CN114276466B - 一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法，属于甘薯加工技术领域，甘薯块根在去皮机中被削去外皮，去皮过程中使用通过循环泵将清洗液循环使用，不仅节约了洗涤用水，而且也使清洗液中的甘薯浆液浓度更高，便于后续的蒸发浓缩，减少了浓缩过程中所需的热量，节约了能源；甘薯去皮过程中的清洗液被浓缩成废固物，废固物和甘薯外皮含有较多的杂质，制成的淀粉品质不高，通过挤压膨化使可溶性淀粉分解糊化，再通过后续的老化过程使膨胀糊化的淀粉分子重新排列组合生成不易消化的淀粉，增加抗性淀粉的含量；通过回收甘薯清洗液和外皮生产抗性淀粉，增加了甘薯副产物的利用率，具有较好的经济效益。

Description

一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法

技术领域

本发明属于甘薯加工技术领域，具体涉及一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法。

背景技术

甘薯营养丰富，富含淀粉、糖类、蛋白质、维生素、纤维素以及各种氨基酸，是非常好的营养食品。甘薯淀粉含量高，一般块根中淀粉含量占鲜重的15％-26％，高的可达30％；可溶性糖类占3％左右。甘薯茎叶中含有较丰富的营养成分，是牲畜的上好饲料。据分析，甘薯干茎叶中含粗蛋白0.2％，比干花生秧含量稍高，比干谷草含量高1倍；甘薯秧中粗脂肪的含量为2.6％，比苜蓿草高0.3％，比谷草高0.7％。

甘薯的食用方法很多，按其形式来分，可分为主食、副食两种类型。甘薯作为主食，除可直接食用鲜薯或薯干外，也可与大米、玉米面等掺在一起，做成煎饼、馒头、面条等食品；作为副食，主要是经过简单加工可以制成各种食品及食品添加剂。但是甘薯在制作淀粉时需要除去外皮，会产生许多薯渣，这些薯渣利用率不高，造成了资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法，增加甘薯去皮时清洗液和外皮的利用率，以解决背景技术中的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法，包括如下步骤：

步骤一：甘薯收获后将甘薯块根与茎叶分离，将甘薯块根用清水洗净后用去皮机削去外皮，收集清洗液和被削去的外皮备用；

步骤二：将去皮后的甘薯块根切成直径为3-5cm的甘薯颗粒；将甘薯颗粒在-33～-30℃的条件下冷冻24-48h，取出冷冻的甘薯颗粒用蒸汽爆破设备进行处理，通过蒸汽爆破处理过程中产生的瞬时热能和剪切力、摩擦力等作用力使甘薯颗粒中木质纤维素软化、半木质纤维素部分水解，使甘薯颗粒中细胞壁表面产生裂缝，便于细胞内物质的释放；将蒸汽爆破后的甘薯颗粒加水搅拌破碎后在120-130℃的条件下加压保温1-2h，冷却后继续搅拌20-30min，将浆液用离心筛进行第一次筛分，将淀粉乳液筛下，上层滤渣加水洗涤，然后加水用磨碎机处理，用离心筛进行第二次筛分；收集第二次筛分后的滤渣备用；将浆液静置12-16h，待淀粉物质沉淀后，浆液出现明显分层，刮去并收集上层物质进行后处理后得到膳食纤维，收集下层物质干燥、精磨后得到甘薯淀粉；

步骤三：将步骤一中收集的清洗液蒸发、干燥后得到废固物，将废固物、步骤二中第二次筛分收集的滤渣和外皮混合后用挤压膨化机挤压膨化，将混合物洗涤后用磨碎机磨碎，加入0.25mol/L的醋酸钠溶液中，搅拌15-20min制得混合液，将混合液离心分层后去除下层杂质；将混合液上层物质在120-130℃的条件下保温30-60min，冷却至室温后在-33～-30℃的条件下静置24-36h，使其中的淀粉老化；将混合液上层物质在55-65℃的条件下干燥，粉碎后过7号筛，制得抗性淀粉；

进一步地，步骤二中后处理步骤为将收集的上层物质用3倍体积的水搅拌并且分散均匀得到混合液体，加入α-淀粉酶后在搅拌和65-70℃的条件下保温反应30-45min，煮沸混合液体5min将α-淀粉酶灭活；将混合液体转移至醇沉罐中并加入混合液体4倍体积的无水乙醇进行醇沉，收集沉淀并将沉淀用丙酮洗涤，用水反复洗涤后冷冻干燥得到膳食纤维；α-淀粉酶为购买自湖北博元生物科技有限公司的食品级α-淀粉酶；

