薯类贮藏加工与农产品全产业链开发初探

谢 江，朱永清

(四川省农业科学院农产品加工研究所，四川 成都 610066)

马铃薯和甘薯是西南地区仅次于水稻、小麦和玉米的重要粮食作物。包括山药、葛根、木薯等品种在内的薯类产后贮藏保鲜和精深加工，以及与农产品贮藏加工的紧密结合，是提高薯类附加值、促进薯类生产、实施主食化和健康营养食品加工全产业链开发的重要组成部分。目前在薯类贮藏方面已将贮藏温度、湿度、气体成分和消毒等因素协调控制，结合品种特性、品质、栽培技术和产地自然条件，形成了利用冬季自然低温的通风保温贮藏库(窖)和全自动规模化调控和物联网远程监控的多功能农产品贮藏保鲜库两大类型，为种薯、鲜食和加工提供了优质原料。在薯类加工方面，创新开发了薯类全营养粉(简称全粉)、薯泥及其应用产品加工技术、无明矾全营养鲜食粉条加工技术、主食食品和特色风味方便食品及其成套设备，促进了薯类与农产品和食品加工业的紧密融合与转型升级。

1 薯类贮藏设施

根据西南地区的气候特点，目前薯类的贮藏设施主要有简易贮藏窖、通风保温贮藏库(窖)和多功能贮藏保鲜库等类型。

1.1 简易贮藏窖

产地简易贮藏窖主要有井窖、岩窖和山洞贮藏窖，根据地势采用垂直下挖或水平方向挖掘而成，具有建造成本低，运行成本低的特点。由于这类贮藏窖的容量较小，普遍缺乏通风设施，窖内温度和湿度缺乏管理和有效的控制，存在高温高湿与腐烂率增高的问题，仅适用于对薯类农产品在冬季进行小规模的短期贮藏，贮藏期一般为2～4个月。需要配置温湿度测定仪和通风调控设备，使窖内达到循环通风和温湿度监控，改善贮藏效果。

1.2 通风保温贮藏库(窖)

通风保温贮藏库(窖)有半地下式、地下式和地上式，形状比较规整，库容量较大，在利用冬季自然低温和深厚土层的保温、保湿作用的基础上，通过配备温湿度测定仪和通风换气设施，对温湿度进行监测和调控能力得到明显提高。在四川、西南地区特别适用于产地中、短期贮藏。能有效地避免冬季的冻害和初春高温的影响，建造与运行成本低，可以安全贮藏3～5个月。

1.3 多功能农产品贮藏保鲜库

多功能农产品贮藏保鲜库主要由绝缘保温库体、温度监测与控制系统、湿度监测与控制系统、以及由通风换气和循环装置等设备组成的气体成分监测控制和消毒系统组成。其功能完备，贮藏参数得到精准控制和协调配合，可实现贮藏过程的全自动监测和控制，解决通风保温贮藏库(窖)受气温影响以及温湿度调控等问题，不受地域和季节的影响。根据不同的用途和市场的需求情况，品质好、贮藏量大、贮藏周期长，薯类可贮藏4～6个月以上，适合于对薯类和水果、蔬菜、中药材等多种农产品进行规模化的贮藏保鲜，是实现薯类结合农产品贮藏和加工产业化、规模化发展的重要手段。

2 薯类贮藏技术

薯类的贮藏操作品质控制技术与生产、原料的选择和收获、贮藏设施、物流运输等环节紧密结合，形成了全产业链的技术体系。

2.1 原料生产基地与贮藏原料的选择

良好品质的鲜薯原料是贮藏的前提条件，贮藏效果与品种特性、气候与土壤条件、生产管理等方面都有非常密切的关系。用于贮藏的薯类原料应选择在排水通畅、有机质含量丰富的坡地进行种植，土质以沙壤土为佳，对于鲜食和加工的原料，在干率、可溶性糖、薯肉色泽、风味等方面都有特定的要求。

