甘薯加工技术

第二节　甘薯加工技术

一、甘薯淀粉的加工技术

利用甘薯制取淀粉是一项简便易学、易于推广的适用技术。它具有取材方便、就地加工、用途广泛、效益明显等诸多优点。它的应用推广必将有力地促进丘陵旱地的农业结构调整，加快甘薯的产业化进程，带动农民增收致富。

（一）制取原理

甘薯的化学组成主要有水、淀粉、蛋白质、脂肪、纤维、灰分等，甘薯淀粉的制取就是利用淀粉不溶于冷水、比重大于水以及与其他成分比重不同而进行的物理分离过程。

（二）操作要点

1.原料的选择与清洗　选择无病虫危害的薯块，去除须根，用清水洗净薯块表面的泥沙等杂质。

2.粉碎　先将薯块破碎成2厘米大小的小碎块，然后进一步磨碎，越细越好，形成像粥一样的薯浆。

3.过滤　将薯浆缓缓倒入60目筛子过滤，同时不断加水淋洗，过筛后再通过120目的细筛进行二次过滤（若要求淀粉质量高，可换用更细的筛子）。经过两次过滤后的淀粉乳进入沉淀池，留在筛上的粗、细薯渣可作为饲料。

4.沉淀　淀粉乳进入沉淀池后自然沉淀。一般15℃～20℃的温度下需要经历8～10小时，温度高则沉淀时间相应缩短。沉淀结束后，将上层的褐色水溶液撇出（部分留用），再将淀粉表面清洗2～3遍。

5.发酵　把淀粉起出破碎，加入保留的褐色水溶液，加入量为每50千克加25～30千克水溶液，充分混合调成淀粉乳，在15℃～20℃温度下，发酵24小时左右。当闻到酸味、表面褐色水溶液变成青白色、有少量泡沫产生时视为发酵完成。

6.起粉　发酵完成后，先将上层水溶液（又称酸浆，可代替褐色水溶液作为下次发酵使用，可缩短发酵时间，提高发酵质量）撇出，然后将淀粉表层少量褐粉去除，最后起出淀粉，起粉时注意底层沉淀的少量泥沙要清洗干净。

7.整理　淀粉起出后，先用吊带滤去多余的水分，然后晾晒至14%的含水量，再经过筛与粉碎，全部形成粉状，即为成品淀粉。

二、甘薯变性淀粉的加工技术

我国甘薯种植面积达700万公顷以上，年产鲜薯1亿多吨，占世界总产量的80%以上。甘薯是一种重要的淀粉工业原料。但由于薯块中含有的果胶、纤维等杂质多，且在加工过程中易产生褐变，因而长期以来，淀粉工厂宁愿以玉米为原料而不用甘薯，以致甘薯资源优势没有得到发挥。

近年来用新技术获得了精白淀粉，并在此基础上进而研究了甘薯变性淀粉的制取技术和产品的理化特性，这对拓宽甘薯使用范围，显著提高经济效益和社会效益，有着重要的意义。

（一）材料与设备

1.材料　甘薯原淀粉、冰醋酸、淀粉酶、三聚磷酸钠、HCl、H2SO4、NaOH、Ca（OH）₂、I₂、KI、KIO₃、NaClO、NaSO₃、Na₂S₂O₃、Na₂CO₃。

2.设备　分样筛、干燥箱、恒温水箱、温箱、冰箱、离心机、NDJ-1型旋转黏度计、光学显微镜（附测微尺）、721-A型分光光度计。

（二）制取工艺

1.氧化淀粉的制取　氧化淀粉是改变了羧基和羰基含量而聚合度较低的淀粉，本研究采用的氧化剂为次氯酸钠，基本工艺流程如下。

原淀粉→加水调成淀粉乳→加入次氯酸钠反应→用亚硫酸钠终止反应→清洗→干燥

氧化淀粉的用途主要是造纸和纺织工业，要求产品黏度低。为了寻求生产低黏度甘薯氧化淀粉的最适宜工艺参数，先进行淀粉乳浓度、次氯酸钠中有效氯含量、添加次氯酸钠的速度、反应的pH值和时间等单因子试验，在此基础上再进行重复试验。结果为：最佳反应条件是次氯酸钠中有效氯含量9%，反应体系pH值10左右，淀粉乳组成为淀粉∶水为2∶5（重量比），反应时间1小时左右。

