張泓研究團(tuán)隊(duì)接到任務(wù):要高質(zhì)量、加速度、無條件地承擔(dān)國家馬鈴薯主食裝備技術(shù)的研究。
馬鈴薯面條、馬鈴薯饅頭、馬鈴薯米粉、馬鈴薯面包、馬鈴薯鍋貼、馬鈴薯油條……我國開展馬鈴薯主食化產(chǎn)品開發(fā)工作以來,如今已經(jīng)有240多個馬鈴薯產(chǎn)品,形成了馬鈴薯的主食、休閑食品、地方特色小吃等六大系列,種類不斷豐富。而且馬鈴薯的添加比例也逐漸提高,有些優(yōu)化配方已經(jīng)使主食產(chǎn)品中馬鈴薯的占比達(dá)到了50%,為馬鈴薯主食消費(fèi)提供了豐富的選擇。
從菜盤里到飯碗里,馬鈴薯食品正被端上主食餐桌,這背后,馬鈴薯主食產(chǎn)品加工功不可沒。10月26日,在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院舉辦的農(nóng)科講 壇上,農(nóng)產(chǎn)品加工研究所(以下簡稱加工所)研究員張泓向聽眾分享了他們團(tuán)隊(duì)進(jìn)行馬鈴薯主食產(chǎn)品開發(fā)的科研歷程。
初試牛刀
2012年,年過半百的張泓從日本回到祖國,成為中國農(nóng)科院加工所的一名研究員。張泓的回國,成為我國馬鈴薯主食產(chǎn)品加工業(yè)從無到有的一個重要注腳。
2013年,馬鈴薯主食化的概念還沒有進(jìn)入大眾視野。張泓所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)接到任務(wù):要高質(zhì)量、加速度、無條件地承擔(dān)國家馬鈴薯主食裝備技術(shù)的研究。
那時,把小土豆做成符合中國人消費(fèi)習(xí)慣的主食產(chǎn)品,還處處受制約:不僅缺乏中國蒸煮習(xí)慣的馬鈴薯主食樣品,適合主食產(chǎn)品加工的馬鈴薯專業(yè)品種、符合中國馬鈴薯主食產(chǎn)品加工的技術(shù)和裝備都要從頭抓起。
接到任務(wù)后,張泓帶領(lǐng)加工所中式食品加工與裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)從量大面寬的面條著手。面條在中國有兩千多年的歷史,從來都是小麥粉加工而成。把馬鈴薯加進(jìn)面條,還沒有人嘗試過。
不出意外,馬鈴薯全粉添加進(jìn)面條后帶來了黏性大、難以形成面帶、拉伸力差等問題。研究團(tuán)隊(duì)想到通過添加植物蛋白的辦法克服難題,并于2014年研制成功添加30%馬鈴薯的面條。
突破規(guī)模
接下來是中試。張泓把馬鈴薯面條的制作工藝帶到面條生產(chǎn)廠家以后,發(fā)現(xiàn)廠家的設(shè)備和工藝無法滿足要求,中試面帶黏度很大,面帶破損嚴(yán)重。經(jīng)過一番嘗試,出成率只有34%,中試宣告失敗。
中試的失敗讓張泓團(tuán)隊(duì)開始琢磨和研究面團(tuán)的流變特性。頻率掃描實(shí)驗(yàn)顯示,隨著頻率的增加,馬鈴薯的彈性模量和黏性模量也會增加,也就是說隨著全粉添加得越多,面團(tuán)的彈性越大——這給軋面造成了極大的困難。
為了解決軋面的問題,張泓等人找來了仿生搟面機(jī)。在搟面機(jī)的幫助下,實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)建立了“一次熟化強(qiáng)力軋面、二次熟化成型”的馬鈴薯面條新工藝。新工藝上馬,解決了中試流程中的面帶破損問題,生產(chǎn)能力一下子達(dá)到一次200多噸。
中試成功。為了實(shí)現(xiàn)馬鈴薯面條的大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn),張泓團(tuán)隊(duì)又在現(xiàn)有的掛面設(shè)備上大做文章。其間,他們先后琢磨出了“真空和面”“一次性熟化箱”,最終實(shí)現(xiàn)了第一條馬鈴薯面條大型生產(chǎn)線的投產(chǎn),每天的生產(chǎn)能力可以達(dá)到30噸。
“在這條生產(chǎn)線里面我們設(shè)計(jì)的一臺專業(yè)產(chǎn)品,叫‘全自動面帶恒溫恒濕裝備’,這個設(shè)備具有每天30噸的生產(chǎn)能力,面條長度達(dá)20米,能形成九層面帶旋轉(zhuǎn),高度幾乎跟兩層樓房一樣。”張泓說。
