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米粉、粉丝生产的理论与实践
专栏：技术支持
发布日期：2016-01-25
摘要：米粉、粉丝生产中许多生产实践都会牵涉到相关的基础理论研究。由于学术界的研究工作大多在实验室条件下进行，与复杂条件下生产实践所出现的问题往往难以直接对接。在企业的生产实践中，特别是牵涉到淀粉糊化和老化的实践中，生产企业有时由于对基础理论缺少认知，会进入误区，多走弯路。学术界有必要深入生产实际，与生产企业共同合作进行有针对性的理论研究，指导生产实践，有力地推动产业向前发展。 关键词：生产实践；基础理论研究；淀粉糊化；淀粉老化；加速老化；抗老化；湿法生产；干法生产 我国是米粉、粉丝的生产大国，也是消费大国。在长期的生产实践中，众多的生产企业累积了丰富的实践经验，为不同需要的广大消费者提供了种类繁多的米粉、粉丝产品，基本上满足了市场的需求。另一方面，我国学术界对米粉、粉丝生产相关理论十分关注，在介绍国外学术界相关理论研究成果的同时，也进行了相关理论的研究和论述，并指导个别生产企业取得成果。 与米粉、粉丝生产有关的理论研究和实验，我国学术界聚焦在淀粉的糊化和老化上。由于学术界的研究大都在实验室条件下进行，所得出的结果和论述往往与生产中复杂因素影响下的实践对接不起来。大多数米粉、粉丝企业的技术人员和生产工人，他们在生产中发现并了解到许多实际问题和现象，还找到了一些有效的对策，但由于科学基础理论欠缺，没能充分发挥理论指导实践的作用，甚至走进误区，走了弯路，不利于生产企业的发展。 针对上述情况，生产企业应掌握米粉、粉丝生产的基本理论知识，从而能正确有效地解决生产中的疑难问题；学术界应深入实际，多选取一些对生产关系大的、针对性强的课题进行科学理论研究。只有这样，才能实现科学理论与生产实践相结合，才能把科研成果转化为生产力，才能让学术界与产业界相互促进，形成合作共赢的格局。 一、糊化 谷物类、薯类、玉米类或某些豆类农产品是米粉、粉丝生产的主要原料。淀粉是这些原料的主要组成部分，故米粉、粉条的熟化，基本上是其所含淀粉的熟化。学术界将这一过程称为糊化（gelatinization），也有称胶化，简称为α化。生产企业实现米粉、粉丝糊化的方法是多样的，有所谓“水煮”、“蒸粉”、“蒸片”、“蒸粒”、“高温搅拌”、“压力蒸粉”、“复蒸”、“挤压自熟”、“蒸米”（用于云南饵丝等产品）等。 常温下淀粉在水中是不溶解的，加水搅拌可形成均一的悬浮液。水分子只进入淀粉颗粒的非晶体部分，即淀粉颗粒吸收小量的水，体积略有膨胀，但不影响淀粉颗粒内的晶体结构，淀粉的性质未改变。如果把进入颗粒内的水在常温下干燥排除，则能恢复淀粉原来的性状，故这一过程称为淀粉可逆吸水阶段。当淀粉悬浮液受热升温，水分子开始进入淀粉颗粒的结晶区域，淀粉分子间的一些化学键变得不稳定。随着这些化学键出现断裂，淀粉颗粒内结晶区域由原来排列紧密的状态变为疏松的状态，使淀粉的吸水量迅速增加，颗粒体积急剧膨胀。这是一个不能复原的不可逆吸水过程。当进一步加热升温，淀粉颗粒继续吸水膨胀，直至颗粒出现破裂。颗粒内的分子向各方伸展扩散，分子间会互相连结、缠绕，形成网状含水胶体，完成了淀粉的糊化过程。 从糊化的过程可以看到，糊化有一个温度范围。双折射现象开始消失的温度称为初始糊化温度，双折射现象完全消失的温度称为完全糊化温度。同一种淀粉，直链淀粉含量高则糊化温度也会高；淀粉颗粒小，糊化温度也会高些。淀粉的糊化度取决于所达到的温度和糊化过程中能吸收的水量。