1.2.1 玉米原料粉
此处介绍的玉米原料粉包括玉米生粉、玉米熟粉和玉米淀粉。
(1)玉米生粉
玉米生粉一般称为玉米粉,俗称玉米面,玉米粉是玉米加工的最初产品。制备玉米粉的传统方法有干磨法和湿磨法。在加工过程中能否有效地将皮和胚去除是衡量干法制粉的关键。玉米提胚方法按照水分高低又分为干法、湿法和半湿法三种。干法就是在正常水分状态下直接进行机械加工,使皮、胚和胚乳分离。该方法工艺简单、能耗低、无污染,但提胚效率低,胚中含有较多淀粉,且粉中淀粉颗粒易受机械损伤。湿法就是将玉米粒浸泡后磨碎,这是玉米淀粉加工的方法,不能得到真正意义上的玉米粉。半湿法是较理想的方法,通过水粉调节,即可制备粒度较细的粉又能较好地分离出胚,但能耗较干法高。玉米经去皮、脱胚后,再对其进行干燥,然后直接用超微粉碎机磨制即成玉米粉。
玉米粉也是很多玉米深加工产品加工的原料,较玉米籽粒而言,玉米粉更容易储存,使用也更加方便。
(2)玉米熟粉
玉米熟化通常采用膨化的方式,即加工成膨化玉米粉,膨化玉米粉为淡黄色、带晶状闪光的多微孔粉末,具有烤香味。目前的膨化谷物食品在国内外很普及,已成为一种大众化食品,其中有主食、儿童食品、早点、方便食品等。膨化的玉米粉是以玉米为原料,经过加热、加压处理,使其体积膨胀,内部组织结构发生变化,再经过粉碎、成型等工序制成。膨化玉米粉可单独或添加其他膨化谷物、食品原料或营养强化剂作为代餐产品食用,也可作为各种焙烤食品的原料。
膨化玉米粉加工工艺流程见图1-6,其关键工艺是膨化。在高温高压条件下,玉米粒所含的水分不断吸收能量而汽化,并向玉米分子内部强行渗透、切割,在达到均化段之前,玉米粉从固态逐渐变成黏流态。黏流态的玉米蛋白分子在均化段中继续其蛋白质变性过程,并不断被连续挤出,当遇到骤然降温时,挤入蛋白质分子内部的水分子急速膨胀、汽化,并“炸”开包围它的物质,完成最后变性过程,同时使产品形成具有无数微孔的疏松物质——膨化玉米条,膨化玉米条再经自然冷却和粉碎后即成为膨化玉米粉。
图1-6 膨化玉米粉加工工艺流程
膨化玉米粉有很好的糊化度,使玉米粉冲调后具有较高的黏度、透水性和冲调性差的特性。膨化玉米粉冲调性与粉粒的直径大小、状态有关,还与玉米粉中淀粉的糊化带来淀粉分子之间相互作用有关,粉粒直径过大或直径过小,都会造成水介质不易进入微粒,使膨化玉米粉水化以后呈结团状,而且黏度越大,结块能力越强,分散性越差。鉴于以上原因,往往在膨化的玉米粉中,加入大豆粉、燕麦麸皮、碳酸钙、麦芽糊精等具有促进分散作用的介质,使玉米粉形成中空、松散的状态,以达到阻止玉米粉中淀粉分子之间的相互作用,增强分散性,改善膨化玉米粉的冲调性。
(3)玉米淀粉
淀粉是自然界最丰富的资源之一,玉米淀粉是玉米深加工的一个重要分支。由玉米生产的淀粉占中国全部淀粉总产量的80%以上,是诸多领域的原料,用于深加工的玉米淀粉列于其他淀粉之首。由于玉米淀粉被认为是化学成分最佳的一种淀粉,因而在现代食品工业中大显身手。它可以通过酶化等新工艺,加工成食品生产所需要的饴糖、葡萄糖以及果葡糖浆等;通过交联变性,它还可以以最佳效果广泛用于纺织、造纸、医药、国防、石油、化工、农林、冶金等行业。
