燥处保存。

本发明步骤⑴～⑹所述菊芋皮3个不同阶段的产品——干燥但未发泡菊芋皮(A)、发泡菊芋皮(B)和发泡菊芋皮粉(C)，均属于完全原生态的开发产品，不加任何的调味、调色或防腐等其它无关物质，纯粹原生态原味开发食品，特别适合糖尿病人、便秘患者和减肥健美人士的食用，非常安全可靠。对于这三级产品，后两者(BC)属于买来后即可直接食用，前者(A)需买者按说明书自行微波催松并可即松即食。同时，也为菊芋心开发研究菊芋菊糖、低聚菊糖和果糖或其它衍生产品等的企业提供了“多余”菊芋皮的提高附加值的一条新途径。

附图说明

图1是不同能级不同加热时间条件下发泡催松的菊芋皮；其中A为第一级20s；B为第二级30s；C为第三级40s；D为第四级90s；E为第五级300s)。

图2是第三能级加热发泡催松的菊芋皮(A为新鲜晒制，50秒连续，BC为两年陈样品，B 50秒连续，C 25秒加热2次，间隔30秒)。

图3是第四能级(解冻)微波发泡催松300秒后的菊芋皮粉(过40目筛)。

图4是菊芋皮、番薯皮和马铃薯皮分别在蒸熟刚剥皮时(ACE)和微波处理后(BDF)。

具体实施方式

本发明结合附图和实施例通过以下实施例作进一步的说明。

实施例1菊芋皮的剥取

取江苏徐州产新鲜菊芋500g，洗净沥干，沿纵向或者横向破开，再沿突出部位切开，使成长、宽、高大约在3.0cm以下，约对半分成两份；一份以1:1比例加水置于高压锅内的下方进行高压水煮，另一份置于高压锅的蒸架上进行高压水蒸气蒸，蒸煮12分钟后熄火；稍冷却后开锅，人工将菊芋皮和菊芋心剥离分开，菊芋心另作它用，菊芋皮置于通风有孔容器中在太阳底下快速晒干。干燥后的菊芋皮控制水分在10％以下，此时手感掂动时发出轻轻脆声，也比较容易捏碎，最后装袋保存。

实施例2菊芋皮的发泡催松1

取已干燥的菊芋皮各适量，以能使菊芋皮开始微量发泡催熟和局部焦化(或焦心，不能食用)为基本考察指标，探索各能级下合适的微波加热时间。结果发现，各批次间菊芋皮的干燥程度不同，或者微波炉的型号功率不同，各微波能级下所需的加热时间略有差异。以LG微波炉WP700为例，能使菊芋皮发泡催松的大致处理时间范围见表1所示。

表1菊芋皮微波加热发泡催松的处理时间

注：LG微波炉，乐金电子(天津)电器有限公司，型号：WP700(MS2089T)；产品号：(MS-2089W)；额定电压：200V～50Hz；输出功率：700W；微波输入功率：1050W；内腔体积：20L；振荡频率：2450MHz。

表1中的“可加热时间”为各批次菊芋皮在微波加热时开始微量发泡催熟的时间到发泡催熟并略有焦化(或焦心)的时间范围；“最是时段”为菊芋皮菊发泡催熟基本完全或完全或微量焦香的时间范围；“相对安全时长”是指特定批次菊芋皮在特定环境下的相对安全时间范围，主要用于“提醒”控时的重要性和操作的难度。其中“最适时长”和“相对安全范围”还受菊芋皮的含水量高低(干燥程度)以及环境温度等会有所波动，因此，这最适时长的短时一端一般是安全的，而长时一端则会因菊芋皮的含水量不同有时会显得过长(可能会焦化严重了)，因此还需严格监控，谨防碳化燃烧隐患发生。

