攻克马铃薯主食化加工技术难题，助推产业转型升级

孙红男，刘兴丽，张笃芹，木泰华

（中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工综合性重点实验室，北京 100193 ）

中国是马铃薯生产大国，根据FAO网站统计数据，自1993年起，中国马铃薯产量一直位居世界首位。作为重要的营养食物之一，马铃薯富含淀粉、膳食纤维、维生素、矿物元素等营养与功能成分。同时，马铃薯抗逆境能力强，适宜在全国广泛种植，耐贮且贮存时间长。农业供给侧结构性改革是我国近年来农业发展面临的关键问题，为了保障我国粮食的自给自足能力，解决我国对粮食进口的依赖问题，调整粮食作物的产业布局，提升优化粮食作物的产能结构是必经之路。因此，2013年农业部提出了马铃薯主食化战略，即将马铃薯添加到馒头、面条等适合我国居民传统饮食习惯的主食中。我国马铃薯主食化战略起步晚、进步快，马铃薯主食化加工技术缺乏和落后一直是制约我国马铃薯主食化产业进程的首要因素。可喜的是，以中国农业科学院薯类加工研究团队为代表的马铃薯加工科研队伍经过近几年的攻坚克难，突破了一个个马铃薯主食化加工技术难题，特别是在马铃薯发酵类主食产品加工关键技术的研发方面取得了阶段性进展，不断给马铃薯主食化加工产业带来持续而有力的科技动力。

农业部副部长余欣荣表示：到2020年马铃薯将逐渐成为水稻、小麦、玉米之后的我国第四大主粮作物。谁能想到当了几百年蔬菜的土豆如今就要翻身变主粮了呢？其背后的真相又是什么呢？

1 马铃薯主食化是农业供给侧改革的必然选择

1.1 马铃薯主食化是推进产业转型升级的重要举措

马铃薯（Solanum tuberosumL.）原产于南美洲，是世界上继小麦、玉米、水稻之后的第四大粮食作物。2014年，世界马铃薯总产量为3.9亿t，我国马铃薯总产量为0.96亿t（图1），居世界首位（占世界马铃薯总产量的24.6%）[1]，但加工量仅1 500万t，除去种薯及部分出口的1 500万t，每年全国上市销售的鲜薯达7 000万t。由此可见，我国马铃薯的库存消耗压力非常大，由“种得好”向“卖得好”转变是产业转型升级的重要举措，马铃薯主食化加工则为此提供了一条有效的解决途径。

图1 2014年马铃薯产量排名前5位的国家[1]

1.2 马铃薯主食化是改善国民主食文化的有益探索

农作物的营养水平取决于它们的组成成分，这对人类的健康非常重要。马铃薯富含维生素、矿物质以及多种植物化学成分，包括类胡萝卜素和天然多酚类物质。一个中等大小的带皮马铃薯（150 g）可提供27 mg维生素C、620 mg钾、0.2 mg维生素B6以及微量硫胺素、核黄素、叶酸、烟酸、镁、磷、铁和锌。马铃薯因以淀粉为代表的碳水化合物含量极高（淀粉含量约为17.33%）而著称，其中有一小部分马铃薯淀粉可以抵抗胃和小肠中酶液的消化，完好无损地抵达大肠[2]。这种抗性淀粉具有与膳食纤维相似的生理功效和保健功效：可以预防结肠癌，提高葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性，降低血浆胆固醇和甘油三酯浓度，增加饱腹感，并可能减少脂肪储存[2-4]。然而，由于消费习惯和市场需求的影响，我国马铃薯生产总量的增长率缓慢，生产水平落后，而且消费疲弱。

