干燥方式對淮山全粉品質(zhì)的影響

蘇小軍，張麗茹，李志雅，李文佳，熊興耀，李清明，2，*（.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖南長沙028；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省作物種質(zhì)創(chuàng)新與資源利用重點實驗室，湖南長沙028；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省植物功能成分利用協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南長沙028；.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京0008）

干燥方式對淮山全粉品質(zhì)的影響

蘇小軍1，2，3，張麗茹1，李志雅1，李文佳1，熊興耀4，李清明1，2，*
（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖南長沙410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省作物種質(zhì)創(chuàng)新與資源利用重點實驗室，湖南長沙410128；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省植物功能成分利用協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南長沙410128；4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京100081）

通過對熱風(fēng)干燥、變溫壓差干燥、噴霧干燥和真空冷凍干燥4種干燥方式所得淮山全粉的物理特性和營養(yǎng)成分進行分析測定，研究了不同干燥方式對淮山全粉品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：在物理特性方面：變溫壓差干燥、噴霧干燥和真空冷凍干燥淮山全粉色澤好，而熱風(fēng)干燥褐變嚴重；真空冷凍干燥淮山全粉的堆積密度顯著低于其他干燥方式；噴霧干燥淮山全粉的吸水性顯著低于其他干燥方式，溶解度顯著高于其他干燥方式，且顆粒特征較好。在營養(yǎng)成分方面：4種淮山全粉的營養(yǎng)成分均有不同程度的差異，熱風(fēng)干燥淮山全粉的維生素B1含量顯著低于其他干燥方式；噴霧干燥淮山全粉的蛋白質(zhì)、氨基酸和尿囊素含量均較高；說明噴霧干燥淮山全粉的營養(yǎng)成分損失較小。噴霧干燥法干燥淮山全粉品質(zhì)較好，且所需干燥時間短，生產(chǎn)效率高、成本低。

淮山全粉，品質(zhì)特性，干燥

淮山（Dioscarea opposita）屬薯蕷屬（Dioscarea），是傳統(tǒng)的藥食同源食物，具有益腎氣、健脾胃、止瀉痢和化痰涎之功效，其水煎劑有延緩衰老、防治糖尿病、抗突變及降血糖等作用［1-2］。新鮮淮山含水量高，不耐貯藏，干制可大大提高其貯藏期，而干制后加工成淮山全粉，使得淮山的用途更加廣泛，不僅可以單獨使用作為速溶淮山全粉，也可用作原料制作面條、焙烤食品等其他食品，提高其營養(yǎng)價值［3-4］。

果蔬常用的干燥方式有熱風(fēng)干燥、噴霧干燥、滾筒干燥、變溫壓差干燥和冷凍干燥［5-9］。不同的制粉工藝會引起淮山全粉物理性質(zhì)的差異，這是由于其加熱方式及脫水原理不同所致。宋玲霞等［10］以棗漿為原料研究了不同干燥方式對棗粉的形態(tài)學(xué)特征、色澤、流動性、溶解性、吸濕特性及空隙率等物理性質(zhì)的影響，鄧資靖［11］、上官佳［12］、Yadav等［13］研究了不同干燥方式對紅薯全粉、紫薯全粉和葛根全粉理化品質(zhì)的影響?；瓷饺鄣睦砘匦杂绊懫渖砘钚院驮谑称饭I(yè)中的應(yīng)用，深入研究干燥方式及相關(guān)因素對淮山的物理性質(zhì)影響，對于實現(xiàn)淮山全粉生產(chǎn)技術(shù)標準化，提高產(chǎn)品品質(zhì)，拓展淮山全粉的應(yīng)用范圍具有重要意義。

目前對于淮山全粉的研究主要集中在制備方法上，對于不同干燥方式制備的淮山全粉品質(zhì)差異對比研究鮮見報道。本文研究了熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、噴霧干燥、變溫壓差干燥這4種干燥方式對對淮山全粉理化特性和營養(yǎng)成分的影響。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

淮山湖南雙峰金土地農(nóng)業(yè)合作社提供；氫氧化鈉、甲醇、正丁醇分析純，長沙唐華化工貿(mào)易有限公司；溴甲酚綠指示劑濟寧百川化工有限公司；硼酸溶液淄博天邦化工有限公司；蛋白分解酶南京添嘉生物科技有限公司。

FW135高速萬能粉碎機北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；DW-HL388超低溫冷凍儲存箱中科美菱低溫科技有限公司；YB-FD-18S真空冷凍干燥器上海億倍實業(yè)有限公司；變溫壓差膨化干燥天津市勤德新材料科技有限公司；CR-400色彩色差計