同一类淀粉其直链淀粉含量高时糊化温度增高；淀粉颗粒较大时糊化温度降低。 在米粉、粉丝的生产实践中，糊化的方法较多，条件较复杂。总体而言，用水煮或蒸片糊化的米粉、粉丝都能获得较充分的糊化；挤压成形的米粉、粉丝，无论采用什么糊化方法，大都是不完全的糊化。为了提高其糊化度，有些生产企业注意到提高在制品糊化时的含水量的重要性。曾风靡一时的过桥米线（冲泡式干产品），其生产工艺经过一次的挤压糊化，产品食用时吐浆率很高。不少企业以加大挤压功率和增加加热装置来提升其糊化度，结果收效甚微。其原因是没有完全认识被挤压糊化粉料的含水量所起的主要作用。经测试，挤压自熟机筒内粉团的温度可达90℃以上，远高于大米淀粉的糊化温度，而粉团的含水量早年只达到37~38%，后来增加到40~42%，显著降低了产品复水时的吐浆率。深圳有一生产过桥米线的企业，采用特殊工艺可使糊化时粉团的含水量达44%，其产品复水时的吐浆率在同类产品中是最低的。 即食红薯粉丝和马铃薯粉丝的生产，大都采用挤压自熟的工艺，但糊化时的含水量为53~55%，故其糊化度比较高。即食米粉、波纹米粉糊化时的含水量一般只有37~40%，虽然经过两次常压下糊化，但糊化度都较低。实践表明，不管用何种糊化方法，糊化时含水量低于50%时，在常压下难以达到完全糊化。在干米粉产品中，米排粉接近完全糊化，其糊化度在挤压成形的产品中是比较高的。它经过两次糊化：第一次是常压下高温搅拌（在粉团搅拌过程中通入蒸汽）；第二次是经老化后把粉条放进蒸汽压力容器，在0.113~0.116Mpa压力（绝对压力）下蒸粉30~40分钟。这种产品煮食时吐浆率很低。十多年前江西直条米粉的吐浆率低于现今的产品。原因是为了降低粉条粘结和减轻松丝的困难，压力糊化只历时数分钟，而且挤压成形后的粉条的含水量只有33~35%（个别生产企业在粉条老化时的含水量36~37%）。故现今的直条米粉的糊化度很低，煮食时吐浆率高。另外，米粉生产大都采用直链淀粉含量较高（24%以上）的大米作为原料，而直链淀粉含量高的淀粉，糊化温度较高，不易糊化。 扁条的米粉（俗称河粉）和薯类扁粉条，大多采用蒸片式糊化。蒸片时物料的含水量都超过58%，故糊化度较高，煮食时糊汤很少。经水煮的米粉、粉丝的糊化度很高，原因是糊化时有充足的水供淀粉颗粒吸水膨胀直至颗粒破裂，达到较完全的糊化。这类产品有水煮鲜湿米粉、保鲜米粉、濑粉、龙口粉丝以及云南传统的鲜湿过桥米粉等。 水煮类的米粉糊化虽好，但最终产品的含水量不易控制，而含水量对鲜米粉和保鲜米粉的质量影响很大。用水煮糊化工艺的产品含水量通常在63~70%范围内变动。质量较好的产品通�？刂破浜课�64~65%（这个含水量较难控制），每1kg干原料，可以生产出约2.5kg的产品。水煮的时间、温度稍有波动，含水量就有较大的改变。有些生产企业出于经济上的考虑，产品的含水量达70%（这个含水量较易控制），每1kg干原料，可以生产出约2.9kg的产品。 概括来说，米粉、粉丝生产在糊化过程中淀粉原料的受热温度都远高于完全糊化温度。由于许多干产品在糊化过程中淀粉的含水量普遍偏低，故这些产品都不能完全糊化，在煮食时吐浆率高。提高糊化度除能降低产品的吐浆率外，在一定程度上还能提升产品的食用品质。但提高糊化度必须增加原料淀粉糊化时的含水量，这在生产过程中粉条会更加粘结，更难松丝，生产中会有很多不易解决的困难。这是我国米粉、粉丝长期生产的经验积累在糊化度与吐浆率之间，找到了一个消费者和生产者都能接受的平衡点。再要改进提升往前行，将步入理论与实践相结合的深水区，这需要学术界与生产企业共同合作往前走。 