图1为本实施例中在第一至第五不同能级下的“最适时长”进行微波加热发泡催松实验的五份菊芋皮样品催松结果。具体实验条件为：A第一级20s；B第二级30s；C第三级40s；D第四级90s；E第五级300s。这些已经微波发泡催松了的菊芋皮，可即松即食，并且趁热食用最为脆爽香甜可口，也可稍放冷后进行密闭包装。

实施例3菊芋皮的发泡催松2

取已干燥的菊芋皮三份，两份(A为新鲜晒制，B为两年陈样品)于第三能级(中档)下一次性连续加热50秒，另一份(C为两年陈样品)用“间断加热法”25秒加热2次进行催熟(中间间断30秒)，发泡结果见图2。结果可见，干燥度适当时，一次性加热发泡催松也可以获得较好结果(A)；同等条件下，间断发泡催熟的产品均匀度更好、洁白度更高(C好于B)。

实施例4干燥菊芋皮含水率测定

为了测试菊芋皮的干燥程度，以利于较长久地保质储存，尝试用菊芋皮在微波加热发泡催松的前后重量的变化来考察微波催松程度对其含水量的影响，并通过计算其最高“除水率”来以间接判断其含水量多少。本实施例通过对2013年制取的一批菊芋皮的微波处理结果见表2。

由表2可见，同微波能级下加热时间长除水率高，如样品4在中火30秒时的除水率高于20秒和25秒的样品2和3，但如时间再长则开始焦化严重起来；同加热时间下微波能级高除水率也高，因为能级由温火、解冻、低火、中火到高火逐级提高所需的加热时间是显著减低的，因此，相同时间下能级是不能随便提高的，否则会严重焦化，如发泡催松比较完全并已略微焦化的样品1、11和13。为了考察用菊芋皮的发泡催松“最高除水率”来代替其含水率的可行性程度，本实施例对已微波解热发泡催松基本完全的样品(温火180秒)称重(此时的除水率为9.06％)，略放冷后再次进行微波处理(+温火120秒)后再次称重，则其能除去的水分已很少(除水率降为0.29％)，两次除水率的加和为9.35％。因此，这些菊芋皮的含水量已低于10％，符合含水量低于15％的要求。

表2菊芋皮微波加热发泡催熟前后“除水率”测定

实施例5

取已加热发泡催松的菊芋皮，置于粉碎机中粉碎，过筛60目筛，即得菊芋皮粉剂。见图3。

微波发泡催松过后的菊芋皮非常的干燥松脆，极容易粉碎，一般的固体粉碎机均可，但需于洁净空间内进行操作或粉碎后再进一步用紫外线照射杀菌；粉末的粗细程度，可根据不同人群不同需求来进行适度控制，一般可在10～200目筛不等。粉碎好的粉末直接分量包装或者用紫外线照射杀菌后进行分包包装。

实施例6不同食材“皮部”的微波催熟比较

对不同来源的菊芋块茎、番薯块根、马铃薯块茎进行同样的蒸熟、剥皮、干燥和发泡催松处理，结果见表3和图4。

处理方法、条件与结果讨论：菊芋皮——取适量已经高压蒸熟、剥皮和干燥的菊芋皮，于第三能级(中档——低火)下一次性连续加热50秒进行发泡催松(即同实施例3样品A)，发泡前后结果比较见图4AB。菊芋皮韧性好粉性弱(主成分菊糖含量高)，在较低微波能级条件下即发泡催松比较完全，且在刚开始微量发泡时即散发出独特的菊芋香味并逐渐浓香，在微波加热发泡催松的时间严格控制下发泡催松效果良好。番薯皮——取适量生番薯，洗净，切块，与高压锅蒸熟(约12分钟)，取出并剥取周皮，略阴干；于微波炉中第二能级(中火)下加热2分钟，再于第一能级(高火)下4分钟，发泡前后结果比较见图4CD。结果番薯皮粉性强但韧性差(淀粉含量高)，以上“较强”微波条件下基本未发泡催松(仅极少量贴近栓皮部位略发泡)，基本只起到“干燥”作用和过热引起的“焦化”作用，开始有部分焦化时散发有焦香味。马铃薯皮——取适量马铃薯，洗净，切块，与高压锅蒸熟(约12分钟)，取出并剥取周皮，略阴干；于微波炉中第一能级(高火)下加热1分钟三次，间隔10～30秒，发泡前后结果比较见图4EF。结果马铃薯皮(无高含量的淀粉和菊糖)在如此高能级条件下总体只起到了“干燥”作用，而未“发泡催松”，仅第三次时有极微弱香味。