2.2 收获

贮藏的原料应注意选好收获期。马铃薯应根据各地不同的种植结构和不同海拔高度，在充分成熟时适时进行收获。甘薯的收获期对温度的要求比较严格，西南地区一般应在10月中下旬至11月上旬收获，平均气温不低于10℃。要求无机械和挤压伤、无病虫害，就地分类装箱，直接在通风干燥的地方预贮1～2d，然后进入贮藏。

2.3 贮藏原料的质量要求

选择贮藏的薯块应无畸形、无创伤、无开裂、无虫伤、无黑斑病、黑腐病和软腐病及其他病害，无霜冻和涝渍及其引起的生理病害。

2.4 贮藏设施的建造与检查

通风保温贮藏库以及井窖、岩窖和山洞贮藏窖的修建应选择在傍山、地下水位低，不渗水，易排水，避免阳光直射、便于管理的地方。多功能贮藏保鲜库的规划建设将制冷与加热、湿度控制、通风换气与循环和消毒功能有机融合。多功能贮藏保鲜库和通风库的净空高度一般不超4.5m。

2.5 消毒

2.5.1 贮藏库消毒 贮藏前应将贮藏库(窖)进行彻底清扫与消毒，可分为对贮藏库喷洒或熏蒸消毒以及在贮藏期间的空气消毒。熏蒸剂可采用二氧化氯、臭氧、硫磺熏蒸消毒以及消毒剂喷洒。在入库前2～3d，用预先配好的二氧化氯消毒液对贮藏库地面、四壁和顶棚进行喷洒。二氧化氯消毒液的配制方法是，将二氧化氯(ClO2)有效含量为40%的食品级二氧化氯消毒剂与清水按照1∶1000～1800的重量比配制而成。或按贮藏库(窖)的容积，采用0.1～0.2g/m3的二氧化氯、或1g/m3的过氧乙酸或6～10g/m3的硫磺熏蒸24h。

2.5.2 贮藏物料消毒 在必要的情况下，贮藏前可进行鲜薯浸泡消毒。鲜薯浸泡消毒可采用二氧化氯消毒液进行消毒。二氧化氯消毒液配制方法是，将二氧化氯(ClO2)有效含量为40%的食品级二氧化氯消毒剂与清水按照1∶1000的重量比配制成浸泡消毒液，然后立即将装满薯块的塑料箱整体浸入该消毒液中，浸泡1～2min。或采用有效含量为40%的甲基硫菌灵与清水按照1∶1000的重量比配制成浸泡消毒液对种薯进行消毒。在贮藏期间，可结合通风换气和温湿度等因素，定期或不定期采用臭氧、二氧化氯进行辅助熏蒸消毒，以增进贮藏效果，减少腐烂。

2.6 原料的预贮与挑选

贮藏前的薯块要经过预贮与严格挑选，控制好薯块水分。刚刚收获的原料应在常温下，相对湿度低的凉棚或通风良好的室内放置2～3d，控制薯块的水分，达到表皮干燥。

2.7 堆码装箱与贮藏

贮藏的方式有箱装、袋装、散堆等形式，应根据不同品种、不同用途和不同贮藏期灵活选用。贮藏通常采用塑料箱、经过防腐处理的木条箱或可防潮防腐蚀的金属筐等包装箱，上下层相互准确重叠，不错位，放于堆码墩之上，并在堆码墩下面设置具有排风孔的通气管道，在地面形成高10～15cm的架空或垫底层，垛与垛之间应留有运输和检查作业过道。堆码应留有过道并作为与循环风向一致的风道，塑料箱与墙面之间应留有100mm以上的间隙，以便对堆码物料内部进行空气交换和保持库内温湿度均衡。如果采用散堆，应根据不同的高度，每9～12m2设置1个上下贯通的通气筒。

在贮藏中，对温度、湿度和气体成分进行联合控制，湿度一般控制在85%～90%，并同时配合采用臭氧或二氧化氯进行空气熏蒸消毒。在整个贮藏期间，应将温湿度控制在最佳范围，保持薯皮干燥，贮藏薯不发生冷害。堆垛内外温差不超过2℃，库(窖)内二氧化碳浓度应控制在1500～2000ppm以下，避免造成黑心烂薯。定期消毒，及时去除烂薯、病薯，控制病害发生，抑制薯块过早发芽。

