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第2章 米粉加工技术(2)

糊化的本质是淀粉粒中有序(晶质)态和无序(非晶质)态的淀粉分子间的氢键断裂,分散在水中成为亲水性胶体溶液。影响淀粉糊化效果的因素有以下几个方面:

①淀粉颗粒大小的影响:淀粉粒大的糊化温度较低,而淀粉粒小的温度较高。粮谷类淀粉中,以马铃薯淀粉颗粒最大,糊化温度最低,大米淀粉颗粒最小。

②直链、支链淀粉含量比的影响:直链淀粉含量高的淀粉比含量低的更难糊化。

③水分含量的影响:为了使淀粉充分糊化,水分含量必须在30%以上,若水分低于30%,则糊化不完全或者不均匀。

④碱的影响:淀粉在强碱作用下,室温可以糊化。在日常生活中,煮稀饭加碱,就是利用碱能促使淀粉糊化的特性。

⑤盐类的影响:某些盐类如氯化钙在室温下使淀粉粒糊化。

⑥脂类的影响:脂质与直链淀粉形成复合体,抑制糊化。

(2)淀粉的回生淀粉溶液或淀粉糊,在低温静置的条件下,都有转变为不溶性的趋向,混浊度和黏度都增加,最后形成硬性的凝胶块。在稀薄的淀粉溶液中,则有晶体沉淀析出,这种现象称为淀粉糊的“回生”或“老化”,这种淀粉叫做“回生淀粉”或“老化淀粉”。老化淀粉不再溶解,不易被酶作用,这种现象称为淀粉的回生作用,也称β化。日常生活中,温度较低的冬天,我们往往发现,隔餐米饭变得生硬,放置较久的面包变硬掉渣,这些都是淀粉回生。回生的本质是糊化的淀粉分子又自动排列成序,并由氢键结合成束状结构,使溶解度降低。在回生过程中,由于温度降低,分子运动减弱,直链淀粉和支链淀粉的分子都回头趋于平行排列,通过氢键结合,相互靠拢,重新结合为微晶束,使淀粉具有硬性的整体结构。淀粉的回生作用,在固体状态下也会发生。回生后的直链淀粉非常稳定,就算加热加压,也很难使它再溶解。如果有支链分子混合在一起,则仍然有加热恢复成糊的可能。

影响淀粉回生的因素,有以下几个方面:

①分子构造的影响:直链淀粉分子呈直链状构造,支链淀粉分子呈树枝状构造,直链淀粉比支链淀粉易于回生。

②分子大小的影响;只有分子量适中的直链淀粉分子,才易于回生,支链淀粉分子量很大,不易发生回生。

③直链淀粉分子与支链淀粉分子比例的影响:支链淀粉含量高的难以回生,因此,支链淀粉分子起到缓和直链淀粉分子回生的作用。

④水分含量的影响:水分含量高,分子碰撞机会多,易于回生,反之则不易回生。水分含量在30%~60%时最容易发生回生;水分在10%以下时,淀粉难以发生回生。

⑤冷却速度的影响:冷却速度对回生作用影响很大,缓慢冷却,可以使淀粉分子有时间取向排列,故可以加大回生速度;而迅速冷却,使淀粉分子来不及取向,可以减小回生程度。

⑥温度的影响:水温在60℃以上不会发生淀粉的β化,而在2~3℃时最易回生。

淀粉回生后,不易消化,不易被淀粉酶作用。为了防止淀粉回生,通常在生产中采取如下措施:

①使产品尽量不在回生的水分区域内:如方便食品常常采用迅速干燥的办法,急剧降低其中所含的水分达10%以下;或者使其水分含量在65%以上,如新鲜面、稀饭等就不易回生。

