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土豆有营养，是抗衰老的食物。它含有丰富的维生素B1、B2、B6和泛酸等B群维生素及大量的优质纤维素，还含有微量元素、氨基酸、蛋白质、脂肪和优质淀粉等营养元素。经常吃土豆的人身体健康，老...
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亚盛集团 600108
变性淀粉是明胶的替代品
马铃薯淀粉的认识及发展前景&&
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& 人们日常食用的马铃薯(土豆),马铃薯原产于南美大陆的安第斯山脉,1500年左右扩展到墨西哥一带。1570年时从墨西哥传到西班牙,1590年时有传到英国。此时期正是欧洲人将领土扩展到亚洲、美洲的时期,而马铃薯也随着欧洲人传到各个国家。其营养价值如何?作为我国的一个重要的粮食品种,其产业发展前景怎样?11月4日,由CCTV-7农业节目举办的“薯”光行动论坛,成为了一个打开问号,推介示范的平台。 从此次论坛了解到,目前,我国是马铃薯生产大国,2000年世界马铃薯产量为2.9亿吨,其中我国年产0.6亿吨,居世界第一位。但与国外相比,我国的马铃薯单产量较低,国外平均亩产2.6吨,而国内平均亩产仅为0.86吨,世界排名93位。世界上变性淀粉的品种,已经有2000多种。而现在我国生产使用的,却只有三四十种,还有比较大的差距。目前欧洲发达国家人均马铃薯消费量是74公斤,我国是35公斤。且国内马铃薯等薯类的深加工开发利用较晚,年产量的约78%被鲜食,8%烂掉,4%饲用,而用于深加工的马铃薯不足年产量的10%。 据专家介绍,人们对土豆的认识经常会有几个误区,认为吃土豆,那是越吃越胖,不符合现代潮流!其实不然,土豆含的水分很多。100克的土豆中,含有79.8克的水。同时,马铃薯含有丰富的维生素A、C以及矿物质,优质淀粉含量约为16.5%,还含有大量木质素等,被誉为人类的“第二面包”。其所含的维生素是胡萝卜的2倍、大白菜的3倍、西红柿的4倍,维生素C的含量为蔬菜之最。中医认为马铃薯“性平味甘无毒,能健脾和胃,益气调中,缓急止痛,通利大便。对脾胃虚弱、消化不良、肠胃不和、脘腹作痛、大便不畅的患者效果显著”。现代研究证明,马铃薯对调解消化不良有特效,是胃病和心脏病患者的良药及优质保健品。除了其丰富的营养价值外,马铃薯的功能也不可小视。据研究,马铃薯不仅能抗衰老、减肥、美颜、防脱发、还因其含有的A、C、B6等丰富的维生素使人心情愉快。马铃薯以其对人体多种的有益作用,无愧为营养价值之王的称号。 因此,为了充分发挥我国的农业资源优势,加大马铃薯综合开发力度,提高鲜薯加工转化能力,筹建了马铃薯淀粉加工厂。 一、马铃薯淀粉的质量标准 根据食用马铃薯淀粉标准(GB8884-88)和工业马铃薯国家薯为原料,经湿磨法加工制成的马铃薯淀粉分为优级、一级和二级三个等级,具体感观和理化指标见下表。 1、&&&&&&&&&& 感官要求
2、&&&&&&&&&& 理化指标
3、&&&&&&&&&& 卫生指标 &
二、马铃薯淀粉产业概况 &&&& 中国是世界马铃薯生产大国,根据联合国粮农组织统计,目前全世界马铃薯种植面积2000万公顷(合3亿亩),总产量3.5亿吨。其中中国的种植面积达488万公顷(合7321万亩),占世界的25%,亚洲的60%,总产量达7086万吨,占世界的20%和亚洲的70%,在世界均居领先地位。 &&&& 中国的马铃薯生产总量虽然在世界已处于领先地位,但马铃薯的加工利用率,增值率却非常低,大部分局限在简单食用、饲料等,产业链条短,与其应有的经济价值有相当大的差距。欧、美、日等发达国家直接以马铃薯为原料加工的各类食品有300多种,制成淀粉、各种类型的变性淀粉及淀粉深加工产品更达上千种。各发达国家马铃薯产量虽然有限,但其大部分用于加工增值,如:荷兰加工品达47%。美国占48%,英国占40%,法国占59%,而我国加工率只占5%。这种情况,一方面反映出我国的马铃薯产业化水平很低,无法满足社会发展和工业化需求,但另一方面,也预示着中国马铃薯加工产业有巨大的发展空间和市场潜力。具有旺盛的生机和活力。马铃薯生长在北纬35°至50°之间适宜的土壤和气候条件下。喜砂质土壤、光照强,昼夜温差大、气候冷凉的地区。世界主要生产国为中国、俄罗斯、波兰、荷兰、德国、法国、瑞典等。在我国主产区则集中在较贫困和不发达地区。东北产区:黑龙江省及内蒙东部区;华北产区:内蒙西部区、山西省、河北省;西北产区:陕、甘、宁及青海部分地区;西南产区:云、贵、川高原地区。 表1& 中国各地区马铃薯种植面积、总产量及单产水平(2005年)
