甘薯全粉防褐变加工方法技术

本发明专利技术涉及一种甘薯全粉防褐变加工方法，红薯依次经过脉冲式超声协同高氧预处理、清洗去皮、超高压水射流切片、预冻结、微波辅助冷冻干燥、预粉碎、低温超微粉碎、制成甘薯全粉包装。本发明专利技术在红薯切分之前采用高氧协同超声预处理、在切分时采用高压水射流切割技术，无需再进行护色处理即可解决酶促褐变引起的色泽问题。再加之微波辅助冷冻干燥脱水和低温超微粉碎，全程控制温度避免高温引起的美拉德褐变和营养物破坏。最终制得的超微甘薯全粉粒径＜25μm，分散性和贮藏性能好，易溶解和吸收，最大限度保持原料营养品质。

Anti-browning Processing Method of Sweet Potato Powder

The invention relates to a processing method for preventing browning of sweet potato powder. Sweet potatoes are processed by pulsed ultrasound combined with hyperoxia pretreatment, cleaning and peeling, ultra-high pressure water jet slicing, pre-freezing, microwave-assisted freeze-drying, pre-comminution, low-temperature ultra-fine comminution, and then packaged in full comminution. The present invention adopts hyperoxia synergistic ultrasonic pretreatment before cutting sweet potatoes and high pressure water jet cutting technology when cutting sweet potatoes. The problem of color caused by enzymatic browning can be solved without color protection treatment. In addition, microwave-assisted freeze-drying dehydration and low-temperature ultra-fine grinding can control the temperature to avoid Maillard browning and nutrient damage caused by high temperature. The final ultra-fine sweet potato powder has a particle size less than 25 micron, good dispersibility and storage performance, easy to dissolve and absorb, and maintain the nutritional quality of raw materials to the maximum extent.