1.3 马铃薯主食化是破解农业发展瓶颈的创新思路

我国是一个农业自然资源相对短缺的国家，人均耕地面积、水资源不足世界平均水平的1/4，随着人口的持续增长，主要农产品需求呈刚性增长，消费需求与生产能力的矛盾越来越尖锐，粮食生产面临极大压力，迫切需要调整主粮生产结构、缓解粮食安全压力。在我国冬小麦主产区，农业用水超过工农业生产和生活用水总量的65%，华北农区地下水透支2 000亿m3，形成了若干个巨大的地下水漏斗区，已经到了无水可采的地步，小麦等主粮生产的掠夺式开采地下水模式难以为继，迫切需要调节传统的种植模式。在我国西北、东北、华北等地旱区年降雨量400 mm以下的耕地有数千万亩，不适宜种植小麦和玉米，现有生产模式非常不利于资源的可持续利用，对生态环境破坏大，难以为继。在我国南方，有6 667万hm2冬闲田，光、温、水资源充分，急需创造出对其充分利用的新生产模式。

马铃薯等薯类耐贫瘠、干旱、盐碱，喜冷寒，生长季节短，是适宜在降雨量400 mm以下地区种植的最佳雨养高产作物。在我国经济稳增长、调结构、转方式总体要求下，在农业生产提质增收的大环境下，在不与三大主粮争地、争肥、争水的前提条件下，保守估计有不少于1亿3 333万hm2耕地可以用于马铃薯生产，按照每667 m2产量 2 t计算，每年将增加4亿t的马铃薯，这还不包括已有的5 333万hm2菜用马铃薯。如何消费新增的4亿t马铃薯鲜薯，成了一个亟须解决的大问题。实施马铃薯主食化行动，将鲜薯变成中国13亿人口一日三餐吃的传统主食（如馒头、面条等），成了解决这一问题的根本途径。

因此，马铃薯主食化是我国农业进入新世纪，面临资源匮乏、环境污染等诸多挑战，面临农业调结构、转方式等多重压力，综合考虑诸多因素下的必然选择[5]。

马铃薯主食化战略虽已提出，但主食化的道路并不平坦，在马铃薯“变身”的过程中遇到了哪些困难呢？

2 马铃薯主食化存在的主要问题

在马铃薯主食产业化开发及推广过程中，发现诸多问题严重制约着我国马铃薯主食产业化的健康快速发展，其主要表现如下。

2.1 应用基础研究薄弱

以发酵类马铃薯主食产品为例，现有研究主要集中在添加不同比例马铃薯粉或其他食品成分（如蛋白、淀粉等）对面团及其终端产品流变、质构、感官等特性的影响，马铃薯面团发酵过程中的产气和持气机制尚不明确。

2.2 适宜加工马铃薯主食产品的薯种尚不明确

目前，国内马铃薯消费主要以鲜食为主。近十几年来，由于西式快餐食品在国内发展较快，马铃薯品种的培育主要围绕适合西式快餐加工特性来开展，也有部分围绕高干率、高淀粉含量进行选育，适宜加工馒头、面条等马铃薯主食的专用薯种尚不明确。

2.3 马铃薯主食产品生产原料严重匮乏

现有的马铃薯主食主要采用马铃薯全粉（熟粉）为原料，马铃薯经过熟化后其中的淀粉已完全糊化，原有马铃薯淀粉的结构已被破坏，马铃薯原有的营养和加工特性也发生改变，添加量较大时会造成面包和馒头难以成形且烘烤后感官质量变劣[6]，由于马铃薯熟粉的价格高、糊化度高、黏度高、营养损失大，不适于马铃薯主食的生产加工，严重阻碍了马铃薯主食产业化发展的步伐。因此，亟待研发节能、环保、价廉、高营养的马铃薯主食专用粉生产技术。

2.4 现有主食加工技术装备不适宜加工马铃薯主食

随着人们对传统主食产品的重视，目前国内已有成熟的馒头、面包及面条等主食生产技术装备。然而，此类主食加工技术装备主要是根据小麦粉等原料的加工特性研发制造的，而马铃薯主食加工复配粉由于物化特性与小麦粉不同，难以将现有的主食加工技术装备直接用于生产马铃薯主食产品。

