微波處理馬鈴薯粉團(tuán)工藝參數(shù)的優(yōu)化及其方便粉絲品質(zhì)的研究

顏明霞，謝巖黎*，王子良，李 佳

（1.河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.河南省新鄭市衛(wèi)生防疫站，河南 新鄭 451100）

0 引言

馬鈴薯是重要的糧食、蔬菜及經(jīng)濟(jì)作物，在我國(guó)分布極其廣泛.我國(guó)種植的馬鈴薯產(chǎn)量居世界第一.一般馬鈴薯的淀粉含量為12%～13%，高淀粉品種的馬鈴薯淀粉的含量為15%～23%.馬鈴薯淀粉是食品加工的基礎(chǔ)原料，有著巨大的應(yīng)用和發(fā)展空間.馬鈴薯淀粉直鏈淀粉聚合度高、糊化溫度低、凝膠透明度高，制備出的粉絲、粉條、涼粉等產(chǎn)品的透明度和色澤等感官特性優(yōu)于其他淀粉類產(chǎn)品[1].微波加工是指在高頻振蕩的電磁波下，能讓物料分子之間的偶極矩發(fā)生定向的高速運(yùn)動(dòng)從而產(chǎn)生“摩擦”的一種處理方式.它作為一種新型的加熱技術(shù)，已經(jīng)廣泛用于食品的殺菌、干燥、焙烤等方面；同時(shí)，微波加工對(duì)食品的質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味、色澤及營(yíng)養(yǎng)成分的影響也被大家所關(guān)注.我國(guó)方便粉絲市場(chǎng)正在迅速發(fā)展，但要提高方便粉絲生產(chǎn)質(zhì)量和消費(fèi)，仍有許多問題需要解決[2].作者研究利用微波處理馬鈴薯淀粉，改善其粉團(tuán)制備工藝，從而對(duì)方便粉絲的品質(zhì)進(jìn)行控制，為馬鈴薯淀粉方便粉絲的制備提供理論基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

馬鈴薯淀粉：新疆新源縣阿熱勒托別福珠淀粉廠；電子精密天平AL201:梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱101 型：北京市永光明醫(yī)療儀器廠；微波爐C20-F3E：中山市格蘭仕生活電器制造有限公司；自制漏粉裝置；TAXTplus 型質(zhì)構(gòu)儀：美國(guó)TA 公司；秒表Z-2008A：深圳市金拓佳電子科技有限公司.

1.2 方法

1.2.1 微波處理制備馬鈴薯淀粉粉團(tuán)

配制蒸餾水和馬鈴薯淀粉為一定的比例，放在專用的微波處理容器中，微波頻率2 450 MHz，采用相應(yīng)強(qiáng)度的微波進(jìn)行處理[3]，制成具有一定黏度的粉團(tuán).

1.2.2 方便粉絲的制備

將上述粉團(tuán)注入實(shí)驗(yàn)室自制漏粉裝置中，直接擠入沸水鍋中熟化，停留約20 s，立即取出，在20℃左右的涼水中冷卻降溫，然后用強(qiáng)力風(fēng)扇在20 min 內(nèi)將粉絲吹散、松絲，再經(jīng)熱風(fēng)干燥即得成品[4].

1.2.3 微波處理后的方便粉絲的感官評(píng)價(jià)

以顏色、透明（光澤）度、硬度、彈韌性（筋道感、耐咀嚼性）、黏性（爽滑性）5 項(xiàng)內(nèi)容為感官評(píng)價(jià)指標(biāo)[5]，共分5 個(gè)等級(jí)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1.由12 人組成評(píng)定小組參與品嘗制作的粉絲樣品，評(píng)分在方便粉絲復(fù)水之后的15 min 內(nèi)完成，樣品采用隨機(jī)數(shù)對(duì)其進(jìn)行編碼，每次評(píng)定的樣品數(shù)不超過4個(gè).

表1 感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.4 方便粉絲的復(fù)水試驗(yàn)

取干燥后的長(zhǎng)約15 cm 的方便粉絲樣品10根，放入帶蓋的容器中，加入85 ℃以上的熱水，立即加蓋[6]，同時(shí)用秒表計(jì)時(shí).當(dāng)用玻璃片夾緊軟化粉絲，觀察其狀態(tài)，無硬心且口感不夾生時(shí)，記錄所用時(shí)間，即為復(fù)水時(shí)間[7]，并記錄斷條數(shù).試驗(yàn)重復(fù)6 次，結(jié)果采取Mean±SD 的形式.

1.2.5 TPA 試驗(yàn)

用TA-XT plus 型質(zhì)構(gòu)儀對(duì)復(fù)水后的方便粉絲質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行測(cè)量，每次把3 根粉絲平行放置于載物臺(tái)上，粉絲之間保持一定的間隔，測(cè)定參數(shù):測(cè)定前速度為2.00 mm/s，測(cè)試速度為1.00 mm/s，測(cè)試后速度為1.00 mm/s，二次擠壓間隔時(shí)間為5.00 s，感應(yīng)力為5 g，測(cè)試變形為50%.主要研究指標(biāo)為硬度、黏著性、彈性、回復(fù)性、凝聚性、膠性、耐嚼性[8-9].每次測(cè)量3 根，重復(fù)測(cè)6 次，結(jié)果采取Mean±SD的形式.