2.8 贮藏库的管理

2.8.1 通风贮藏库(窖)的管理 在贮藏前1～2周，特别是在气候比较潮湿时，应根据情况将库(窖)的门、窗与通风孔打开，保持良好的通风换气，将库内湿度控制在85%左右。进入贮藏中期，应注意关闭库(窖)的门窗，减少通气，以保持库内温度与湿度的恒定。在贮藏中后期，根据气候和物料失水、针对贮藏中后期湿度下降的情况，可设置水沟或自动加湿器，适量浇水或喷雾到库(窖)地面或窖壁，使相对湿度控制在85%～90%。

2.8.2 多功能贮藏保鲜库的管理 在多功能贮藏保鲜库进行规模化的马铃薯、甘薯鲜薯等薯类农产品贮藏中，配置了温度、湿度自动监测与自动调控、臭氧浓度自动监测与调控、空气成分监测与调控和自动通风系统，形成对温度、湿度、二氧化碳浓度、臭氧消毒浓度和气体成分的自动监测和控制系统，对贮藏温度、湿度进行了自动准确控制，并定期进行空气消毒和气体成分调节，避免二氧化碳伤害，效果良好。

在贮藏参数控制方面，可根据不同的物料与用途来设定，马铃薯贮藏温度温度一般控制在2～12℃，温差不超过2℃，相对湿度控制在85%～90%，窖内自动化通风保持二氧化碳浓度不高于1500mg/L。甘薯与葛根贮藏温度一般控制在10～13℃，温差不超过2℃，相对湿度控制在85%～90%，二氧化碳浓度不高于1500mg/L。

2.9 贮藏标识与数据的储存

建立贮藏标识，积极形成质量可追溯体系和围绕贮藏的全产业链的技术体系。随货标识应包括以下从生产到贮藏全过程的主要信息：品种、种植者详细名称与联系电话、种植的详细地址、收获日期、入库日期、出库日期。对贮藏全过程的温湿度等数据，保存2年备查。

2.10 出库与运输

用于鲜食和加工的马铃薯，在贮藏出库前应将库温逐步升高到外界常温或特定的温度，鲜切马铃薯炸片在出库前的温度为7～8℃。用于种薯的马铃薯，应提前缓慢升高贮藏温度和湿度，以促进均匀适度发芽的形成，在有条件的情况下，进行散射光处理。甘薯贮藏在冬季出库时，应选择气温高于9℃的天气出库(窖)，在装运过程中，运输车辆应采取篷布遮盖挡风等措施，防止低温冻害。如果出库时气温较高，在出库前要提前将库温缓慢回升到常温才可以出库。

3 薯类加工技术

薯类加工经多年的发展，形成了以马铃薯和甘薯淀粉、变性淀粉、全营养粉(简称全粉)、烹饪粉丝(粉条、粉皮)、快餐粉丝(粉皮、粉条)、烘焙与蒸煮主食食品、膨化小食品、饮料、饮料酒等系列加工产品的产业化加工体系，在加工方面进一步延伸和配合了其它粮食作物，形成了以马铃薯和甘薯淀粉为主要原料的薯类方便粉丝系列食品加工产品，特别是以鲜薯、全粉和薯泥为主要原料制作的薯类主食化产品和特色风味方便食品最具有代表性。对改善我国居民的膳食结构，提高人民的健康水平有重要意义，对提高薯类的附加值，带动薯类与粮食作物结合的主食化加工和全产业链的发展，对促进农民增收和地方经济的发展都发挥了极其重要的作用。

