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米粉、粉絲生產(chǎn)的理論與實踐
專欄:技術(shù)支持
發(fā)布日期:2016-01-25
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摘要:米粉、粉絲生產(chǎn)中許多生產(chǎn)實踐都會牽涉到相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究。由于學(xué)術(shù)界的研究工作大多在實驗室條件下進(jìn)行,與復(fù)雜條件下生產(chǎn)實踐所出現(xiàn)的問題往往難以直接對接。在企業(yè)的生產(chǎn)實踐中,特別是牽涉到淀粉糊化和老化的實踐中,生產(chǎn)企業(yè)有時由于對基礎(chǔ)理論缺少認(rèn)知,會進(jìn)入誤區(qū),多走彎路。學(xué)術(shù)界有必要深入生產(chǎn)實際,與生產(chǎn)企業(yè)共同合作進(jìn)行有針對性的理論研究,指導(dǎo)生產(chǎn)實踐,有力地推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。 關(guān)鍵詞:生產(chǎn)實踐;基礎(chǔ)理論研究;淀粉糊化;淀粉老化;加速老化;抗老化;濕法生產(chǎn);干法生產(chǎn) 我國是米粉、粉絲的生產(chǎn)大國,也是消費(fèi)大國。在長期的生產(chǎn)實踐中,眾多的生產(chǎn)企業(yè)累積了豐富的實踐經(jīng)驗,為不同需要的廣大消費(fèi)者提供了種類繁多的米粉、粉絲產(chǎn)品,基本上滿足了市場的需求。另一方面,我國學(xué)術(shù)界對米粉、粉絲生產(chǎn)相關(guān)理論十分關(guān)注,在介紹國外學(xué)術(shù)界相關(guān)理論研究成果的同時,也進(jìn)行了相關(guān)理論的研究和論述,并指導(dǎo)個別生產(chǎn)企業(yè)取得成果。 與米粉、粉絲生產(chǎn)有關(guān)的理論研究和實驗,我國學(xué)術(shù)界聚焦在淀粉的糊化和老化上。由于學(xué)術(shù)界的研究大都在實驗室條件下進(jìn)行,所得出的結(jié)果和論述往往與生產(chǎn)中復(fù)雜因素影響下的實踐對接不起來。大多數(shù)米粉、粉絲企業(yè)的技術(shù)人員和生產(chǎn)工人,他們在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)并了解到許多實際問題和現(xiàn)象,還找到了一些有效的對策,但由于科學(xué)基礎(chǔ)理論欠缺,沒能充分發(fā)揮理論指導(dǎo)實踐的作用,甚至走進(jìn)誤區(qū),走了彎路,不利于生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。 針對上述情況,生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)掌握米粉、粉絲生產(chǎn)的基本理論知識,從而能正確有效地解決生產(chǎn)中的疑難問題;學(xué)術(shù)界應(yīng)深入實際,多選取一些對生產(chǎn)關(guān)系大的、針對性強(qiáng)的課題進(jìn)行科學(xué)理論研究。只有這樣,才能實現(xiàn)科學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,才能把科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,才能讓學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界相互促進(jìn),形成合作共贏的格局。 一、糊化 谷物類、薯類、玉米類或某些豆類農(nóng)產(chǎn)品是米粉、粉絲生產(chǎn)的主要原料。