預(yù)煮法制備山藥粉及其品質(zhì)的研究

金金，許學(xué)勤，潛媛媛

(江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫，214122)

預(yù)煮法制備山藥粉及其品質(zhì)的研究

金金，許學(xué)勤，潛媛媛

(江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫，214122)

為了改善山藥粉的沖調(diào)品質(zhì)，采用預(yù)煮熟化工藝使山藥塊莖中的淀粉達到完全糊化的狀態(tài)，然后將其加工成山藥粉。結(jié)果表明:預(yù)煮熟粉與生山藥粉相比不僅保存了良好的色澤，而且在沖調(diào)品質(zhì)方面優(yōu)于生粉。具體表現(xiàn)為熟粉較生粉的分散時間縮短了48.7%;分散穩(wěn)定時間增加了1.62倍;黏度提高了1.75倍，并且熟粉較生粉的營養(yǎng)性和儲藏穩(wěn)定性改變都很小。

山藥熟粉，預(yù)煮，液質(zhì)，沖調(diào)性

山藥獨特之處為山藥含大量黏液質(zhì)，黏液質(zhì)是一種多糖與蛋白的復(fù)合體。黏液蛋白具有預(yù)防心血管系統(tǒng)脂肪沉淀、保持血管彈性、防止動脈粥樣硬化的功效，并能避免出現(xiàn)肥胖，對冠心病患者有益［1］。黏多糖可刺激或調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，增加血液中白細胞和增強白細胞吞噬能力，可作為抗腫瘤和化療的輔助藥及用來治療糖尿?。?］。

山藥多以出售新鮮塊莖為主，然而鮮山藥水分含量大、占地面積大，長時間保存和遠距離運輸都存在困難。因此，對山藥進行加工研究，提高產(chǎn)品的附加值，具有重要的現(xiàn)實意義［3－4］。國內(nèi)有關(guān)山藥粉制備工藝的報道主要集中為生粉的制備，且這些報道均未對山藥粉的沖調(diào)性進行系統(tǒng)性描述［3－12］。實驗證明，山藥生粉的沖調(diào)性很差，沖調(diào)所得山藥糊體系不穩(wěn)定，極易出現(xiàn)沉淀分層現(xiàn)象，嚴重影響山藥粉沖調(diào)感官品質(zhì)。鑒于山藥中含有大量淀粉，本研究旨在通過預(yù)煮熟化工藝使山藥中的淀粉達到完全糊化，從而制成熟粉，力求改善山藥粉的沖調(diào)性，拓寬山藥粉的產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

山藥，購自無錫歐尚超市;Na2SO3，國藥集團化學(xué)試劑有限公司，分析純試劑。

PB203－N型電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;SQ2119DX多功能食品加工機，上海帥佳電子科技有限公司;101－1－BS電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海躍進醫(yī)療器械廠;EP184智能多功能電磁爐，廣東美的生活電器制造有限公司;LXJ－Ⅱ型離心沉淀機，上海醫(yī)用分析儀器廠;BX51顯微鏡，OLYMPUS;CR－400色差儀KONICA MINOLTA SENSING，ING.MADE IN JAPAN;NDJ－79型旋轉(zhuǎn)式粘度計，同濟大學(xué)機電廠;Pyris 1差示掃描量熱儀(DSC)，PerkinElmer Instruments。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程

選料→清洗→沸水煮制→冷卻→去皮→切片→護色→干燥→粉碎

1.2.2 流程簡述

流程簡述:將光滑無病斑的新鮮山藥，用流動水沖洗干凈，然后將其在沸水中煮制一定時間，浸入冷水中冷卻至室溫。用不銹鋼削皮器去除山藥外表皮，并挖除黑色斑眼，切成2～3mm左右的薄片后浸泡在0.3%的Na2SO3護色劑當中2 h。然后將山藥片平鋪于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，在60℃［7－8］下進行干燥。干燥期間不時翻動物料，使其充分干燥。干燥初期應(yīng)適當增加翻動次數(shù)，每隔2～3 h翻動1次物料，以避免表面發(fā)生硬化，干燥后期可適當延長間隔時間。干燥后粉碎過80目標準篩。以未煮制所得山藥粉作為生粉參照。

