一种高色素薯泥的加工工艺及薯泥微波加热系统的制作方法

本发明涉及薯泥加工工艺及加热设备技术领域，尤其涉及一种高色素薯泥的加工工艺及薯泥微波加热系统。

背景技术：

高色素甘薯包括高胡萝卜素的红心甘薯和高花青素的紫心甘薯两大类，其中：

红心甘薯，薯肉因富含对视力具有保健作用的胡萝卜素而呈红色，对眼睛具有保健功能，同时经加工后食用具有良好的口感，具有较高的营养和保健价值；

紫心甘薯，薯肉呈紫至深紫色，除具有普通甘薯的营养成分外，富含花青素，具有较高的营养和保健价值；

目前高色素甘薯的食用(加工)方式主要包括以下几种：

1、鲜食

鲜食是高色素甘薯市场开发的重头戏。但发展鲜食高色素甘薯一定要注意保证产品上档次，有规模。产品本身首先要求外观好看，熟食味佳，薯块大小整齐，干净卫生无病虫害、无污染，包装精美。其次要有一定的储藏设施，保证周年供应市场。发展鲜食甘薯的关键是选择适宜的品种。

2、提取色素

紫色甘薯中所含的花青素以及红色甘薯中所含的胡萝卜素均是天然着色剂，国内外市场需求量较大。提取色素用的高色素甘薯品种对薯块外观要求不太严格，但要求品种适应能力强，抗病，鲜薯产量和花青素及胡萝卜素含量高。

3、加工全粉

高色素甘薯去皮烘干粉碎后加工成全粉，色泽美观，营养丰富，是极好的食品加工原料，可做各种糕点的主料或配料。加工全粉的高色素甘薯品种要求淀粉含量高、薯皮光滑，肉色均匀一致，对薯块茎的形状要求不高。

4、加工休闲食品

以高色素甘薯为原料制作的炸薯片、冷冻薯饼等休闲食品营养丰富，口味好。但由于高色素甘薯种植分散，多数加工厂家原料短缺，影响了产品生产规模。加工休闲食品除对薯形外观要求较高外，还要求品种含有较高的淀粉及可溶性糖，彩紫品种是适合炸薯片的较好品种。

以上这些方式中，鲜食能够保证全部营养成分，但是受贮藏技术的限制；

提取色素和加工成全粉则不能直接食用，需要作为原辅料用于加工成其他食品再行食用，且在再次加工过程中也会导致营养成分的流失；

所加工的休闲食品则往往具有不安全因数，不适合大量食用。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种高色素薯泥的加工工艺，经该工艺提供了一种能够更大程度保留营养成分的高色素甘薯食用方式，加工成薯泥。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种高色素薯泥的加工工艺，按重量计，包括以下步骤：