淀粉是這些原料的主要組成部分,故米粉、粉條的熟化,基本上是其所含淀粉的熟化。學(xué)術(shù)界將這一過程稱為糊化(gelatinization),也有稱膠化,簡稱為α化。生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)米粉、粉絲糊化的方法是多樣的,有所謂“水煮”、“蒸粉”、“蒸片”、“蒸?!?、“高溫攪拌”、“壓力蒸粉”、“復(fù)蒸”、“擠壓自熟”、“蒸米”(用于云南餌絲等產(chǎn)品)等。 常溫下淀粉在水中是不溶解的,加水?dāng)嚢杩尚纬删坏膽腋∫骸K肿又贿M(jìn)入淀粉顆粒的非晶體部分,即淀粉顆粒吸收小量的水,體積略有膨脹,但不影響淀粉顆粒內(nèi)的晶體結(jié)構(gòu),淀粉的性質(zhì)未改變。如果把進(jìn)入顆粒內(nèi)的水在常溫下干燥排除,則能恢復(fù)淀粉原來的性狀,故這一過程稱為淀粉可逆吸水階段。當(dāng)?shù)矸蹜腋∫菏軣嵘郎?,水分子開始進(jìn)入淀粉顆粒的結(jié)晶區(qū)域,淀粉分子間的一些化學(xué)鍵變得不穩(wěn)定。隨著這些化學(xué)鍵出現(xiàn)斷裂,淀粉顆粒內(nèi)結(jié)晶區(qū)域由原來排列緊密的狀態(tài)變?yōu)槭杷傻臓顟B(tài),使淀粉的吸水量迅速增加,顆粒體積急劇膨脹。這是一個不能復(fù)原的不可逆吸水過程。當(dāng)進(jìn)一步加熱升溫,淀粉顆粒繼續(xù)吸水膨脹,直至顆粒出現(xiàn)破裂。顆粒內(nèi)的分子向各方伸展擴(kuò)散,分子間會互相連結(jié)、纏繞,形成網(wǎng)狀含水膠體,完成了淀粉的糊化過程。 從糊化的過程可以看到,糊化有一個溫度范圍。雙折射現(xiàn)象開始消失的溫度稱為初始糊化溫度,雙折射現(xiàn)象完全消失的溫度稱為完全糊化溫度。同一種淀粉,直鏈淀粉含量高則糊化溫度也會高;淀粉顆粒小,糊化溫度也會高些。淀粉的糊化度取決于所達(dá)到的溫度和糊化過程中能吸收的水量。同一類淀粉其直鏈淀粉含量高時糊化溫度增高;淀粉顆粒較大時糊化溫度降低。 在米粉、粉絲的生產(chǎn)實踐中,糊化的方法較多,條件較復(fù)雜??傮w而言,用水煮或蒸片糊化的米粉、粉絲都能獲得較充分的糊化;擠壓成形的米粉、粉絲,無論采用什么糊化方法,大都是不完全的糊化。為了提高其糊化度,有些生產(chǎn)企業(yè)注意到提高在制品糊化時的含水量的重要性。曾風(fēng)靡一時的過橋米線(沖泡式干產(chǎn)品),其生產(chǎn)工藝經(jīng)過一次的擠壓糊化,產(chǎn)品食用時吐漿率很高。不少企業(yè)以加大擠壓功率和增加加熱裝置來提升其糊化度,結(jié)果收效甚微。其原因是沒有完全認(rèn)識被擠壓糊化粉料的含水量所起的主要作用。經(jīng)測試,擠壓自熟機(jī)筒內(nèi)粉團(tuán)的溫度可達(dá)90℃以上,遠(yuǎn)高于大米淀粉的糊化溫度,而粉團(tuán)的含水量早年只達(dá)到37~38%,后來增加到40~42%,顯著降低了產(chǎn)品復(fù)水時的吐漿率。深圳有一生產(chǎn)過橋米線的企業(yè),采用特殊工藝可使糊化時粉團(tuán)的含水量達(dá)44%,其產(chǎn)品復(fù)水時的吐漿率在同類產(chǎn)品中是最低的。 即食紅薯粉絲和馬鈴薯粉絲的生產(chǎn),大都采用擠壓自熟的工藝,但糊化時的含水量為53~55%,故其糊化度比較高。即食米粉、波紋米粉糊化時的含水量一般只有37~40%,雖然經(jīng)過兩次常壓下糊化,但糊化度都較低。實踐表明,不管用何種糊化方法,糊化時含水量低于50%時,在常壓下難以達(dá)到完全糊化。在干米粉產(chǎn)品中,米排粉接近完全糊化,其糊化度在擠壓成形的產(chǎn)品中是比較高的。它經(jīng)過兩次糊化:第一次是常壓下高溫攪拌(在粉團(tuán)攪拌過程中通入蒸汽);第二次是經(jīng)老化后把粉條放進(jìn)蒸汽壓力容器,在0.113~0.116Mpa壓力(絕對壓力)下蒸粉30~40分鐘。這種產(chǎn)品煮食時吐漿率很低。