播 种 面 积
总& 产& 量
& &&&& 马铃薯淀粉生产及市场,以欧洲为主,已经有近百年的历史。目前,工艺设备先进,质量指标稳定,产量每年在180—200万吨之间。主要厂家有:荷兰艾维贝公司、德国阿姆斯兰德公司、法国罗盖特公司、丹麦KMC公司,瑞典莱克白公司、波兰Rolimpex.S.A公司等。由于人多粮少的国情,我国淀粉工业起步较晚,特别是马铃薯淀粉的工业化加工,从上世纪80年代后期开始起步。虽然起步较晚,但后发优势明显。体现在:一是起点高。90年代初,宁夏西吉、隆德及内蒙古和林,以易货贸易方式引进世界中等水平的波兰生产线,开始了现代化的马铃薯淀粉加工产业。1996年,内蒙古奈伦集团开始引进了世界先进水平的全自控、全旋流、全密闭工艺的瑞典生产线。此后,从1998年起,云南润凯、黑龙江丽雪、河北双九等多家企业又相继引进了先进的荷兰生产线,标志着中国薯类淀粉工业生产进入了世界先进水平行列。截止今年,国内已引进北欧、西欧、东欧生产线30多条。马铃薯淀粉生产行业,使用引进设备及消化、开发相当于欧洲设备工艺水平的产品产量,已占全行业总产量的60%以上。国产马铃薯淀粉的质量水平,也大部分达到或相当于欧洲产品水平。二是速度快。马铃薯淀粉从起步到现在仅十多年时间、但发展势头很快,已成相当规模。目前,已有大中型企业50多家,小型企业千余家,总体生产能力达60多万吨。(注:每年因气象灾害、原料、资金等原因生产不足,2006年实际总产量在30万吨左右)。近年来支持农产品加工、产业扶贫、西部大开发、振兴老东北等产业政策实施后,各有资源的省份,纷纷掀起建厂热潮,每年都有十多家不同水平的工厂投产。已形成相当好的产业规模。三是前景广阔。马铃薯淀粉的理化指标及糊性质非常优越,在工业加工领域有着不可替代的作用。中国是人口大国、发展大国、应用大国,随着人民生活水平的不断提高、工业科技水平的不断提高,淀粉,特别是高品质的马铃薯淀粉的生产应用量还将大幅度提高。 1、马铃薯淀粉特性 淀粉是植物体中贮存的养分,存在于种子和块茎中,各类植物中的淀粉含量都较高,大米中含淀粉62%~86%,麦子中含淀粉57%~75%,玉蜀黍中含淀粉65%~72%,马铃薯中则含淀粉12%~14%。淀粉是食物的重要组成部分,咀嚼米饭等时感到有些甜味,这是因为唾液中的淀粉酶将淀粉水解成了二糖--麦芽糖。食物进入胃肠后,还能被胰脏分泌出来的唾液淀粉酶水解,形成的葡萄糖被小肠壁吸收,成为人体组织的营养物。支链淀粉部分水解可产生称为糊精的混合物。糊精主要用作食品添加剂、胶水、浆糊,并用于纸张和纺织品的制造(精整)等。&&& 马铃薯淀粉是重要的植物淀粉,&它的生产量和商品量仅次于玉米淀粉,&在所有植物淀粉中居第二位。目前,&我国的马铃薯淀粉加工业处于发展阶段,&马铃薯淀粉生产量和商品量在不断增加,&同时马铃薯淀粉的利用也必将趋于专用化&。马铃薯淀粉是目前家庭一般常用的淀粉,植物淀粉加水加热至60~75℃左右,&淀粉粒急剧大量吸水膨胀,&淀粉粒的形状破坏,&呈半透明的胶体状的糊浆,&这一过程即淀粉的糊化。&&& 常温下,&水分子不能进入淀粉分子内部,&淀粉在水中是稳定的。淀粉加热后,&分子运动加剧,&淀粉吸水膨胀,&进一步加热,&淀粉粒破坏,&实现糊化。所谓的糊浆就是热水溶解的直连淀粉和支连淀粉溶液中,&未完全破坏的淀粉粒和破坏的淀粉粒的不均匀的混合状态。糊化的淀粉味良,&容易消化,&称为α淀粉。与其它淀粉相比,马铃薯淀粉具有最大的颗粒,较长的分子结构,还最小量的异物,支链淀粉含量较高(80%),属于上乘淀粉。马铃薯淀粉成糊后表现出其他淀粉所不具有的特性,。如成糊后粘度较高,成糊稳定且晶莹透明,具有较好的粘弹性。&&&& 我们在重视马铃薯淀粉的数量的同时,&有必要深入认识马铃薯淀粉的品种性状及用途,&并根据马铃薯淀粉的性质及用途,&有针对性地改良马铃薯淀粉专用品质,&以生产、加工出适合市场的需要的马铃薯淀粉。 2、马铃薯精淀粉及变性淀粉的应用领域 由于马铃薯精淀粉所具有的优良特性,尤其在食品、化工、纺织、医药、饲料、造纸等许多方面得到广泛应用,尤其是将其加工成变性淀粉后应用范围更加广泛。 2.1变性淀粉在食品工业中的应用 淀粉可广泛应用于食品、纺织、造纸、医药、饲料、石油钻井、铸造、建筑涂料等工业之中,它作为一种可再生资源,已成为重要的工业原辅料。但由于淀粉的许多固有性质(冷水不溶性,糊液在酸、热、剪切作用下不稳定)限定了它在工业中的应用范围和使用量。