紅薯葛根復(fù)合糊的工藝優(yōu)化研究

何勝生

（龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，福建 龍巖364000）

紅薯葛根復(fù)合糊的工藝優(yōu)化研究

何勝生

（龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，福建 龍巖364000）

以紅薯和葛根粉為主要原料制作紅薯葛根復(fù)合糊產(chǎn)品，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，紅薯塊采用檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%，植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%復(fù)合護(hù)色，護(hù)色處理2.5 h，可使BD值最低，護(hù)色效果顯著；干燥條件的適宜工藝參數(shù)為三段式溫度干燥10 h；復(fù)合糊配方為紅薯超微粉加入量100 g，葛根粉加入量50 g，大豆粉加入量8 g，白糖粉加入量35 g，植脂末加入量8 g品質(zhì)最佳。

紅薯；葛根粉；復(fù)合糊；工藝優(yōu)化

紅薯營(yíng)養(yǎng)豐富，含有大量淀粉、可溶性糖、多種維生素和多種氨基酸外，還含有食物纖維以及鈣、鐵等礦物質(zhì)，是非常好的天然營(yíng)養(yǎng)食品。我國(guó)紅薯每年產(chǎn)量高達(dá)1.5億，占世界產(chǎn)量的80%［1］，同樣，現(xiàn)代科學(xué)研究表明，葛根是一種營(yíng)養(yǎng)獨(dú)特、藥食兼優(yōu)的綠色保健食品，富含人體必需的氨基酸和鈣、鐵、硒、鋅等微量元素，富含葛根素、黃豆甙、黃豆甙元等異黃酮類(lèi)物質(zhì)，具有清心明目、降血壓、抗癌等作用［2］。隨著現(xiàn)代加工研究日益廣泛與深入，尋求將不同原料的營(yíng)養(yǎng)、保健成分相結(jié)合成為研究的熱點(diǎn)［3］。

采用氣流旋渦式超微粉碎技術(shù)，以紅薯和葛根粉為主要原料，制成一種營(yíng)養(yǎng)均衡、一沖即糊、低熱量高膳食纖維的即食健康食品。我國(guó)農(nóng)村地區(qū)大量種植甘薯及葛根，所以該產(chǎn)品原料來(lái)源極為豐富［1，4］。重點(diǎn)探討紅薯葛根復(fù)合糊生產(chǎn)中無(wú)硫復(fù)合護(hù)色劑的選用、干燥條件的選擇、產(chǎn)品配方等關(guān)鍵工藝參數(shù)，為紅薯葛根復(fù)合糊的工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

紅薯：“巖薯5號(hào)”品種，龍巖市農(nóng)科所提供，該品種可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù) 5.79%，淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)11.7%。（其中可溶性糖含量采用直接滴定法；淀粉含量測(cè)定采用GB/T 5009.9-2008食品中淀粉的測(cè)定方法）。

“泉水叮當(dāng)”牌葛根粉：福建龍巖閩西好食品有限公司提供；大豆粉：黑龍江省完達(dá)山乳業(yè)股份有限公司提供；白糖粉：市售；植脂末：食品級(jí)。

TGL-16G型離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品；WFJUV-2000型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)：龍尼柯（儀器）有限公司產(chǎn)品；HK-230多用粉碎機(jī)：杭州賽旭食品機(jī)械有限公司產(chǎn)品；FCW-400超微粉碎機(jī)：即墨超微粉碎機(jī)廠產(chǎn)品；SDJ-300夾層鍋：諸城市商鼎機(jī)械有限公司產(chǎn)品；冷卻槽：福建龍巖閩西好食品有限公司自行研制；全自動(dòng)攪拌機(jī)：昆山好用食品機(jī)械有限公司產(chǎn)品；DXDK80C全自動(dòng)包裝機(jī)：江蘇南京星火全自動(dòng)包裝機(jī)械廠產(chǎn)品；恒溫蒸汽烤房：上海試欣儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品。

1.2生產(chǎn)工藝流程

紅薯→清洗→去皮→切塊→護(hù)色→燙漂→冷卻→干燥→粉碎→甘薯全粉→超微粉碎→配比混合→包裝→成品

1.3操作要點(diǎn)

1.3.1原料選擇選用新鮮紅薯。收購(gòu)裝運(yùn)過(guò)程做到通風(fēng)透氣，產(chǎn)地到加工運(yùn)輸時(shí)間掌握在10 t內(nèi)。原料要求新鮮良好，薯塊大小均勻、光滑，無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)霉?fàn)€發(fā)芽現(xiàn)象。原料運(yùn)輸途中必須用編織袋包裝，盡量避免原料在裝袋、運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)破皮現(xiàn)象。