十多年前江西直條米粉的吐漿率低于現(xiàn)今的產(chǎn)品。原因是為了降低粉條粘結(jié)和減輕松絲的困難,壓力糊化只歷時數(shù)分鐘,而且擠壓成形后的粉條的含水量只有33~35%(個別生產(chǎn)企業(yè)在粉條老化時的含水量36~37%)。故現(xiàn)今的直條米粉的糊化度很低,煮食時吐漿率高。另外,米粉生產(chǎn)大都采用直鏈淀粉含量較高(24%以上)的大米作為原料,而直鏈淀粉含量高的淀粉,糊化溫度較高,不易糊化。 扁條的米粉(俗稱河粉)和薯類扁粉條,大多采用蒸片式糊化。蒸片時物料的含水量都超過58%,故糊化度較高,煮食時糊湯很少。經(jīng)水煮的米粉、粉絲的糊化度很高,原因是糊化時有充足的水供淀粉顆粒吸水膨脹直至顆粒破裂,達(dá)到較完全的糊化。這類產(chǎn)品有水煮鮮濕米粉、保鮮米粉、瀨粉、龍口粉絲以及云南傳統(tǒng)的鮮濕過橋米粉等。 水煮類的米粉糊化雖好,但最終產(chǎn)品的含水量不易控制,而含水量對鮮米粉和保鮮米粉的質(zhì)量影響很大。用水煮糊化工藝的產(chǎn)品含水量通常在63~70%范圍內(nèi)變動。質(zhì)量較好的產(chǎn)品通??刂破浜繛?4~65%(這個含水量較難控制),每1kg干原料,可以生產(chǎn)出約2.5kg的產(chǎn)品。水煮的時間、溫度稍有波動,含水量就有較大的改變。有些生產(chǎn)企業(yè)出于經(jīng)濟(jì)上的考慮,產(chǎn)品的含水量達(dá)70%(這個含水量較易控制),每1kg干原料,可以生產(chǎn)出約2.9kg的產(chǎn)品。 概括來說,米粉、粉絲生產(chǎn)在糊化過程中淀粉原料的受熱溫度都遠(yuǎn)高于完全糊化溫度。由于許多干產(chǎn)品在糊化過程中淀粉的含水量普遍偏低,故這些產(chǎn)品都不能完全糊化,在煮食時吐漿率高。提高糊化度除能降低產(chǎn)品的吐漿率外,在一定程度上還能提升產(chǎn)品的食用品質(zhì)。但提高糊化度必須增加原料淀粉糊化時的含水量,這在生產(chǎn)過程中粉條會更加粘結(jié),更難松絲,生產(chǎn)中會有很多不易解決的困難。這是我國米粉、粉絲長期生產(chǎn)的經(jīng)驗積累在糊化度與吐漿率之間,找到了一個消費(fèi)者和生產(chǎn)者都能接受的平衡點。再要改進(jìn)提升往前行,將步入理論與實踐相結(jié)合的深水區(qū),這需要學(xué)術(shù)界與生產(chǎn)企業(yè)共同合作往前走。 二、老化 淀粉糊化時已溶解膨脹的淀粉分子,經(jīng)冷卻后在有限的區(qū)域較快重新排列組合,線性分子締合,分子的溶解度也隨之降低,逐漸變成類似天然淀粉那樣不溶于水的狀態(tài)。這個過程學(xué)術(shù)界稱之為老化(retrogradation),也有稱回生,簡稱β化;技術(shù)界為了便于與國外企業(yè)交流,稱之為aging;生產(chǎn)企業(yè)的老師傅則稱之為攤涼、涼絲、翻生等。近幾年生產(chǎn)企業(yè)也開始稱之為老化。 老化是糊化的逆過程,但老化是不可逆的,不能通過糊化回復(fù)老化前的狀態(tài)。 不少含淀粉的原料所制成的食品,老化后產(chǎn)品變硬,影響口感。學(xué)術(shù)界對淀粉的老化大多著重于抗老化的研究。在米粉、粉絲生產(chǎn)企業(yè)中,大部分的干產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中都要求加速老化,只有鮮濕米粉,特別是貨架期長的保鮮米粉才需要抗老化處理。 影響粉條、粉絲老化速度有兩個主要因素,就是米粉、粉絲在老化時的含水量和老化時的溫度。老化速度越快,完成老化的時間越短。其他的因素也有影響,例如直鏈淀粉含量高的產(chǎn)品較易老化,偏酸偏堿的產(chǎn)品老化緩慢。 老化分短期老化和長期老化。短期老化一般指完成老化所歷時間從幾十分鐘到十多個小時。在米粉、粉絲的生產(chǎn)中,大部分都屬短期老化。只有含水量達(dá)60%以上的保鮮產(chǎn)品(其貨架期為半年以上)需長期老化,并需要抗老化處理。 