s1成泥：

洗净高色素甘薯后将其切片，隔水蒸制10-20min得熟片，然后将熟片充分混合，并同时将其含水量调整至80-85％，得预熟泥；

s2微波熟化：

将预熟泥分段加热至130-150℃，并维持20-40s，然后使用列管式热交换管进行强制冷却至30-40℃，得薯泥；

s3包装：

将s2中冷却后的薯泥进行无菌包装，后置于0-6℃环境下进行储存。

进一步地，收集s1中隔水蒸制使用的蒸制用水，冷却后用于调整混合物的含水量。

进一步地，s1中采用螺带式混合机进行熟片混合。

进一步地，s1中混合后的熟片再经锤片式破碎机处理得预熟泥。

进一步地，s2中分段加热包括以下阶段：

第一阶段：室温至60-70℃，使用列管式热交换管进行：管内介质温度为80-90℃，预熟泥置于管外；

第二阶段：至90-100℃，使用微波加热：将第一阶段所得预熟泥导入处于功率为55-65kw微波环境中的输料管内进行加热；

第三阶段：至130-150℃，使用微波加热：将第二阶段所得物导入处于功率为60-70kw微波环境中的输料管内进行加热。

进一步地，所用高色素甘薯包括紫心甘薯和红心甘薯中的一种或两种。

上述技术方案中，隔水蒸制用于将高色素甘薯初步蒸熟，在蒸制过程中，高色素甘薯中的部分花青素及胡萝卜素等成分会流失到蒸制用水中去，在调整水分含量时将这些水返回，能够使得流失的部分花青素得以重新回到薯泥中，从而提高花青素的保留量，同时，因蒸制过程中甘薯中的部分水分可能会伴随蒸汽流失或可能向下流失到蒸制用水中，或者因受原料含水量影响，其含水量经蒸制后往往较低，在后续的加热过程中水分会继续降低，最终导致产品含水量过低，因此回水调整水分能够对后续加工过程中造成的水分流失予以补偿，同时保证在后续过程中的生化反应(糖化等)的顺利进行；对预熟泥进行分段加热，在各个阶段发生不同的糖化反应，能够使得薯泥的风味更佳；在加热后采用强制冷却，向列管中通入冰水，快速降温，降温后进行无菌包装，缩短包装耗时，同时及时结束糖化反应，避免反应过度导致风味变差。

本发明还提供了一种实现对薯泥进行分段加热的系统，通过以下技术方案实现：

一种高色素薯泥微波加热系统，包括机壳，机壳上安装有加热斗，加热斗内设置有列管式热交换管，机壳内设置有微波腔体，以及机壳内还设置有上端与加热斗连通下端向下穿过微波腔体的输料管，且输料管内设置有用于控制物料流速的输料螺杆，还包括安装在机壳内用于向微波腔体提供微波射线的微波发生器，且微波发生器与微波腔体之间通过波导管连接，其中输料螺杆延伸到加热斗内，且位于列管式热交换管之下。

进一步地，微波腔体为两个，且呈上下排布，输料管下端向下依次穿过两个微波腔体后连接有出料斗，输料螺杆下端穿出出料斗与驱动电机转轴连接。

进一步地，列管式热交换管包括若干“u”型管，且所有“u”型管均包括进管段和出管段，还包括连通所有进管段的总进管和连通所有出管段的总出管。

进一步地，总出管位于总进管上方。

与现有的技术相比，本发明有以下有益之处：

1)提供了一种新的高色素甘薯的加工食用方式，即：加工成薯泥，能够更大程度地保留营养成分，且具有更好的贮藏性能、更好的风味，同时还没有其他安全风险威胁(油炸等加工产生致癌物等风险)；

同时，与单独的微波处理相比，本发明能够有效补偿因微波带来的失水效应，保证最终产品的含水量处于50-55％之间；

2)通过分段加热的方式，实现对薯泥的糖化处理，且缩短糖化后至包装冷藏前的耗时，有利于保证薯泥的风味；

3)提供了实现对薯泥进行分段加热的系统设备，使得薯泥的加工能够顺利进行，同时该设备还能用于对薯泥的强制冷却。

附图说明

图1为本发明的实施例的总体结构示意图。

图2为本发明的实施例的部分结构相对位置关系示意图。

图中：机壳1、加热斗2、微波腔体3、输料管4、输料螺杆5、微波发生器6、波导管7、出料斗8、驱动电机9、“u”型管10、进管段11、出管段12、总进管13、总出管14。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种高色素薯泥的加工工艺，包括以下步骤：

s1成泥：

洗净紫心甘薯后将其切片，隔水蒸制10min得熟片，收集蒸制用水待用，然后采用螺带式混合机将熟片充分混合，并同时使用蒸制用水将其含水量调整至85％，然后再经锤片式破碎机处理得预熟泥；

s2微波熟化：

将预熟泥进行下述分段加热：

第一阶段：室温至60℃，使用列管式热交换管进行：管内介质(水)温度为80℃，预熟泥置于管外；

第二阶段：至90℃，使用微波加热：将第一阶段所得预熟泥导入处于功率为55kw微波环境中的输料管内进行加热；

第三阶段：至130℃，使用微波加热：将第二阶段所得物导入处于功率为60kw微波环境中的输料管内进行加热；

并在加热到130℃后保温40s，然后使用列管式热交换管进行强制冷却至40℃，得薯泥；

s3包装：

将s2中冷却后的薯泥采用铝聚乙烯复合袋进行无菌包装，后置于6℃环境下进行储存。

实施例2

一种高色素薯泥的加工工艺，包括以下步骤：

s1成泥：

洗净紫心甘薯后将其切片，隔水蒸制15min得熟片，收集蒸制用水待用，然后采用螺带式混合机将熟片充分混合，并同时使用蒸制用水将其含水量调整至82％，然后再经锤片式破碎机处理得预熟泥；