进一步地，去皮机包括壳体，壳体内对称设置有两组去皮组件，去皮组件包括倾斜设置的第一刷辊和第二刷辊，第二刷辊位于第一刷辊的下方，两根第二刷辊之间对称设置有两根传动辊；第一刷辊、第二刷辊和传动辊的两端均固定设置有连接轴，相同一侧的第一刷辊、第二刷辊和传动辊的同一端的连接轴通过链条传动连接；壳体上对称设置有两个电机，两根传动辊的另一端分别与两个电机的输出轴固定连接；壳体一侧设置有出料口，出料口铰接有电动门，壳体位于电动门的位置固定设置有导料斗，导料斗位于电机上方；

壳体底部设置有集液口，集液口下端螺接有过滤斗，壳体远离电机的一侧固定设置有循环泵，循环泵一侧设置有第一连通阀和第二连通阀；过滤斗通过第一连通管与循环泵的进液端连接，循环泵的出液口通过第二连通管与第一连通阀连接，第二连通阀和第二连通阀通过第三连通管连接，壳体上部设置有喷淋组件，喷淋组件包括若干个阵列设置的喷头；喷淋组件与第二连通阀通过第四连通管连接；第一连通阀上设置有收液管，当关闭第一阀门并开启第二阀门，清洗液不会从收液管流出且通过喷淋组件喷出；当开启第一阀门并关闭第二阀门，清洗液仅从收液管流出；过滤斗可以过滤掉大颗粒杂质，防止堵塞管道。

本发明的有益效果：

1、甘薯块根在去皮机中被削去外皮，去皮过程中通过循环泵将清洗液循环使用，不仅节约了洗涤用水，而且也使清洗液中的甘薯浆液浓度更高，便于后续的蒸发浓缩，减少了浓缩过程中所需的热量，节约了能源。

2、甘薯在制作淀粉的过程中收集并提纯了膳食纤维，增加了制备甘薯淀粉过程中副产物的利用率；甘薯的膳食纤维具有润肠通便等保健功效，是众多保健品的原料，具有较好的经济效益。

3、甘薯去皮过程中的清洗液被浓缩成废固物，废固物和甘薯外皮含有较多的杂质，制成的淀粉品质不高，通过挤压膨化使可溶性淀粉分解糊化，再通过离心分层去除杂质，通过后续的老化过程使膨胀糊化的淀粉分子重新排列组合生成不易消化的淀粉，增加抗性淀粉的含量；抗性淀粉不易被酶解，可应用于食品行业改善食品特性，通过回收甘薯清洗液和外皮生产抗性淀粉，增加了甘薯副产物的利用率，具有较好的经济效益。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法的流程图；

图2是本发明去皮机的内部结构示意图；

图3是本发明图2中A处结构放大示意图；

图4是本发明去皮组件和传动辊位置关系示意图。

图中：1、壳体；2、第一刷辊；3、传动辊；4、电动门；5、电机；6、链条；7、喷淋组件；8、循环泵；9、第一连通阀；10、第二连通阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2-4，去皮机包括壳体1，壳体1内对称设置有两组去皮组件，去皮组件包括倾斜设置的第一刷辊2和第二刷辊，第二刷辊位于第一刷辊2的下方，两根第二刷辊之间对称设置有两根传动辊3，传动辊3带有纹路可以将甘薯向上运送；第一刷辊2、第二刷辊和传动辊3的两端均固定设置有连接轴，相同一侧的第一刷辊2、第二刷辊和传动辊3的同一端的连接轴通过链条6传动连接；壳体1上对称设置有两个电机5，两根传动辊3的另一端分别与两个电机5的输出轴固定连接；壳体1一侧设置有出料口，出料口铰接有电动门4，壳体1位于电动门4的位置固定设置有导料斗，导料斗位于电机5上方；

壳体1底部设置有集液口，集液口下端螺接有过滤斗，壳体1远离电机5的一侧固定设置有循环泵8，循环泵8一侧设置有第一连通阀9和第二连通阀10；过滤斗通过第一连通管与循环泵8的进液端连接，循环泵8的出液口通过第二连通管与第一连通阀9连接，第二连通阀10和第二连通阀10通过第三连通管连接，壳体1上部设置有喷淋组件7，喷淋组件7包括若干个阵列设置的喷头；喷淋组件7与第二连通阀10通过第四连通管连接；第一连通阀9上设置有收液管，当关闭第一阀门并开启第二阀门，清洗液不会从收液管流出且通过喷淋组件7喷出；当开启第一阀门并关闭第二阀门，清洗液仅从收液管流出；过滤斗可以过滤掉大颗粒杂质，防止堵塞管道。