表2不同来源制皮的微波发泡催熟效果比较

来源

组成

厚薄

粉性和韧性

干燥

发泡催松

口感效果

菊芋皮

周皮

适中

粉性弱韧性强

较快

较好

酥爽脆香绵甜

番薯皮

周皮

较厚

粉性强韧性弱

较慢

较差

较硬脆，香甜

马铃薯皮

栓皮

较薄

粉性弱韧性强

较快

不发

爽脆味淡香微

注：菊芋皮、番薯皮的形成层薄壁细胞脆弱，容易剥下其周皮；马铃薯只容易剥下栓皮。

Claims (3)

1.一种菊芋皮原生态开发利用的方法，其特征在于，通过以下方案实现：

（1）清洗切块：选择新鲜菊芋块茎，用清水漂洗干净，沥干；以纵向、横向或斜向对半破开，或再沿凸起部位切成适当大小的块状，长宽高分别控制在1.5 cm ~ 5.0 cm范围内，所述菊芋来源于菊科向日葵属植物Helianthus tuberosus L.的块状茎；

（2）蒸煮取皮：将切成块状的菊芋置于锅中，于常压或高压下煮熟或蒸熟，稍冷后将菊芋皮和菊芋心剥离，菊芋心供直接食用、晒干或用于提取菊糖等，菊芋皮进入下一步，所述常压蒸或煮的时间在5 ~ 30 min之间，高压蒸或煮的时间控制在5 ~ 15 min之间；

（3）干燥杀菌：将菊芋皮进行干燥，采用太阳晒干、阴凉风干或仪器助干，控制其含水量低于15%，然后分量包装或紫外线照射杀菌后包装；或继续进入下一步，所述仪器助干为采用暖风吹干、烘箱烘干、真空干燥或微波干燥，控制温度30 ~ 120℃；

（4）微波发泡催松：将干燥的菊芋皮置于微波炉中，摊成薄薄的，根据不同微波炉型号和功率选取不同的微波能效等级和相应的加热时间进行发泡催松加工，然后即松即食或冷却后分量包装；或继续进入步骤（6），微波加热时间在5 s ~ 30 min范围；

（5）干燥与发泡催松联线操作：根据实际生产需要，将菊芋皮在高温烘烤、真空加热或/和微波照射下将干燥过程⑶和发泡催松⑷合成一条生产线，通过调节温度、时间和翻炒等工艺条件，将蒸熟的菊芋皮直接从干燥到催松连线完成；或继续进入下一步；

（6）打粉包装：将微波加热发泡催松的菊芋皮，于洁净空间内打粉、10 ~ 200 目过筛和分量包装。

2.根据权利要求1所述的一种菊芋皮原生态开发利用的方法，其特征在于，步骤（5）所述联线操作，通过加强对干燥和催松的加热温度、时间工艺条件的连续操作和智控水平提高生产效率。

3.根据权利要求1所述的一种菊芋皮原生态开发利用的方法，其特征在于，步骤⑴ ~⑹所述菊芋皮制备获得三个不同阶段的产品——干燥但未发泡菊芋皮、发泡菊芋皮和发泡菊芋皮粉，均属于完全原生态的开发产品，由于菊芋富含果聚糖类成分，比较容易吸潮，所以，其各级干燥品需密封包装并阴凉干燥处保存。

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