1.2.3 預(yù)煮熟化工藝研究

1.2.3.1 預(yù)煮時間與山藥糊化程度關(guān)系試驗

洗凈的山藥塊莖于沸水浴煮制不同時間(10、20、25、30 min)，然后置于冷水中冷卻，以未煮制的山藥樣品作為空白對照測定各自DSC曲線。

1.2.3.2 預(yù)煮時間與山藥漿及山藥黏液質(zhì)黏度關(guān)系試驗

煮制不同時間(10、20、25、30 min)的山藥經(jīng)冷卻去皮切塊后，在高速搗碎機中打成漿液，采用NDJ－79型旋轉(zhuǎn)式黏度計測定煮制時間對山藥漿黏度的影響。

將新鮮山藥洗凈去皮后直接切塊搗碎得山藥原漿后經(jīng)一定離心條件離心，除去下層沉淀得上清液，用I2－KI試劑檢驗，證明上清液不含淀粉，從而得到半透明的山藥黏液質(zhì)。將黏液質(zhì)在沸水浴中保溫不同時間(10 min、20 min、25 min、30 min)，立即冷卻至室溫，采用NDJ－79型旋轉(zhuǎn)式黏度計測定煮制時間對山藥黏液質(zhì)黏度的影響。

1.2.3.3 預(yù)煮對山藥黏液質(zhì)糖及蛋白質(zhì)影響的試驗

依照1.2.2.2中的方法得山藥黏液質(zhì)，并采用相同方法對黏液質(zhì)進行熱處理后測定糖、蛋白質(zhì)含量，比較煮制時間對黏液質(zhì)糖、蛋白質(zhì)含量的影響。測蛋白質(zhì)含量時，黏液質(zhì)需離心后取上清液進行測定。

1.2.4 山藥熟粉與山藥生粉的品質(zhì)對比

對山藥熟粉與山藥生粉進行以下內(nèi)容比較:顯微結(jié)構(gòu)觀察［13］(包括偏光十字圖和碘染色圖)、色澤、沖調(diào)性及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度［14］

1.2.5 測定方法

1.2.5.1 山藥糊化程度的測定

運用DSC檢測儀器測定煮制時間對山藥中淀粉糊化程度的影響。取樣約10 mg左右，在50～100℃內(nèi)，以10℃/min的加熱速率升溫，記錄吸熱曲線，觀察吸熱峰所代表的吸熱焓值變化［15－16］。

1.2.5.2 黏度測定

采用NDJ－79型旋轉(zhuǎn)黏度計，在常溫條件下控制一定轉(zhuǎn)速進行樣品的黏度測定。

1.2.5.3 糖含量的測定

直接滴定法［17］。

1.2.5.4 蛋白質(zhì)含量的測定

凱氏定氮法，參見GB/T5009.5－2003。

1.2.5.5 山藥粉品質(zhì)測定

(1)顯微結(jié)構(gòu)觀察。將山藥粉配制成1%的懸浮液，取1～2滴于載玻片上，然后用200倍偏光顯微鏡拍攝其偏光十字圖，同時取1～2滴于載玻片上，經(jīng)0.01%碘液染色后拍攝其碘染色圖。

(2)色澤的測定。用色差計分別測定樣品的L、a*、b*值。同時，根據(jù)L、a*、b*的值算出白度W。本試驗主要以L值和W值作為山藥褐變程度的指標，L值和W值越大，表示顏色越白，褐變越輕。

式中:L表示顏色透明度;a表示紅綠方向;b表示黃藍方向。

(3)沖調(diào)性測定［18－19］。采用 80℃的水配制濃度為5%的山藥粉懸浮液，用玻璃棒攪拌，同時記錄從加水開始到完全分散所需時間，以此作為樣品分散時間;之后將液體攪拌均勻，靜置同時計時，待液體完全分層后停止計時，以此為樣品分散時間。沖調(diào)過程中觀察有無團塊，杯底有無沉淀，體系是否均一穩(wěn)定。然后將其攪拌均勻后測黏度，方法見1.2.5.2。每項測定均重復(fù)3次，取其平均值。

(4)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測定。采用DSC分析儀器，稱取10 mg左右樣品，密封在樣品盤中，然后在30～100℃內(nèi)，以10℃/min的加熱速率升溫，記錄吸熱曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 預(yù)煮熟化工藝研究

