我國紫薯全粉加工及利用現(xiàn)狀研究※

張 淼 李燮昕 賈洪鋒 張振宇 何江紅

(四川烹飪高等?？茖W校，四川 成都 610100)

我國紫薯全粉加工及利用現(xiàn)狀研究※

張 淼 李燮昕 賈洪鋒 張振宇 何江紅

(四川烹飪高等專科學校，四川 成都 610100)

紫薯除具有普通甘薯的特性外，還因其富含硒元素和花青素而具有藥用和保健功能。紫薯全粉是其加工品，既能解決鮮薯保鮮難題，又能為下游產(chǎn)品的開發(fā)提供原料。文章介紹了我國紫薯的品種及營養(yǎng)價值，并對紫薯全粉的加工工藝、加工特性及其下游產(chǎn)品的開發(fā)作了綜述，最后展望了我國紫薯全粉的應用前景。

紫薯全粉;生產(chǎn)工藝;干燥;利用

紫色甘薯又名黑甘薯，因其薯皮呈紫黑色，薯肉為紫紅色而得名，是日本九州農(nóng)業(yè)實驗場山川里等人培育出的高色素新品種，富含豐富的紫色素、花色素苷、胡蘿卜素、粘液蛋白、多糖等營養(yǎng)物質(zhì)。20世紀90年代，我國紅薯研究人員從日本成功引進紫薯，目前我國主要種植的紫薯種類有:群紫1號、濟薯18號、京薯6號、美國黑薯、德國黑薯、山川紫等［1］。雖然新鮮紫薯的價格相對于普通紅薯要高3倍左右，但由于紫薯具有獨特的營養(yǎng)價值和保健功能，在各大超市和農(nóng)貿(mào)市場仍然是消費者青睞的健康食品。

鮮薯收獲后的保藏問題是我國薯類加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵問題。目前主要的解決方法是將鮮薯制作成全粉進行保藏或進一步加工。紫薯全粉是新鮮紫薯經(jīng)去皮、蒸煮、破碎和干燥等工藝加工后得到的產(chǎn)品，細胞完整度較高，保健功能成分損失率極低，屬于薯類中高級增值產(chǎn)品，復水后紫薯全粉具備新鮮紫薯果肉色澤、風味和口感，其利用率可達85%以上。同時，可將其作為輔料或添加劑添加到一些加工性食品中。

1 紫薯的品種及營養(yǎng)價值

1.1 紫薯品種

紫薯的栽培方法與普通紅薯基本相同。目前，我國從國外引進及各地栽培的紫薯品種多樣。

1.1.1 從國外引進的品種

山川紫，該種紫薯系早期品種，1997年從日本引進，薯形細長，色素含量高，比普通紫薯的花青素含量高2倍以上，除食用外還可用來提取色素;美國黑薯，由美國培育而成，口味既保留了紫薯的風味和口感，又增加了產(chǎn)品的感官特色，細膩甜滑，香味濃郁，其營養(yǎng)豐富，富含賴氨酸;德國黑薯，于2002年引進中國，薯塊大小整齊，肉質(zhì)細膩，香甜可口，抗病性較強，除食用外，還可提取色素，是紫薯品種中的最佳品種之一。

1.1.2 我國已育成的主要紫薯品種

京薯6號，該品種由巴西紅薯與我國紅薯雜交而成，薯皮薯肉均為紫色，甜度高，品質(zhì)好，每公頃產(chǎn)量為22 500kg～30 000kg，出干率高，主要用于深加工和提取色素;濟薯18號，該品種為山東省農(nóng)科院作物研究所育成，每公頃產(chǎn)量45 000kg以上;廣薯135，該品種為廣東省農(nóng)科院育成，每公頃產(chǎn)量為30 000kg～37 500kg。

1.2 紫薯的營養(yǎng)價值

紫薯的食用營養(yǎng)價值較高，除富含淀粉和可溶性糖外，還含有蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸及多種礦物質(zhì)。此外，紫薯是“生理堿性”食物，能調(diào)節(jié)人體內(nèi)的酸堿平衡。另外，紫薯富含纖維素，有助于加快消化道蠕動、預防痔瘡和癌的發(fā)生。

紫薯除具有普通紅薯的營養(yǎng)成分，還特別含有硒元素和花青素等獨特的營養(yǎng)物質(zhì)。據(jù)相關測試驗證:普通薯類的銅、錳、鉀、鋅等微量元素及賴氨酸的成分含量只有山川紫(黑紅薯的一個品種)含量的1/5～1/3，占美國黑紅薯的1/8～1/5，碘和硒等成分含量是更是僅為山川紫和美國黑薯的1/20左右，紫薯抗癌物質(zhì)碘、硒的含量在食品中處于第 1 位［1］。