为改善淀粉的性能和扩大其应用范围,利用物理、化学、生物处理,改变淀粉的天然性质,增加其功能性或引进新的特性,这一过程称为淀粉的变性,产品即为变性淀粉。自20世纪40年代,西方经济发达国家开始规模化生产变性淀粉以来,世界变性淀粉年产量500万吨,主要集中在工业发达的北美和欧洲。美国变性淀粉年产量在300万吨左右,尤其在造纸和食品行业有较大的市场[2]。美国食品用变性淀粉达500种以上,用量在50万吨以上。我国变性淀粉的开发和生产起步较晚,但发展较快,经过20多年的发展巳初具规模。据不完全统计,全国现有变性淀粉生产厂家有300家以上,但年生产能力在5000吨以上的只有20多家,60%的生产厂家年产量1~2千吨,有的甚至只有几百吨。2001年,我国变性淀粉产量约在37万吨左右,仅占世界变性淀粉产量的7.4%左右。与美国相比,产量相差甚远,且主要集中在特种饲料用的预糊化淀粉和纺织、造纸用的酸解、氧化、磷酸酯、阳离子淀粉等品种上,食品用变性淀粉开发虽有很大的起色,但总的产量还不大(目前,国内生产的纺织用变性淀粉约8万吨,造纸用变性淀粉约12万吨,食品用变性淀粉约4万吨,饲料用预糊化淀粉约7万吨;用于其它行业(如医药用药片粘接剂、铸造用型砂粘接剂、建材用粘接剂、纸箱行业的瓦楞纸粘结剂)的变性淀粉约6万吨)。而食品用变性淀粉是食品工业的重要原辅料或加工助剂,直接影响着食品工业的发展。如何更好的开发利用食品用变性淀粉是淀粉工业的重要任务之一。为促进变性淀粉工业的发展,给变性淀粉技术开发单位和生产企业提供信息和思路,本文着重介绍食品用变性淀粉的种类及其应用现状和发展趋势。 2.1.2、食品用变性淀粉 淀粉在食品中被广泛用于糖果、饮料、冷食、面制品以及调味品的生产中。在欧美一些发达国家,几乎所有的谷物快餐食品和肉制品中都添加变性淀粉。变性淀粉作为食品添加剂并不是基于它们的营养价值,而是它们方便于食品加工的功能性质和提供食品体系某些所要求的性质。例如:现代食品加工工艺中的高温杀菌、机械搅拌、泵的输送要求辅料淀粉具有耐热、抗剪切稳定性;冷藏食品则要求糊化后的淀粉不易回生凝沉,而具有很强的亲水性;偏酸性食品要求淀粉在酸性环境下有较强的耐酸稳定性;有些食品还需淀粉具有一些特殊的功能,如成膜性、涂抹性等等,这些要求都是原淀粉难以完全满足的,都要对淀粉进行适当的变性处理。常用的食品加工用变性淀粉有预糊化淀粉、糊精、酸解淀粉、氧化淀粉、羧甲基淀粉、交联淀粉、羟丙基淀粉、磷酸酯淀粉、醋酸酯淀粉等。 2.1.3预糊化淀粉 由于预糊化淀粉能够在冷水中溶胀、分散,形成具有一定粘度的糊液,起到增稠、改善食品口味等功效,且其凝沉性比原淀粉小,在使用时省去蒸煮加热操作,使用方便,故被广泛用于各种方便食品中。例如,用预糊化淀粉配制的各种营养糊类、速溶汤料等,用温水即可冲服食用;在欧美,以预糊化淀粉为基料,添加一定量的淀粉糖、营养强化剂、调味剂等制成的速溶布丁粉是十分畅销的方便食品[1]。 预糊化淀粉的保水性很强,用在焙烤食品中(如:在蛋糕、面包中添加4%预糊化淀粉[2])可使产品保持柔软蓬松、延缓老化。而其吸水性强,粘度及粘弹性都比较好,用在鱼糜系列产品、火腿、腊肠等食品中,可提高成型性,增强弹性,防止产品析水。 2.1.4交联淀粉 &交联后的淀粉对剪切、高温、酸、碱导致的破坏作用有较强的抗性。如交联淀粉可用作色拉调味汁的增稠剂,使它在酸性条件和均质过程中产生的高剪切力下仍能保持所需粘度。适度交联的变性淀粉具有较高的热稳定性和良好的耐酸性和耐热性,在美国被广泛用作罐头食品、冷冻食品的增稠剂。 2.1.5酸解淀粉 酸变性淀粉具有较低的热糊粘度,水溶性好,淀粉的凝胶性有了较大的提高。酸变性淀粉可以按溶解程度不同做成系列产品,用于果冻,夹心饼,软糖的生产。用作软糖作填充料,可使软糖不粘牙。 2.1.6氧化淀粉 &氧化淀粉使淀粉糊化温度降低,糊透明度和成膜性好,是较低粘度的增稠剂。在软糖生产中,氧化淀粉可代替琼脂和果胶等食用胶;Fuller发现次氯酸钠氧化淀粉比酸变性淀粉有更好的清晰度,稳定性及较大的防缩性能,适合于胶姆糖的储放。在面包生产中加入氧化淀粉能改善生面团的物理特性及面包孔的结构,提高气体保持能力,缩短发酵时间,增加面包体积,同时能增加面包弹性,延长货架期。 2.1.7羟丙基淀粉 淀粉经羟丙基化后,其冻融稳定性、透光率均有明显提高。它最广泛的应用是在食品中用作增稠剂。羟丙基淀粉在肉汁、沙司、果肉布丁中用作增稠剂,可使之平滑、浓稠透明、无颗粒结构,并具有良好的冻融稳定性和耐煮性,口感好。羟丙基淀粉也是良好的悬浮剂,如用于浓缩橙汁中,流动性好,静置也不分层或沉淀。 