美能達柯尼卡；1260高效液相色譜儀美國安捷倫公司；HYP-320消化爐上海纖檢儀器有限公司；SKD-600凱氏自動定氮儀深圳市三利化學(xué)品有限公司；F93熒光分光光度儀上海精科儀器廠；JSM-6380LV掃描電子顯微鏡日本電子株式會社。

1.2實驗方法

選取新鮮淮山，去除壞損部分，用清水清洗掉表面泥土，去皮切片，切片后的淮山暫存于蒸餾水中以防止褐變。按照如下條件進行干燥。熱風(fēng)干燥：干燥溫度為60℃，干燥10 h；真空冷凍干燥：-80℃預(yù)凍4 h，然后在-55℃真空冷凍干燥機中冷凍干燥8 h；噴霧干燥：去皮后按固液比1∶1.5打漿，在設(shè)置條件為進風(fēng)溫度170℃、入料流速15 mL/min下進行噴霧干燥；變溫壓差干燥：膨化溫度89℃，抽空溫度77℃，抽空時間138 min的條件下干燥。其中，得到淮山片要放入粉碎機中粉碎制粉，每次粉碎20 s，每次間隔5 min，以降低粉碎機的溫度，共粉碎兩次，所得淮山全粉濕基含水量均低于8%，符合粉體貯藏安全水分要求［14］。

1.3指標與測試方法

1.3.1吸水性采用Ahmed M等的方法進行［15］。

1.3.2溶解度采用Ahmed M等的方法進行［15］。

1.3.3堆積密度的測定參照Hsu等的方法進行［2］。

1.3.4色澤采用色差儀測定淮山全粉的色澤。測定淮山全粉的L*值，L*代表明度指數(shù)，從黑暗到明亮的變化［2］。

1.3.5顆粒特征采用掃描電鏡（SEM）對淮山全粉顆粒進行表觀形貌分析。將干燥的樣品用導(dǎo)電性良好的粘合劑粘在金屬樣品臺上，置于真空蒸發(fā)器中噴鍍一層金屬膜，然后將待測樣品置于掃描電子顯微鏡中觀察，拍攝具有代表性的淮山全粉表面形貌圖片［15］。

1.3.6蛋白質(zhì)按照GB/T 5009.5-2010食品中蛋白質(zhì)的測定，凱氏定氮法。

1.3.7氨基酸采用氨基酸自動分析儀測定淮山全粉中的各種氨基酸［16］。

1.3.8維生素B1GB 5413.11-2010，熒光分光光度法。

1.3.9尿囊素參考凌育趙的方法，采用高效液相色譜法［17］。

1.4統(tǒng)計分析

采用Minitab 17進行方差分析，采用Excel 2007繪制圖表。圖中相同小寫字母表示無顯著差異，不同小寫字母表示存在顯著差異（p＜0.05）。

2　結(jié)果與分析

2.1不同干燥方式對淮山全粉物理性質(zhì)的影響

2.1.1不同干燥方式對淮山全粉色澤的影響明度指數(shù)L*值可以間接反映色澤的好壞，L*值越大，表示產(chǎn)品的色澤越好［18］。因此本文通過色差儀對熱風(fēng)干燥（R）、變溫壓差干燥（B）、噴霧干燥（P）和真空冷凍干燥（Z）等4種不同干燥方法干燥得到的淮山全粉進行分析，測定其明度指數(shù)L*值，結(jié)果見圖1。

圖1　不同干燥方式對淮山全粉色澤的影響Fig.1　Effect of different drying methods on color of Chinese yam flour

由圖1可以看出，變溫壓差干燥、噴霧干燥和真空冷凍干燥所得產(chǎn)品色澤間差異不顯著，淮山全粉基本保持了淮山原有的色澤。其中噴霧干燥和真空冷凍干燥所得淮山全粉色澤最亮，L*值最大。熱風(fēng)干燥產(chǎn)品L*值最小，褐變最嚴重。

2.1.2不同干燥方式對淮山全粉堆積密度的影響不同干燥方法得到的淮山全粉的堆積密度見圖2。由圖2可以看出，不同干燥方式淮山全粉的堆積密度由高到低依次是：變溫壓差干燥、熱風(fēng)干燥、噴霧干燥、真空冷凍干燥。其中噴霧干燥和真空冷凍干燥淮山全粉的堆積密度差異顯著，且真空冷凍干燥淮山全粉的堆積密度為0.5356 g/mL，顯著低于其他三種（p＜0.05）。說明真空冷凍干燥產(chǎn)品蓬松，呈多孔性等。