3.1 薯类淀粉加工

四川省薯类淀粉加工有悠久的历史，马铃薯淀粉的白度和粘度高，甘薯淀粉有非常好的韧性，不仅大量用于加工特色方便粉条(方便面)系列产品，也是食品工业最重要的基础原料。根据甘薯和马铃薯原料收获季节比较集中、不耐储藏的特点，我省在淀粉加工中不仅发展了自动化程度较高的规模化精制淀粉一条龙加工生产线。还形成了把淀粉粉条小型产地初加工与大中型精深加工相结合的产业化加工体系，使粗淀粉和精制淀粉分段加工，并在不同的后续加工产品有机组合成产业化精深加工体系。在发展淀粉加工中形成和推广了酸浆分离与净化、蝶片分离、全旋流器分离等技术与成套设备，降低了生产成本，提高了淀粉质量，保证了产量，取得了良好的社会经济效益，是薯类加工的一个成功发展模式。

3.2 薯类粉条(粉丝)和快餐粉丝加工

粉条和快餐粉丝加工是目前甘薯和马铃薯淀粉利用的主要途径。在粉条加工中，经过对加工设备和对传统粉条加工技术的不断创新，形成了热水浴成型熟化、外加温挤压成型熟化、直接挤压成型熟化和涂布成型熟化四大加工技术。其中，涂布成型熟化加工新技术最具有代表性。

3.2.1 采用涂布成型熟化粉条加工的技术及其配套设备(结合其它农产品) 该技术采用无明矾全营养复合配方、连续熟化成型、连续低温老化、节能干燥等集成创新技术与配套设备，突破了防止粘连、提高韧性和延长保质期等关键技术，形成了配套的连续全自动化生产线。粉条质量好，产量大，不仅可以加工以薯类淀粉或米粉为主要原料的全营养挂面式水晶粉条与火锅粉条(粉皮)，还可加工结合多种粮食、蔬菜等特色营养保健成分和风味的农产品原料，加工全营养鲜食粉条(粉丝、粉皮)，食用方便，保质期达到一年以上，生产线示意图见图1。

3.2.2 采用手工加工原理的热水浴成型粉条加工技术及其配套设备 该产品在传统手工加工原理的基础上进行了全面完善和配套，特别是优化了配方和低温冷冻技术，保持了甘薯马铃薯手工粉条独特的耐煮特性和柔韧口感，生产成本低，设备投资较小，是一种深受广大消费者喜爱的传统粉条产品。

3.2.3 采用挤压成型熟化的粉条加工技术及其配套设备 该技术分别采用直接挤压自熟化和机械外加温挤压熟化两种方式，投资小。其中，直接挤压自熟化采用螺旋挤压粉丝机将物料直接挤压熟化成型，适合于将薯类淀粉、薯类全粉与大米、面粉和玉米等配合加工成的多种即食方便米粉丝、即食面条和快餐粉丝系列食品；外加温挤压熟化则增加了热水或蒸气辅助热源，使粉条充分熟化，耐煮性有明显的改善。适合加工以甘薯、马铃薯等薯类淀粉为主要原料的粉丝。

3.3 薯类全粉及其应用产品加工

以甘薯和马铃薯为代表的薯类全粉加工技术和设备的研究与生产应用近十年来在我省得到了突破性的发展。与淀粉不同，在全粉的生产过程不产生废水和废渣，保持了鲜薯独特的风味以及膳食纤维、花青素、β-胡萝卜素、维生素、矿质元素以及人体必需的十八种氨基酸等全部营养保健成分，与米面结合，营养更加全面，在食品中的应用前景十分广阔，是薯类加工的升级换代产品和今后大力发展的方向。以甘薯和马铃薯为代表的薯类全粉具有储存运输方便、使用不受时间和地域限制的优点，经过专用塑料复合薄膜等材料进行密封包装的全粉可以在常温下安全存放18个月以上。不仅是作为食品加工业的重要原材料，还可以直接冲调食用或用于现场制作多种蒸、炸、烘焙等主食，应用十分广泛，可作为战略食品储备，对保障我国的粮食安全有重要作用。