马铃薯主粮化的“变身之路”任重而道远，马铃薯主食化加工关键技术研发是产业转型升级的首要任务，目前我国马铃薯主食化加工关键技术取得了哪些进展？让我们一起来看看吧！

3 我国马铃薯主食化加工关键技术研发取得的主要进展

根据2016年农业部发布的《关于推进马铃薯产业开发的指导意见》，到2020年，我国适宜主食加工的品种种植比例达到30%，主食消费占马铃薯总消费量的30%。为实现此发展目标，以消费需求为引领，开发多元化主食产品；以品种选育为带动，强化主食产品原料生产技术支撑；以科技创新为驱动，研发主食加工工艺和设备是推进马铃薯产业开发的重点任务。因此，马铃薯主食化加工关键技术的研发工作是解决我国马铃薯主食化存在的问题、推进马铃薯产业开发的首要工作。了解马铃薯主食化加工关键技术最新的研究动态，获取马铃薯主食化加工关键技术最新的研发成果，对于促进马铃薯主食化“产学研政银”的相互合作，推进马铃薯主食化产业的研究，提升马铃薯加工企业的生产技术水平和效益，具有重要的指导作用。

下面将从马铃薯加工技术应用基础研究、不同马铃薯品种加工适宜性评价、马铃薯原料粉生产技术研发、马铃薯主食加工技术装备研发等方面介绍中国马铃薯产业的重要研究团队——中国农业科学院薯类加工研究团队（简称：农科院薯类加工团队）取得的研究进展。

应用基础研究可为生产力带来质的飞跃。什么是PP-PS凝胶？不同植物来源淀粉对面团流变学特性有什么影响？这些问题的研究能够做出更好吃的马铃薯主食产品吗？

3.1 马铃薯加工技术应用基础研究

3.1.1 马铃薯蛋白与淀粉复合物及其凝胶特性研究

马铃薯主食产品加工过程中必然经历马铃薯蛋白（potato protein，PP）和马铃薯淀粉（potato starch，PS）等主要大分子物质在加热条件下由复合物形成凝胶的过程，且PP-PS凝胶的形成及凝胶结构取决于PP与PS的比例，并最终决定马铃薯主食产品的品质[7-9]。

为了初步探明PP-PS凝胶形成的原理，并为实际生产中获得更高品质的马铃薯主食产品提供一定的理论依据，农科院薯类加工团队分析比较了不同PP和PS比例对PP-PS复合物及其凝胶热学、流变学和结构特性的影响，结果表明：PP和PS在PP-PS复合物加热胶凝过程中各自经历由悬浮液向三维网络结构转化的相转变过程；PS的凝胶能力明显强于PP，且更有利于形成海绵状的均匀一致的PP-PS凝胶网络结构。虽然PP的凝胶能力相对较弱，但PP的存在增加了凝胶中的共价键含量，有利于形成强度及稳定性更高的PP-PS凝胶[10]。

3.1.2 5种不同植物来源淀粉对面团流变学特性影响的比较研究

面团的流变学特性在面食制品加工过程中发挥着极为重要的作用，可以影响面团的延展性、成形性、混合性、持气能力及蒸煮和焙烤特性，并最终影响主食产品的品质[11-13]。在马铃薯主食产品加工过程中，往往要通过添加不同植物来源的淀粉，以改善马铃薯面团的流变学特性，并最终提高马铃薯主食产品的品质。为了明确不同植物来源淀粉对马铃薯-小麦复合面团及纯马铃薯面团流变学特性的影响规律，农科院薯类加工团队分别制备了淀粉-无谷朊蛋白和淀粉-谷朊蛋白面团模型，分析比较了小麦淀粉（wheat starch，WS）、玉米淀粉（corn starch，CS）、木薯淀粉（tapioca starch，TS）、甘薯淀粉（sweet potato starch，SS）和马铃薯淀粉（potato starch，PS）对面团模型流变学特性的影响。