由于羟丙基淀粉的亲水性比小麦淀粉大,易吸水膨胀,能与面筋蛋白、小麦淀粉相互结合形成均匀致密的网络结构,所以在面制品的生产中加入面粉量1%的羟丙基淀粉,可降低淀粉的回生程度,使放置贮藏后的湿面仍具有较柔软的口感,面条的品质、溶出率等都得到改善。 2.1.8淀粉磷酸酯 &淀粉磷酸酯的水溶性较好,并具有较高的糊粘度、透明度和稳定性,在食品工业中可用作增稠剂、稳定剂、乳化剂。实验证明,淀粉磷酸酯可以在橙汁生产中作乳化剂,代替价格较高的阿拉伯胶。在面条加工中,淀粉磷酸酯作为增稠剂,由于其具有良好的粘附性能,当加入面粉中和面时,能使面筋与淀粉颗粒、淀粉颗粒与淀粉颗粒以及它们与破碎的面筋片段能很好的粘合起来,形成具有良好粘弹性和延伸性的面团。 在蛋糕中添加≤4%的量可提高蛋糕的比容,延长蛋糕的货架寿命,延缓蛋糕的老化,对蛋白发泡体系的持泡性能也有显著改善。 2.1.9淀粉醋酸酯 由于在淀粉分子中引入酯化基团后,分子间不容易形成氢键,从而降低了糊的凝沉性,糊的透明度明显变好。有实验证明,在生产面包时加入原料量12%的醋酸酯淀粉,制得的面包存放3天后再加热,面包的弹性、味觉、口感仍然很好,并能延长保存期3-5天。醋酸酯淀粉在食品中的应用非常广泛,可用来生产罐头、烘烤、冷冻和儿童食品。但是按照美国和药品管理局规定乙酰基含量低于2.5%的醋酸酯淀粉才能用于食品的生产中。 2.2.1羧甲基淀粉 羧甲基淀粉可直接溶于冷水,溶液粘度高、粘着力大,乳化性、稳定性和透明性好,外观比羧甲基纤维素均匀细腻。在食品工业中,被广泛用作增稠剂、稳定剂、悬浮剂、乳化剂和抗老化剂。 羧甲基淀粉用于冰淇淋生产中代替明胶,能生产出组织软滑、粘度适中、稳定性良好的产品;用于面食和糕点生产中,可起到调节面团弹性、增加柔韧性、改善成型性、保持水分、分散脂肪等作用。 &食品中可用的变性淀粉种类很多,在实际应用中需根据所需产品的特性及要求来选择合适的原料和变性方法;有时还需考虑到用于食品中的安全毒理性。如美国FDA规定,只能用磷酸单钠、三聚磷酸钠和三偏磷酸钠制备的磷酸酯淀粉作为食品添加剂,并且磷酸酯淀粉中残留的磷酸盐含量不得大于0.4%。 三、生态区域对马铃薯淀粉含量及其品质性状的影响 我国是马铃薯生产大国,马铃薯的栽培面积和总产量均居世界第一位。马铃薯在国内分布区域广泛,北方冷凉地区(包括东北、华北和西北地区)一直是我国马铃薯种薯和商品薯的繁殖基地,马铃薯的种植面积较大,约占全国总面积50%以上。随着国内马铃薯加工业的发展,加工企业对马铃薯原料薯的需求从单纯地追求高淀粉转变为开始关注淀粉的品质特性。而我国的马铃薯育种工作一直偏重于以鲜食、高产和抗病为主,对高淀粉加工型品种的选育工作起步较晚,尤其是中早熟高淀粉加工型品种严重缺乏,对淀粉品质的研究更是近乎空白。用于淀粉加工的原料薯大部分不是淀粉加工专用型品种,只是淀粉含量中等的当地主栽品种,加工企业和种植者对淀粉加工品种的选择缺乏科学理论和实践的引领,有一定的盲目性。不合理的品种选择和搭配,导致生产效率难以提高,在一定程度上制约了马铃薯淀粉加工业的健康发展。因此,进行生产上主栽品种在马铃薯主产区内的淀粉含量及其他相关性状的研究,可以为马铃薯种植者和加工企业在生产中合理地选择品种提供基础数据和理论支持。 本试验选用了东农303、尤金、坝薯8号、晋薯11号、克新12号、延97-8、青薯2号和陇薯3号等8个由北方一作区主要育种单位选育、不同熟期、综合性状良好、在各地生产上主栽的马铃薯品种为试验材料,分别种植在哈尔滨、本溪、坝上、大同、克山、延边、西宁和兰州等8个生态环境有较大差异的马铃薯主产区,进行淀粉含量、淀粉产量及其他淀粉品质性状的比较试验。各试点的田间试验采用统一的设计方案,随机区组排列,3次重复,4行区,小区播种100株。收获后测定产量、淀粉含量、淀粉粘度、淀粉的糊化温度、淀粉粒径和直链淀粉含量等性状。对淀粉含量、淀粉产量、淀粉粘度和糊化温度等性状进行多点联合方差分析及稳定性分析(AMMI模型),对生态和环境因子与淀粉含量等指标进行了相关分析。 研究结果表明: (1)在北方一作区内,马铃薯淀粉含量变化的总趋势表现为东北和西北地区较高,而华北地区较低。淀粉含量在大同地区(40°06"N)和西宁地区(36°34"N)之间存在一个明显的分界线,在40°06"N~48°04"N范围内淀粉含量随纬度升高逐渐增加。在同纬度地区,海拔升高则淀粉含量增加。淀粉粘度随纬度的变化趋势与淀粉含量基本一致,纬度在40°06"N~48°04"N范围内时,淀粉粘度随纬度升高逐渐增加。淀粉糊化温度表现为东北地区明显高于西北地区。 (2)马铃薯淀粉含量的品种间差异大于地点间差异,淀粉产量、淀粉粘度和糊化温度的地点间差异大于品种间差异,表明淀粉产量和糊化特性受环境影响较大。