【技术实现步骤摘要】
甘薯全粉防褐变加工方法
本专利技术属于食品领域，涉及甘薯，尤其是一种甘薯全粉防褐变加工方法。
技术介绍
据统计，我国每年都有大于15％的鲜薯因保藏不当而霉烂，失去食用和加工价值，造成大量资源浪费，制成甘薯全粉是其中一种解决措施。甘薯全粉可较大限度保持原料中的营养成分，且超细微的粉状形态可提高营养物质的消化、吸收与生物利用率。目前产品主要集中于甘薯熟全粉，经高温熟化后的熟全粉淀粉已经糊化、蛋白质变性及Vc等生物活性物质被严重破坏，因此有必要开发薯类生全粉。加工甘薯生全粉存在如下问题：(1)褐变问题：甘薯切片造成的机械伤所引起的酶促褐变、传统干燥过程高温引起的非酶褐变等，使得生全粉外观色泽差。(2)营养物质损失大：切割作用使细胞分离和破裂，汁液大量流出造成营养物质外泄；干燥粉碎过程的高温处理引起的营养成分损失大、活性低。(3)甘薯含糖量高，制粉过程中品质过硬、易粘连、分散性差。(4)传统切片烘干粉碎法生产周期长、品质差；现代先进制备方法如真空干燥、冷冻干燥等能耗高、效率低。通过检索，发现如下相似专利：(1)CN107432445A公开了一种甘薯粉制作方法，在原料粉碎后使用了酶解液，将酶解液中营养物质带入甘薯全粉中，同时增强了营养物质的生物活性，然后经过高温杀毒脱水处理避免了甘薯在处理过程中因高湿度导致的霉变现象，产品口感纯正细度高。但该方法在材料破碎后进行蒸煮脱水，初始温度100℃容易导致高温褐变且破坏营养物质活性。(2)CN101810286B公开了一种制备甘薯全粉的方法，将去皮薯类切片(9～11mm厚)进行护色处理，再进行热处理(90～110℃，11～13min)，热处理后的薯类进行冷冻、真空冷冻干燥，得到薯类全粉，不但保持较高的细胞完整性，且降低了甘薯热敏性物质的损失。但此方法对甘薯原料有局限性，需选择干率高和含糖量低的品种；在一步热处理后制得的为熟粉，淀粉糊化加上蛋白质变性，影响加工特性，如添加熟全粉的馒头成型难、醒发难且面条容易断裂。(3)CN105495453A公开了一种薯类生全粉的加工工艺，将薯类回填生全粉与新鲜的薯块进行混合，将薯块牢牢包裹住，隔绝薯块与空气的接触，在不添加护色剂的情况下，降低后续工艺中薯块的褐变率；并通过薯类回填生全粉吸收鲜薯块中的部分水分，从而缩短热风干燥时间。但该方法热风干燥6～10h，长时间的高温是的营养成分活性降低，另外最终过筛后的薯粉粒径大，含糖量高，产品粘连分散性差。现有专利不论采取何种方式制粉均需在清洗切片后进行护色剂处理，残留在甘薯表面或渗入细胞内部最终影响甘薯粉的原本风味。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种采用物理方法，不添加护色剂，全程控制温度避免高温引起的美拉德褐变和营养物破坏的甘薯全粉防褐变加工方法。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种甘薯全粉防褐变加工方法，红薯依次经过脉冲式超声协同高氧预处理、清洗去皮、超高压水射流切片、预冻结、微波辅助冷冻干燥、预粉碎、低温超微粉碎、制成甘薯全粉包装。而且，所述的脉冲式超声协同高氧预处理是将新鲜饱满、大小均匀的成熟块根，剔除伤、残、病薯块，置于密封冷藏箱中脉冲式超声处理，保持箱内气体条件80％～100％O2，温度10℃±0.5℃，相对湿度90％～95％，超声脉冲处理4～6h，超声间歇运行10～15min，超声频率20kHz～30kHz。而且，所述的超高压水射流切片是采用超高压水射流切割刀将红薯果实切成5～10mm厚的片；或者用0.1％NaCl溶液代替清水通过高压微枪头形成水刀对红薯果实切片。而且，所述的预冻结是将切片沥干装盘，在速冻库中冷冻至薯片中心温度为-30℃～-35℃。而且，所述的微波辅助冷冻干燥是将预冻结后的甘薯片放入微波冷冻干燥器中脱水，共2个阶段：先将冷阱温度降至-40℃～-50℃，第一阶段控制压力10～20Pa，冻结时间1～2h；第二阶段开启微波进行加热，控制压力50～70Pa，微波功率300～600w/kg，时间4～6h，出仓后得到水分含量8％以下的冻干甘薯片。而且，所述的预粉碎是将冻干甘薯片过200～300目振动筛粉碎。而且，所述的低温超微粉碎是将上述预粉碎后的物料颗粒放入超微粉碎机中，-20℃～-25℃充氮超微粉碎10～22min，粉碎细度为800～1000目，得到甘薯全粉。