对于淀粉-无谷朊蛋白面团，热机械学特性结果表明：TS-无谷朊蛋白面团所需的搅拌时间最长，而SS-无谷朊蛋白面团所需的搅拌时间最短；WS-无谷朊蛋白面团的吸水率最大，而PS-无谷朊蛋白面团的吸水率最小；CS-无谷朊蛋白面团最不容易老化。流变学特性结果表明：PS-和WS-无谷朊蛋白面团分别具有最大和最小的结构稳定性；WS-无谷朊蛋白面团硬度最小，而PS-无谷朊蛋白面团的硬度最大；WS-无谷朊蛋白面团受外力作用后的恢复力最大，而PS-无谷朊蛋白面团的恢复力最小；PS-无谷朊蛋白面团对气孔的稳定作用最强，而WS-无谷朊蛋白面团对气孔的稳定作用最弱。核磁共振测定的面团中水分分布状态结果说明：WS-无谷朊蛋白面团中水分结合最紧密且结合水含量最高，而PS-无谷朊蛋白面团中水分结合最松散，水分流动性最强。

对于淀粉-谷朊蛋白面团，热机械学特性结果表明：PS-谷朊蛋白面团所需搅拌时间最长，而SS-谷朊蛋白面团所需搅拌时间最短；WS-谷朊蛋白面团的吸水率最高，而PS-谷朊蛋白面团的吸水率最低；CS-谷朊蛋白面团在所有5种面团中老化速率最小。流变学特性结果表明：WS-谷朊蛋白面团的结构稳定性最好，而PS-谷朊蛋白面团的结构稳定性最差；WS-谷朊蛋白面团硬度最小，而PS-谷朊蛋白面团的硬度最大；PS-和TS-谷朊蛋白面团的黏度较大。核磁共振测定的面团中水分分布状态结果说明：WS-谷朊蛋白面团中水分结合最为紧密，且结合水的含量最高，而PS-谷朊蛋白面团中水分结合最松散，水分流动性最大。

综上所述，不同植物来源淀粉可以显著影响谷朊蛋白和无谷朊蛋白面团的流变学特性。因此，在实际生产过程中，不同来源植物淀粉可以按照实际需求添加到面制品中，有目的性的改善面团的流变学特性，从而获得高品质的主食产品。

你想知道哪些马铃薯品种适合加工成馒头吗？这可不是一项简单的筛选工作呢！

3.2 不同马铃薯品种加工适宜性评价

通过测定22个不同品种马铃薯全粉的理化指标（水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和碳水化合物）和功能性指标（吸水指数、乳化活性、乳化稳定性、持油性和溶解度），并利用主成分分析和聚类分析对马铃薯全粉的品质进行综合评价。结果表明：马铃薯全粉中粗纤维、还原糖、灰分、矿物元素（钾、镁、磷、钠、铁、铜、锌和硒等）、维生素（B1、B2、B3、C等）、多酚氧化酶活性、总酚含量及抗氧化活性均显著高于小麦粉。马铃薯全粉蛋白营养价值评价结果表明，中薯3号（一点红）、夏波蒂和大西洋3个品种中蛋白质的氨基酸评分、化学评分、必需氨基酸指数、生物价和营养指数5项评价结果均在均值以上，营养价值较高。同时通过22个品种马铃薯全粉对马铃薯-小麦复合馒头比体积、高径比、气孔结构和质构特性影响的比较研究，筛选出中薯3号、青薯9号、大西洋、夏波蒂和费乌瑞它5个品种比较适合制作马铃薯馒头[14-16]。

马铃薯生全粉和高纤马铃薯主食复配粉具备哪些优秀的加工特性，将对马铃薯加工工艺带来哪些革新呢？

3.3 马铃薯原料粉生产技术研发

3.3.1 马铃薯生全粉营养丰富，已初步研究出最佳生产工艺参数

现阶段市场上可用于马铃薯主食加工的原料粉主要是马铃薯熟全粉，此类产品经水冲调后即可食用，目前主要作为生产薯泥、薯条、薯片及其他焙烤类食品的主要原料。由于该产品经高温蒸煮、干燥等工序而制成，其能耗和营养损失较大、成本较高，且熟化后其中的淀粉已被完全糊化，原有淀粉的完整结构已被破坏，因此马铃薯原有的加工特性已被彻底改变，添加量较大时会造成馒头、面条等主食产品黏度增大，难以成形且蒸制或烘烤后感官质量较差，这给进一步开发马铃薯主食系列产品带来很大的困难。因此亟需开发低淀粉糊化度、低成本、低能耗、高营养价值的马铃薯生全粉。然而，目前国内外还没有马铃薯生全粉的相关研究。农科院薯类加工团队以夏波蒂品种新鲜马铃薯为原料，首先通过研究漂烫温度、漂烫时间、烘干温度、烘干时间、切片厚度等不同工艺参数对马铃薯生全粉感官及理化指标的影响，并通过主要成分分析，筛选出马铃薯生全粉的品质评价指标；然后利用响应面法对马铃薯生全粉的加工工艺进行优化，并对马铃薯生全粉的营养与功能特性进行了分析。