1.3.2去皮清水洗凈紅薯表面泥沙，用刀除去紅薯兩端，削去表面薯皮或采用機(jī)械摩擦去皮方式。

1.3.3切塊將護(hù)色好的紅薯原料切塊，厚度1～2 mm之間。

1.3.4護(hù)色將清洗的紅薯放入檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%，植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%復(fù)合護(hù)色液中護(hù)色處理1.5 h，護(hù)色液漫過(guò)紅薯即可。

1.3.5燙漂及冷卻切塊后的紅薯放入約95℃的溫水中燙漂2～3min后放入冷水中冷卻。

1.3.6干燥將冷卻后紅薯塊放入烤房干燥，烘制水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%～8%?？痉扛稍飾l件選擇為三段式干燥10 h。

1.3.7粉碎將干燥后的紅薯塊放入多用粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，得紅薯全粉。

1.3.8超微粉碎將粉碎好的甘薯全粉放入超微粉碎機(jī)中進(jìn)行超微粉碎。

1.3.9配料混合紅薯粉、葛根粉、白糖粉、植脂末、大豆粉等幾種配料放入全自動(dòng)拌料機(jī)中混合均勻，應(yīng)注意控制混合機(jī)的速度與混合時(shí)間，以便使物料充分混勻。

1.4試驗(yàn)方法

1.4.1無(wú)硫護(hù)色劑的選擇褐變是甘薯產(chǎn)品加工中常出現(xiàn)的不良現(xiàn)象，護(hù)色是其加工中防止褐變的重要工序。亞硫酸氫鈉價(jià)格低廉，護(hù)色效果良好，食品行業(yè)應(yīng)用廣泛。但考慮到亞硫酸氫鈉在護(hù)色的過(guò)程中釋放的SO2對(duì)人體健康存在危害 ，為保證食品中的SO2殘留量不超標(biāo)，作者進(jìn)行無(wú)硫護(hù)色劑護(hù)色。使用單一護(hù)色劑時(shí)，護(hù)色效果均欠佳，應(yīng)選配適合的復(fù)合護(hù)色劑［5-6］。在參考大量文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，選擇檸檬酸、植酸以一定比例混合為互補(bǔ)［7-8］。考慮到護(hù)色時(shí)間對(duì)紅薯色澤的影響，作者選取護(hù)色液質(zhì)量分?jǐn)?shù)（A）、質(zhì)量配比（檸檬酸：植酸）（B）和護(hù)色時(shí)間（C）為影響護(hù)色效果的主要因素。在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。以褐變度為主要考察指標(biāo)，以期優(yōu)化出最佳復(fù)合護(hù)色劑的護(hù)色工藝參數(shù)。正交因素水平見(jiàn)表1。

表1　因素水平表Table 1　Factors and Levels

1.4.2干燥溫度的選擇以“巖薯5號(hào)”紅薯干率25%計(jì)算［9］，根據(jù)產(chǎn)品要求，薯塊在含水率6%～8%、即薯塊失重率在67%～69%之間工藝達(dá)到要求。烘干溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致薯塊水分散失過(guò)快，顏色加深而且表面干硬，外觀皺縮；溫度太低，內(nèi)部水分不容易出來(lái)，干燥所需的時(shí)間長(zhǎng)，能耗大，不適宜現(xiàn)代化生產(chǎn)。為此，我們進(jìn)行試驗(yàn)選擇3段溫度（起初60℃烘烤，2 h后70℃烘烤，最后在60℃定型 ）、70℃、60℃3階段溫度的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，測(cè)定失重率變化情況，并根據(jù)感官品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)定。

1.4.3配方正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作者以紅薯超微粉為主要原料，選用葛根粉、大豆粉、白糖粉、植脂末的配方不同，直接影響產(chǎn)品的綜合品質(zhì)。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，取紅薯超微粉100 g，以葛根粉添加量、大豆粉添加量、白糖粉添加量、植脂末添加量作為實(shí)驗(yàn)因素，進(jìn)行葛根粉、大豆粉、白糖粉、植脂末4因素3水平實(shí)驗(yàn)，以產(chǎn)品沖調(diào)性、沖調(diào)后的色澤、沖調(diào)后滋味綜合品質(zhì)評(píng)分，通過(guò)級(jí)差與方差分析確定最優(yōu)工藝條件。正交因素水平見(jiàn)表2。

表2　因素水平表Table 2　Factors and levels

1.5指標(biāo)檢測(cè)和感官評(píng)價(jià)