不同品种之间,淀粉含量、淀粉产量和淀粉糊化特性的差异均达到显著或极显著水平,不同地点之间,淀粉含量、淀粉产量、淀粉粘度和糊化温度特性指标的差异均达到显著或极显著水平。 (3)延97-8和克新12号可以作为克山、哈尔滨、延吉、本溪、坝上、大同和西宁地区适宜种植的中晚熟淀粉加工品种,东农303可作为克山、哈尔滨和延吉地区的早熟淀粉加工品种,尤金可以作为本溪和大同地区的早熟淀粉加工品种。兰州和西宁地区应以当地主栽的晚熟品种为主。克新12号的淀粉粘度在8个地区均表现最高,可作为淀粉加工企业利用高粘度特性的首选品种。青薯2号在克山和哈尔滨地区的糊化温度最低,陇薯3号在延吉、西宁利兰州地区的糊化温度最低,东农303在本溪和坝上地区的糊化温度最低,尤金在山西地区的糊化温度最低,这些品种可分别作为各地区淀粉加工企业低糊化温度马铃薯淀粉生产的首选品种。 (4)生育期间气象因子与淀粉含量及品质性状的相关分析结果显示,马铃薯淀粉含量与生育期内日均温呈显著负相关,与日照时数呈显著正相关。淀粉粘度与日均温呈显著负相关。糊化温度与开花至成熟期的日均温呈极显著正相关。直链淀粉含量与开花至成熟期的日均温呈显著正相关。同生值与生育期的日均温呈极显著正相关。 (5)土壤肥力各要素与淀粉含量及品质性状的相关分析表明,有机质和速效K与淀粉含量呈显著正相关,速效N肥与产量呈显著正相关,PH与淀粉粘度呈显著负相关,其他几项相关均不显著。 (6)地理纬度(40°06"N~48°04"N)与淀粉含量、淀粉粘度呈极显著正相关。淀粉含量与大中薯率呈正相关,且达到极显著水平,与直链淀粉和淀粉粒径达到极显著负相关,与峰值粘度呈极显著正相关。直链淀粉的含量影响糊化的难易程度,直链淀粉与糊化温度呈极显著正相关,与淀粉粘度呈显著负相关,与回生值呈显著正相关。糊化温度与淀粉粒径呈极显著负相关,与回生值呈极显著正相关。 四、马铃薯淀粉的生产流程 马铃薯淀粉生产工艺与鲜甘薯生产淀粉工艺过程基本相同,但工业生产马铃薯淀粉比手工生产简单。主要是由原料的洗涤、磨碎、筛分、分离蛋白质、清洗、脱水和干燥等工序组织。一般传统生产方法和现代化生产方法的主要区别,在于后者使用碟式离心机或旋液分离器代替流槽分离杂质,使操作能够自动化和连续化进行更大规模生产。
4.1小型马铃薯淀粉生产 制作方法 1.洗涤和磨碎:马铃薯的洗涤工序是在洗涤机内进行。清除夹杂的泥、石块、茎叶和粘附在马铃薯表面的泥砂等杂质,用水量大约为原料的5倍,经过洗涤后,送至磨碎机处理。使用的磨碎机有齿板型和锤击型两种。
2.筛分:经过磨碎后的马铃薯糊要进行筛分。传统的方法是使用平摇筛,现代马铃薯淀粉厂都采用离心筛。在筛分过程中要加水洗涤,筛下物为淀粉乳,筛上渣子进行第二次筛分,回收部分淀粉,清洗后的淀粉渣子可作为饲料。
3.流槽分离和清洗:从筛分工段来的淀粉乳先在流槽内分离蛋白质等杂质,再在清洗槽内进行清洗。从流槽中分出带有淀粉的黄浆水送入流槽回收淀粉,再经清洗槽得到次淀粉。
4.脱水干燥:淀粉清洗后,含水分很高,必须用离心机脱水,得到含水分为45%的湿淀粉,并经气流干燥机干燥到平衡水分为20%的干淀粉。 4.2、大型马铃薯淀粉生产 制作方法 大型马铃薯淀粉生产工艺过程与小型生产工艺基本相似,其工艺流程: 马铃薯-水力输送-清洗输送-二级清洗-清洗去石提升-粉碎、分离-除砂-浓缩精制-真空脱水-气流干燥-成品包装。
4.2.1、清洗工艺及设备
主要是清除物料外表皮层沾带的泥沙, 并洗除去物料块根的表皮,去石清洗机是要去除物料中的硬质杂。对作为生产淀粉的原料进行清洗, 是保证淀粉质量的基础,清洗的越净,淀粉的质量就越好。输送是将物料传递至下一工序,往往输送的同时也有清洗功能。常用的输送、清洗、去石设备有:水力流槽、螺旋清洗机、斜鼠笼式清洗机、浆叶式清洗机、去石上料清洗机、(平)鼠笼式清洗机、转筒式清洗机、刮板输送机等。根据土壤和物料特性可选择其中的一些进行组合,达到清洗净度高,输送方便的要求。 4.2.2、原料粉碎及设备 粉碎的目的就是破坏物料的组织结构,使微小的淀粉颗粒能够顺利地从块根中解体分离出来。粉碎的要求在于: 1.尽可能的使物料的细胞破裂,释放出更多的游离淀粉颗粒; 2.易于分离。并不希望皮渣过细,皮渣过细不利于淀粉与其他成份分离,又增加了分离细渣的难度。 3、筛分工艺及设备 淀粉提取,也称为浆渣分离或分离,是淀粉加工中的关键环节,直接影响到淀粉提取率和淀粉质量。粉碎后的物料是细小的纤维,体积大于淀粉颗粒,膨胀系数也大于淀粉颗粒,比重又轻于淀粉颗粒, 将粉碎后的物料,以水为介质,使淀粉和纤维分离开来。 4、洗涤工艺及设备 淀粉的洗涤和浓缩是依靠淀粉旋流器来完成的,旋流器分为浓缩旋流器和洗涤精制旋流器。通过筛分以后的淀粉浆先经过浓缩旋流器,底流进入洗涤精制旋流器,最后达到产品质量要求。设备配有全套自控系统,采用优质旋流管及最优化的排管方案,可以使最后一级旋流器排除的淀粉乳浓度达到23Be",是淀粉洗涤设备的理想选择。 5、淀粉脱水 马铃薯淀粉常采用真空吸滤脱水机。可实现自动给料、自动脱水、自动清洗。 6、淀粉干燥
