酸浆法生产粉丝的工艺特点及其设备改进

刘文鼎+曾凡逵

摘要：目前中国生产淀粉主要采用离心法（水力旋流分离）和传统酸浆沉淀法两种，酸浆法是一种通过加入自然发酵的酸浆（含有乳酸乳球菌）使淀粉迅速沉降的传统生产方法。粉丝作为中国特色传统食品以淀粉为原料，很多中国的食品科学家认为酸浆法制备出来的淀粉更适合加工粉丝。该文对酸浆法生产粉丝进行了全面综述，阐述了酸浆法在淀粉分离中的应用，酸浆法分离淀粉的机理，粉丝加工的工艺特点，最后还对酸浆法制备淀粉及加工粉丝的全套工艺的设备改正进行了讨论。

关健词：酸浆法；淀粉分离；粉丝

淀粉在食品、制药、纺织、石油等行业都具有广泛的用途，中国马铃薯加工以淀粉加工为主的原因与中国人爱吃粉丝是分不开的，很多淀粉厂都配备有粉丝厂，生产出来的淀粉直接加工成粉丝。粉丝生产在中国已有1400年的历史，亚洲其他国家也在广泛采用酸浆法制备淀粉然后加工成粉丝[1，2，3，4，5]。中国酸浆法生产粉丝的市场植根于广大人群，并且在国外也有传统市场，消费量很大，生产企业主要有山东的龙大、双塔、金城和甘肃银河集团公司等。酸浆法分离出来的淀粉加工的粉丝与离心分离法加工出来的淀粉制备的粉丝相比更透明更有弹性。沉淀淀粉时加入的酸浆当中含有大量乳酸链球菌（Streptococcus lactis）。

中国传统食品的工业化是中国食品科研工作者的一个重要研究方向，粉丝加工行业是传统中国食品工业化发展的一个典型，过去手工作坊式加工的各个环节正在逐步被工业化加工所取代。尽管中国粉丝行业发展很快，但与其它行业相比，机械化程度和科学化生产水平还比较低，很多环节仍需手工操作，劳动强度大，生产效率低。技术人员及操作工人仍凭感性经验生产，缺少准确的理论数据[6]。酸浆法分离淀粉的生产工艺受自然环境影响较大，生产稳定性较差。这些都是当前粉丝加工行业存在的突出问题。本文对酸浆法在淀粉分离中的应用、机理及加工粉丝的工艺特点进行综述，还对酸浆法制备淀粉及加工粉丝的全套工艺的设备改正进行了总结。

一、酸浆法在淀粉分离中的应用

酸浆法沉淀淀粉是中国粉丝加工企业获得淀粉的常用方法，酸浆是豆浆自然发酵形成的含有大量微生物、有机酸的液体，将其加入新磨好的豆浆中可使淀粉与其他物质迅速分离[7]。文献检索结果表明，用酸浆法分离的淀粉原料包括绿豆、豌豆、甘薯和马铃薯等[8-11]。其中酸浆法分离绿豆淀粉的文献最多，尤其是相关的英文文献基本都是关于绿豆的，因为绿豆淀粉加工出来的粉丝品质最高，主要体现在粉丝的烹饪损失、抗拉强度、耐剪切强度和耐煮性等方面。

用酸浆法生产的粉丝条细均匀、富有韧性、色泽洁白、光亮透明，甚至有人认为只有用酸浆法才能生产品质高的粉丝。而这种方法受原料和气候等因素的影响很大，产品的质量难保证[12]。因此，多年来研究者一直致力于对酸浆法生产粉丝机理的研究，期望在此基础上研究开发新的粉丝生产工艺，并且在保持粉絲品质不变的基础上，克服传统酸浆法生产淀粉时经验性强、不易操作，且生产用水量大等不足。

Chang等[13]报道了酸浆法制备的绿豆淀粉的性质。作者通过比较酸浆法与其他三种溶液NaOH、Na2SO3和蒸馏水作为浸泡液制备的绿豆淀粉的物理化学性质，发现直链淀粉含量、淀粉颗粒形貌特征和X-射线衍射晶体构型没有明显差异，但高效凝胶排阻色谱分析结果表明，酸浆法制备的绿豆淀粉的支链淀粉与其他三种方法制备的相比，长B链和B1链的质量百分数明显更高，A链的质量百分数更低，支链淀粉当中短链与长链的比例也更低。快速黏度计（RVA）分析结果表明，酸浆法制备的淀粉糊化以后的粘度较其他三种方法制备的淀粉更低。差示扫描量热仪（DSC）分析结果表明，酸浆法制备的绿豆淀粉与其他方法制备的相比，糊化开始温度（TO）更高，糊化温度范围更窄，糊化焓也更低。