单因素试验结果显示：不同漂烫温度、漂烫时间、烘干温度、烘干时间、切片厚度、抗坏血酸浓度、柠檬酸浓度、氯化钙浓度均对马铃薯生全粉多酚氧化酶活性、总酚含量、抗氧化活性、还原糖含量、色泽、黏度、风味、口感具有显著影响。在此基础上，通过响应面分析，并综合考虑成本和经济效益，确定了马铃薯生全粉最佳生产工艺参数，成功实现了中试生产；所得生全粉中维生素（B1、B2、B3、C）、钙、钾、钠、硒含量均明显高于市售马铃薯熟全粉（表1～4）[17]。

3.3.2 高纤马铃薯主食复配粉升级优化马铃薯淀粉加工工艺

马铃薯渣是马铃薯淀粉生产过程中的主要副产物，平均每吨马铃薯淀粉会产生6.5～7.5 t的湿薯渣[18]，其含水量高、水分活度大，容易滋生微生物造成腐败变质，如果不及时处理而随意堆放将会造成污染[19]。马铃薯渣的主要成分包括淀粉、膳食纤维、游离氨基酸、脂肪和盐类等，其中膳食纤维含量占干基含量的20%～30%。然而，目前薯渣利用方向主要集中于动物饲料等有限领域，在食品领域无法得到有效利用。其原因主要有2点：（1）目前我国工业薯类淀粉生产基本流程为：鲜薯收购→鲜薯清洗→称重→粉碎→分离→洗涤精制→脱水→干燥→包装入库，在淀粉加工过程中，通过清洗设备将薯皮上粘附的泥沙、杂草等去除，但该过程无法保证泥沙等污染物完全除净，这些污染物最终会混入薯渣中，影响薯渣的卫生状况及感官品质，限制薯渣在其他领域的进一步利用；（2）薯渣作为副产物，由于其应用尚未得到重视，处理过程中可能会存在处理不及时、处理过程粗放、堆放卫生条件差等问题，薯渣中的营养成分会成为微生物大量繁殖的“温床”，为薯渣后续利用造成不必要的麻烦。因此，在改善马铃薯淀粉加工工艺的基础上，将薯渣干燥制粉，并与蛋白、淀粉等成分复配，不仅可以生产出适合马铃薯主食加工的原料粉，还可以使马铃薯淀粉加工副产物得到有效利用，提高马铃薯产业的附加值。此外，与马铃薯全粉相比，由于薯渣干燥制粉过程中没有加热环节，成本也将大大降低。

表1 马铃薯生全粉基本成分 …g/kg

表2 马铃薯生全粉维生素含量 mg/kg

表3 马铃薯生全粉多酚氧化酶活性、总酚含量及抗氧化活性

表4 马铃薯生全粉矿物元素含量 mg/kg

农科院薯类加工团队对10种淀粉型马铃薯鲜薯及薯渣的营养成分进行了分析，发现不同品种马铃薯鲜薯及薯渣的营养成分之间差异很大，经过淀粉提取以后得到的薯渣，其淀粉、灰分、蛋白、总糖、维生素、大部分矿物元素、总氨基酸含量均有不同程度的降低，但是膳食纤维含量、必需氨基酸/总氨基酸比值、必需氨基酸指数等指标有一定的提高；在此基础上通过灰色理论对马铃薯薯渣进行了营养价值综合评价，筛选出营养价值较高的马铃薯薯渣品种；通过向筛选出的马铃薯品种的薯渣中添加全鸡蛋蛋白与玉米淀粉制备出薯渣主食复配粉（图2），并与市售马铃薯全粉、小麦粉等样品进行物化、加工等特性的比较，发现马铃薯薯渣主食复配粉含糖量较低，膳食纤维含量较高，属于高纤原料粉，其粉质特性、拉伸特性和持水性等加工特性优于市售马铃薯全粉[20-21]。