1.5.1褐變度（BD值）的測(cè)定取樣品3 g快速碾磨，加10倍體積的冰蒸餾水，在3 500 r/min的離心機(jī)中離心15min，進(jìn)行過(guò)濾，用分光光度計(jì)在420 nm處測(cè)定吸光值A(chǔ)420nm，BD值以A420nm×10表示［10-11］。

1.5.2失重率的測(cè)定失重率=（（烘干前薯塊質(zhì)量一烘干中薯塊質(zhì)量）/烘干前薯塊質(zhì)量）×100%。

1.5.3感官評(píng)定方法采用100分制，由5位食品行業(yè)專(zhuān)業(yè)人員和20位食品企業(yè)人員組成感官評(píng)價(jià)小組，通過(guò)感官對(duì)產(chǎn)品沖調(diào)性、沖調(diào)后的色澤、沖調(diào)后滋 味的進(jìn)行綜合評(píng)分，取平均值。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)包括3方面 ：一是沖調(diào)性的品評(píng)，總分40分，以溫水潤(rùn)濕調(diào)勻后，用90℃以上沸水沖調(diào)，1 min內(nèi)均勻溶脹糊化，不接團(tuán)，為30～40分；以溫水潤(rùn)濕調(diào)勻后，用90℃以上沸水沖調(diào)，1 min內(nèi)溶脹糊化，略有接團(tuán)，為24～29分；以溫水潤(rùn)濕調(diào)勻后，用90℃以上沸水沖調(diào)，1 min內(nèi)溶脹糊化，接團(tuán)多，為0～25分；二是滋味的品評(píng)，總分40分，具有紅薯、葛根天然復(fù)合香氣和滋味，爽口潤(rùn)滑、清甜可口，無(wú)異味，為30～40分；略有紅薯、葛根天然復(fù)合的香氣和滋味，口感一般，無(wú)異味，為24～29分；無(wú)紅薯、葛根天然復(fù)合的香氣和滋味，有輕微異味、為0～23分；三是沖調(diào)后的色澤品評(píng)，總分20分，半透明粘膠狀，稠度均勻，色澤均勻呈微紅玉色，有光澤，為15～20 分 ；半透明粘膠狀，稠度一般，色澤無(wú)光澤為10～14分；無(wú)透明，稠度一般，色澤差，為0～9分。

1.5.4數(shù)據(jù)處理分析采用SAS分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，運(yùn)用方差分析法（analysis of variance，ANOVA）進(jìn)行顯著性分析。

2　結(jié)果與分析

2.1無(wú)硫復(fù)合護(hù)色劑最佳復(fù)配方案的確定

無(wú)硫復(fù)合護(hù)色劑配方正交實(shí)驗(yàn)見(jiàn)表3，方差分析見(jiàn)表4。

表3　正交實(shí)驗(yàn)表Table 3　Orthogonal experiments

表4　方差分析Table 4 ANOVA

由直觀分析圖可看出，影響得分的各因素主次順序?yàn)锳＞B＞C，即護(hù)色液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)薯塊的褐變度（BD值）影響最大，其次為檸檬酸/植酸，最后為護(hù)色時(shí)間。實(shí)驗(yàn)得出無(wú)硫復(fù)合護(hù)色劑最優(yōu)組合是A2B2C3。在護(hù)色液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)0.3%、復(fù)合護(hù)色液的質(zhì)量配比（檸檬酸/植酸）為2∶1，即復(fù)合護(hù)色液中檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%，植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%時(shí)，護(hù)色處理2.5 h，可使BD值最低，由此配比得到的薯塊透明.顏色金黃。

由上表5可以看出，因素A（護(hù)色液質(zhì)量分?jǐn)?shù)）是極顯著因素，B（檸檬酸∶植酸質(zhì)量比）是顯著因素，C（護(hù)色時(shí)間）是不顯著因素。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了節(jié)省時(shí)間成本，護(hù)色時(shí)間可以選擇1.5 h。

2.2干燥條件的選擇

不同干燥溫度下薯塊質(zhì)量隨時(shí)間的變化見(jiàn)圖1。由圖1可知，在起初2 h內(nèi)，60℃與3段溫度干燥失重速度略快于70℃干燥，3種干燥處理下薯塊失重率變化都是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸變緩。但 就產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)說(shuō)，薯塊70℃條件下經(jīng)8 h烘干后失重率67%～69%之間，達(dá)到工藝參數(shù)要求，但表面完全干硬，顏色已偏深，為暗黃色；薯塊在3段溫度烘烤條件下經(jīng)10 h烘干后，失重率達(dá)到工藝參數(shù)要求，薯塊為鮮艷的金黃色顏色；薯塊60℃條件下經(jīng)15 h烘干后，失重率也達(dá)到工藝參數(shù)要求，薯塊為鮮艷的金黃色顏色；考慮到脫水速度和產(chǎn)品質(zhì)量，認(rèn)為三段式溫度烘干10 h更適宜產(chǎn)品的生產(chǎn)。