②使产品尽量不在回生的温度区域内:如冷却食品贮藏温度在-20℃以下,几乎不发生老化,温度在60℃以上淀粉不回生。

③时间:回生是一个分子结构的重组过程,需要一定的时间。在方便米粉生产过程中,成型后快速脱水,米粉没有时间回生。

④某些食品添加剂可以延缓回生:如乳化剂硬脂酸酰乳酸钠可防止淀粉回生。

3.糊化与回生在米粉生产中的指导作用

各种米粉,虽然成品造型各异,风味口感不尽相同,生产工艺和设备千差万别,但制作的机理都是一样,都是大米淀粉糊化、回生的过程,有些也许只有一个糊化过程。在米粉生产过程中,如何掌握温度、时间和水分,根据糊化与回生理论,入为地控制大米淀粉的α化、β化,提高米粉的质量,是至关重要的。在波纹方便米粉生产中,最终产品是要求复水迅速的即食食品,最终α化度应大于90%。但一次蒸得太熟,易于并条,所以分初蒸和复蒸两步进行,初蒸α化度达到75%左右,复蒸后达到90%以上。为了防止淀粉回生,产品成型后应快速脱水,因为水分含量在30%~60%时易回生。在出口级直条米粉生产中,最终产品必须耐煮,有咬劲,不断条。因此安排了两道回生工序,保证足够的时间,适宜的水分含量,使其充分老化,从而使米粉抗拉力更强,口感更好。湿河粉的生产采用蒸浆工艺,米浆水分含量达60%上,α化程度最高,但过高会使米粉浆蒸成糊状,无法制得食用时口感柔软爽滑的河粉。另外,高达60%以上的水分含量可延缓回生速度。必须指出的是,米粉生产中的淀粉老化不同于米饭的回生。米饭的回生意味着食用品质、营养品质的下降,而在米粉生产中,大米淀粉一定程度的β化虽然与米饭回生机理相同,但是由于它是在淀粉分子所在的有序位置完全被打乱了的情况下发生的,也就使这种β化过程类似于大分子的接枝过程,它最后形成的晶束的线性长度比原有直链淀粉分子的长度要长得多。经烹调后,食用品质并没有下降。只有充分了解大米淀粉糊化与回生的原理,在生产中恰到好处地运用,方能生产出优质产品。

(二)米粉烘干的基础理论

米粉的种类繁多,其烘干的方式及技术参数各不相同,但烘干的原理都是一样的。在米粉烘干过程中,发生两种基本现象:一方面米粉表面接受周围介质(空气)所传给的热量,表面水分汽化并被空气带走;另一方面米粉的内部也发生着热量的传递和水分向外扩散转移的过程。水分表面汽化和内部扩散,两者速度并不完全一致,哪个速度小,则起到在整个烘干过程的控制作用。

1.表面水分的汽化

从日常生活中可以发现:在南方晴朗的秋季,湿衣服很容易变干,但在潮湿的春天却难干,有风的时候也容易吹干。其原因就是衣服上水分的散发,受气温高低、空气是否潮湿、风速大小等影响。从前面讨论的蒸气压可知,米粉表层水蒸气压一定要大于周围空气的水蒸气压。具有分压差,米粉表层的水才能向空气中扩散。分压差越大,扩散越快。米粉和介质两者温差越大,分压差越大;两者湿度差越大,分压差越大。另外,空气流动速度越快,越容易带走表层汽化的水分。

2.物料内部水分的扩散

通过物料内部的水分总是从水分含量高的地方向含量低的地方转移。在干燥过程中,由于表面水分的汽化,中心部分的水分含量要比表面部分的高,形成湿度梯度,或称为湿度差。当物料中各部分的水分含量存在着差异时,水分就会由于受到毛细管力和扩散渗透力的作用,而从水分浓度高的地方向浓度低的地方移动,这种现象称之为湿传导。湿传导主要取决于物料的水分含量和温度。

3.水分和米粉的结合形式

依照水分和米粉的结合强度可分为三类:一是化学结合水分;二是物理结合水分;三是机械结合水分。但在烘干过程中,为了使用方便,常将物料中所含的水分,根据干燥的难易,简单地分为自由水分和结合水分。

(1)自由水分包括存在于米粉表面的润湿水分及孔隙中水分,此种水分属于机械结合方式,与物料的结合强度弱,在干燥过程中易于除去。

(2)结合水分包括米粉细胞或纤维皮壁及毛细管中所含的水分。此种水分,属于物化结合方式,其结合力强,难以去除。米粉干燥过程主要是除去自由水分及部分结合水分。

(三)米粉烘干方式的分类

米粉的种类较多,烘干设备种类也较多,可从以下三个方面进行归类:

1.按热量传递方式分类

按此方式可划分为对流烘干、辐射烘干、高频烘干、综合烘干四种基本方法。

(1)对流烘干法利用加热的空气介质直接与米粉接触,热量以对流方式传给米粉,使其脱水。空气介质起着载热和载湿的双重作用,既不断传递热量给米粉,又带走汽化出的水分。目前,绝大多数米粉生产都属于此类干燥。

(2)辐射烘干法利用辐射方式传递的热量进行烘干。目前使用的红外线干燥属于辐射烘干。

(3)高频烘干法(微波烘干法)微波一般是指波长在1~1000mm(频率为300~300000MHz)的电磁波。目前915MHz和2450MHz已广泛地为微波干燥所采用。微波加热具有加热速度快、均匀性好、效率高等特点。

(4)综合烘干法此法是将对流烘干、辐射烘干和高频烘干等方法综合运用,目前使用较少。

2.按运动方式分类

按运动方式可分为连续式和不连续式两种。连续式是指被干燥的物料进出干燥机是连续进行的。不连续式是指间歇式操作的干燥方式。在烘干过程中,米粉基本上是相对静止的,如固定式隧道烘干房和晾榔、晒场等。