1.3 紫薯的藥用價值

紫薯是甘薯中的新品種，薯皮為深紫色接近黑色，薯肉呈紫紅色，所含色素以花青素類色素為主，與合成色素相比，紫色甘薯具有純天然效應和營養(yǎng)功能，應用于食品中安全性高，對人體無害［2］，是當前無公害、綠色、有機食品中首推的保健食品［3］。

紫薯中的天然紫色花色苷屬于類黃酮化合物，近年來經(jīng)研究證實其具有抗氧化、促使細胞凋亡、抗DNA斷裂等生物活性，通過動物實驗及流行病學研究認為，其對腫瘤、高脂血癥、動脈粥樣硬化等疾病具有防治作用［4］。Shufuruta等用從不同顏色薯肉中提取出的21種醇提物進行實驗，證明紫薯花色甙清除叔丁基過氧化物自由基能力最強，同時紫薯花色甙能最有效阻止亞油酸自動氧化引起的脂質(zhì)過氧化;Yoshimot發(fā)現(xiàn)紫薯花色甙可有效抑制雜環(huán)胺等引起的突變作用，從紫薯中分離的兩種花色甙具有很強的抗突變作用［5］。

2 紫薯加工工藝及加工特性研究

2.1 加工工藝

2.1.1 主要工藝流程及操作要點

2.1.1.1 工藝流程

2.1.1.2 操作要點

清洗:從田里收獲后紫薯薯塊上往往帶有泥沙，不潔凈的薯塊會影響下一個工序流程的完成，嚴重的會影響產(chǎn)品的質(zhì)量。一般采用流動水清洗去除表面污垢。

去皮修整:由于薯塊的外皮是不能食用的纖維，帶進產(chǎn)品中會影響制品的外觀和口感，因此要對其進行去皮處理。人工去皮后將薯塊用流動水洗凈，并剔除芽眼及病變部分。

漂燙:將洗好的紫薯切成小塊，在沸水中進行漂燙，只有在漂燙熟化至一定程度后，紫薯的特征風味才能形成。

冷卻瀝水:用冷水清洗漂燙后的薯丁，把游離的淀粉除去，避免在干燥中發(fā)生粘膠或烤焦現(xiàn)象。冷卻的時間應滿足使薯丁的中心溫度降至25℃以下。將殘留在薯丁表面的水分瀝干，以縮短干燥時間。

干燥篩分:在溫度為50～60℃的條件下進行干燥，干燥后物料的水分含量要求在10%以下。利用粉碎機進行粉碎，一般可以采用球式粉碎機或顎式粉碎機進行預粉碎，然后過篩(粒度＞60目)即可得到紫薯全粉成品。

2.1.2 干燥工藝

在全粉加工工藝過程中，需要對全粉進行不同程度的干燥。紫薯含有豐富的還原糖和淀粉，在干燥過程中極容易造成營養(yǎng)成分及風味物質(zhì)的損失;由于原料中淀粉酶的存在，糖化難以避免［6］;干燥過程中隨著水分減少，糖濃度升高，在細胞內(nèi)部會形成強大的滲透壓，紫薯表面易成膜硬化，這些都會給紫薯的干燥和粉碎帶來巨大的困難。因此，選擇合適的干燥方法對紫薯全粉品質(zhì)的影響較大。

熱風干燥。熱風干燥是甘薯全粉制作工藝中最常用、最經(jīng)濟的一種干燥方式，包括噴霧干燥、高溫短時干燥、隧道式干燥等。干燥的原理是氣流帶動熱能形成熱空氣，將熱量傳遞給濕物料，物料表面上的水分汽化，并通過表面的氣膜向氣流主體擴散;與此同時，由于物料表面水分汽化的結果，使物料內(nèi)部和表面之間產(chǎn)生水分梯度差，物料內(nèi)部的水分以氣態(tài)或液態(tài)的形式向表面擴散［7］。但食品的質(zhì)量受熱風干燥的影響較大，色香味難以保留，維生素等熱敏性營養(yǎng)成分或活性成分的損失大。同時，由于甘薯淀粉含量高，熟化制泥后黏度大，嚴重制約了噴霧干燥在甘薯全粉生產(chǎn)上的應用［8］。

真空凍干。真空凍干技術是物料在冷凍設備中凍結，并在一定的真空度下對其加熱，使物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，從而除去濕物料中的水分，獲得干燥制品的干燥方法。真空凍干技術具有營養(yǎng)損失小、風味保持好等優(yōu)點，王志良等［9］創(chuàng)新性地將冷凍干燥加工方法應用到甘薯全粉制作上，同時對烘干甘薯粉和凍干甘薯粉的營養(yǎng)成分進行了對比，結果顯示烘干粉營養(yǎng)損失很大，而凍干粉的營養(yǎng)成分基本沒有損失，最大限度地保留了甘薯的營養(yǎng)成分。但凍干技術限于能量消耗大、加工成本高、干燥時間長等因素，工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)較難實現(xiàn)。