在制產(chǎn)品含水量處于30~60%時較易老化,而含水量在40~45%時老化速度最快;含水量低于30%或高于60%時的老化非常緩慢;淀粉老化必須有自由水村子,故含水量低于10~13%時,基本上停止老化。 另一重要因素是老化溫度。在低于-18℃~-20℃和高于60℃時,淀粉不會老化。實驗表明,在2℃~4℃時老化速度最快,因此,老化溫度越低,越容易老化,高于40℃時老化緩慢。 長久以來,我國米粉、粉絲生產(chǎn)企業(yè)基本上是依靠實踐經(jīng)驗的累積來建立生產(chǎn)工藝流程和配置生產(chǎn)設(shè)備的。一方面這造就了我國米粉、粉絲產(chǎn)品的多樣化和特色化的龐大產(chǎn)業(yè)。另一方面,由于只看重實踐經(jīng)驗而對科學(xué)理論認(rèn)知的欠缺,有時不可避免多走一些彎路,甚至走進(jìn)誤區(qū),在米粉、粉絲的老化問題上尤為常見。例如,生產(chǎn)東莞米粉常在進(jìn)入干燥機(jī)前設(shè)有較長時間的冷卻工序,這是誤解。實質(zhì)是一個老化工序。既然誤認(rèn)為是冷卻,在設(shè)備上就不會考慮米粉水分的減少,致使老化緩慢,效果不好。江西直條米粉生產(chǎn)的老化過程中有一個令人“費(fèi)解”的小工序。在米粉長達(dá)約8小時的第一次老化中,起初近一個多小時都往老化機(jī)內(nèi)噴蒸汽讓粉條升溫,最高溫度可達(dá)60℃多。理論上米粉在60℃多已停止老化,這個溫度差不多達(dá)到大米淀粉的初始糊化溫度。因此把這個過程列為老化是與老化的機(jī)理相違背的。但實踐證明,如果在老化開始時不注入蒸汽并使機(jī)內(nèi)溫度升至60℃多是老化不好的,也不能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。經(jīng)過分析,不是老化機(jī)理的理論不對,而是由于粉條水分過低,老化速度緩慢,老化效果不好。經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn),如果老化時通入蒸汽,經(jīng)過足夠的時間(因通入蒸汽,溫度自然會升高),粉條含水量提高了,變得容易老化,使后階段老化效果變好。目前江西直條米粉擠絲成形后的含水量一般為33~35%,粉條擠出時溫度較高,水分容易蒸發(fā),經(jīng)過一段轉(zhuǎn)接時間之后,粉條的含水量更低,接近不易老化的30%含水量,達(dá)不到老化的效果。解決的辦法是增加粉條的含水量,更簡便、更有效的辦法是直接用蒸汽提高粉條的含水量。把這個過程稱為老化是一種誤解。 在理論上,老化溫度降低可以加速粉條的老化,但我國南方的一些排米粉生產(chǎn)企業(yè)的老師傅不完全認(rèn)同。根據(jù)他們的實踐經(jīng)驗,每當(dāng)冬季刮寒冷的北風(fēng)時,溫度很低,但不能加快排米粉的老化,反而老化失效,生產(chǎn)不出合格的產(chǎn)品。這是生產(chǎn)者忽略了含水量對老化的影響而得出錯誤的結(jié)論。米排粉擠絲時的含水量一般為37~39%,擠出來的熱粉條水分蒸發(fā)較快,如果遇上刮北風(fēng),空氣溫度雖然較低,但空氣的相對濕度特別低,粉條更易喪失水分,當(dāng)粉條水分降到難以老化的程度時,低溫有利于老化的效應(yīng)就不起作用,而不是低溫易于老化的理論與實踐不符。 在米粉、粉絲的老化問題上,也有一些理論與實踐相結(jié)合的成功例子。多年前,用蒸片方法生產(chǎn)扁條紅薯粉條時遇到難題。由于糊化后的粉片粘性很大,手工搬動容易破損,而老化時間需要5~6小時,難以實現(xiàn)連續(xù)自動機(jī)械化生產(chǎn)。根據(jù)淀粉糊化后在溫度2~4℃時老化速度最快的老化機(jī)理,蒸片后用連續(xù)低溫(3~5℃)老化,把老化時間縮短到1.5小時,實現(xiàn)了連續(xù)自動生產(chǎn)。