气流干燥机是利用高速流动的热气流使湿淀粉悬浮在其中,在气流流动过程中进行干燥。具有传热系数高,传热面积大,干燥时间短等特点。 7、淀粉冷却与过筛包装 淀粉经干燥后,温度较高,为保证淀粉的粘度,需要在干燥后将淀粉迅速降温。冷却后的淀粉进入成品筛,在保证产品细度、产量的前提下进入最后一道包装工序。 小型工厂生产的淀粉渣不经干燥直接作为饲料,而大型工厂的淀粉渣大都进行干燥。为了节省热能消耗,可以先经压榨机脱水,然后用气流干燥机进行干燥 五、马铃薯淀粉的基本用途 马铃薯淀粉及其衍生物具有十分广泛的工业用途。国内潜在需求量在100万吨以上。主要用途是:&&&&造纸业:主要用在四个方面:打浆机上胶,在纸成形之前,将纤维组织凝结在一起;桶上胶,浸透稀胶液,预形成纸;轧光机上胶,上光整修;表面上胶。美国的马铃薯淀粉约有33%用在在造纸工业,使用的主要产品是阳离子衍生物。阳离子马铃薯淀粉能改善填充剂和细纤维的固定能力以及纸张的其他化学性质。&&& 纺织业:主要是用于棉纱、毛织物和人造丝织物的上浆,以增强和保持经纱在编织时的耐摩性、光洁度。经用马铃薯淀粉上浆的纱具有另一个优点是染色后能得到鲜艳的色泽。用马铃薯淀粉精梳的棉纺品具有一个良好的手感和光滑的表面。&&& 食品加工业:在食品工业中,马铃薯变性淀粉主要用做增稠剂、粘结剂、乳化剂、充填剂、赋型剂等。在美国,马铃薯淀粉约30%应用在食品上。特别是在汤料中大量使用,它具有较高的初始粘度,能有效地分散各种成分,在随后的高压消毒处理时,最终产品的粘度可以达到所要求的程度。同时,用于焙烤特殊食品;制成颗粒作为“布丁”;香肠的扎线和填充料;适于口味极温和的清水罐头水果等;添加在糕点面包中,可增加营养成分,还可防止面包变硬,从而延长保质期;添加在方便面中,增强柔软度、改善口感。&&&&糖果工业:作为制作造型糖果的成形剂。作为稠化剂以增加焦糖和果汁软糖的光滑性和稳定性。作为馅饼、人造果冻的增稠剂,浇模糖果如雪花软糖的凝胶料,乳脂糖或果汁软糖的粘合剂,胶姆糖、口香糖等糖果的撒粉剂。&&&&胶粘剂生产:作为胶粘剂主要是糊精化马铃薯淀粉。在美国约有19%的马铃薯淀粉用于制备粘胶剂。糊精化马铃薯淀粉具有高的糊粘性和柔韧的最终膜,还具有极容易再显胶的特性,使它可用于生产涂胶商标、贴标签、包装胶纸和胶带纸等。&&&&饲料工业:主要用于水上养殖饲料的粘结剂。甲鱼、鳗鱼饲料是浮漂在水中供食用的,作为水上养殖饲料的粘结剂应该具有不怕水、易于消化、无毒等特点,而马铃薯精淀粉的变性产物预糊化淀粉是鳗鱼饲料的最好粘结剂,一般添加量占20%。&&&&铸造业:预糊化淀粉在高温状态下失去粘性并炭化为粉末,这一特性使其在铸造上得到广泛应用。用预糊化淀粉作粘结剂制作的砂芯不仅清砂容易,而且具有表面光洁等特点。国外已广泛采用此技术,国内也开始应用。&&&&石油工业:马铃薯预糊化淀粉具有抗高温和耐高压的特性,国外用作石油钻井中的稠度稳定剂,能有效地控制泥浆水分的滤失。美国马铃薯淀粉在油田中使用约占它的总消费量的15%。一般情况下,钻一口深油井需预糊化淀粉2-5吨。国内目前钻井用预糊化淀粉只是试用阶段,预计以后会大幅度增长。&&&其他领域:在烘焙粉末状物料时作为吸水辅助剂;发酵制品的原辅料;片状制品凝固剂;肥皂填充料;化妆品稳定剂;干电池中隔离剂;硝基淀粉制造原料;农药混合吸附剂;锅炉用水净化剂;采矿作业用水澄清剂等。 六、马铃薯精制淀粉的市场分析 1、国际市场分析&&& 目前,国际马铃薯淀粉年产量约600多万吨,欧共体国家的量占85%,其中,荷兰阿韦贝公司年产马铃薯淀粉80多万吨,行销全世界,年收入达8亿美元。随着现代科技的发展,马铃薯淀粉的生产和应用在不断增加,如德国1982-- 1983年马铃薯淀粉产量为15万吨,年达50万吨,增加了2.3倍,年平均递增11.6%。亚洲是马铃薯淀粉国际市场的重要销售地区,据有关方面分析,中国目前进口马铃薯淀粉20多万吨,日本需要进口15--20万吨,韩国12--16万吨,台湾地区8--10万吨,东盟国家20--30万吨,合计70--100万吨。1996年以前,欧共体国家每出口1吨马铃薯淀粉,补贴50美元;从1998年起,欧共体国家随着一体化进程的深入,逐步取消了补贴政策,导致马铃薯种植面积的减少,国际市场上的供应将趋紧。&2、国内市场分析&