擠壓膨化。擠壓膨化技術是制作物料全粉的一項重要技術，其主要原理是:利用水分汽化造成的巨大膨脹力，使物料快速膨化;主要的流程為:將物料置于擠壓機中，螺桿強制輸送，當物料從機筒中被擠壓出時，壓力驟降到常壓，利用水分急劇汽化產(chǎn)生的巨大膨脹力，完成對物料的擠壓膨化［8］。擠壓膨化技術生產(chǎn)能力大，成本低，消化吸收率高，是目前世界上公認的健康安全食品。國內(nèi)外對于甘薯擠壓膨化技術的研究相對較少，Dansby等［10］對甘薯粉通過擠壓膨化制作即食早餐谷物進行了研究;李春紅等［11］研究了甘薯熟粉的擠壓膨化工藝，得出的結論為:最佳含水量為18%，不宜超過20%，否則會產(chǎn)生外觀粗糙、不易成型等問題，最佳膨化溫度為145℃。

2.2 加工特性研究

2.2.1 細胞相對破損率

甘薯全粉加工的關鍵在于既保持細胞的完整性，使其內(nèi)部淀粉不致外溢，但又能使細胞間分散［12］。細胞破損越大，游離淀粉含量越高，全粉復水時的吸水能力就越差。目前，國內(nèi)全粉細胞分離主要采用熱處理和添加細胞分離劑兩種方式來實現(xiàn)。張濤等［13］采用果膠酶、無機鈣和抗氧化劑的復合物作為細胞分離劑預處理，使甘薯塊莖組織細胞壁間的物質(zhì)分解，細胞壁不被破損，經(jīng)擠壓薯塊制成薯泥，薯泥干燥脫水即得到全細胞組織分散的粉狀制品。何偉忠等［14］采用一步熱處理分離細胞與冷凍干燥相結合的方法，對不同條件下甘薯顆粒全份中游離淀粉含量的變化進行了測定和分析，其研究結果表明浸鈣濃度、蒸煮時間和冷凍溫度對甘薯顆粒全粉的游離淀粉含量影響較大。

2.2.2 流變學特性

淀粉質(zhì)漿料的流變學特性直接影響到物料的輸送、攪拌、混合、能量的損耗以及加工工藝等［15］。甘薯淀粉流變學特性在國內(nèi)已有較多的研究，但對于甘薯全粉的流變學特性研究較少。王琴等［16］以紫薯全粉為原料，研究其在不同加工條件下的流變學特性，結果表明:紫薯全粉溶液的黏度隨加熱時間的延長和溶液濃度的增加而增大;隨溫度的升高與剪切速率的增加而減小;pH值、鹽濃度等對其黏度也有很大影響。

2.2.3 復水性

紫薯全粉粘度較低、分散性好、吸水速度快，用熱水沖調(diào)可迅速分散并與水分子充分接觸，復水均衡快速，成為味美可口的即食紫薯糊，鮮薯風味濃郁，口感純正［17］。考慮到紫薯全粉在不同溶液中的吸水力的不同，當全粉應用在食品加工中時，可以按照加工的需要選用不同品種的全粉，根據(jù)紫薯全粉在水溶液、食鹽水和蔗糖水中吸水力的不同，可在加工中根據(jù)成品的咸、甜選擇添加不同全粉［18］。

2.2.4 食品品質(zhì)改善

紫薯全粉可作為天然的食品添加劑加入到食品中，對食品品質(zhì)能起到改善作用。紫薯中含有豐富的花青素，它是一種天然色素，添加到食品中，能夠增強食品的感官性能，且對人體安全無害;通過控制紫薯全粉的添加量，能在不改變食品主導風味的情況下，通過其純正濃厚的鮮薯風味增添食品風味的層次感，改善食品口感;添加紫薯全粉的果醬、果凍等膠凝類食品或半固態(tài)食品，其流質(zhì)掛壁性和均勻度增加、食品主體厚重感和光澤度增強［17］;全粉吸油量的高低，可以衡量以紫薯全粉為基料的食品配方中加油量的多少，對于吸油力強的紫薯全粉，可以添加到油炸和烘焙類食品中，防止食品水分過度揮發(fā)和油脂快速喪失，保持產(chǎn)品正常的感官。