2.1.1 預(yù)煮時間對山藥淀粉糊化程度影響

圖1 不同煮制時間山藥塊莖的DSC曲線圖

由圖1中可以看出，隨著煮制時間延長，DSC曲線上的峰所代表的單位質(zhì)量淀粉吸熱焓值逐漸減小。從最初的20.870 6 J/g到25 min時的0.074 6 J/g，說明隨著時間的延長，淀粉糊化程度依次升高。當達到30 min時，峰形消失，曲線變平，說明在此煮制工藝條件下，30 min時山藥塊莖中淀粉將不再隨著煮制時間的延長而繼續(xù)糊化。還可看出隨著煮制時間的延長，淀粉糊化峰值溫度向右移動，均處于70℃～80℃。淀粉糊化要吸收一定能量，熱能增大了水分子及淀粉分子的動能，使氫鍵斷開，水分子進入淀粉團粒無定形區(qū)并進一步與淀粉分子形成氫鍵，淀粉分子發(fā)生潤脹和水合作用，同時淀粉分子因動能增加而增大了鏈的活動性，導(dǎo)致了微晶的破壞。所以隨著加熱時間的延長，山藥淀粉的糊化程度逐漸提高。根據(jù)結(jié)果將30 min作為山藥熟粉加工中預(yù)煮熟化工藝的時間參數(shù)。

2.1.2 預(yù)煮對山藥漿黏度及其黏液質(zhì)黏度影響的試驗

圖2 煮制時間對山藥漿及山藥黏液質(zhì)黏度的影響圖

對山藥進行預(yù)煮后，其漿液和黏液質(zhì)都顯現(xiàn)出熱穩(wěn)定性影響。從圖2可看出，隨著預(yù)煮時間的延長，山藥黏液質(zhì)黏度逐漸下降，25 min后下降幅度趨于緩慢，基本不變。因為隨著溫度的上升，聚合物分子熱運動加劇，氫鍵發(fā)生斷裂，使凝膠的流動活化能Ev降低，從而黏度下降［1］。黏液質(zhì)黏度的下降與多糖－蛋白復(fù)合結(jié)構(gòu)的破壞也有關(guān)。0－25 min之間漿液下降趨勢緩慢，30 min時黏度達最大，之后呈現(xiàn)下降趨勢。因為在25 min前山藥漿的黏度主要受黏液質(zhì)黏度的影響，糊化造成的黏度升高表現(xiàn)不明顯。30 min時淀粉達到最大程度糊化，表現(xiàn)出最大黏度值。之后因淀粉粒膨脹至極限而破裂以及黏液質(zhì)的低黏度，導(dǎo)致漿液下降幅度增加。

圖2 煮制時間對山藥漿及山藥黏液質(zhì)黏度的影響圖

2.1.3 預(yù)煮對山藥黏液質(zhì)糖及蛋白質(zhì)影響的試驗

實驗過程中發(fā)現(xiàn)隨著對黏液質(zhì)熱處理時間延長，液體出現(xiàn)一定渾濁。此工藝對黏液質(zhì)中糖及蛋白含量的影響見圖3。

圖3 預(yù)煮時間對黏液質(zhì)中糖及蛋白含量影響圖

從圖3可看出，隨著預(yù)煮時間的延長，糖含量基本維持不變，很小幅度的下降有可能是由于多糖-蛋白質(zhì)的復(fù)合結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，兩者之間發(fā)生一定的美拉德反應(yīng)。蛋白質(zhì)方面，從圖3中可看出，在前期0～10 min時，由于加熱使蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性從清液中溶出產(chǎn)生沉淀，致使蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)下降趨勢;10～25 min之間，熱變性影響很小，蛋白含量基本維持不變;30 min時，出現(xiàn)了較大幅度的下降。這種蛋白熱變性將有可能影響到山藥粉的沖調(diào)溶解性。由于山藥經(jīng)煮制后淀粉膨脹導(dǎo)致黏液質(zhì)無法分離，所以對黏液質(zhì)單獨采用熱處理后考察糖和蛋白的熱穩(wěn)定性，結(jié)果數(shù)值只是在一定程度上定性說明這種影響。

2.2 預(yù)煮熟化工藝對山藥粉品質(zhì)影響的試驗

2.2.1 品質(zhì)比較

2.2.1.1 山藥生粉和熟粉的顯微結(jié)構(gòu)比較

圖4和圖5是山藥生粉和熟粉的顯微結(jié)構(gòu)圖。

圖4 山藥生粉和熟粉的偏光十字圖(200×)

2組圖表明熟粉較生粉的淀粉顆粒結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯破壞。生粉有著明顯的淀粉顆粒結(jié)構(gòu)，而熟粉的則消失。加熱使得淀粉分子間氫鍵斷裂，水分子進入內(nèi)部與淀粉分子結(jié)合，淀粉膠束結(jié)構(gòu)消失。需要指出熟粉顯微圖片呈現(xiàn)的小的顆粒有2種可能，一是山藥預(yù)煮時，其淀粉顆粒未徹底糊化成淀粉溶膠，仍然保留一定的亞晶結(jié)構(gòu);另一種是部分預(yù)煮時吸水溶脹糊化的較完全的淀粉在干燥時脫水回生。但總的來說，大的完整淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的消失仍有利于山藥粉沖調(diào)性的改善。