Liu等[8]比较了酸浆法和离心法制备绿豆淀粉及其理化性质，发现酸浆法比离心法淀粉得率、蛋白含量、水分含量、脂肪含量和直链淀粉含量高，透光率也更高。离心法制备的绿豆淀粉溶胀性和溶解性更好。在65-95℃温度范围内，离心法制备的绿豆淀粉的粘度缓慢增加，而酸浆制备的绿豆淀粉在75-95℃温度范围内快速升高。Liu等[14]又进一步比较了酸浆法和离心法制备的绿豆淀粉的分子结构和物理性质，发现两种方法得到的豌豆淀粉的粒径差不多，X-射线衍射分析结果表明晶体构型均为A型，但酸浆法制备的豌豆淀粉的直链淀粉含量和透光率比离心法制备的豌豆淀粉高，颜色也更明亮。

一年以后，与Liu来自同一个实验室的Li等[15]等报道了用酸浆法制备的绿豆淀粉加工出来的粉丝的性质，并与离心法制备出来的绿豆淀粉加工的粉丝进行了对比。他们发现酸浆法制备出来的淀粉加工的粉丝网状结构更多，总烹饪损失（TCL，total cooking loss）更低。淀粉的直链淀粉含量与粉丝的TCL以及降解速率与粉丝的TCL均呈负相关，淀粉的直链淀粉含量与降解速率呈正相关。溶胀指数与同TCL没有相关性。

二、酸浆法分离淀粉的机理

目前已有大量文献分析报道了酸浆法分离淀粉的机理[7，16-21]，李文浩和沈群[6]对酸浆法沉降淀粉的机理进行了综述。总结起来，酸浆法分离淀粉的机理主要包括两个方面：1） 乳酸乳球菌对淀粉的凝集作用；2）金属离子与有机酸对淀粉的沉降作用。

1974年，北京市粉丝厂和北京大学生物系[7]提出在整个淀粉沉淀过程中， 起主要作用的是乳酸乳球菌（StreptococcusLactis）。研究者们通过光学显微镜、电子显微镜分离鉴定了乳酸乳球菌，得出了“酸浆中能使淀粉粒聚团沉降的主要因素不是酸，也不是溶液中其它物质，而是菌体本身”的结论。这篇文章还对菌体作用的条件—温度、pH和离子进行了分析。后来的多篇文献对酸浆法沉淀淀粉的机理进行了报道，但再没有大的突破。

三、酸浆法提取淀粉的工艺特点

粉丝行业规模较大的生产企业，基本都采用酸浆法提取淀粉。酸浆法提取淀粉是利用酸浆中的微生物使淀粉凝集成团沉淀[17]，同时利用酸浆中的乳酸使豆浆在沉淀过程中保持一定的pH值，以利于淀粉与蛋白粉、纤维素等其它物质的分离。经过多次沉淀、冲洗，得到纯度很高的淀粉。

酸浆法提取淀粉工艺，不仅利用了乳酸链球菌能凝集淀粉颗粒沉淀这一特点，而且吴衍庸等[22]研究指出整个工艺为乳酸链球菌的生长、繁殖、纯化提供了有利条件。在泡豆过程中就有大量的乳酸链球菌生长，为淀粉粒的游离提供了条件。豌豆在冲洗后，本身仍带一部分乳酸菌（也有杂菌），这些乳酸链球菌也随之进入了豆浆中，豆浆进入沉淀罐后，又加进一定量的酸浆。在这个过程中乳酸链球菌急剧繁殖增长，从豆浆到第二次沉淀，总菌数增加10倍以上。在乳酸链球菌的生长繁殖中，虽然有大量乳酸产生，但由于不断加入大量的豆浆（其pH值在6.4左右），因此，沉淀容器中始终保持在pH值6.1左右，而这正是菌种凝集淀粉与其它物质分离的最佳pH值。同时在沉淀过程中采用多次撇浆的办法，不仅可以节省酸浆用量、提高沉淀容器的利用率，而更重要的意义是对乳酸链球菌的纯化。实验证明，从第一次沉淀开始，淀粉混悬液中的乳酸链球菌的数量高于其相应的清液中的数量，而且随着几次撇浆到二合沉淀，淀粉混悬液与相应的清液中菌量的比值从3.3：1到23：1，而其上清液中菌的数量却一直保持恒定。

这一现象说明，在这个过程中，存在豆浆中的起作用菌，大部分随着淀粉沉淀于底层，而大量杂菌却随着上清液被排除掉，这样沉淀的淀粉一次比一次纯净，菌种也得到一次又一次的筛选，乳酸链球菌已占绝对优势，到三合浆时，乳酸链球菌已经很纯[22]。这正是利用开放式发酵法，并且不用纯种培养而能始终保持菌种纯化的原因所在。这样很纯的二合浆和三合浆就可以用于第二天的生产，并周而复始的使用。（注：二合、三合沉淀指粗淀粉与水混合后的上清层液）

