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甘薯食品加工利用
日期:2019-09-30作者:来源:食品安全导刊点击:

  甘薯,旋花科(Convolvulaeeae)植物,属一年生或多年生蔓生草本。又名山芋、红芋、番薯、红薯、白薯、地瓜、红苕等,因地区不同而有不同的名称。甘薯因其具有产量高、抗旱、耐瘠薄、适应性广及营养丰富等特点而成为全球性种植的主要作物之一,广泛应用于食品工业、轻化工业和饲料工业[1]。长期以来,人们比较重视甘薯地下部分的块根利用,而对地上部分的茎叶多作为饲料,对营养丰富,还具有独特医疗保健功能的甘薯茎叶开发利用的较少。从整体上来讲,甘薯茎尖和嫩叶的营养成分要高于甘薯块根部分在2004年和2008年,世界卫生组织进行的最健康食品评选活动中,甘薯茎叶,被列为十三中最佳蔬菜的冠军。它被称为“抗癌蔬菜”,美国把它列为“航天食品”,日本叫它“长寿菜”,香港则称薯叶为“蔬菜皇后”。甘薯因其在生长过程中病虫害甚少,很少使用农药,所以甘薯茎叶在人们追求绿色天然食品的风味中备受青睐[2]。中医理论认为甘薯块根味甘、性平、微凉,人脾、胃、大肠;补脾益胃,生津止渴,通利大便,益气生津,润肺滑肠;叶味甘、淡、性微凉,入肺、大肠、膀胱经;具有润肺,和胃,利小便,排肠脓去腐等功效。

  中国是甘薯第一大生产国,甘薯总产量占世界总产量的 80%左右[5]。20世纪80年代初期至今,我国的甘薯加工产业经历了如下发展过程:20世纪80年代初期我国的甘薯淀粉加工业主要以传统的家庭作坊手工方式为主,效率低、产量也不大;20世纪80年代中期以后随着乡镇企业的发展,甘薯淀粉加工企业和甘薯酒精生产企业有所发展;20世纪90年代以后以甘薯为原料的休闲食品开始出现;2000-2010年,甘薯加工企业如雨后春笋般大量涌现,甘薯加工产业进入高速发展阶段;2010年后我国甘薯加工产业进入转型升级阶段[6]。

  甘薯食品加工类型

  传统甘薯加工产品

  1.甘薯淀粉

  甘薯富含丰富的淀粉,是淀粉行业的主要原料,对淀粉进行提取加工的工艺主要有两种:一是使用新鲜的甘薯直接作为原料进行淀粉的提取;二是使用甘薯干作为原料进行淀粉的提取。第一种方式比较适用于在甘薯的产地进行直接的加工,而第二种方式主要在工厂中进行。但是由于甘薯淀粉色泽偏暗,在冷水中不溶解,糊液抗剪切、热稳定性及抗酸水解能力差,使得甘薯淀粉的使用面很少。研究表明通过不同改性方法制得甘薯变性淀粉不仅能使其更好地满足工业要求而且还具有多种生理功能,经过交联的甘薯淀粉能够克服原淀粉糊热稳定性差、不耐酸碱、透明度差等特点。

  2.甘薯饮品

  甘薯酒是一种传统的民间食品,具有悠久的历史。红薯酿酒的工艺简单,投资少,收益大。既可以进行大规模生产,又适合家庭和小作坊酿制,是一个经济实惠,风险又少的“短、平、快”致富项目。近年已有利用甘薯与其他原料结合开发新型食品,马栎等研究了以甘薯、大米、牛乳为原料制备饮料的工艺,该饮料不但具备大米与甘薯的特有风味,还具有多元的营养价值;孔庆新等研发出一种“紫山药紫甘薯保健酸乳”,该产品不但具有乳酸菌饮料特有的全价食品特性,还兼具紫山药和紫甘薯的营养与保健作用。

  3.其他传统甘薯加工食品

  甘薯加工食品主要是以甘薯为原料,将其与多种食品原料相结合制成风味与营养都符合现代人群需求的加工产品。如甘薯脱水制成甘薯干,也有与糖、芝麻等混合采用风干、油炸、烘烤等方法加工的风味甘薯片;利用甘薯加工的甘薯粉丝早已是饭桌常客。孙海军等人研究了以红安红薯为主要原料,采用物理的方法制作免油炸红薯粉的生产工艺流程及生产技术要点。利用红薯制糖是一种传统的制糖工艺。顾仁勇等研究制作甘薯软糖的配方和工艺;李冬梅等以鲜甘薯、木瓜和南瓜子为主要原料通过对凝胶剂和甜味料的复配及生产工艺的研究,得出适宜制作复合保健软糖的最佳配方。不过目前甘薯加工食品的开发,大多产品生产处于家庭作坊式的加工模式,产品附加值低,经济效益低,并未将科研成果与甘薯产业化生产进行良好对接。

  现代甘薯加工食品

  甘薯全粉

  甘薯全粉是一种新兴的甘薯加工产品,是甘薯脱水制品中的一种。以新鲜甘薯为原料,经挑选清洗、去皮、切片、护色、热烫、冷却、烘干和粉碎等工艺过程,得到的包含除薯皮外全部干物质的粉末状产品统称为甘薯全粉。甘薯全粉基本保留了鲜甘薯原有的营养、风味,且具有良好的再加工性能,同时还能有效解决甘薯贮藏期出现的问题,具有巨大的市场发展潜力,因而在食品工业中具有广泛的前景。生产甘薯全粉是集中大规模转化甘薯的有效途径,对于形成区域订单式甘薯种植、加工模式,推动农业产业结构调整和“三农问题”的解决具有十分积极的意义。

