酸漿法生產粉絲的工藝特點及其設備改進

劉文鼎+曾凡逵

摘要：目前中國生產淀粉主要采用離心法（水力旋流分離）和傳統酸漿沉淀法兩種，酸漿法是一種通過加入自然發酵的酸漿（含有乳酸乳球菌）使淀粉迅速沉降的傳統生產方法。粉絲作為中國特色傳統食品以淀粉為原料，很多中國的食品科學家認為酸漿法制備出來的淀粉更適合加工粉絲。該文對酸漿法生產粉絲進行了全面綜述，闡述了酸漿法在淀粉分離中的應用，酸漿法分離淀粉的機理，粉絲加工的工藝特點，最后還對酸漿法制備淀粉及加工粉絲的全套工藝的設備改正進行了討論。

關健詞：酸漿法；淀粉分離；粉絲

淀粉在食品、制藥、紡織、石油等行業都具有廣泛的用途，中國馬鈴薯加工以淀粉加工為主的原因與中國人愛吃粉絲是分不開的，很多淀粉廠都配備有粉絲廠，生產出來的淀粉直接加工成粉絲。粉絲生產在中國已有1400年的歷史，亞洲其他國家也在廣泛采用酸漿法制備淀粉然后加工成粉絲[1，2，3，4，5]。中國酸漿法生產粉絲的市場植根于廣大人群，并且在國外也有傳統市場，消費量很大，生產企業主要有山東的龍大、雙塔、金城和甘肅銀河集團公司等。酸漿法分離出來的淀粉加工的粉絲與離心分離法加工出來的淀粉制備的粉絲相比更透明更有彈性。沉淀淀粉時加入的酸漿當中含有大量乳酸鏈球菌（Streptococcus lactis）。

中國傳統食品的工業化是中國食品科研工作者的一個重要研究方向，粉絲加工行業是傳統中國食品工業化發展的一個典型，過去手工作坊式加工的各個環節正在逐步被工業化加工所取代。盡管中國粉絲行業發展很快，但與其它行業相比，機械化程度和科學化生產水平還比較低，很多環節仍需手工操作，勞動強度大，生產效率低。技術人員及操作工人仍憑感性經驗生產，缺少準確的理論數據[6]。酸漿法分離淀粉的生產工藝受自然環境影響較大，生產穩定性較差。這些都是當前粉絲加工行業存在的突出問題。本文對酸漿法在淀粉分離中的應用、機理及加工粉絲的工藝特點進行綜述，還對酸漿法制備淀粉及加工粉絲的全套工藝的設備改正進行了總結。

一、酸漿法在淀粉分離中的應用

酸漿法沉淀淀粉是中國粉絲加工企業獲得淀粉的常用方法，酸漿是豆漿自然發酵形成的含有大量微生物、有機酸的液體，將其加入新磨好的豆漿中可使淀粉與其他物質迅速分離[7]。文獻檢索結果表明，用酸漿法分離的淀粉原料包括綠豆、豌豆、甘薯和馬鈴薯等[8-11]。其中酸漿法分離綠豆淀粉的文獻最多，尤其是相關的英文文獻基本都是關于綠豆的，因為綠豆淀粉加工出來的粉絲品質最高，主要體現在粉絲的烹飪損失、抗拉強度、耐剪切強度和耐煮性等方面。

用酸漿法生產的粉絲條細均勻、富有韌性、色澤潔白、光亮透明，甚至有人認為只有用酸漿法才能生產品質高的粉絲。而這種方法受原料和氣候等因素的影響很大，產品的質量難保證[12]。因此，多年來研究者一直致力于對酸漿法生產粉絲機理的研究，期望在此基礎上研究開發新的粉絲生產工藝，并且在保持粉絲品質不變的基礎上，克服傳統酸漿法生產淀粉時經驗性強、不易操作，且生產用水量大等不足。

Chang等[13]報道了酸漿法制備的綠豆淀粉的性質。作者通過比較酸漿法與其他三種溶液NaOH、Na2SO3和蒸餾水作為浸泡液制備的綠豆淀粉的物理化學性質，發現直鏈淀粉含量、淀粉顆粒形貌特征和X-射線衍射晶體構型沒有明顯差異，但高效凝膠排阻色譜分析結果表明，酸漿法制備的綠豆淀粉的支鏈淀粉與其他三種方法制備的相比，長B鏈和B1鏈的質量百分數明顯更高，A鏈的質量百分數更低，支鏈淀粉當中短鏈與長鏈的比例也更低。快速黏度計（RVA）分析結果表明，酸漿法制備的淀粉糊化以后的粘度較其他三種方法制備的淀粉更低。差示掃描量熱儀（DSC）分析結果表明，酸漿法制備的綠豆淀粉與其他方法制備的相比，糊化開始溫度（TO）更高，糊化溫度范圍更窄，糊化焓也更低。