3 下游產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀

紫薯全粉保留了紫薯除皮以外的全部干物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素及膳食纖維等，復水后的紫薯全粉，其色澤、香氣、滋味、口感與新鮮紫薯蒸熟搗泥的狀態(tài)相同［1］。徐飛［19］等以新鮮紫薯為原料，通過打漿、調(diào)配、膠磨、噴霧干燥等工藝研制出的速溶紫薯粉具有較好的溶解性、口感及組織狀態(tài)，色澤均一，是一種營養(yǎng)豐富的保健食品。

紫薯全粉因含有天然色素花青素，其色澤美觀，營養(yǎng)豐富，是極好的食品加工原料，可作為各種休閑食品的主料和配料。張多敏等［20］以紫薯全粉和牛奶為主要原料制作紫薯牛奶，利用感官評定作為評價方法，對紫薯粉、白砂糖、牛奶和穩(wěn)定劑的用量對感官品質(zhì)的影響進行了研究，結果表明，產(chǎn)品的最佳配比為:80%牛奶、6%紫薯粉、5%白砂糖、0.22%復配穩(wěn)定劑和8.78%水分，所研制的紫薯牛奶口感最佳。湯富蓉［18］研究發(fā)現(xiàn)面包制備時，添加4%紫薯全粉的品質(zhì)較好，其體積、顏色以及質(zhì)構數(shù)據(jù)等均顯示良好;制備饅頭時，添加6%紫薯全粉的品質(zhì)最佳，制備的饅頭體積大，不粘牙，復原性好，帶有紫薯特有的紫色，而且同時具有小麥和紫薯特有的香氣，其色澤和質(zhì)構均顯示良好。

紫薯全粉作為輔料還可以用于制作紫薯面條、紫薯餅干和富硒紫薯年糕等休閑食品。目前國內(nèi)已有部分農(nóng)產(chǎn)品深加工企業(yè)實現(xiàn)了紫薯粉條、全粉、營養(yǎng)粉及系列糕點的開發(fā)及加工，并廣泛應用于餐飲及食品行業(yè)。

4 展望

隨著生活水平的提高和物質(zhì)文明的進步，人們對食物的風味種類及營養(yǎng)含量提出了更高的要求。紫薯由于其特有的營養(yǎng)成分，作為一種新型可食、可藥的保健型食品，越來越多地受到廣大消費者青睞。紫薯全粉是紫薯主要的深加工產(chǎn)品，在食品工業(yè)中作為原輔料逐步添加到各種各樣的食品中。由于紫薯全粉具有運輸方便、貯藏簡單的特點，大幅延長了紫薯食品的生產(chǎn)周期，在非紫薯收獲季節(jié)，紫薯深加工企業(yè)仍然可以紫薯全粉為原料，加工生產(chǎn)出各種特色紫薯食品，

由于紫薯原料的供給及加工特性所限，國內(nèi)目前生產(chǎn)紫薯全粉的企業(yè)并不多。加強紫薯全粉生產(chǎn)工藝的研究與優(yōu)化，提高農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)對紫薯全粉加工設備的認識，擴大紫薯全粉在各類食品中的應用，對于推動飲食結構改善，加強安全食品開發(fā)，促進薯農(nóng)增收，加快城鄉(xiāng)統(tǒng)籌進程都具有積極的意義。

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Abstract:Purple sweet potatoes are rich in selenium and anthocyanins，and therefore have medicinal and health care function，compared with ordinary sweet potatoes.Purple sweet potato powders are processed products，not only solving the problem of freshness retaining，but also providing raw materials for their downstream products.This paper gives an introduction first to the variety and nutritious value，then to the processing technology and processing characteristics of the powders as well as the development of the downstream products，finally to the application prospect of the powders in our country.

Key words:purple sweet potato powders;processing technology;dry;utilization

The Research on Processing and Utilization of Purple Sweet Potato Powders in China

ZHANG Miao LI Xie-xin JIA Hong-feng ZHANG Zhen-yu HE Jiang-hong
(Sichuan Higher Institute of Cuisine，Chengdu 610100，Sichuan，China)

TS215

A

1008－5432(2012)04－0025－04

本文為四川省教育廳項目“紫薯全粉加工工藝優(yōu)化及其下游產(chǎn)品開發(fā)”的階段性成果，項目編號:11ZB148。

張淼(1984—)，女，四川南充人，工學碩士，四川烹飪高等?？茖W校食品科學系助教，主要從事食品加工與檢測技術研究。

李燮昕(1984—)，女，四川成都人，工學碩士，四川烹飪高等?？茖W校食品科學系助教，主要從事食品加工技術研究。

賈洪鋒(1981—)，男，四川達州人，工學碩士，四川烹飪高等?？茖W校食品科學系講師，主要從事食品檢測技術研究。