你知道添加不同比例马铃薯粉会对面团流变特性及馒头品质产生什么影响吗？马铃薯粉占比30%和55%的主食系列产品以及无谷朊蛋白马铃薯馒头产品各有什么特点，其市场接受度如何?

3.4 马铃薯主食配方及工艺研发

3.4.1 添加不同比例马铃薯粉对面团流变特性及馒头品质的影响

图2 高纤马铃薯主食复配粉

马铃薯粉的添加会改变面团特性，这对馒头的品质非常重要。热机械参数、动态流变特性和发酵特性对馒头或面包制品的体积、质地和结构有显著影响[22-24]。因此，研究这些面团特性对获得优质马铃薯馒头具有重要意义。农科院薯类加工团队将夏波蒂品种鲜薯去皮、洗净、切片、100 ℃蒸30 min，并在170～200 ℃之间变化的烘箱中将其干燥。然后采用锤式粉碎机将其粉碎，并过100 μm筛，从而得到粒度均匀光滑的马铃薯粉。接下来将不同比例的马铃薯粉（0%～35%）添加到馒头中，对面团的流变学特性、工艺品质及其相关性进行了分析。此外，农科院薯类加工团队还对馒头的营养质量（包括基本成分、抗氧化活性和体外淀粉消化特性）进行了评价[25]。

结果表明，马铃薯粉的添加显著影响了面团的流变学特性和馒头的品质，如提高吸水率、最大气体释放高度、二氧化碳总体积和硬度，降低面团稳定性和馒头比体积（图3）[25]。此外，相关性分析表明，面团的最大发酵高度、稳定性、吸水率和糊化及老化速率可用于预测馒头的品质优劣。与纯小麦馒头相比，马铃薯-小麦复合馒头中的膳食纤维和灰分含量更高，抗氧化活性更强。随着马铃薯粉添加量的升高，馒头的预估血糖指数从73.63降至60.01。综合感官评价结果，马铃薯粉占比20%的馒头是可以接受的。更高比例的马铃薯粉会对发酵过程中面团形成和主食的品质产生负面影响，如面团高度和比体积被降低，面团硬度增大。

3.4.2 马铃薯粉占比30%主食系列产品引领马铃薯主食化产品市场

与普通小麦粉相比，现有的马铃薯主食加工原料糊化度高，黏度大、发酵难、成形难和整形难。农科院薯类加工团队针对上述问题，攻坚克难，研发出马铃薯粉占比为30%及以上的馒头、面条、面包、糕点等系列产品及其配套生产装备，并成功实现了科技成果转化和推广。

2015年6月1日，首批马铃薯粉占比30%的馒头产品在北京成功上市，马铃薯馒头系列主食产品从此正式进入我国市场，为推动我国马铃薯主食产业化起到了引领和示范作用。目前，北京市海乐达食品有限公司生产的马铃薯粉占比30%的主食产品已在京津冀地区（包括北京、唐山、保定、廊坊、涿州、天津、石家庄）690家超市、农贸市场、机关食堂等全面上市销售，其中北京市内有550家超市（其中物美95家、京客隆80家、美廉美24家、华联超市20家，义利50家、幸福超市12家、顺天府超市12家、超市发10家等），北京超市马铃薯主食占有率达90%。新华社、《人民日报》《北京日报》《经济日报》《新京报》《华尔街日报》以及中央电视台、北京电视台、北京交通台等诸多国内外媒体先后报道了马铃薯主食化的情况，提高了广大消费者对高营养马铃薯主食产品的认识，促进了马铃薯主食的生产和销售。