酸浆法提取淀粉的工艺程序是：将浸泡好的豌豆经过捞豆（漂洗）除去杂质，然后破碎，经过筛分去掉粗渣得到豌豆豆浆。把豆浆加酸浆进行两次沉淀，除去蛋白质及一些较细的纤维素，再进行一次筛分，除去剩下的细渣，然后再进行一次沉淀，撇去上清液及黑粉，即得到纯度很高的淀粉。这些淀粉通过成型、干燥即可直接加工成粉丝。其工艺流程如图1所示：

8、包裝

干燥合格的干丝进入包装车间，按不同规格、要求包装就可得到成品。

酸浆法提取淀粉有其设备简单，投资少、见效快、淀粉质量高等优点，但也存在着生产周期长、生产效率低等缺点，有待于进一步研究解决。

四、粉丝工艺设备的改进

粉丝生产主要设备有淀粉提取设备和粉丝成型设备。随着消费习惯的改变和生产技术的不断的改进，推动粉丝生产企业改善生产环境和采用新的技术设备，促进了粉丝生产设备的不断改进。

1、磨料设备

由过去的砂轮石磨、砂轮磨，发展到现在的锤式粉碎机和针磨。石磨、砂轮磨因技术落后，效率低下已被生产企业所淘汰。现在主要使用粉碎机和针磨，粉碎机因其成本低廉、安装简易、操作方便而被大部分生产厂家选用；针磨已普及多年，优点是技术含量高，产品质量稳定，更适合连续化生产；但于粉碎机相比，操作要求高，维修费用较高，不太适合中小型企业生产。现阶段粉丝生产企业基本采用粉碎机，针磨的普及还需要在适用性上解决许多问题。

2、分离设备

主要有平筛、圆筛、离心筛和曲筛等。平筛子因占地面积大、工作效率低已被淘汰。曲筛因成本较高，目前很少采用。生产厂家现多采用圆筛和离心筛。圆筛和离心筛优势互补，银河食品集团有限责任公司现将圆筛与离心筛混合使用，取得了很好的成效。

3、制粉设备

主要由煤火加热、蒸汽加热发展到更先进的粉丝成套设备。煤火加热下丝主要是手工小作坊采用。现在多采用蒸汽加热和链条式成套设备，链条式成套设备将制丝设备集成于一体，使设备布局更合理、高效，同时采用链条拉丝、输送，使整个生产更趋于流水线生产，在产品质量和生产效率上有了很大的提高。

4、粉丝干燥设备

主要有自然凉晒、烘房干燥和冷冻烘干。目前，这几种干燥方式并存。自然凉晒成本低，设备简单，但受自然条件影响大，产品质量不易控制。烘干耗能多，成本高，设备投资大，但不受自然影响，产品质量和卫生条件有很大提高。现在，所有出口粉丝均为冷冻烘干粉丝。

由于粉丝在国内市场多属中、低价产品，要生产企业投入较多资金去采用新技术新设备有一定风险，这种疑虑妨碍了新技术的推广。在劳动力成本不断增加的情况下，一些新建或扩建的生产企业会有选择地采用新的技术设备。另外，新的技术、设备在生产中仍有不完善的地方，还需要逐步改进，还要经历一段探索和实践的过程。

5、包装设备

目前尚没有合适的粉丝包装设备，粉丝包装主要依赖于人工，导致粉丝加工过程中人工费用偏高。由于粉丝是中国特色食品，因此粉丝包装设备主要还得靠国内研发。

五、结语

中国人喜欢吃粉丝，蒸、煮、煎、炸，吃法众多。粉丝入汤以后比较滑，西方人不擅长使用筷子，而刀叉对于光滑的粉丝显然无能为力，西方人吃的意大利面是干的，用叉子一叉一卷完全不同于中国人用筷子从火锅里捞粉丝，因此粉丝加工及消费非常具有地域特色。绿豆粉丝较其他粉丝品质更高，因为抗拉强度高、不易断条、烹饪损失小、耐煮性好，原因是绿豆淀粉直链淀粉含量高、易回生，Brabender粘度曲线无粘度峰，此外跟绿豆淀粉支链淀粉的长短链的长短分布也有很大关系。酸浆法分离淀粉的机理主要是由于乳酸乳球菌的作用，酸浆法分离出来的淀粉与离心法制备的淀粉相比更适合粉丝加工，机理有待于进一步研究。

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