s2微波熟化：

将预熟泥进行下述分段加热：

第一阶段：室温至65℃，使用列管式热交换管进行：管内介质(水)温度为85℃，预熟泥置于管外；

第二阶段：至95℃，使用微波加热：将第一阶段所得预熟泥导入处于功率为60kw微波环境中的输料管内进行加热；

第三阶段：至140℃，使用微波加热：将第二阶段所得物导入处于功率为65kw微波环境中的输料管内进行加热；

并在加热到140℃后保温30s，然后使用列管式热交换管进行强制冷却至35℃，得薯泥；

s3包装：

将s2中冷却后的薯泥采用铝聚乙烯复合袋进行无菌包装，后置于3℃环境下进行储存。

实施例3

一种高色素薯泥的加工工艺，包括以下步骤：

s1成泥：

洗净紫心甘薯后将其切片，隔水蒸制20min得熟片，收集蒸制用水待用，然后采用螺带式混合机将熟片充分混合，并同时使用蒸制用水将其含水量调整至80％，然后再经锤片式破碎机处理得预熟泥；

s2微波熟化：

将预熟泥进行下述分段加热：

第一阶段：室温至70℃，使用列管式热交换管进行：管内介质(水)温度为90℃，预熟泥置于管外；

第二阶段：至100℃，使用微波加热：将第一阶段所得预熟泥导入处于功率为65kw微波环境中的输料管内进行加热；

第三阶段：至150℃，使用微波加热：将第二阶段所得物导入处于功率为70kw微波环境中的输料管内进行加热；

并在加热到150℃后保温20s，然后使用列管式热交换管进行强制冷却至30℃，得薯泥；

s3包装：

将s2中冷却后的薯泥采用铝聚乙烯复合袋进行无菌包装，后置于0℃环境下进行储存。

实施例4

除以下内容外，其余与实施例1相同，具体不同为：

将紫心甘薯替换成红心甘薯。

实施例5

除以下内容外，其余与实施例2相同，具体不同为：

将紫心甘薯替换成红心甘薯。

实施例6

除以下内容外，其余与实施例3相同，具体不同为：

将紫心甘薯替换成红心甘薯。

对比例1

采用cn200910043530.3公开的加工工艺加工薯泥(紫心甘薯)，具体为：

清洗、去皮、蒸煮、粗磨、配料、精磨、熬制、包装、预冷和速冻；

所述的蒸煮步骤是指在常压下蒸煮50min或者在0.2mpa的压力下蒸煮20min；

所述粗磨是在机械搅拌装置或机械捣碎机中进行，直至磨碎成具有粘弹性的薯泥；

所述配料是指向蒸煮后的物料中添加品质改良剂，所述品质改良剂包括改性淀粉、焦磷酸盐和发酵米醋，所述改性淀粉的添加量满足改性淀粉与粗磨后得到的薯泥的质量比为1∶(3)，所述焦磷酸盐的添加量为所述改性淀粉和粗磨后得到的薯泥总质量的0.4％，所述发酵米醋的添加量为所述改性淀粉和粗磨后得到的薯泥总质量的0.08％；

所述精磨是在胶体磨中进行，精磨时循环磨制的次数为2次；

所述熬制是指在夹层锅中通过蒸汽将精磨后的物料加热至70℃，并在该温度下进行熬制，直至物料的含水量达到50％，然后冷却至300℃；

所述包装时的温度为低于35℃的常温；

所述预冷是指将包装好的成品置于4℃温度下预冷，直至包装好的成品温度下降到10℃以下；

所述速冻是指：将预冷后的成品置于-35℃的冷冻装置中，并在30min内通过最大冰晶生成带，待所述成品中心温度降到-18℃以下，并在-18℃以下冻库中贮藏。

对比例2

除以下内容外，其余与对比例1相同，具体不同为：

将紫心甘薯替换成红心甘薯。

以上实施例1-6以及对比例中，取所加工的薯泥进行保藏试验和花青素测定试验，结果见下表：

注：实施例1-6和对比例分别在对应温度下储存1个月，然后转入4℃的环境中与对比例一起试验：水浴复温到15℃，观察状态及测定花青素保留量：

薯泥花青素含量/紫心甘薯花青素含量*100％；

薯泥胡萝卜素含量/红心甘薯胡萝卜素含量*100％。

上表数据表明，本发明提供的工艺能够有效保留花青素及胡萝卜素含量，在储存过程中能够使得花青素及胡萝卜素含量更加稳定，同时使得薯泥的质地更加均匀，纤维含量减少，风味更佳，产品的质量及产品的货架期能够更长。