3.按烘道热源方式分类

按照烘道热源方式的不同,可分为蒸气加热烘干、烟道气加热烘干、电加热烘干、微波加热烘干、热风炉加热烘干、热风烟道气并联式加热烘干等。

(1)蒸气加热烘干利用锅炉产生的水蒸气作为热媒,借助蒸汽管路将其输送到指定部位,通过热交换器将空气加热,即为蒸气加热烘干。目前应用较广泛。其优点是温度易控制,烘道内较干净;缺点是经过两次热交换,热效率低,能源耗费大,购买锅炉一次性投资较大。目前采用这种方法的有波纹方便米粉和方便河粉。

(2)烟道气加热烘干以烟道气体为热媒输送到烘道内,通过烟道管热交换获得烘干所需热量。这种烘干优点是结构简单,烘道内比较干净;缺点是温度不易调节,管道易于积灰,烟气余热损失大、热效率低。

(3)热风炉热烘干在通风机作用下,冷空气经过热风炉炉壁加热,加热的空气通过风网输送到烘道内进行干燥。其优点是,只进行一次热交换,热效率得到一定程度的提高,烘房内温湿度也较容易控制;缺点是烟热气损失较大。

(4)热风-烟道气并联式加热烘干在通风机作用下,冷空气经炉内的热风集热管加热到一定温度时,由热风管输送到烘道内通过排风扇散热,同时将炉膛内的烟道气输入烘房内,互为补偿。其优点是热效率高,空气的温湿度易于控制,米粉质量较为稳定。目前,高档直条米粉采用此类干燥方法。

(5)电加热烘干以电阻发热加热空气介质来进行烘干。其优点是温度通过电阻调节易于控制,没有燃烧产物,不污染环境;缺点是耗电多,经济上不划算,故较少采用。

二、榨粉加工技术

工艺流程:去石除杂→精碾→清洗、浸泡→粉碎或磨浆→蒸粉→挤粿和榨条→冷却和松丝→蒸煮→切条和成型

1.去石除杂

由于生产米粉没有专用的大米原料,有些大米必须进行处理才能满足要求。大米去石精碾是米粉生产的首道工序,其目的是提高大米精度,碾削大米残留的皮层,除去黏在大米表面的糠粉、糠片和混在大米中的砂石。去石除杂工序的要求是:保证米粉食用不牙碜,含砂量小于0.02%。

2.精碾

精碾同样是为了去除黏在大米表面的糠粉、糠片和混在大米中的砂石。

3.清洗、浸泡

清洗的作用有两个:一是通过清洗冲刷米层表面的杂物,并根据不同比重的物质在水中沉降速度不同的原理,把糠皮等杂质除去;二是清洗用水可软化大米组织结构,为浸泡、润米打下基础。

(1)浸泡的作用和要求浸泡就是让米粒按工艺要求吸收所需水分,软化米粒的坚固组织。这道工序在湿法生产中称之为浸泡,在干法生产中称之为润米。原料大米通常只含有14%左右的水分,短时间的清洗只能吸收少量的水分,大米籽粒的硬度还很大,不容易粉碎到要求的粗细度,如果此时粉碎或磨浆,电耗也很大。经过一段时间的浸泡,米粒结构变得疏松,不但容易粉碎或磨浆,提高产量,而且粗细度均匀细腻,生产出的米粉韧性大、口感好。干法生产不能润米过久,否则水分含量超过30%,粉碎机容易堵塞筛孔。所以,干法生产,不但要保证水分不超标,而且要使米粒结构疏松,水分均匀,符合粉碎机的要求。检查浸泡的要求很简单,用拇指和食指搓压米粒,能搓碎且无颗粒感即达到要求。

(2)影响浸泡的主要因素

①水量的影响:根据干法和湿法生产要求的大米含水量,以计算出浸泡的用水量,但浸泡时一定要用超量的水。

②浸泡时间的影响:米粒组织的吸水和软化,都需要一定的时间。在米粒清洗时,只有表层吸收了部分水分,米粒中心并未吸到水。在浸泡这段时间内,水分才慢慢地渗透到中心,渗透的速度与水温高低有关,也与米粒的品种结构有关。特别是干法生产中,粉碎时没有水分补充,又不允许米粒水分含量过高。只有在清洗后再润米,才能有较好的效果。湿法生产中,浸泡后大米水分含量应达到40%左右。在气温较高的季节。时间控制在1~3h。在气温较低季节,浸泡时间控制在2~4h。干法生产中,润米后大米水分含量应达30%左右。在气温较高季节,润米1~2h,气温较低季节,润米1.5~3h。

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