這種低溫老化技術(shù),輸出到日本Acecook公司在越南用于生產(chǎn)蒸片式扁條米粉(俗稱河粉),將原來需要7~8小時的老化過程,縮短到只需1.5~2小時。后來也有用于擠式米粉的老化,為了節(jié)能把老化溫度提高到10~12℃,也大大縮短了老化時間。 需要抗老化的是貨架期較長(半年以上)的保鮮米粉。雖然其含水量達(dá)65%左右,老化緩慢,但經(jīng)受長期緩慢老化積累之后,粉條會變硬,容易斷裂,口感很差。因此,保鮮米粉必須要經(jīng)抗老化處理。大都采用β-淀粉酶作為保鮮粉的抗老化劑。在實際應(yīng)用中,要把抗老化劑均勻噴在粉片上,并在60℃~70℃的溫度下保濕并經(jīng)歷約30分鐘。這需要有專門的抗老化設(shè)備。 另一種抗老化方法是把糊化后含水量較高的米粉急速冷凍到-18~-20℃。根據(jù)理論研究,急速冷凍使淀粉分子間的水分迅速結(jié)晶,導(dǎo)致氫鍵不易結(jié)合,延緩老化。美國洛杉磯有一生產(chǎn)保鮮米粉的生產(chǎn)企業(yè),就是用急速冷凍的方法來抗老化,延長了產(chǎn)品的保質(zhì)期。 三、干法與半干法的優(yōu)劣 把大米制成粉狀小顆粒的方法有濕法、干法和半干法三種。濕法是泡米后加水磨成米漿;干法是用撞擊的方法直接把干大米粉碎;半干法是把大米泡水后撞擊粉碎。生產(chǎn)中實際采用的只有濕法和半干法。長期以來,出于簡便和習(xí)慣,生產(chǎn)企業(yè)都把半干法稱為干法。現(xiàn)按企業(yè)習(xí)慣對濕法和干法進(jìn)行分析比較。 在米粉生產(chǎn)中,直條米粉是采用干法生產(chǎn)的,其他大多數(shù)產(chǎn)品多采用濕法生產(chǎn)。究竟哪一種方法為優(yōu),見解不一。過去廣東生產(chǎn)米排粉有采用濕法的,也有采用干法的。大多數(shù)的老行尊認(rèn)為濕法生產(chǎn)的粉粒較小,粉條比較“幼滑”,品質(zhì)較好。這個結(jié)論仍沒有找到有效的科學(xué)證據(jù)。生產(chǎn)企業(yè)認(rèn)為濕法的米粉顆粒要較干法細(xì)小,并不完全符合事實,事實上磨漿所得到的濕粉顆粒也大小不一。過去濕法大多只能用40目篩濾漿,粒度并不是很小,而用微粉碎機(jī)的干法生產(chǎn),其粒度會更加細(xì)小些。生產(chǎn)企業(yè)的老行尊所認(rèn)定產(chǎn)品質(zhì)量好是口感“幼滑”,這與學(xué)術(shù)界某些實驗認(rèn)為淀粉顆粒小會稍增加粉條的韌性的結(jié)論不一樣。事實上淀粉顆粒大較顆粒小更易糊化,有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。如果濕法生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量較好的說法是真的,很有可能是濕法生產(chǎn)經(jīng)磨漿脫水后,濕米粉的含水量(37~38%)較干法生產(chǎn)的高,有利于糊化和老化,在質(zhì)量上會略有差別。整體來說,干法生產(chǎn)優(yōu)于濕法生產(chǎn)。濕法在磨漿脫水過程中要多損耗1~2%的大米原料;濕法產(chǎn)生的污水處理量大,要增加污水處理設(shè)備的投資和處理費(fèi)用。這些問題對生產(chǎn)企業(yè)有直接的重大關(guān)系。是否把濕法生產(chǎn)大部分轉(zhuǎn)為干法生產(chǎn),有待產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界共同合作研究,找出科學(xué)的結(jié)論。 總的來說,米粉、粉絲生產(chǎn)需要科學(xué)理論的指導(dǎo)和支持;生產(chǎn)實踐有助于理論研究的細(xì)化和深化。學(xué)術(shù)界與生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)手合作,定能開花結(jié)果。 最新評論
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