3.4.3 马铃薯粉占比55%主食系列营养丰富，市场潜力大

农科院薯类加工团队在单因素试验的基础上，选取水分、谷朊蛋白、膳食纤维、改性膳食纤维4个因素，对马铃薯粉占比55%馒头产品的配方进行了响应面优化，确定了马铃薯粉占比55%馒头产品的最佳配方。通过对马铃薯粉占比55%馒头加工关键技术装备的研究和工艺优化，农科院薯类加工团队突破了高占比马铃薯馒头黏度大、成形难、易破损等技术难题，成功研发出马铃薯粉占比55%馒头产品，并在北京市海乐达食品有限公司实现了中试及产业化生产。马铃薯粉占比55%馒头产品具有马铃薯特有的香甜风味、松软口感。与马铃薯粉占比30%馒头及小麦馒头相比，马铃薯粉占比55%馒头中维生素B1、B2、B3、C及矿物元素磷、钾、锌、硒、铜的含量更加丰富。

图3 添加不同比例马铃薯粉的马铃薯-小麦复合馒头对比

2016年6月1日，由农科院薯类加工团队研制、北京市海乐达食品有限公司生产的首批马铃薯粉占比55%馒头产品在北京成功上市销售，得到广大消费者的一致好评。随着马铃薯主食消费量的增加，为保证马铃薯主食产品的正常供应，2015年以来，北京市海乐达食品有限公司新增加4条马铃薯主食生产线（图4），日产马铃薯主食可达20 t。

3.4.4 无谷朊蛋白马铃薯馒头产品营养功能优势突出

乳糜泻是一种对麦醇溶蛋白终生不耐受的疾病。乳糜泻患者摄入谷朊蛋白后会引发小肠炎症，从而会对一些重要营养物质，如铁、叶酸、钙和脂溶性维生素等产生吸收障碍[26]。过去一直认为该病较少见，但随着对该病认识的逐步深入和诊断技术的完善，发现乳糜泻的患病率比想象的高，且分布广泛。尽管我国乳糜泻报道的病例较少，且缺少相关的流行病学调查，但相关的研究表明乳糜泻在我国（特别是在以小麦为主食的北方地区）同样常见[27]。对于乳糜泻病唯一有效的治疗方法是终生严格坚持服用无谷朊蛋白食品[28]。国际食品法典标准对无谷朊蛋白食品的定义是：食品中谷朊蛋白含量不得超过200 mg/kg。

目前无谷朊蛋白食品的主要成分包括淀粉、大米粉和/或玉米粉，某些营养成分（如蛋白、必需脂肪酸等）和生物活性成分（如膳食纤维等）含量较低[29]。马铃薯粉富含必需脂肪酸、膳食纤维、蛋白及多种生物活性成分（如多酚类物质、维生素C等），可以补充到无谷朊蛋白食品中，以提高其营养与功能特性。

图4 马铃薯主食生产线

为此，农科院薯类加工团队开展了如下研究：（1）不同来源蛋白对无谷朊蛋白马铃薯面团发酵流变特性、质构特性和蛋白结构的影响；（2）不同来源膳食纤维对无谷朊蛋白马铃薯面团热特性、粉质特性、动态流变特性、微观结构、发酵流变特性及蛋白结构的影响；（3）不同来源蛋白对无谷朊蛋白马铃薯馒头比体积、高径比、色泽及质构特性的影响。通过上述研究，农科院薯类加工团队成功试制出无谷朊蛋白马铃薯馒头。与马铃薯粉占比55%馒头相比，无谷朊蛋白马铃薯馒头中膳食纤维、维生素B1、B2、B3、C及矿物元素钙、磷、钾、镁、铁、铜含量更为丰富。