Liu等[8]比較了酸漿法和離心法制備綠豆淀粉及其理化性質，發現酸漿法比離心法淀粉得率、蛋白含量、水分含量、脂肪含量和直鏈淀粉含量高，透光率也更高。離心法制備的綠豆淀粉溶脹性和溶解性更好。在65-95℃溫度范圍內，離心法制備的綠豆淀粉的粘度緩慢增加，而酸漿制備的綠豆淀粉在75-95℃溫度范圍內快速升高。Liu等[14]又進一步比較了酸漿法和離心法制備的綠豆淀粉的分子結構和物理性質，發現兩種方法得到的豌豆淀粉的粒徑差不多，X-射線衍射分析結果表明晶體構型均為A型，但酸漿法制備的豌豆淀粉的直鏈淀粉含量和透光率比離心法制備的豌豆淀粉高，顏色也更明亮。

一年以后，與Liu來自同一個實驗室的Li等[15]等報道了用酸漿法制備的綠豆淀粉加工出來的粉絲的性質，并與離心法制備出來的綠豆淀粉加工的粉絲進行了對比。他們發現酸漿法制備出來的淀粉加工的粉絲網狀結構更多，總烹飪損失（TCL，total cooking loss）更低。淀粉的直鏈淀粉含量與粉絲的TCL以及降解速率與粉絲的TCL均呈負相關，淀粉的直鏈淀粉含量與降解速率呈正相關。溶脹指數與同TCL沒有相關性。

二、酸漿法分離淀粉的機理

目前已有大量文獻分析報道了酸漿法分離淀粉的機理[7，16-21]，李文浩和沈群[6]對酸漿法沉降淀粉的機理進行了綜述。總結起來，酸漿法分離淀粉的機理主要包括兩個方面：1） 乳酸乳球菌對淀粉的凝集作用；2）金屬離子與有機酸對淀粉的沉降作用。

1974年，北京市粉絲廠和北京大學生物系[7]提出在整個淀粉沉淀過程中， 起主要作用的是乳酸乳球菌（StreptococcusLactis）。研究者們通過光學顯微鏡、電子顯微鏡分離鑒定了乳酸乳球菌，得出了“酸漿中能使淀粉粒聚團沉降的主要因素不是酸，也不是溶液中其它物質，而是菌體本身”的結論。這篇文章還對菌體作用的條件—溫度、pH和離子進行了分析。后來的多篇文獻對酸漿法沉淀淀粉的機理進行了報道，但再沒有大的突破。

三、酸漿法提取淀粉的工藝特點

粉絲行業規模較大的生產企業，基本都采用酸漿法提取淀粉。酸漿法提取淀粉是利用酸漿中的微生物使淀粉凝集成團沉淀[17]，同時利用酸漿中的乳酸使豆漿在沉淀過程中保持一定的pH值，以利于淀粉與蛋白粉、纖維素等其它物質的分離。經過多次沉淀、沖洗，得到純度很高的淀粉。

酸漿法提取淀粉工藝，不僅利用了乳酸鏈球菌能凝集淀粉顆粒沉淀這一特點，而且吳衍庸等[22]研究指出整個工藝為乳酸鏈球菌的生長、繁殖、純化提供了有利條件。在泡豆過程中就有大量的乳酸鏈球菌生長，為淀粉粒的游離提供了條件。豌豆在沖洗后，本身仍帶一部分乳酸菌（也有雜菌），這些乳酸鏈球菌也隨之進入了豆漿中，豆漿進入沉淀罐后，又加進一定量的酸漿。在這個過程中乳酸鏈球菌急劇繁殖增長，從豆漿到第二次沉淀，總菌數增加10倍以上。在乳酸鏈球菌的生長繁殖中，雖然有大量乳酸產生，但由于不斷加入大量的豆漿（其pH值在6.4左右），因此，沉淀容器中始終保持在pH值6.1左右，而這正是菌種凝集淀粉與其它物質分離的最佳pH值。同時在沉淀過程中采用多次撇漿的辦法，不僅可以節省酸漿用量、提高沉淀容器的利用率，而更重要的意義是對乳酸鏈球菌的純化。實驗證明，從第一次沉淀開始，淀粉混懸液中的乳酸鏈球菌的數量高于其相應的清液中的數量，而且隨著幾次撇漿到二合沉淀，淀粉混懸液與相應的清液中菌量的比值從3.3：1到23：1，而其上清液中菌的數量卻一直保持恒定。