据有关资料,目前国内马铃薯淀粉年需求量为70多万吨,我国现有淀粉生产5000吨以上规模的厂家只有10家,达到一极品的产量仅5万多吨,约占国内需求总量的7%。通过各种渠道进口20多万吨,国内市场尚缺口40多万吨。目前,缺口部分主要由低挡产品或其它产品替代。&3、发展趋势分析&& &从人均消费淀粉量上看,目前我国只有2.5千克,而欧洲、日本为10千克以上,我国人均水平还比较低,增长潜力较大。需求总量将进一步增加。 从国产马铃薯淀粉的市场竞争力分析。我国加入世贸组织后,马铃薯淀粉的进口税率降低到17%,目前马铃薯淀粉的到岸价为500美元,而国产的价格仅元/吨。因此,国产马铃薯淀粉产品,只要保证质量,适销对路,在国内不仅有市场,也是具有竞争力的。&& &从国际市场上看,我国与日、韩及东南亚国家相邻,具有地缘优势,只要产品质量稳定可靠,打入这些国家的市场是有可能的。目前,马铃薯种植面积的减少,国际市场的供应趋紧,是我国马铃薯淀粉行业开拓国际市场的较好的时机。从行业利用上看,发达国家80%的马铃薯淀粉用于医药、纺织、造纸及石油工业等领域,而我国目前90%的马铃薯淀粉是用于食品工业,随着市场经济的发展和国际化的推进,食品工业以外的行业对马铃薯淀粉的使用将不断增加。我国未来马铃薯淀粉市场将会有较大的发展空间。马铃薯淀粉民用空间较大从调查情况来看,宾馆、饭店、小型火腿肠生产厂、罐头厂、粉丝厂等,均需要质量好,黏度大的马铃薯淀粉。据有关典型调查资料,东北省会城市每年需求量在100吨以上,年平均在1200吨以上,考虑到南北方消费习惯问题,全国200多大众城市每年民用马铃薯淀粉的需要量也将在10万吨以上。&七、马铃薯变性淀粉的市场分析&&& 近年来,国际马铃薯变性淀粉生产和应用发展较快,如德国 年变性淀粉的产量仅为3万吨,年变性淀粉的产量达到25万吨,11年增加了7.3倍,年平均递增21.3%。目前,我国变性淀粉生产还很少,1998年只有天津生产2万吨。而变性淀粉的应用途径广阔,需求量大,国内生产供不应求。&1. 市场分析&&& ①、用于纸制品国外变性淀粉用于造纸和纸制品工业量非常大,美国用于此行业的变性淀粉占总量的60%左右,我国目前使用较少,变性淀粉以其黏度高,成膜性较好,无毒等特性,将在纸制品行业中逐步扩大使用,并将完全替代现在使用的原料。据分析,变性淀粉在纸制品行业中将有1万吨以上的潜在市场。&
②、用于食品工业变性淀粉由于其黏结性能及在冷水中的快速膨溶性能较好,因此,在挂面、方便食品、面包、香肠、饮料、复合调味品、特制婴儿食品及休闲食品中得到广泛的使用,凡使用普通淀粉的食品若改用变性淀粉会使食品的质量更好。据分析,变性淀粉在食品工业中的潜在需要量不少于2万吨。&&& ③、用于医药行业目前,国外西医片剂主要使用特种淀粉作黏结剂,国内情况相反,则主要添加普通淀粉,部分制药厂已开始使用特种淀粉作粘结剂。1996年全国片剂生产量 4500万吨。随着入关的临近,生产标准将逐渐与国际接轨。西药的黏结剂也将会大量使用变性淀粉。据调查,仅福州某药厂的片剂生产车间每年就需千吨以上。&&&& ④、用于纺织行业在纺织行业中变性淀粉主要是用于作浆料,美国69%的浆料采用淀粉,我国纺织业目前还很少使用。国内纺织业每年使用浆料在10万吨以上,如40%的浆料采用淀粉,即为4万吨。据分析,在高档布料中变性淀粉的使用量至少有2000吨以上潜在市场。&&& ⑤、用于石油钻探钻探所需使用的压浆液稠化剂中,目前一半是采用田莆香豆瓜胶等系列产品,全国用量约3万吨。进口瓜胶需2.5万元/吨,价格比较昂贵。变性淀粉完全可以作为瓜胶的替代品使用,价格便宜。据分析,变性淀粉潜在的市场容量将在1万吨以上。&&& ⑥、用于铸造行业全国铸件约500万吨,据分析,变性淀粉在铸造行业中的潜在需用量约1.5万吨左右。&&& ⑦、工业用酵母淀粉用量在5万吨左右,目前马铃薯变性淀粉使用的少,这块市场还有待于开发。&2、发展趋势分析&&&& 综合以上几个行业的市场分析预测,目前,我国变性淀粉潜在的需求量在6万吨以上。另据资料,国内变性淀粉最大的使用领域是鳗鱼养殖业,每年约需4万吨。综合分析结果表明,目前国内变性淀粉的消费量估计不少于10万吨,但其中大部分产品是依靠进口的。&七、马铃薯淀粉衍生物的市场分析&&& 在美国、日本和其他工业发达国家,淀粉深加工工业发展十分迅速,1982年美国原淀粉产量约1000万吨,其中80%以上进�步加工成转化产品,如 果葡糖浆、糖浆和葡萄糖、酒精等。