工欲善其事，必先利其器。马铃薯主食加工生产线及装备技术的研发直接关系到企业生产力的高低，目前我国已成功研发出哪些“利器”呢？

3.5 马铃薯主食加工生产线及装备技术已取得初步成果

目前，我国已成功创制一体化仿生擀面机、一步成形米粉机、工业化马铃薯面条生产线、工业化马铃薯多纳圈生产线、主食复配粉生产线等成套化装备，相关成果已经在甘肃、陕西、河北、黑龙江等马铃薯主产区和主消费区转化。由于我国马铃薯主食加工处于起步阶段，技术装备整体水平不高，传统馒头等主食产品加工设备主要以小麦面粉为原料进行批量生产，具体工业化设备也是根据小麦面粉的特性进行设计和制作而成的，目前国内部分企业及研发机构在小麦馒头设备的研发及产业化水平上处于国际先进水平。但是由于小麦粉与马铃薯全粉的加工特性不同，且马铃薯馒头生产工艺与小麦馒头存在差异，因此完全套用小麦馒头生产设备难以生产出高品质的马铃薯馒头等发酵类主食产品。农科院薯类加工团队与河南万杰智能科技股份有限公司合作，针对马铃薯面团黏度大、成形整形难、易破损等问题，对传统小麦馒头整型机中的动力系统、挤压系统、控制系统等部分配件进行防黏改造与试制，成功试制了马铃薯馒头专用整形机1台。

如何将“小土豆”打造成“大产业”，如何将马铃薯主食化战略的星星之火形成燎原之势，关键在于马铃薯主食加工技术成果如何顺利地实现转化与推广。

4 马铃薯主食加工技术成果的转化、推广及建议

农科院薯类加工团队通过技术转让的方式与北京市海乐达食品有限公司合作，2015年6月1日首次将马铃薯主食系列产品推向市场，日产马铃薯主食可达20 t，在京津冀690家超市销售。针对消费者对于马铃薯主食营养及产品特性尚了解不多的现状，自2016年3月11日起海乐达公司每周五至周日分批在京内各大超市内开展马铃薯主食产品专项促销，目前已开展34次，累计在400家超市开展了专项促销活动。作为合作方，农科院薯类加工团队积极配合公司的促销活动，为公司提供科普知识资料对广大消费者进行宣传，促进了马铃薯系列主食的消费。同时，双方通过走近学校、社区等多种形式，开展马铃薯主食产品的科普宣传与产品促销，使马铃薯主食产品逐渐得到了广大消费者的普遍认可。

虽然马铃薯主食成果转化取得了初步进展，但目前市面上销售的马铃薯主食产品种类和数量仍然很少，大部分消费者尚未品尝到马铃薯主食产品。为了更好地实现马铃薯主食加工关键技术成果转化，促进马铃薯主食产业健康发展，提出以下几点建议：（1）继续加大对马铃薯主食加工企业的政策与资金支持力度，提高企业的积极性；（2）就马铃薯主食产品进驻商超等事宜出台相关优惠政策，以利于降低马铃薯主食售价，促进销售；（3）深入研究适合产业化生产的马铃薯主食原料粉加工关键技术，进一步降低马铃薯主食原料粉的成本，提高品质；（4）建立与马铃薯主食产品相配套的营养价值综合评价体系、质量与安全品质调控技术体系以及防伪检测技术体系，制定相应标准；（5）以科普文章、图书、宣传手册、食谱、挂图、培训、座谈等多种形式，围绕马铃薯营养价值、家庭烹饪技术等开展宣传；也可以通过举办展览会、营养宣传日等活动走进社区、学校、超市等公共场所进行宣传和介绍，逐渐提高广大消费者的接受和认可程度。

5 结语

马铃薯主食化是对我国百姓数千年来形成的饮食习惯的挑战，是对现有加工技术水平的挑战，也是对中国百姓消费观念的挑战。同时，马铃薯主食化战略也将为我国农业发展创造新的机遇。我国马铃薯主食化产品在国际上引起了广泛关注，并得到了高度评价，尤其是甘肃巨鹏公司马铃薯主食出口中东等地，已被“一带一路”投资论坛定为峰会食品，中国的马铃薯主食将唱响“一带一路”沿线的21个国家。

在我国发展和推进马铃薯主食化任重道远，但通过科研攻关、政府帮扶及市场推广，增加马铃薯主食专用薯种及产品的种类和产量，提高产品质量、降低成本，用现代健康新理念引导我国马铃薯主食产业化的发展，相信马铃薯主食化必将迎来光辉灿烂的明天。

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