圖5 山藥生粉和熟粉的碘染色圖(200×)

2.2.1.2 山藥生粉和熟粉的色澤比較

肉眼觀察可見，生粉較熟粉褐變現(xiàn)象嚴重，色澤較晦暗，熟粉顏色白皙。通過色差儀進行測定后見表1，從表1可以看出，熟粉的L和W值均大于生粉。說明熟粉在色澤品質(zhì)方面優(yōu)于生粉。

表1 山藥生粉與山藥熟粉的色澤比較圖

2.2.1.2 山藥生粉和熟粉的沖調(diào)性比較

山藥生粉和熟粉沖調(diào)性(分散時間、分散穩(wěn)定時間及黏度)方面的比較如圖6、圖7所示。

圖6 山藥生粉和熟粉的分散時間和分散穩(wěn)定時間對比圖

圖7 山藥生粉和熟粉的黏度對比圖

從圖6可看出:分散時間方面，熟粉較生粉易復(fù)水，表現(xiàn)為熟粉分散時間短于生粉的。分散穩(wěn)定時間方面，熟粉較生粉有了大幅度的提高，說明熟粉沖調(diào)后所形成的山藥粉糊懸浮液的穩(wěn)定性有了大幅改善。從圖7可看出，由熟粉沖調(diào)而得的山藥粉糊的黏度大大高于生粉。說明預(yù)煮熟化工藝有利于所得山藥粉沖調(diào)品質(zhì)的改善。具體表現(xiàn)為熟粉較生粉的分散時間縮短了48.7%;分散穩(wěn)定時間提高了1.62倍;黏度提高了1.75倍。沖調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)生粉所得懸浮液有小結(jié)塊、沉淀多且體系不均一，而熟粉則無結(jié)塊、只有少量沉淀且體系較均一。

2.2.2 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的比較

從圖8中可以看出，生粉Tg為55.53℃，熟粉Tg為53.42℃。Tg的大小和山藥粉的固有無定形組織有關(guān)，從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z態(tài)意味著物質(zhì)舊的平衡被打破，新的平衡形成。在玻璃化溫度以下的環(huán)境中，分子鏈段埋藏在分子螺旋內(nèi)部，運動的能力很差。制備熟粉時對山藥進行了預(yù)煮，高溫使山藥中高分子熱運動，即發(fā)生松弛過程，分子間的自由空間加大。所以生粉的Tg高于熟粉的Tg，在一定程度上說明了熟粉的儲藏性稍遜于生粉，但是二者差異甚微，說明預(yù)煮熟化工藝對山藥粉的儲藏穩(wěn)定性影響很小。兩者的Tg均高于室溫儲藏溫度(25℃)，說明山藥粉在常溫下處于玻璃態(tài)，儲藏穩(wěn)定性良好［14］。

圖8 山藥生粉和熟粉的DSC掃描圖譜

3 結(jié)論

在預(yù)煮熟化工藝條件下，在煮制時間達到30 min時，山藥塊莖中淀粉將不再隨著預(yù)煮時間的延長而繼續(xù)糊化;山藥熟粉較山藥生粉無論在色澤、分散時間、分散穩(wěn)定時間及黏度方面均有了大幅度的改善;山藥熟粉較山藥生粉對黏液質(zhì)營養(yǎng)成分方面有一定的影響，主要體現(xiàn)在蛋白質(zhì)的溶解性方面，但影響幅度不大;通過對Tg的比較，在一定程度上表明山藥熟粉較山藥生粉的儲藏穩(wěn)定性幾乎沒有改變。

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Study on Processing Method and Quality of Cooked Yam Powder

Jin Jin，Xu Xue-qin，Qian Yuan-yuan
(State Key Laboratory of Food Science and Technology，School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)

In order to improve the reconstitutability of yam powder，pre－cooked the yam starch was gelatinized before processing into powder.The quality between cooked powder and uncooked yam was compared.The results showed that the cooked powder had not only a better color，but also had a better quality，including 48.7%shortened dispersion time，1.62 times increased dispersion stability，and 1.75 times higher of the viscosity.It also changed slightly on the nutrition and storage stability properties.

cooked yam powder，pre-cooked，mucilage，reconstitutability

碩士。

2010－06－29，改回日期:2010－09－25