為了打消面條生產(chǎn)廠家以及設(shè)備制造廠家對馬鈴薯面條大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備的疑慮,張泓和團(tuán)隊(duì)其他3位工作人員在工程調(diào)試過程中在工廠里沒日沒夜地蹲守了兩周。最終實(shí)踐證明,該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的馬鈴薯面條生產(chǎn)設(shè)備科學(xué)合理,突破了馬鈴薯面條規(guī)?;庸こ尚碗y的問題,同時填補(bǔ)了我國掛面生產(chǎn)線的缺失以及自動控制恒溫恒濕技術(shù)的空白。
降低成本
張泓早就注意到,原本主要用于加工薯?xiàng)l、薯片的馬鈴薯全粉,其加工成本很高,每噸大概在1萬元左右,而且熟化程度高,黏性大并不適合中式加工。為此,他們開始了第二代產(chǎn)品的加工研究。
研究團(tuán)隊(duì)的目光轉(zhuǎn)向了馬鈴薯生粉。在面粉中添加馬鈴薯生粉后,馬鈴薯面條的拉伸性有所降低,但差別不大;更令張泓團(tuán)隊(duì)欣喜的是,生粉的添加量可大大提高,最高可達(dá)55%,且黏性不大,適合大規(guī)模加工。
由此,研究團(tuán)隊(duì)順利地完成了第二代馬鈴薯生粉面條的中試,在試驗(yàn)中他們采取了縱橫交疊的復(fù)合壓延技術(shù),從而可使面條筋道滑爽。由于采用了馬鈴薯生粉加工,每噸成本從原來的1萬元降低到7千元。
這個成本在張泓看來仍有降低的空間,這一次他們盯上了薯泥。薯泥的加工成本每噸只有2800元,是降低加工成本的理想之選。然而,馬鈴薯薯泥也存在著同樣的問題:黏度大、成型難,還容易糊化。
為了讓薯泥進(jìn)入馬鈴薯面條的生產(chǎn)序列,張泓研究團(tuán)隊(duì)“腦洞大開”——“可不可以采取三層面帶的延壓方法,用單純的小麥粉做成內(nèi)外兩層,把薯泥放在最中間?”
說干就干。張泓研究團(tuán)隊(duì)找來三層面帶的復(fù)合軋延機(jī),將一層厚厚的馬鈴薯泥的面帶置于兩層小麥粉面帶之間,經(jīng)過復(fù)合軋延以后,制成的面條非常滑爽,而且它的蒸煮強(qiáng)度也得到了大大提高。
更多馬鈴薯主食產(chǎn)品涌現(xiàn)
取得第二代、第三代馬鈴薯面條的成功,張泓帶領(lǐng)的中式食品加工與裝備創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)仍不滿足。注意到我國傳統(tǒng)的用馬鈴薯淀粉擠壓粉條的工藝,他們聯(lián)想到,可不可以用同樣的工藝來做低面筋或是無面筋的馬鈴薯面條呢?
用生產(chǎn)粉條的工藝生產(chǎn)面條,這讓團(tuán)隊(duì)成員興奮不已。隨即,他們發(fā)明了連續(xù)化雙螺桿的自熟擠壓技術(shù),通過擠壓,原料會發(fā)生各種理化變化,淀粉可以變成纖維狀的結(jié)構(gòu),也就可以形成各種形狀的面條。實(shí)驗(yàn)室通過配方和工藝的優(yōu)化,成功地實(shí)現(xiàn)了低面筋擠壓面條的生產(chǎn)工藝。
張泓注意到,擠壓技術(shù)的延伸可以大幅度地?cái)U(kuò)大馬鈴薯主食產(chǎn)品的品種,延伸的第一個產(chǎn)品就是適合南方人口味的馬鈴薯米粉。而改進(jìn)擠壓時機(jī)筒的溫度、喂料轉(zhuǎn)速等擠壓條件,還可以生產(chǎn)各種不同感觀的馬鈴薯米粉。此外,用擠壓的方式還可以把馬鈴薯與大米、小麥雜糧、豆類擠壓成各種各樣的馬鈴薯主食產(chǎn)品。
張泓說:“只要是用大米、小麥粉、豆類等雜糧做的產(chǎn)品,我們都可以把它做成馬鈴薯產(chǎn)品,這樣品種可以擴(kuò)展到150種之多。”
利用類似的工藝,馬鈴薯還可以變身“大米”。張泓介紹說,借助擠壓技術(shù),可以把營養(yǎng)豐富的食品輔料與馬鈴薯結(jié)合,以形成“再造米”產(chǎn)品。而在擠壓過程中,通過擠壓方式和配方的調(diào)整,可以使馬鈴薯再造米產(chǎn)生更多的人體不能消化或延遲消化的膳食纖維,從而制成一些低GI值(升糖指數(shù))的產(chǎn)品。
“與普通大米相比,馬鈴薯復(fù)配米的GI值可以低于55%,熱量可以減少30%,最適合于糖尿病人和肥胖病人。”張泓說。
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