二、老化 淀粉糊化时已溶解膨胀的淀粉分子，经冷却后在有限的区域较快重新排列组合，线性分子缔合，分子的溶解度也随之降低，逐渐变成类似天然淀粉那样不溶于水的状态。这个过程学术界称之为老化（retrogradation），也有称回生，简称β化；技术界为了便于与国外企业交流，称之为aging；生产企业的老师傅则称之为摊凉、凉丝、翻生等。近几年生产企业也开始称之为老化。 老化是糊化的逆过程，但老化是不可逆的，不能通过糊化回复老化前的状态。 不少含淀粉的原料所制成的食品，老化后产品变硬，影响口感。学术界对淀粉的老化大多着重于抗老化的研究。在米粉、粉丝生产企业中，大部分的干产品在生产过程中都要求加速老化，只有鲜湿米粉，特别是货架期长的保鲜米粉才需要抗老化处理。 影响粉条、粉丝老化速度有两个主要因素，就是米粉、粉丝在老化时的含水量和老化时的温度。老化速度越快，完成老化的时间越短。其他的因素也有影响，例如直链淀粉含量高的产品较易老化，偏酸偏碱的产品老化缓慢。 老化分短期老化和长期老化。短期老化一般指完成老化所历时间从几十分钟到十多个小时。在米粉、粉丝的生产中，大部分都属短期老化。只有含水量达60%以上的保鲜产品（其货架期为半年以上）需长期老化，并需要抗老化处理。 在制产品含水量处于30~60%时较易老化，而含水量在40~45%时老化速度最快；含水量低于30%或高于60%时的老化非常缓慢；淀粉老化必须有自由水村子，故含水量低于10~13%时，基本上停止老化。 另一重要因素是老化温度。在低于-18℃~-20℃和高于60℃时，淀粉不会老化。实验表明，在2℃~4℃时老化速度最快，因此，老化温度越低，越容易老化，高于40℃时老化缓慢。 长久以来，我国米粉、粉丝生产企业基本上是依靠实践经验的累积来建立生产工艺流程和配置生产设备的。一方面这造就了我国米粉、粉丝产品的多样化和特色化的庞大产业。另一方面，由于只看重实践经验而对科学理论认知的欠缺，有时不可避免多走一些弯路，甚至走进误区，在米粉、粉丝的老化问题上尤为常见。例如，生产东莞米粉常在进入干燥机前设有较长时间的冷却工序，这是误解。实质是一个老化工序。既然误认为是冷却，在设备上就不会考虑米粉水分的减少，致使老化缓慢，效果不好。江西直条米粉生产的老化过程中有一个令人“费解”的小工序。在米粉长达约8小时的第一次老化中，起初近一个多小时都往老化机内喷蒸汽让粉条升温，最高温度可达60℃多。理论上米粉在60℃多已停止老化，这个温度差不多达到大米淀粉的初始糊化温度。因此把这个过程列为老化是与老化的机理相违背的。但实践证明，如果在老化开始时不注入蒸汽并使机内温度升至60℃多是老化不好的，也不能生产出合格的产品。经过分析，不是老化机理的理论不对，而是由于粉条水分过低，老化速度缓慢，老化效果不好。经过实践发现，如果老化时通入蒸汽，经过足够的时间（因通入蒸汽，温度自然会升高），粉条含水量提高了，变得容易老化，使后阶段老化效果变好。目前江西直条米粉挤丝成形后的含水量一般为33~35%，粉条挤出时温度较高，水分容易蒸发，经过一段转接时间之后，粉条的含水量更低，接近不易老化的30%含水量，达不到老化的效果。解决的办法是增加粉条的含水量，更简便、更有效的办法是直接用蒸汽提高粉条的含水量。把这个过程称为老化是一种误解。 在理论上，老化温度降低可以加速粉条的老化，但我国南方的一些排米粉生产企业的老师傅不完全认同。根据他们的实践经验，每当冬季刮寒冷的北风时，温度很低，但不能加快排米粉的老化，反而老化失效，生产不出合格的产品。