藜麦加工工艺论述

2019-10-31 07:15李百成杨德海霍树静
中国种业 2019年10期
关键词:破碎率湿法皂苷

李百成 杨德海 霍树静

(1 酒泉奥凯种子机械股份有限公司,甘肃酒泉 735000;2 兰州海兰德泵业有限公司,兰州 730070)

藜麦作为最适于人类的完美全营养食品,被称为“粮食之母”,自2000 年后藜麦开始被营养学家所认可,已经将藜麦生产区域辐射到青海、甘肃、内蒙古、山西、河北等10 多个省区,随着种植面积逐年扩大,对藜麦生产机械化需求也越来越迫切,现阶段还没有成熟的藜麦播种机械、收获机械和产后服务机械,市场上销售藜麦原粮的净度、纯度、颗粒饱满度、外观质量都无法达到食品质量标准,据了解,完全干净的藜麦仍需要人工挑选,作为藜麦产后加工机械的研发迫在眉睫。

1 藜麦结构及特性

藜麦植物属藜科,双子叶植物。种子形状呈圆形药片状,直径为1.5~2.0mm,外观大小和谷子差不多,容重比小米略轻,一般千粒重1.4~3.0g,有白色、乳黄色、红色、橙黄色、黑色等多种颜色[1],其中白色口感最好、颗粒较大,目前国内种植以白藜麦为主。贮藏时易放在干燥阴凉处,成熟种子若暴露于湿气中,24h 即可萌发[1]。种子表皮有一层水溶性皂苷,在做食物前,需采用浸泡或碾压方法将种皮中的皂苷去除。成熟藜麦穗上结出的果实称带壳藜谷,脱去颖壳即为藜谷,藜谷除去表层皂苷后成为藜麦米[2]。

2 藜麦加工工艺发展

藜麦在中国市场作为一种新型的粮食作物,其营养价值超过任何一种传统的粮食作物,近年来国内种植面积在不断扩大。在藜麦加工生产过程中,如播种、收获、脱粒脱壳、清选和除皂苷方面,基本上是套用谷子、小米等其他类似农作物加工生产设备,初步实现了机械化加工,但其精、深加工都需要有一定科研力量的支持,来持续为消费者提供优质、健康的藜麦食品,满足市场需求。

藜麦加工工艺主要在于去除籽实外层皂苷的苦味,提升藜麦口感。据报道,藜麦中含有0.1%~5.0%的皂苷,根据含量不同分为甜藜与苦藜,国外对甜藜麦中皂苷含量定义为0.2~0.4g/kg,苦藜皂苷含量大于1.13g/kg[3],我国市场平均皂苷含量为1.041%,甚至更高[4]。关于降低藜麦皂苷的方法,从传统的湿法到后期干法,再到目前应用较多的混合法;但国内研究甚少,尤其缺乏效率高且环境友好型的降皂工艺和专业的藜麦米加工设备,因此生产精度高、品质优的藜麦米迫在眉睫,对于藜麦加工生产设备的研发也势在必行。

3 藜麦加工工艺分析

目前藜麦的加工方式主要分有干法加工工艺、湿法加工工艺、混合加工工艺[5],目前,市场上藜麦米的碎米率和皂苷含量偏高,品质和口感差。

3.1 通过藜麦加工机械要解决的主要问题(1)去掉原粮中的非藜麦,包括收割脱粒过程中混入的异物,植物碎枝梗、砂石等;(2)去掉发霉变质、成熟度差的藜麦;(3)去除藜麦的外壳(大多数在脱粒过程中就掉了),藜麦绝大多数是裸藜麦,不像水稻或谷类有包裹的外壳;(4)加工最核心的是要去除藜麦表皮含有皂苷的皮层,由于皂苷有苦味且有微毒性,因此在吃之前必须去除,如何能去除这层表皮而不破坏藜麦的外形及营养是关键;(5)完成真空计量包装,实现由原粮到商品藜麦的全自动化生产。

3.2 干法加工工艺 风筛选→比重选→去石机→调质→碾皮机→两次抛光→色选机→分级机→真空包装机。此加工工艺首先必须经过初清机使原料净度达到90%左右,再通过风筛、比重、去石清除非藜麦杂质使净度达到≥99%,提高生产线生产能力;通过调质将水分控制在10%~14%,碾皮过程中破碎率最低(破碎率≤5%根据各地品质不同取最大值),再利用碾皮砂辊反复搓擦脱去残留外壳和表层部分皂苷,2 次抛光极大程度清除表面皂苷和麦麸,色选和分级再次精选,清除变色籽粒、碎籽和小籽粒,此加工工艺适用于大批量生产加工,生产能力1.5~2.0t/h,作为效率高而且环境友好型加工工艺。

3.3 湿法加工工艺 风筛选→比重选→分级→浸水→甩干→碾皮→快速冲洗→干燥→色选→真空包装。此工艺首先通过风筛和比重清除杂质,然后浸水使皂苷溶于水,使去除皂苷所需的力最小,再利用碾皮机砂辊反复搓擦去除皂苷,然后快速冲洗、干燥,最大程度减少皂苷含量,提升藜麦品质及口感。其优点在于出米率高、破碎率低、使皂苷含量最少,但藜麦胚芽活性较高,用水清洗易发芽,而且湿法去皂苷会造成水质污染问题,所以发达国家由于水体污染等原因一般不采用清洗法。

根据试验证明,水洗干燥过程时间应控制在15min 之内,而目前市场藜麦水洗设备较为稀少,能够满足藜麦连续式水洗生产线工作工艺,需配备计量碱液池、碱度仪、绞龙水洗输送、水位调节阀以及流化床干燥等设备。

3.4 混合法加工工艺 风筛选→去石机→碾皮机→抛光机→洗涤离心机→干燥→比重选→色选机→分级机→真空包装。此工艺首先利用物理方法清选、快速碾磨抛光,去除表层颖壳和部分皂苷,然后进行简单冲洗降皂,既减少了加工成本,而且在碾磨过程中也降低了废水中的皂苷含量,还减小了水资源浪费和污染,和湿法加工工艺相同,藜麦水洗、干燥设备还不够成熟,无法保证连续式生产线应用。

对于加工企业来说,干法加工对于刚收获的藜麦预处理性价比高,而如果后期要做深加工处理,则考虑抛光→洗涤→甩干→低温干燥的工艺,降低皂苷含量,提升藜麦口感,保证加工出的藜麦米既能保留胚芽,又能最大程度保留其营养成分,作为效率高而且环境友好型加工工艺(图1)。

图1 藜麦加工工艺图

4 藜麦加工机械研究方向

根据实际应用中对藜麦的考察和试验发现,可以将精选设备改进设计,使之实现藜麦比重去石分级的多重效果;另一方面藜麦碾皮机的破碎率问题仍然需要改进设计,目前藜麦水洗设备机和水洗工艺不够完善,国内市场上藜麦的皂苷含量远高于国际标准,开发高精度藜麦碾皮机、水洗机、抛光机等,能有效解决藜麦产后无加工机械的现状,对提高生产效率、促进藜麦产后服务建设具有重大意义。

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