2.1.3噴霧干燥與其他干燥方式對淮山全粉吸水性影響的比較不同干燥方式制備淮山全粉的吸水性見圖3。由圖3可以看出，不同干燥方式淮山全粉的吸水性為：真空冷凍干燥＞熱風(fēng)干燥＞變溫壓差干燥＞噴霧干燥。噴霧干燥的吸水性最小，與其他三種干燥方式所制得的淮山粉之間差異顯著（p＜0.05）。噴霧干燥制備的淮山全粉的吸水能力較小，是由于淮山全粉在加工中細胞破損較輕，造成游離淀粉含量低。

圖2　不同干燥方式對淮山全粉堆積密度的影響Fig.2　Effect of different drying methods on bulk density of Chinese yam flour

圖3　不同干燥方式對淮山全粉吸水性的影響Fig.3　Effect of different drying methods on water absorptivity of Chinese yam flour

2.1.4噴霧干燥與其他干燥方式對淮山全粉溶解度影響的比較各干燥方式得到的淮山全粉的溶解度結(jié)果見圖4。由圖4可以看出，不同干燥方式淮山全粉的溶解度由高到低依次為：噴霧干燥、變溫壓差干燥、熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥。其中，熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥淮山全粉差異不顯著，而噴霧干燥和變溫壓差干燥淮山全粉顯著高于其余干燥方式（p＜0.05），噴霧干燥淮山粉溶解度最高，這是因為噴霧干燥淮山全粉顆粒比較分散、顆粒間相互作用較小，比較容易溶解，同時吸水性低，不易結(jié)團，從而更容易沖調(diào)溶解。

圖4　不同干燥方式對淮山全粉溶解度的影響Fig.4　Effect of different drying methods on solubility of Chinese yam flour

2.1.5噴霧干燥與其他干燥方式對淮山全粉顆粒特征影響的比較表觀形態(tài)特性是直接反映粉狀食品物理特性的指標。不同干燥方式淮山全粉顆粒結(jié)構(gòu)掃描電鏡分析見圖5，整體上微粒呈橢圓形，分散較均勻。熱風(fēng)干燥淮山全粉微粒大小不均，表面有輕微薄膜，表面粗糙；變溫壓差干燥淮山全粉微粒大多數(shù)明顯的呈橢圓形，分布較緊湊，粒徑比較均一，微粒表面凹凸不平，有一層膜，微粒之間有粘連，微粒間有相互作用；噴霧干燥淮山全粉微粒趨于分散，一定數(shù)量的微粒表面有粘結(jié)的小粒子，并且有縮皺塌陷現(xiàn)象，表面較光滑，無裂縫和折痕；真空冷凍干燥淮山全粉微粒表面較光滑，大多數(shù)微粒發(fā)生粘結(jié)，微粒間相互作用較明顯。

圖5　4種干燥淮山全粉掃描電鏡圖（1000×）Fig.5　SEM photographs of instant Chinese yam flour at four different drying methods（1000×）

2.2不同干燥方式對淮山全粉營養(yǎng)成分的影響

2.2.1不同干燥方式對淮山全粉維生素B1含量的影響不同干燥方式對淮山全粉維生素B1含量的影響見圖6。由圖6可以看出，變溫壓差干燥、噴霧干燥和真空冷凍干燥所得淮山全粉的維生素B1含量差異不顯著，熱風(fēng)干燥所得產(chǎn)品的維生素B1含量顯著低于其他三種干燥方式，其原因可能是熱風(fēng)干燥是在空氣中長時間干燥，導(dǎo)致維生素B1損失較大。

圖6　不同干燥方式對淮山全粉維生素B1含量的影響Fig.6　Effect of different drying methods on vitamin B1of Chinese yam flour

2.2.2不同干燥方式對淮山全粉蛋白質(zhì)含量的影響

不同干燥方式對淮山全粉蛋白質(zhì)含量的影響見圖7。由圖7可以看出，不同干燥方式淮山全粉的蛋白質(zhì)含量依次為：噴霧干燥＞變溫壓差干燥＞真空冷凍干燥＞熱風(fēng)干燥。其中，噴霧干燥淮山全粉蛋白質(zhì)的損失較少，蛋白質(zhì)含量顯著高于其他三種干燥方式。其原因是變溫壓差干燥、真空冷凍干燥和熱風(fēng)干燥所用的淮山在切片后均暫存于蒸餾水中，導(dǎo)致了部分可溶性蛋白質(zhì)的損失。而噴霧干燥淮山是去皮后直接加水打漿，避免了可溶性蛋白質(zhì)的損失。

圖7　不同干燥方式對淮山全粉蛋白質(zhì)含量的影響Fig.7　Effect of different drying methods on protein content of Chinese yam flour