這一現象說明，在這個過程中，存在豆漿中的起作用菌，大部分隨著淀粉沉淀于底層，而大量雜菌卻隨著上清液被排除掉，這樣沉淀的淀粉一次比一次純凈，菌種也得到一次又一次的篩選，乳酸鏈球菌已占絕對優勢，到三合漿時，乳酸鏈球菌已經很純[22]。這正是利用開放式發酵法，并且不用純種培養而能始終保持菌種純化的原因所在。這樣很純的二合漿和三合漿就可以用于第二天的生產，并周而復始的使用。（注：二合、三合沉淀指粗淀粉與水混合后的上清層液）

酸漿法提取淀粉的工藝程序是：將浸泡好的豌豆經過撈豆（漂洗）除去雜質，然后破碎，經過篩分去掉粗渣得到豌豆豆漿。把豆漿加酸漿進行兩次沉淀，除去蛋白質及一些較細的纖維素，再進行一次篩分，除去剩下的細渣，然后再進行一次沉淀，撇去上清液及黑粉，即得到純度很高的淀粉。這些淀粉通過成型、干燥即可直接加工成粉絲。其工藝流程如圖1所示：

8、包裝

干燥合格的干絲進入包裝車間，按不同規格、要求包裝就可得到成品。

酸漿法提取淀粉有其設備簡單，投資少、見效快、淀粉質量高等優點，但也存在著生產周期長、生產效率低等缺點，有待于進一步研究解決。

四、粉絲工藝設備的改進

粉絲生產主要設備有淀粉提取設備和粉絲成型設備。隨著消費習慣的改變和生產技術的不斷的改進，推動粉絲生產企業改善生產環境和采用新的技術設備，促進了粉絲生產設備的不斷改進。

1、磨料設備

由過去的砂輪石磨、砂輪磨，發展到現在的錘式粉碎機和針磨。石磨、砂輪磨因技術落后，效率低下已被生產企業所淘汰。現在主要使用粉碎機和針磨，粉碎機因其成本低廉、安裝簡易、操作方便而被大部分生產廠家選用；針磨已普及多年，優點是技術含量高，產品質量穩定，更適合連續化生產；但于粉碎機相比，操作要求高，維修費用較高，不太適合中小型企業生產。現階段粉絲生產企業基本采用粉碎機，針磨的普及還需要在適用性上解決許多問題。

2、分離設備

主要有平篩、圓篩、離心篩和曲篩等。平篩子因占地面積大、工作效率低已被淘汰。曲篩因成本較高，目前很少采用。生產廠家現多采用圓篩和離心篩。圓篩和離心篩優勢互補，銀河食品集團有限責任公司現將圓篩與離心篩混合使用，取得了很好的成效。

3、制粉設備

主要由煤火加熱、蒸汽加熱發展到更先進的粉絲成套設備。煤火加熱下絲主要是手工小作坊采用。現在多采用蒸汽加熱和鏈條式成套設備，鏈條式成套設備將制絲設備集成于一體，使設備布局更合理、高效，同時采用鏈條拉絲、輸送，使整個生產更趨于流水線生產，在產品質量和生產效率上有了很大的提高。

4、粉絲干燥設備

主要有自然涼曬、烘房干燥和冷凍烘干。目前，這幾種干燥方式并存。自然涼曬成本低，設備簡單，但受自然條件影響大，產品質量不易控制。烘干耗能多，成本高，設備投資大，但不受自然影響，產品質量和衛生條件有很大提高。現在，所有出口粉絲均為冷凍烘干粉絲。

由于粉絲在國內市場多屬中、低價產品，要生產企業投入較多資金去采用新技術新設備有一定風險，這種疑慮妨礙了新技術的推廣。在勞動力成本不斷增加的情況下，一些新建或擴建的生產企業會有選擇地采用新的技術設備。另外，新的技術、設備在生產中仍有不完善的地方，還需要逐步改進，還要經歷一段探索和實踐的過程。

5、包裝設備

目前尚沒有合適的粉絲包裝設備，粉絲包裝主要依賴于人工，導致粉絲加工過程中人工費用偏高。由于粉絲是中國特色食品，因此粉絲包裝設備主要還得靠國內研發。

五、結語

中國人喜歡吃粉絲，蒸、煮、煎、炸，吃法眾多。粉絲入湯以后比較滑，西方人不擅長使用筷子，而刀叉對于光滑的粉絲顯然無能為力，西方人吃的意大利面是干的，用叉子一叉一卷完全不同于中國人用筷子從火鍋里撈粉絲，因此粉絲加工及消費非常具有地域特色。綠豆粉絲較其他粉絲品質更高，因為抗拉強度高、不易斷條、烹飪損失小、耐煮性好，原因是綠豆淀粉直鏈淀粉含量高、易回生，Brabender粘度曲線無粘度峰，此外跟綠豆淀粉支鏈淀粉的長短鏈的長短分布也有很大關系。酸漿法分離淀粉的機理主要是由于乳酸乳球菌的作用，酸漿法分離出來的淀粉與離心法制備的淀粉相比更適合粉絲加工，機理有待于進一步研究。