而我国在马铃薯淀粉的深加工方面几乎微不足道。&&& 在美国淀粉已发展成为最重要的制糖原料,淀粉糖品已成为最主要的糖品。远超过由甘蔗和甜菜生产的蔗糖。80年代,美国年产淀粉糖已超过700万吨,仍在逐年增加中,由甘蔗和甜菜生产的蔗糖年产量约为200多万吨,以人口平均计算,美国消用淀粉量每人每年达约30公斤。果糖是天然糖中最甜.风味最好的糖, 1968年美国首先开始生产含有果糖的糖浆,即果葡糖浆,果糖含量42%,甜度等于蔗糖,风味好,其他性质也好,应用于饮料、面包糕点、罐头、乳制品等食品工业。70年代又研究成功分离果糖和葡萄糖的色谱技术,美国于1978年开始生产果糖含量55%和90%的果葡糖浆,甜度更高,分别为蔗糖的1.1和1.倍。1975年,美国产量约为50万吨,到1986年已达约500万吨,仍在逐年上升中。在日本和其他国家也在发展.果葡萄糖浆是产量最大的一种淀粉糖。此外,还有葡萄糖和淀粉糖浆,美国年产量各约为50万吨和200万吨。淀粉作为发酵工业的重要原料,通过酶的催化作用生产许多种有机产品。&八、马铃薯淀粉的发展前景 马铃薯淀粉颜色洁白,并伴有晶体状光泽,气味温和。马铃薯淀粉是常见商业淀粉中颗粒最大的一种,马铃薯淀粉与其他淀粉相比,具有较长的分子结构、较高的支链淀粉含量、淀粉颗粒尺寸较大,因此成糊后表现出其他淀粉所不具有的特性,如成糊后稳定、晶莹透明、具有较好的粘弹性;马铃薯淀粉颗粒有较强的吸水膨胀能力,表现为淀粉糊黏度和透明度很高,与其他种类原淀粉相比,马铃薯淀粉还有糊化温度低的特点,利用这一特点可将其应用在某些方便食品中。但是马铃薯原淀粉也存在一些缺陷,如耐剪切能力不好等。随着现代食品工业的发展,对食品原料的性能要求更加苛刻,单纯的原淀粉已经很难满足要求,这往往需要求助于变性淀粉。马铃薯淀粉由于其自身分子结构的特点,在应用上具有其它类淀粉所无法替代的功能和作用。 在方便食品、休闲食品、膨化食品、火腿肠、婴儿食品、低糖食品、果冻布丁等产品的生产上、由于马铃薯淀粉的高白度、高透明度、高粘度、低糊化温度等特殊性能而被大量使用,有的甚至是玉米淀粉无法替代和望尘莫及的;将马铃薯淀粉用于印染浆料,可使浆液成为稠厚而有粘性的色浆,不仅易于操作,而且可将色素扩散至织物内部。从而能在织物上印出色泽鲜艳的花纹图案;在造纸工业中马铃薯淀粉正逐步取代玉米淀粉而被大量广泛的使用;用马铃薯淀粉与丙烯睛、丙烯酸、丙烯酸酯、丁二烯、苯乙烯等单体接技共聚可制取一种超强吸水剂,吸水量可达本身重量的几百倍甚至1000倍以上,可用于沙土保水剂、种子保水剂、卫生用品等;利用马铃暮淀粉添加在聚氨酯塑料中。既起填充作用,又起交联作用。可增强塑料产品强度、硬度和抗磨性。所生产的材料被用于高精密仪器、航天、军工等特殊领域。 目前,全球马铃薯淀粉年产量约600多万吨,欧盟国家的产量最大,亚洲是马铃薯淀粉国际市场的重要销售地区。据有关方面分析,中国目前进口马铃薯淀粉20万吨左右,日本需要进口15—20万吨,韩国12—16万吨,台湾地区8—10万吨,东南亚国家20—30万吨,随着一体化进程的深入,逐渐取消了国家补贴政策(1996年以前,欧共体国家每出口一吨马铃薯淀粉,补贴50美元),导致马铃薯种植面积减少,也使国际市场上的马铃薯淀粉的供应趋于紧张。目前进口马铃薯的价格为元/吨,国产的价格为元/吨。只要产品质量稳定可靠,打入这些国家的市场是可能的。马铃薯淀粉在国内更有极大的发展空间。目前中国年需求马铃薯淀粉超过80万吨,年供应量仅为30万吨,每年需进口20万吨,其余靠低品质淀粉补充。从人均消费量上来看,欧洲、日本为10kg以上,而我国只有0.6kg,人均水平还很低,增长潜力还很大,需求总量将进一步增加。从餐饮调查情况,我国现有旅游涉外酒店就8000多家,仅星级就有3000多家,而每家星级酒店用马铃薯淀粉作西点的膨松剂和涂抹食品的胶凝剂,以及中餐菜肴的增稠剂、火腿、肉类制品的吸附剂的用量,每月就在2吨以上,仅此一项每年就需马铃薯淀粉7—8万吨,这还不包括其他非星级的酒店、饭店的用量,而这些酒店、饭店的数量极大,全国要以数百万计,均使用马铃薯淀粉作增稠剂,因为它的用量是玉米淀粉的1/40。据专家分析,全国餐饮业马铃薯淀粉的需求量应在60—80万吨。发达国家80%的马铃薯淀粉用于医药、纺织、造纸及石油工业等领域,而我国目前90%的马铃薯淀粉用于食品加工,随着市场经济的发展和国际化的推进,食品工业以外的行业对马铃薯淀粉的需求量不断增加,我国未来马铃薯淀粉市场将会有较大的发展空间。 &
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