圖1　不同干燥溫度下薯塊失重率隨時(shí)間的變化Fig.1　Time course of weight loss rates of potato tubers at different drying tem peratures

2.3配方的選擇

正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5，方差分析見(jiàn)表6，最佳配比因素重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10。

影響得分的各因素主次順序?yàn)闉锳＞B＞D＞C。由表7得出最佳配比是A2B1C3D1，即在紅薯超微粉100 g中，葛根粉的添加量50 g，大豆粉的添加量8 g，白糖粉的添加量35 g，植脂末的添加量8 g。在此工藝條件下所得產(chǎn)品用90℃以上沸水沖調(diào)，1 min內(nèi)均勻溶脹糊化，不接團(tuán)，色澤均勻呈微紅玉色，具有紅薯、葛根天然復(fù)合香氣和滋味，爽口潤(rùn)滑、清甜可口。

表6　方差分析Table 6 ANOVA

由表6可以看出，因素A，B，C，D都是極顯著因素。按照上述分析所選的最佳配方A2B1C3D1，進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，所得結(jié)果與正交實(shí)驗(yàn)一致。

2.4產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.4.1感官指標(biāo)形態(tài)與色澤半透明粘膠狀，稠度均勻，色澤均勻呈微紅玉色，有光澤。滋味和氣味具有紅薯、葛根天然復(fù)合香氣和滋味，爽口潤(rùn)滑、不澀口，不得有異味。

2.4.2理化指標(biāo)水分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤12.0%，總糖（以葡萄糖計(jì)）≤50.0%，淀粉 （以葡萄糖計(jì)）≥40.0%，蛋白質(zhì)≥2.5%（均以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）。

2.4.3衛(wèi)生指標(biāo)黃曲霉毒素B1（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤5μg/kg，鉛（以Pb計(jì)）≤0.2 mg/kg，無(wú)機(jī)砷（以 As計(jì)）≤0.2 mg/kg，汞（以Hg計(jì)）≤0.02mg/kg，鉻（以Cr計(jì)）≤1.0mg/kg。二氧化硫殘留量（以SO2計(jì)）≤30.0mg/kg。

2.4.4微生物指標(biāo)菌落總數(shù)≤10 000 cfu/g，大腸菌群≤40 MPN/hg，霉菌≤50 cfu/g，致病菌（指腸道致病菌和致病性球菌）不得檢出。

3　結(jié)語(yǔ)

紅薯切塊后采用檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%，植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%無(wú)硫復(fù)合護(hù)色，護(hù)色處理2.5 h時(shí)其BD值最低，護(hù)色效果顯著；采用三段式溫度烘干10 h后，含水量達(dá)到工藝參數(shù)要求，薯塊為鮮艷的金黃色顏色；通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，最佳工藝參數(shù)為紅薯超微粉的添加量100 g，葛根粉的添加量50 g，大豆粉的添加量8 g，白糖粉的添加量35 g，植脂末的添加量8 g。在上述工藝下所得產(chǎn)品用開(kāi)水沖調(diào)后馬上糊化，具有紅薯、葛根天然復(fù)合風(fēng)味，爽口潤(rùn)滑、清甜可口。

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Optim ization for the Production of a M ixed Paste of Sweet Potato and Kudzu Root

HE Shengsheng
（Agricultural Research Institute of Longyan City，Longyan 364000，China）

The processing parameters for a m ixed paste of sweet potato and kudzu root were optim ized through orthogonal experiments.Results showed that the sweet potato pieces treated w ith 0.2%citric acid and 0.1%phytic acid for 2.5 h for color protection possessed the lowest BD value. The total drying time for three sections of different temperatures was 10 h.The optimal paste formulations were 100 g sweet potato ultra fine powder，50 g kudzu root powder，8 g soybean powder，35 g sugarpowderand 8 g cream.

sweetpotato，kudzu root，m ixed paste，optim ization

S 53

A

1673—1689（2016）04—0443—05

2014-12-30

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)（CARS-11-C-07）；福建省龍巖市重點(diǎn)科技項(xiàng)目（2014LY22）。

何勝生（1969—），男，福建武平人，農(nóng)學(xué)碩士，副研究員，主要從事甘薯育種及加工研究。E-mail：hecaiyi04@sina.com