实施例1-6在s1中采用螺带式混合机将熟片充分混合，然后再经锤片式破碎机处理，利用剪切等作用，将高色素甘薯中的纤维剪碎，使得加工后的薯泥中纤维含量减少，同时减少淀粉粒的形成，使薯泥质地更加均匀；

同时，隔水蒸制用于将高色素甘薯初步蒸熟，在蒸制过程中，高色素甘薯中的部分花青素及胡萝卜素会流失到蒸制用水中去，在调整水分含量时将这些水返回，能够使得流失的部分花青素得以重新回到薯泥中，从而提高花青素及胡萝卜素的保留量；

同时，因蒸制过程中甘薯中的部分水分可能会伴随蒸汽流失或可能向下流失到蒸制用水中，或者因受原料含水量影响，其含水量经蒸制后往往较低，在后续的加热过程中(特别是分段微波过程中)水分会继续降低，最终导致产品含水量过低，因此回水调整水分能够对后续加工过程中造成的水分流失予以补偿，同时保证在后续过程中的生化反应(糖化等)的顺利进行；

对预熟泥进行分段加热，在各个阶段发生不同的糖化反应，能够使得薯泥的风味更佳；在加热后采用强制冷却，向列管中通入冰水，快速降温，降温后进行无菌包装，缩短包装耗时，同时及时结束糖化反应，避免反应过度导致风味变差。

采用微波进行分段加热，使得产品受热均匀一致、同时进行灭菌且灭菌效果良好、货架期长、加工时间短并且色素降解较少，同时还能使得薯泥的凝胶强度得以增加，薯泥的质地更加均匀和有弹性，口感和风味俱佳。

实施例1-6提供的加工工艺同样适用于白心薯，及其他甘薯等。

实施例7

提供了一种实现对实施例1-6中的薯泥进行分段加热的系统，即：

如图1-2所示，一种高色素薯泥微波加热系统包括机壳1，机壳1上安装有加热斗2，加热斗2供待加热薯泥加入，加热斗2内设置有列管式热交换管，列管式热交换管中的加热介质为不同温度的热水，机壳1内设置有供实现微波加热的微波腔体3，

以及机壳1内还设置有上端与加热斗2连通下端向下穿过微波腔体3的输料管4，薯泥进入输料管4，然后实现微波加热，且输料管4内设置有用于控制物料流速的输料螺杆5，将流速控制为5-6l/min(其中实施例1和4为5.2l/min、2和5为5.8l/min、3和6为6.1l/min)；

系统还包括安装在机壳1内用于向微波腔体3提供微波射线的微波发生器6，且微波发生器6与微波腔体3之间通过波导管7连接，以将微波发生器6产生的微波导入到对应的微波空间中去，对输料管4中的薯泥进行微波加热，其中输料螺杆5延伸到加热斗2内，且位于列管式热交换管之下；

特别地，输料管4的材质采用ptfe(聚四氟乙烯)材质，使得微波具有良好的通过性，不会影响微波加热的效，输料螺杆5也采用ptfe(聚四氟乙烯)材质制成。

进一步地，微波腔体3为两个，且呈上下排布，输料管4下端向下依次穿过两个微波腔体3后连接有出料斗8，输料螺杆5下端穿出出料斗8与驱动电机9转轴连接，这样即可实现分段加热的目的。

进一步地，列管式热交换管包括若干“u”型管10，且所有“u”型管10均包括进管段11和出管段12，还包括连通所有进管段11的总进管13和连通所有出管段12的总出管14，且总出管14位于总进管13上方，从总进管13入口将热交换介质导入，经过列管式热交换管的各个“u”型管10，从总出管14导出，实现换热介质的下进上出，能够提高换热效率。

该系统还能用于对实施例1-6中s2中的强制冷却，只需要将冷却介质(换热介质)换成冰水即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。