  甘薯全粉在不添加任何其他辅料进行复水时,虽然能获得与新鲜甘薯捣成的泥状物相似的营养和外形,但是从感官评价上看,其色泽较暗,风味和口感比新鲜薯泥差,而且容易结块,不易成泥。从甘薯本身看,虽然它的营养成分较为齐全,但是在比例上还需要进一步改善,故需要对甘薯全粉添加辅料,以调制成色泽和口感更佳,营养更全面,更易于冲调的产品。

  李思宁等甘薯颗粒全粉品质与鲜薯基本成分相关性分析表明:颗粒全粉的复水性与鲜薯中的β-淀粉酶活性呈显著负相关,色泽与多酚氧化酶活性呈极显著负相关,而气味与粗蛋白含量呈显著正相关;甘薯颗粒全粉得率与鲜薯成分的相关性分析表明:得率与鲜薯的水分含量呈显著负相关,与淀粉含量呈显著正相关,而与可溶性糖含量呈极显著负相关。段婧等在保持甘薯原有风味和营养成分的前提下,研究将甘薯全粉与面粉按适宜比例混合,加工成营养丰富具有多种保健功能的新型复合甘薯营养面粉。

  甘薯功能成分提取物

  黄酮类物质在抗氧化反应中不仅能清除链引发阶段的自由基,而且可以直接捕获自由基反应链中的自由基,阻断自由基链反应,起到预防和断链双重作用。红薯和红薯叶能够降低血压、降血糖、降低心血管疾病的发病率,提高人体抗病能力及免疫能力,这些功效都与红薯及红薯茎叶中含有丰富的黄酮类化合物有关。张彧等的研究表明红薯茎叶多糖提取物抑菌活性虽稍弱于苯甲酸钠和丙酸钙但仍有一定抗菌作用,且在偏酸性条件下抑菌活性最强,无任何毒副作用,用于食品还可增强食品营养价值;田迪英研究了红薯各个部位提取物抗氧化活性。结果表明:红薯梗、茎、叶提取物均具有较高的抗氧化抑制率。红薯及红薯茎叶黄酮类提取物具有清除自由基的抗氧化活性和抗菌防腐活性,以上研究说明红薯茎叶多糖提取物适合作为一种纯天然的食品防雾剂及食品营养强化剂。

  膳食纤维(DF)是一种复杂的不能被人体消化酶分解而对维持人体健康又不可缺少的碳水化合物,膳食纤维对人体的消化系统健康具有重要作用,可以控制人体的血糖和血脂水平,预防心血管疾病、癌症和糖尿病等。红薯渣是红薯生产淀粉过程中的副产品,孟秀梅等利用生物技术降解与转化红薯渣,获得膳食纤维饮品,为红薯渣的深加工和提高红薯渣的经济价值开辟新途径。幸宏伟等利用纤维素酶法将原料中的膳食纤维降解为可溶性膳食维,经4倍无水乙醇沉淀后获得可溶性膳食纤维,获得最佳纤维素酶法降解膳食纤维条件,提高红薯渣可溶性膳食纤维得率。红薯可溶性膳食纤维一方面可以用于糕点、饼干、膨化食品等低热谷物食品和各类保健饮料中,是比较理想的天然添加剂,将其添加到食品中作为胶凝剂、增稠剂和乳化剂,还能提高食品的保水性与保形性,提高冷冻一融化稳定性等。另外也可直接制成高活性的膳食纤维保健产品,一定程度上用于预防和治疗高血压、高血脂、冠心病、糖尿病等慢性代谢性疾病。从而大幅度提升其经济附加值。

  甘薯蛋白、甘薯糖蛋白及甘薯多糖的开发利用也越来越被研究人员重视。

  甘薯食品产业前景分析及展望

  甘薯作为一种健康食物,已得到人们的普遍认可。近年来,针对甘薯某些重要营养元素的研究空前活跃,随着甘薯生化结构和功能成分的分析、提纯和动物医学实验的大量开展,人们对甘薯作为健康食品的认知越来越深入,逐步从感性阶段进入到科学的定性与定量相结合的阶段,甘薯作为健康保健食品的社会认可度越来越高。随着城镇居民食物结构变化,甘薯已从粮食主体地位逐步退出,社会健康保健食品的作用越来越突出。休闲食品在食品消费市场上占有非常重要的地位。甘薯休闲食品作为休闲食品的一种,也拥有巨大市场潜力与广阔发展空间。

  但由于甘薯加工植根于传统的农民家庭作坊式手工生产,落后的加工方式、小而散的加工格局等导致了产业集中度不高、产业研发创新能力不足,这些因素都在影响甘薯食品加工产业的现代化进程。

  我国甘薯食品加工产业发展的关键就是要将甘薯研究与甘薯产业联系起来,将科研成果转化成产业生产力;其次提高甘薯加工水平,甘薯生产加工中的生产流程,加工过程中使用的仪器设备都对产品质量及生产效率有重要影响;最后是要加大甘薯综合利用的程度,甘薯的根茎叶都是可食用的部分,但甘薯工业化生产加工中利用的原料大部分都是甘薯地下部分的块根,且在甘薯淀粉加工及甘薯功能成分提取时会造成原料的极大浪费,可以在接下来的甘薯食品开发中研究利用好甘薯副产品加工并进行原料的二次利用,提高原料利用效率。

  总体来说甘薯及其副产品因为极高营养价值及保健作用受到了消费者广泛喜爱,发展甘薯产业顺应了全球大兴甘薯产业发展的潮流与趋势,通过甘薯深加工提高甘薯产品的附加值,甘薯产业将拥有极其广阔的前景。