实施例1

请参阅图1-4，一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法，包括如下步骤：

步骤一：甘薯收获后将甘薯块根与茎叶分离，将甘薯块根用清水洗净后通过传送带送入去皮机中，传动辊3将去皮机内底层的甘薯斜向上运送，使上层和下层位置的甘薯循环；第一刷辊2和第二刷辊擦削去除甘薯的外皮，去皮过程中通过外部管路向去皮机内加水清洗甘薯，清洗液流入去皮机底部，甘薯外皮被过滤斗拦截，清洗液通过喷淋组件7循环喷淋清洗甘薯，收集清洗液和被削去的外皮备用；

步骤二：将去皮后的甘薯块根切成直径为3cm的甘薯颗粒；将甘薯颗粒在-30℃的条件下冷冻24h，取出冷冻的甘薯颗粒用蒸汽爆破设备进行处理；将蒸汽爆破后的甘薯颗粒加水搅拌破碎后在120℃的条件下加压保温1h，冷却后继续搅拌20min，将浆液用离心筛进行第一次筛分，将淀粉乳液筛下，上层滤渣加水洗涤，用磨碎机处理后用离心筛进行第二次筛分；收集第二次筛分后的滤渣备用；将浆液静置12h，待淀粉物质沉淀后，浆液出现明显分层，刮去并收集上层物质，将收集的上层物质用3倍体积的水搅拌并且分散均匀得到混合液体，加入α-淀粉酶后在搅拌和65℃的条件下保温反应30min，煮沸混合液体5min将α-淀粉酶灭活；将混合液体转移至醇沉罐中并加入混合液体4倍体积的无水乙醇进行醇沉，收集沉淀并将沉淀用丙酮洗涤，用水反复洗涤后冷冻干燥得到膳食纤维；收集下层物质干燥、精磨后得到甘薯淀粉；

步骤三：将步骤一中收集的清洗液蒸发、干燥后得到废固物，将废固物、步骤二中第二次筛分收集的滤渣和外皮混合后用挤压膨化机挤压膨化，将混合物洗涤后用磨碎机磨碎，加入0.25mol/L的醋酸钠溶液中，搅拌15min制得混合液，将混合液离心分层后去除下层杂质；将混合液上层物质在120℃的条件下保温30min，冷却至室温后在-30℃的条件下静置24h，使其中的淀粉老化；将混合液上层物质在55℃的条件下干燥，粉碎后过7号筛，制得抗性淀粉。

实施例2

请参阅图1，一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法，包括如下步骤：

步骤一：甘薯收获后将甘薯块根与茎叶分离，将甘薯块根用清水洗净后通过传送带送入去皮机中，传动辊3将去皮机内底层的甘薯斜向上运送，使上层和下层位置的甘薯循环；第一刷辊2和第二刷辊擦削去除甘薯的外皮，去皮过程中通过外部管路向去皮机内加水清洗甘薯，清洗液流入去皮机底部，甘薯外皮被过滤斗拦截，清洗液通过喷淋组件7循环喷淋清洗甘薯，收集清洗液和被削去的外皮备用；

步骤二：将去皮后的甘薯块根切成直径为4cm的甘薯颗粒；将甘薯颗粒在-32℃的条件下冷冻36h，取出冷冻的甘薯颗粒用蒸汽爆破设备进行处理；将蒸汽爆破后的甘薯颗粒加水搅拌破碎后在125℃的条件下加压保温1.5h，冷却后继续搅拌25min，将浆液用离心筛进行第一次筛分，将淀粉乳液筛下，上层滤渣加水洗涤，用磨碎机处理后用离心筛进行第二次筛分；收集第二次筛分后的滤渣备用；将浆液静置14h，待淀粉物质沉淀后，浆液出现明显分层，刮去并收集上层物质，将收集的上层物质用3倍体积的水搅拌并且分散均匀得到混合液体，加入α-淀粉酶后在搅拌和68℃的条件下保温反应40min，煮沸混合液体5min将α-淀粉酶灭活；将混合液体转移至醇沉罐中并加入混合液体4倍体积的无水乙醇进行醇沉，收集沉淀并将沉淀用丙酮洗涤，用水反复洗涤后冷冻干燥得到膳食纤维；收集下层物质干燥、精磨后得到甘薯淀粉；

步骤三：将步骤一中收集的清洗液蒸发、干燥后得到废固物，将废固物、步骤二中第二次筛分收集的滤渣和外皮混合后用挤压膨化机挤压膨化，将混合物洗涤后用磨碎机磨碎，加入0.25mol/L的醋酸钠溶液中，搅拌18min制得混合液，将混合液离心分层后去除下层杂质；将混合液上层物质在125℃的条件下保温45min，冷却至室温后在-32℃的条件下静置30h，使其中的淀粉老化；将混合液上层物质在60℃的条件下干燥，粉碎后过7号筛，制得抗性淀粉。