2.2.3噴霧干燥與其他干燥方式對淮山全粉尿囊素含量影響的比較尿囊素是淮山的活性成分之一，具有生肌作用，能修復(fù)上皮組織，促進皮膚潰瘍和傷口愈合，可用于胃及十二指腸潰瘍的治療［17］。不同干燥方式對淮山全粉尿囊素含量的影響見圖8。由圖8可以看出，不同干燥方式淮山全粉的蛋白質(zhì)含量依次為：噴霧干燥＞變溫壓差干燥＞真空冷凍干燥＞熱風(fēng)干燥。其中噴霧干燥淮山全粉的尿囊素含量最高，達1.27 g/100 g，與其他干燥方式差異顯著（p＜0.05），說明噴霧干燥過程中淮山尿囊素的損失較小。

圖8　不同干燥方式對淮山全粉尿囊素含量的影響Fig.8　Effect of different drying methods on allantoin content of Chinese yam flour

2.2.4不同干燥方式對淮山全粉氨基酸含量的影響對熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、變溫壓差干燥和噴霧干燥淮山全粉的氨基酸含量進行分析，不同干燥方式對淮山全粉氨基酸含量的影響如表1所示。

表1　不同干燥方式對淮山全粉氨基酸含量的影響Table 1　Effect of different drying methods on amino acids content of Chinese yam flour

由表1可以看出，淮山全粉中含有16種氨基酸，其中天門冬氨酸、谷氨酸、精氨酸含量較高，這與張麗梅等［16］的研究結(jié)果相符。對噴霧干燥、熱風(fēng)干燥、變溫壓差干燥和真空冷凍干燥4種不同的干燥方式進行整體分析發(fā)現(xiàn)，噴霧干燥所制備的淮山粉中各氨基酸含量均高于其他3種干燥方式，這與不同干燥方式對淮山蛋白質(zhì)的影響結(jié)果一致。變溫壓差干燥制備的淮山粉除絲氨酸和丙氨酸低于冷凍干燥外，其余氨基酸均高于冷凍干燥和熱風(fēng)干燥。

3　結(jié)論

經(jīng)不同干燥方式制得的淮山粉的物理特性表現(xiàn)為：變溫壓差干燥、噴霧干燥和真空冷凍干燥淮山全粉色澤好，而熱風(fēng)干燥褐變嚴重；真空冷凍干燥淮山全粉的堆積密度顯著低于其他干燥方式；噴霧干燥淮山全粉的吸水性顯著低于其他干燥方式，溶解度顯著高于其他干燥方式，且顆粒特征較好。在營養(yǎng)成分方面：4種淮山全粉的營養(yǎng)成分均有不同程度的差異。熱風(fēng)干燥淮山全粉的維生素B1含量顯著低于其他干燥方式；噴霧干燥淮山全粉的蛋白質(zhì)、氨基酸和尿囊素含量均較高；說明噴霧干燥淮山全粉的營養(yǎng)成分損失較小。噴霧干燥法干燥淮山全粉品質(zhì)較好，且所需干燥時間短，生產(chǎn)效率高、成本低。

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Effect of drying methods on quality characteristics of Chinese yam flour

SU Xiao-jun1，2，3，ZHANG Li-ru1，LI Zhi-ya1，LI Wen-jia1，XIONG Xing-yao4，LI Qing-ming1，2，*
（1.College of Food Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，China.；2.Hunan Provincial Key Laboratory of Crop Germplasm Innovation and Utilization，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，China；3.Hunan Collaborative Innovation for Utilization of Botanical Functional Ingredients，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，China；4.The Institute of Vegetables and Flowers，Chinese Academy of Agriculture Sciences，Beijing 100081，China）

The physical properties and nutritional contents of Chinese yam flour prepared by hot air drying，explosion puffing drying，spray drying，and vacuum freeze drying were measured and analyzed to explore the effects of drying methods on quality characteristics of Chinese yam flour.The results showed that the color of Chinese yam flour prepared by hot air drying was the worst.Chinese yam flour prepared by vacuum freeze drying had the smallest bulk density.Chinese yam flour prepared by spray drying had better solubility and surface morphology，while the nutritional contents of all four kinds of Chinese yam flour were decreased，Vitamin B1content of Chinese yam flour prepared by hot air drying was lower，protein，amino acid and allantoin contents of Chinese yam flour prepared by spray drying was higher，the quality of Chinese yam flour prepared by spray drying was the best，Chinese yam flour prepared by spray drying had better overall quality with high drying efficiency and low cost，which makes it suitable for extensive application in Chinese yam flour processing industry.

Chinese yam flour；quality characteristics；drying

TS201.1

A

1002-0306（2015）24-0091-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.24.010

2015－04－21

蘇小軍（1975-），男，博士，副研究員，研究方向：食品加工與安全，E-mail：suxiaojun5606@163.com。

李清明（1973-），男，博士，副教授，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程，E-mail：liqmemail@163.com。

湖南省科技計劃項目（2014NK3052）。