这是生产者忽略了含水量对老化的影响而得出错误的结论。米排粉挤丝时的含水量一般为37~39%，挤出来的热粉条水分蒸发较快，如果遇上刮北风，空气温度虽然较低，但空气的相对湿度特别低，粉条更易丧失水分，当粉条水分降到难以老化的程度时，低温有利于老化的效应就不起作用，而不是低温易于老化的理论与实践不符。 在米粉、粉丝的老化问题上，也有一些理论与实践相结合的成功例子。多年前，用蒸片方法生产扁条红薯粉条时遇到难题。由于糊化后的粉片粘性很大，手工搬动容易破损，而老化时间需要5~6小时，难以实现连续自动机械化生产。根据淀粉糊化后在温度2~4℃时老化速度最快的老化机理，蒸片后用连续低温（3~5℃）老化，把老化时间缩短到1.5小时，实现了连续自动生产。这种低温老化技术，输出到日本Acecook公司在越南用于生产蒸片式扁条米粉（俗称河粉），将原来需要7~8小时的老化过程，缩短到只需1.5~2小时。后来也有用于挤式米粉的老化，为了节能把老化温度提高到10~12℃，也大大缩短了老化时间。 需要抗老化的是货架期较长（半年以上）的保鲜米粉。虽然其含水量达65%左右，老化缓慢，但经受长期缓慢老化积累之后，粉条会变硬，容易断裂，口感很差。因此，保鲜米粉必须要经抗老化处理。大都采用β-淀粉酶作为保鲜粉的抗老化剂。在实际应用中，要把抗老化剂均匀喷在粉片上，并在60℃~70℃的温度下保湿并经历约30分钟。这需要有专门的抗老化设备。 另一种抗老化方法是把糊化后含水量较高的米粉急速冷冻到-18~-20℃。根据理论研究，急速冷冻使淀粉分子间的水分迅速结晶，导致氢键不易结合，延缓老化。美国洛杉矶有一生产保鲜米粉的生产企业，就是用急速冷冻的方法来抗老化，延长了产品的保质期。 三、干法与半干法的优劣 把大米制成粉状小颗粒的方法有湿法、干法和半干法三种。湿法是泡米后加水磨成米浆；干法是用撞击的方法直接把干大米粉碎；半干法是把大米泡水后撞击粉碎。生产中实际采用的只有湿法和半干法。长期以来，出于简便和习惯，生产企业都把半干法称为干法。现按企业习惯对湿法和干法进行分析比较。 在米粉生产中，直条米粉是采用干法生产的，其他大多数产品多采用湿法生产。究竟哪一种方法为优，见解不一。过去广东生产米排粉有采用湿法的，也有采用干法的。大多数的老行尊认为湿法生产的粉粒较�。厶醣冉稀坝谆�，品质较好。这个结论仍没有找到有效的科学证据。生产企业认为湿法的米粉颗粒要较干法细小，并不完全符合事实，事实上磨浆所得到的湿粉颗粒也大小不一。过去湿法大多只能用40目筛滤浆，粒度并不是很�。梦⒎鬯榛母煞ㄉ�，其粒度会更加细小些。生产企业的老行尊所认定产品质量好是口感“幼滑”，这与学术界某些实验认为淀粉颗粒小会稍增加粉条的韧性的结论不一样。事实上淀粉颗粒大较颗粒小更易糊化，有利于提高产品质量。如果湿法生产的产品质量较好的说法是真的，很有可能是湿法生产经磨浆脱水后，湿米粉的含水量（37~38%）较干法生产的高，有利于糊化和老化，在质量上会略有差别。整体来说，干法生产优于湿法生产。湿法在磨浆脱水过程中要多损耗1~2%的大米原料；湿法产生的污水处理量大，要增加污水处理设备的投资和处理费用。这些问题对生产企业有直接的重大关系。是否把湿法生产大部分转为干法生产，有待产业界和学术界共同合作研究，找出科学的结论。 总的来说，米粉、粉丝生产需要科学理论的指导和支持；生产实践有助于理论研究的细化和深化。学术界与生产企业联手合作，定能开花结果。 下一页：创新找出路
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