參考文獻

[1] Takahashi S， Hirao K， Kawabata A. Properties and cooking quality of starches. V. Effect of preparation methods mung beans and broad bean starches，and noodles preparation methods on the physicochemical properties of harusame noodles[J]. Journal of the Japanese Society Starch Science， 1985，32：257-266.

[2] Mestres C， Colonna P， Buleon A. Characteristics of starch networks within rice flour noodles and mungbean starch vermicelli[J]. Journal of food science，1988，53（6）：1809-1812.

[3] Galvez F C F， Resurreccion A V A，Ware G O. Process variables， gelatinized starch and moisture effects on physical properties of mungbean noodles[J]. Journal of food science，1994，59（2）： 378-381.

[4] Kasemsuwan T，Bailey T，Jane J. Preparation of clear noodles with mixtures of tapioca and high-amylose starches[J]. Carbohydrate Polymers，1998，36（4）：301-312.

[5] Collado L S，Mabesa L B，Oates C G，et al. Bihon-Type Noodles from Heat-Moisture-Treated Sweet Potato Starch[J]. Journal of Food Science，2001，66（4）：604-609.

[6] 李文浩，沈群. 酸漿法沉降淀粉機理研究現狀[J]. 食品工業科技， 2010（5）：382-383.

[7] 北京市粉絲廠， 北京大學生物系酸漿研究小組. 酸漿為什么能沉淀淀粉[J]. 北京大學學報：自然科學版，1974：57-66.

[8] Liu W，Shen Q. Studies on the physicochemical properties of mung bean starch from sour liquid processing and centrifugation[J]. Journal of Food Engineering，2007，79（1）：358-363.

[9] 秦禮康，江 萍. 微生物發酵酸漿用于馬鈴薯淀粉生產工藝研究[J]. 貴州農業科學，1997，25（5）：42-44.

[10] 何臘平，楊 令，胡 斌，等. 酸漿發酵生產豌豆涼粉的工藝優化[J]. 食品與機械，2013 （2）：195-198.

[11] 吳祖晉，宋士廣. 酸漿法紅薯淀粉加工工藝[J]. 河南農業，2000，7： 039.

[12] 張聚茂，遲 獻. 龍口粉絲[M]. 北京：輕工業出版社，1988：31-34.

[13] Chang Y H，Lin C L，Chen J C. Characteristics of mung bean starch isolated by using lactic acid fermentation solution as the steeping liquor[J]. Food Chemistry，2006，99（4）：794-802.

[14] Liu W，Shen Q. Structure analysis of mung bean starch from sour liquid processing and centrifugation[J]. Journal of Food Engineering，2007，79（4）：1310-1314.

[15] Li Z， Liu W， Shen Q， et al. Properties and qualities of vermicelli made from sour liquid processing and centrifugation starch[J]. Journal of Food Engineering，2008，86（2）：162-166.

[16] 徐 浩. 一株乳酸菌細胞壁上的凝集淀粉因子的研究Ⅰ[J]. 微生物學報，1980，20（3）：276-279.

[17] 曹宗巽，盧光瑩，宋 云. 乳酸乳球菌凝集淀粉粒機理的進一步研究[J]. 食品科學，1980，20（3）：71-275.

[18] 魏鳳鳴，遲玉森，趙福江. 提高龍口粉絲生產中淀粉收率的研究[J]. 食品科學，1987，08：34-38.

[19] 盧光瑩，甘忠如，曹宗巽. 粉絲生產中引起淀粉粒凝集的乳酸乳球菌純培養的研究[J]. 食品科學，1988，97（1）：1-4.

[20] 劉文菊，沈 群，劉 杰. 酸漿法沉淀淀粉機理研究初探[J]. 食品科學，2006，27（1）：79-82.

[21] 吳江燕. 金屬離子及品種差異對綠豆淀粉性質影響[D]. 中國農業大學碩士學位論文，2008，6.

[22] 吳衍庸，萬秀林. 酸漿法生產淀粉中微生物發酵規律的研究[J]. 中國科學院成都生物研究所，1979.1.3.

[23] 陳洪興，顧正彪，洪 雁. 粉絲的原料、生產工藝及發展趨勢[J]. 食品工業科技，2003，07：94-96.