中国玉米淀粉和淀粉深加工产品的发展时间较短,多数产品还处于发展期,但发展的速度很快,增幅大。在深加工产品中,淀粉工业是我国玉米使用量较大的一个行业,我国玉米淀粉产量从1999年至2009年成线性增长。2009年,全国玉米淀粉产能为2334万吨,全年实现玉米淀粉产量1551万吨。我国玉米淀粉产能主要集中在东北及华北玉米主产区。玉米淀粉消费量最大的是广东,其次是山东,四川及重庆的淀粉消耗量增长速度较快。
玉米淀粉加工不受季节限制而常年生产,玉米籽粒含淀粉70%~72%,中国玉米淀粉的生产普遍采用湿法工艺,能得到高纯度的淀粉产品。
玉米淀粉是以玉米粒为原料,通过亚硫酸浸泡、破碎筛分、分离洗涤、脱水烘干制成的产品。玉米淀粉加工工艺流程见图1-7。
图1-7 玉米淀粉加工工艺流程
玉米湿磨提取淀粉的基本生产过程,可用“泡、磨、分”概括。
“泡”是指玉米首先用亚硫酸水浸泡,从而使各组成部分疏松并削弱相互间的联系,尤其使蛋白质网得到破坏,从而使淀粉与蛋白质得到分离。同时玉米粒内的矿物质等可溶性物质被萃取在浸泡水中,玉米浸泡水经浓缩加工制成玉米浆。
“磨”分粗磨和细磨。粗磨的目的是将玉米胚芽分离出来,由于浸泡后的玉米得到软化,玉米胚芽具有弹性,不易破碎,所以玉米经粗磨胚芽易分离。但为保证胚芽的完整与分离彻底,在实际生产中往往采用二级粗磨,头道磨碎粒度大于二道磨碎粒度,只有这样才能使胚芽分离彻底而减小碎胚芽的产生。细磨的目的是将分离出胚芽后的玉米渣内的淀粉和纤维及其他组分(主要是麸质)分开。由于粗磨分胚后的渣粒度较大,淀粉和纤维及其他组成部分还牢固地联结在一起,只有经过细磨才能进一步减小各组分体积,使之容易分开。由于细磨是在湿态下进行,所以细磨后的物料是含淀粉、纤维、麸质等部分混合均匀的稀浆状,要得到各种产品,还需要进一步分离。
“分”指一分胚芽,二分纤维,三分麸质。一分胚芽指浸泡软化玉米经粗磨破碎后,利用胚芽分离设备分出胚芽;二分纤维指分胚后的渣浆经细磨后,利用筛分设备分出纤维;三分麸质指分出纤维后的浆料,可利用高效分离设备使淀粉与麸质分离。淀粉与麸质分离是基本生产中的主要过程。
由于在粗磨过程中部分淀粉和麸质已得到释放,粗磨分出来的胚芽仍粘连着少量淀粉与麸质,所以经胚芽分离设备出来的胚芽还要进行洗涤。同样细磨筛分出来的纤维也粘连着淀粉和麸质,也要进行纤维洗涤。淀粉与麸质经过高效分离设备后,也不是绝对分离,为降低淀粉浆中的蛋白质含量,仍要进行淀粉乳的洗涤,才能得到精制淀粉乳。故玉米湿磨生产基本过程,也有“一泡、二磨、三分、四洗”的说法。
在玉米淀粉的生产过程中会有许多附属产品产生,如玉米胚芽、玉米蛋白、玉米纤维等,可进行进一步深加工,如加工玉米胚芽油、玉米蛋白粉、饲料等;玉米浆用以进行生物制药或加工成玉米浆食品;淀粉浆和干淀粉本身更可作为进行其他产品加工的原料,主要用于医药、食品、化工、纺织等行业,可生产饴糖、高麦芽糖浆、葡萄糖、变性淀粉、可溶淀粉、环状糊精、酸性淀粉、氧化淀粉、高果糖浆;可用作酶制剂生产的原料;味精、氨基酸及抗生素发酵的原料等。玉米淀粉生产的重要意义也在于此。