实施例3

请参阅图1，一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法，包括如下步骤：

步骤一：甘薯收获后将甘薯块根与茎叶分离，将甘薯块根用清水洗净后通过传送带送入去皮机中，传动辊3将去皮机内底层的甘薯斜向上运送，使上层和下层位置的甘薯循环；第一刷辊2和第二刷辊擦削去除甘薯的外皮，去皮过程中通过外部管路向去皮机内加水清洗甘薯，清洗液流入去皮机底部，甘薯外皮被过滤斗拦截，清洗液通过喷淋组件7循环喷淋清洗甘薯，收集清洗液和被削去的外皮备用；

步骤二：将去皮后的甘薯块根切成直径为5cm的甘薯颗粒；将甘薯颗粒在-33℃的条件下冷冻48h，取出冷冻的甘薯颗粒用蒸汽爆破设备进行处理，通过蒸汽爆破处理过程中产生的瞬时热能和剪切力、摩擦力等作用力使甘薯颗粒中木质纤维素软化、半木质纤维素部分水解，使甘薯颗粒中细胞壁表面产生裂缝，便于细胞内物质的释放；将蒸汽爆破后的甘薯颗粒加水搅拌破碎后在130℃的条件下加压保温2h，冷却后继续搅拌30min，将浆液用离心筛进行第一次筛分，将淀粉乳液筛下，上层滤渣加水洗涤，用磨碎机处理后用离心筛进行第二次筛分；收集第二次筛分后的滤渣备用；将浆液静置16h，待淀粉物质沉淀后，浆液出现明显分层，刮去并收集上层物质，将收集的上层物质用3倍体积的水搅拌并且分散均匀得到混合液体，加入α-淀粉酶后在搅拌和70℃的条件下保温反应45min，煮沸混合液体5min将α-淀粉酶灭活；将混合液体转移至醇沉罐中并加入混合液体4倍体积的无水乙醇进行醇沉，收集沉淀并将沉淀用丙酮洗涤，用水反复洗涤后冷冻干燥得到膳食纤维；收集下层物质干燥、精磨后得到甘薯淀粉；

步骤三：将步骤一中收集的清洗液蒸发、干燥后得到废固物，将废固物、步骤二中第二次筛分收集的滤渣和外皮混合后用挤压膨化机挤压膨化，将混合物洗涤后用磨碎机磨碎，加入0.25mol/L的醋酸钠溶液中，搅拌20min制得混合液，将混合液离心分层后去除下层杂质；将混合液上层物质在130℃的条件下保温60min，冷却至室温后在-33℃的条件下静置36h，使其中的淀粉老化；将混合液上层物质在65℃的条件下干燥，粉碎后过7号筛，制得抗性淀粉。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将甘薯块根用去皮机去皮，收集清洗液和外皮备用；

步骤二：将去皮后的甘薯块根切成甘薯颗粒，将甘薯颗粒在-33～-30℃的条件下冷冻24-48h并进行蒸汽爆破处理，加水搅拌后在120-130℃的条件下加压保温1-2h，冷却后继续搅拌20-30min，将浆液筛分两次，收集第二次筛分后的滤渣备用；将筛分后的浆液静置12-16h，刮去并收集上层物质进行后处理后得到膳食纤维；

步骤三：将步骤一中的清洗液蒸发、干燥后得到废固物，将外皮、废固物和步骤二中第二次筛分收集的滤渣挤压膨化并粉碎，加入醋酸钠溶液搅拌15-20min制得混合液，对混合液离心取上层物质制备抗性淀粉；

步骤三中制备抗性淀粉的具体步骤为将上层物质在120-130℃的条件下保温30-60min，老化处理后将上层物质在55-65℃的条件下干燥、粉碎，过7号筛后制得抗性淀粉；老化处理的步骤为在-33～-30℃的条件下静置24-36h。

2.根据权利要求1所述的一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法，其特征在于，步骤二中两次筛分的具体步骤为先进行第一次筛分，将上层滤渣加水洗涤后并再次粉碎，进行第二次筛分。

3.根据权利要求1所述的一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法，其特征在于，步骤二中后处理步骤为将收集的上层物质用3倍体积的水搅拌得到混合液体，加入α-淀粉酶处理后将混合液体醇沉，收集沉淀洗涤、抽滤并且冷冻干燥制得膳食纤维。

4.根据权利要求3所述的一种提高甘薯加工副产物综合利用率的加工方法，其特征在于，α-淀粉酶的处理步骤为在65-70℃的条件下保温反应30-45min，煮沸混合液体5min将α-淀粉酶灭活。

Images