1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

利用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS16.0 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，以P＜0.05 為顯著性標(biāo)準(zhǔn).

2 結(jié)果與討論

2.1 響應(yīng)面法中心組合試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面軟件采用Box-Benhnken 設(shè)計(jì)[10]，以馬鈴薯淀粉量、水分含量、微波功率、微波處理時(shí)間為因素，感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)進(jìn)行4 因素3 水平設(shè)計(jì)，因素水平編碼見表2，試驗(yàn)結(jié)果見表3.

以感官評(píng)分為響應(yīng)值，根據(jù)表3 采用響應(yīng)面軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，回歸分析結(jié)果見表4.

表2 試驗(yàn)因素水平編碼

表3 試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合后，可得到響應(yīng)值Y和各因子（X1，X2，X3，X4）之間的二次多元方程：

從方差分析可以看出，模型P＜0.01，表明該模型極顯著；失擬P=0.078 3＞0.05，表明差異不顯著，殘差均由隨機(jī)誤差引起；回歸模型的相關(guān)系數(shù)R2=0.959 9，可以用此模型對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)；數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示馬鈴薯淀粉量、水分含量和微波處理時(shí)間的交互作用，水分含量和馬鈴薯淀粉量的交互作用，微波處理時(shí)間和馬鈴薯淀粉量的交互作用，微波處理時(shí)間和微波功率的交互作用，馬鈴薯淀粉量和微波功率的交互作用是顯著的.

表4 二次響應(yīng)面模型方差分析

利用響應(yīng)面軟件進(jìn)行分析，得出響應(yīng)面及其等值線（圖1—圖5）.各因素及其交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響趨勢(shì)可通過該組圖直觀地反映出來，各因素之間對(duì)感官評(píng)分的影響有協(xié)同作用.從響應(yīng)面的最高點(diǎn)和等值線可以看出，極值存在所選的范圍之中，既是響應(yīng)面的最高點(diǎn)，同時(shí)也是等值線最小橢圓的中心點(diǎn).

通過對(duì)響應(yīng)面優(yōu)化工藝結(jié)果擬合分析得感官綜合評(píng)分（Y）最大值對(duì)應(yīng)的最佳工藝為馬鈴薯淀粉為5.47 g，水分含量為54.34%，微波功率為426.98 W，微波處理時(shí)間15.23 s.理論最佳的感官評(píng)價(jià)得分為47.941 2.

圖1 微波處理時(shí)間和水分含量的響應(yīng)面和等值線

圖2 水分含量和馬鈴薯淀粉量的響應(yīng)面和等值線

圖3 微波處理時(shí)間和馬鈴薯淀粉量的響應(yīng)面和等值線

圖4 微波處理時(shí)間和微波功率的響應(yīng)面和等值線

圖5 馬鈴薯淀粉量和微波功率的響應(yīng)面和等值線

2.2 微波處理對(duì)馬鈴薯淀粉方便粉絲復(fù)水性的影響

對(duì)馬鈴薯微波淀粉粉絲和馬鈴薯原淀粉粉絲的復(fù)水時(shí)間進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表5.微波處理后制備的馬鈴薯方便粉絲的透明度、黏性、硬度和彈韌性等方面都比原淀粉制備的粉絲好，粉絲的斷條率也有所下降，而且復(fù)水時(shí)間比原淀粉粉絲縮短.對(duì)原淀粉粉絲和微波淀粉粉絲的復(fù)水性進(jìn)行T 檢驗(yàn)，表明兩個(gè)樣本的復(fù)水時(shí)間在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有顯著差異（P＜0.05）.

表5 復(fù)水試驗(yàn)

2.3 TPA 試驗(yàn)（表6）

由表6 可知，原淀粉的方便粉絲的咀嚼性都比微波處理后的方便粉絲大，同時(shí)微波處理的方便粉絲的硬度、黏附性、內(nèi)聚性、回復(fù)性要高于原淀粉粉絲（P＜0.05），而彈性、膠凝性方面則相差不大（P＞0.05）.

表6 原淀粉粉絲和微波淀粉粉絲的質(zhì)構(gòu)值

3 結(jié)論

以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，利用響應(yīng)面軟件，得到微波處理馬鈴薯淀粉制備方便粉絲的最佳工藝：馬鈴薯淀粉為5.47 g，水分含量為54.34%，微波功率為426.98 W，微波時(shí)間15.23 s.與馬鈴薯原淀粉方便粉絲相比，微波處理后制備的馬鈴薯方便粉絲的透明度、黏性、硬度和彈韌性等方面都比原淀粉制備的粉絲好，而且復(fù)水時(shí)間降低（P＜0.05），制成的粉絲的斷條率也有所下降，表明微波處理后的馬鈴薯淀粉內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)和凝膠特性都有所改變.對(duì)方便粉絲進(jìn)行TPA 試驗(yàn)對(duì)比得出，原淀粉的方便粉絲的咀嚼性數(shù)值都要比微波處理后的方便粉絲大，同時(shí)微波處理的方便粉絲的硬度、黏附性、內(nèi)聚性、回復(fù)性要高于原淀粉粉絲（P＜0.05），而彈性、膠凝性方面則相差不大（P＞0.05）.原淀粉制的方便粉絲的復(fù)水時(shí)間為（6.5±0.2）min，經(jīng)過微波處理的方便粉絲的復(fù)水時(shí)間為（4.5±0.1）min.

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