2.可溶性淀粉的制取可溶性淀粉是指在冷水中有较大溶解度的淀粉，实质上是一种糊精化程度低的变性淀粉。下面介绍2种效果较好的方法。

①酸法工艺流程

原淀粉→调制淀粉乳→加酸液→恒温保持→水洗→离心分离→干燥

酸法的最佳工艺参数为盐酸浓度12%，在20℃～22℃室温下处理6天。

②酶法工艺流程

原淀粉→调制淀粉乳→糊化→降温→加酶液→搅拌→灭活→水洗→离心分离→干燥

采用淀粉酶固体粉剂，最佳工艺参数为酶用量10单位/克淀粉，淀粉糊化程度55%～75%，作用时间45分钟。

上述两法正交试验的目标值为40℃温水中淀粉的溶解度（克/ 100毫升），最佳条件组合的验证试验结果比较起来，酸法简便易行，效果好。

3.酸变性淀粉的制取　以酸作为催化剂水解淀粉，其产物依水解程度而异。酸变性淀粉即原淀粉局部酸解所得，分别用盐酸、硫酸处理甘薯原淀粉，均制得酸变性淀粉。为了稳定而有效地生产低黏度（500兆帕·秒左右）酸变性淀粉，采用正交试验法，对工艺中三个主要因子（盐酸浓度、反应温度和时间）进行了研究，从直观分析和方差分析结果看，各因子效应的大小依次为时间＞温度＞浓度，最佳条件组合为盐酸浓度2%，在40℃条件下反应3.5小时。

4.磷酸淀粉的制取　磷酸淀粉是一种交联淀粉，交联可通过酯化和醚化两条途径实现。本研究主要目的是把甘薯磷酸淀粉作为食品添加剂，以三聚磷酸钠（STP）作为酯化剂，用湿法制取磷酸单酪，基本工艺流程如下：

原淀粉→加水调制淀粉乳→加STP水溶液、反应3～4小时→水洗、过滤→干燥

最佳的工艺参数为：反应温度50℃，反应体系pH值8，STP用量3%。采用最佳条件组合制得的甘薯磷酸淀粉的黏度均在35000～36000兆帕·秒之间。

（三）理化特性

将4种甘薯变性淀粉的大多数理化指标的测试结果分述如后。

1.氧化淀粉的特性　氧化淀粉的黏度为500～1200兆帕·秒，此原淀粉的黏度（5000兆帕·秒）显著降低。糊化温度也比原淀粉降低。淀粉糊的低温稳定性则较好。甘薯氧化淀粉遇碘呈浅红色，而原淀粉呈蓝色，表明氧化淀粉聚合度降低，同时氧化淀粉的膨胀性比原淀粉也有所下降。

2.可溶性淀粉的特性　可溶性淀粉的溶解度比原淀粉大大提高，特别是酸法生产的产品，其溶解度相当于原淀粉的16倍，并远远超出市售产品。对凝胶性的观察结果表明，由于酸和酶的破坏作用，分子间的拉引力大大降低，以致凝胶强度比原淀粉弱。酶法产品黏度高，淀粉糊的低温稳定性较好，在应用时要注意上述特点。至于酸法产品和酶法产品的黏度，一个大大降低，一个反而升高，表明不同处理方法作用机理不同，从而使产品性能产生差异。

3.酸变性淀粉的特性　黏度的显著降低，特别是热糊黏度降低更多，而使冷糊黏度与热糊黏度的比值变大，是酸变性淀粉的第一个突出特点。酸变性淀粉的碱数为20～25，原淀粉数的碱数为10左右，前者具有较高的苛性钠临界吸收值，意味着碱被聚合物末端产生的酸所消耗，这是对链长的一种度量。本研究结果是，随着变性程度的提高，碱数增大，意味着链长缩短，这是酸变性淀粉的又一个突出特点。

4磷酸淀粉的特性　本研究所得磷酸淀粉的黏度35000～36000兆帕·秒，比原淀粉的6500兆帕·秒提高了4倍以上。糊化温度75℃～82℃，比原淀粉的糊化温度65℃～75℃稍有提高。淀粉糊的低温稳定性得到改善。

（四）甘暮变性淀粉的应用前景

甘薯氧化淀粉和酸变性淀粉作为纺织厂的粘胶剂，可增强纤维的拉力，或作为造纸厂的表面胶料，可提高印刷质量；甘薯可溶性淀粉可作为建筑、包装、邮票、广告等的粘合剂，食品、医药的添加剂。甘薯磷酸淀粉则可作为食品的增稠剂、乳化剂，或适用于其他要求（如抗剪切力、低温保型等）的食品添加剂。