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术采用脉冲式超声协同高氧预处理，原料防褐变。多酚氧化酶(PPO)是造成鲜切红薯表面发生褐变的主要原因。多酚氧化酶促使酚类物质经过氧化变成无色醌，随后又聚合成黑色素化合物。高浓度O2可使多酚氧化酶的底物受到抑制，随后形成的高含量无色醌又会反过来抑制多酚氧化酶的产生。借助超声的高频震荡、空化作用、加速作用，促进O2的分散和运动。如图1所示。2、本专利技术采用超高压水射流切割技术切分红薯，抑制褐变，保持细胞完整性营养不流失，切割同时利用高压水对削面进行清洗和磨削。红薯质地柔软靠细胞相互作用结合在一起，水刀切割过程使法向力大于果实细胞间的拉应力而发生断裂，同时射流切割还具有渗入作用。如图2所示，刀具切分直接破坏细胞壁造成细胞液流出，导致微生物腐败生长，细胞液中的酶与细胞间隙的底物结合发生褐变；而水射流由于其渗入能力和柔性，能切入细胞与细胞之间，通过破坏细胞之间的拉应力使其断裂，有效抑制褐变，保持细胞完整性，营养物质零流失。即使是对细胞壁造成破坏也会因为水射流柔性部分的作用有效抑制褐变，同时切割液可对红薯削面流出的细胞液起到冲洗作用，避免细胞液中酶与底物结合。另外用0.1％NaCl溶液代替清水通过高压微枪头形成水刀，可缓解甘薯加工食用后的胀气打嗝(甘薯含有特殊的“气化酶”，在胃肠中产酸、产气，NaCl是人体必不可少最基本的电解质，对“气化酶”有破坏作用)。3、本专利技术采用二次冻结干燥：预冻结后，微波辅助冷冻干燥脱水，周期短、品质好。冷冻干燥可最大限度保存甘薯营养成分，但耗时长、能耗高。预冻结降低温度至-30℃，为后续冷冻干燥提供预低温条件。冷冻时间缩短近1倍，能耗降低30～40％。4、本专利技术采用二次粉碎：经预粉碎至100目后，采用低温超微粉碎技术，粉碎至粒径小于25μm，流动性及分散性好，易于溶解和吸收，营养物质高效利用，色泽与原料鲜薯基本一致，复水后具有鲜甘薯蒸熟后的风味和口感。5、本专利技术在红薯切分之前采用高氧协同超声预处理、在切分时采用高压水射流切割技术，无需再进行护色处理即可解决酶促褐变引起的色泽问题。再加之微波辅助冷冻干燥脱水和低温超微粉碎，全程控制温度避免高温引起的美拉德褐变和营养物破坏。最终制得的超微甘薯全粉粒径＜25μm，分散性和贮藏性能好，易溶解和吸收，最大限度保持原料营养品质。附图说明图1为高氧处理对酶促褐变的抑制作用原理图；图2为常规刀切割对组织细胞作用示意图；图3为水射流切割对组织细胞作用示意图；具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。实施例1一种甘薯全粉防褐变加工方法，步骤如下：(1)超声预处理。将新鲜饱满、大小均匀的成熟块根，剔除伤、残、病薯块，置于密封冷藏箱中脉冲式超声处理，保持箱内气体条件100％O2，温度10℃±0.5℃，相对湿度90％～95本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甘薯全粉防褐变加工方法，其特征在于：红薯依次经过脉冲式超声协同高氧预处理、清洗去皮、超高压水射流切片、预冻结、微波辅助冷冻干燥、预粉碎、低温超微粉碎、制成甘薯全粉包装。

【技术特征摘要】
1.一种甘薯全粉防褐变加工方法，其特征在于：红薯依次经过脉冲式超声协同高氧预处理、清洗去皮、超高压水射流切片、预冻结、微波辅助冷冻干燥、预粉碎、低温超微粉碎、制成甘薯全粉包装。2.根据权利要求1所述的甘薯全粉防褐变加工方法，其特征在于：所述的脉冲式超声协同高氧预处理是将新鲜饱满、大小均匀的成熟块根，剔除伤、残、病薯块，置于密封冷藏箱中脉冲式超声处理，保持箱内气体条件80％～100％O2，温度10℃±0.5℃，相对湿度90％～95％，超声脉冲处理4～6h，超声间歇运行10～15min，超声频率20kHz～30kHz。3.根据权利要求1所述的甘薯全粉防褐变加工方法，其特征在于：所述的超高压水射流切片是采用超高压水射流切割刀将红薯果实切成5～10mm厚的片；或者用0.1％NaCl溶液代替清水通过高压枪头形成水刀对红薯果实切片。4.根据权利要求1所述的甘薯全粉防褐变加工方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继明，冷传祝，潘艳芳，金晶，辛刚，黄瑞，张青山，郑向阳，
申请(专利权)人：国投中鲁果汁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11