电气自动化程度是一个国家电子行业发展水平的重要标志，同时，自动化技术是经济运行必不可少的技术手段。电气自动化可以有效的提高工作的可靠性，提高运行的经济性，有效的提高劳动生产率，改善劳动条件

在全粉加工新技术研发中，通过对切片干燥、辊筒干燥、气流闪蒸干燥、喷雾干燥和造粒干燥等技术和原料预处理、熟化、调质配料等关键环节进行系统深入研究，形成了集成创新的全粉及其应用产品加工技术和成套设备，形成了全粉和应用产品的紧密结合，新开发的甘薯和马铃薯全粉应用到膨化小食品、紫薯方便面、紫薯馒头、快餐营养粉、紫薯水晶粉条、紫薯(甘薯、马铃薯)挂面、紫薯鲜食水晶粉条、紫薯面包、马铃薯面包等二十多个产品。

在薯类全粉中，采用微波结合闪蒸与切片节能干燥工艺还形成了加工具有不同糊化度的全粉加工新技术，包括甘薯和马铃薯生全粉、半熟全粉和熟全粉加工。更适合加工马铃薯挤压膨化食品、复合薯片、烘焙食品、马铃薯馒头等系列主食化加工产品，生产成本降低，品质更优异，有很好的市场需求和发展潜力。

3.4 薯泥及其应用产品加工

在开发马铃薯全粉、富含花青素的紫心甘薯全粉和富含维A的红心甘薯全粉的基础上，在全粉加工过程中同步延伸开发的薯泥可用于加工主食烘焙产品如曲奇、面包、馒头、挂面等多种应用产品，还可以进一步做成调味即食薯泥或用于主食的制作。薯泥经过杀菌与包装储存，便于随后的异地加工和周年加工，不再进入后续的全粉生产干燥环节，进一步降低了生产成本和提高了质量，极大地促进了薯类主食化与应用产品的开发。薯类全粉和薯泥及其应用产品是今后的重点发展方向。随着应用产品市场需求的不断扩展，甘薯马铃薯薯泥将能更好地替代全粉的作用，在薯类主食化加工国家发展战略和营养健康食品加工开发中进一步发挥重要作用。

3.5 薯类主食化与方便食品加工

以甘薯、马铃薯的鲜薯、全粉、薯泥为主要原料，配合小麦粉、青稞粉、荞麦粉等多种特色杂粮农产品和蔬菜、肉类等农畜产品为原料，加工了馒头、面包、饼干、曲奇等系列烘焙食品、蒸煮食品、速冻食品等产品，采用的创新技术更加融合了薯类等食品的营养保健作用和风味品质，食用方便，是薯类主食化和特色方便食品加工产业与食品工业发展的重点领域之一。

表1 薯类特色加工产品

3.6 薯类其它特色产品加工

4 结束语

长期以来，薯类作为传统食品与人们的主食、营养和健康密不可分。经过多年的发展，目前在贮藏方面已经形成了特色鲜食甘薯的“生产-产地贮藏保鲜-物流与联网配送”产业体系，极大地延长了鲜食供应期，促进了人们对鲜薯周年供应和优化膳食营养结构的需求。在加工方面与小麦、杂粮等粮油、果蔬紧密结合，开发的营养更全面的主食化、特色化加工新产品市场前景广阔。四川省农业科学院与国际马铃薯中心(International Potato Center, CIP)从20世纪80年代以来进行了长期深入的国际科技合作，就薯类种质资源、生产、淀粉粉条加工、全营养粉及其应用产品加工等领域的技术研究和推广，以四川省为重点，并在东南亚、非洲等10多个国家和地区进行了深入的交流与合作，成功地指导开发了淀粉粉条和主食方便烘焙产品，促进了薯类加工及其相关全产业链的发展。因地制宜积极拓展薯类与农产品紧密结合的产后贮藏和加工产业，将极大地丰富薯类主食和精深加工产品，确保粮食安全，对薯类和农产品全产业链的发展、农业与地方经济的发展以及国内、国际双循环和“一带一路”的发展都将发挥重要的推动作用。