不同干燥條件對張溪香芋全粉品質(zhì)的影響

華軍利，盧 苑，曾 婷

(韶關(guān)大學(xué) 英東食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005)

張溪香芋產(chǎn)于廣東韶關(guān)樂昌市張溪村。香芋的營養(yǎng)價值極高，是醫(yī)療保健專家認為的少有的營養(yǎng)成分十分齊全的綠色健康蔬菜，可防治高血壓，骨質(zhì)疏松，心血管病，糖尿病，白內(nèi)障，保護心臟，防癌，健腦及增強免疫功能等，極受國內(nèi)外廣大消費者的青睬。香芋和馬鈴薯同屬薯類作物，從營養(yǎng)成分看，香芋并不遜色于馬鈴薯，但以馬鈴薯為原料加工的休閑食品年銷售額高達300億美元[1]，而香芋的主要消費方式是鮮食。進行香芋的深加工研究，可以增加香芋的附加值，帶動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，具有明顯的經(jīng)濟和社會效益。將香芋加工制備全粉，保留了香芋原有的風(fēng)味和營養(yǎng)成分，延長了保質(zhì)期，并且可廣泛應(yīng)用到面條、糕點、糖果、冰淇淋等食品中。目前國內(nèi)對香芋全粉加工工藝研究報道較少，集中在對香芋淀粉的提取工藝和性質(zhì)研究。杜弘坤等[2]采用熱風(fēng)干燥法制備香芋全粉，得到最佳工藝參數(shù)為物料粒徑7.8 mm，鋪料密度2.6 kg/m2，干燥溫度72.5 ℃，干燥風(fēng)速5.2 m/s。童晶晶等[3]采用析因?qū)嶒炘O(shè)計，以香芋全粉的碘藍值、糊化度、吸水性和吸油性作為品質(zhì)評價，得出切片厚度為3 mm、蒸煮時間為15 min時香芋全粉品質(zhì)較佳。

香芋全粉添加到面包、面條、包子、餅干等食品中，能賦予食品特有的香芋風(fēng)味或是改善食品品質(zhì)。據(jù)報道張溪香芋種植面積目前已開發(fā)擴種至1 100多畝，年產(chǎn)可達900多噸。除鮮食外，其他大量香芋可以用于深加工。在收獲過程中，難免會有碰傷表皮或破損或個頭過小不利于新鮮出售的，都能用來加工。張溪香芋深加工，可以充分發(fā)揮地區(qū)資源優(yōu)勢，增加農(nóng)民收入，全面提升經(jīng)濟效益，延長產(chǎn)業(yè)鏈條，促進本市產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

儀器：SP60色差儀，美國愛色麗公司；臺式電子顯微鏡TM3030，日本日立高新技術(shù)；臺式低速離心機TD-5Z，四川蜀科儀器有限公司。

試劑(所有試劑均用不含氨的蒸餾水配制)：硫酸銅，分析純；硫酸鉀，分析純；濃硫酸，分析純；2%硼酸溶液；亞鐵氰化鉀，分析純；乙酸鋅，分析純。

1.2 實驗方法

張溪香芋經(jīng)清洗去皮，切成3 mm厚薄片，蒸煮15 min，冷卻后分別采用日曬(約35 ℃)、不同溫度(60 ℃、70 ℃和100 ℃)熱風(fēng)干燥四種干燥條件進行干燥，粉碎得到全粉成品。

1.2.1 香芋全粉色澤的測定

采用色差儀測定全粉的L、a和b值，根據(jù)下列公式計算出白度指數(shù)(Whiteness index，簡稱WI)：

1.2.2 香芋全粉水分含量(moisture)的測定

參照GB 5009.3—2010[4]采用直接干燥法測定香芋全粉中的水分。

1.2.3 香芋全粉粗蛋白質(zhì)(crude protein)含量的測定

參照GB 5009.5—2010[5]采用凱氏定氮法測定張溪香芋全粉的蛋白質(zhì)含量。

1.2.4 香芋全粉還原糖(reducing sugar)、總糖(total sugar)測定

參照GB/T 5009.7—2008[6]采用直接滴定法分別測定張溪香芋全粉中還原糖的含量和總糖含量。

1.2.5 香芋全粉吸水性(water absorption capacity,WAC)測定

將15 mL離心管干燥至恒重后稱量并記錄離心管的質(zhì)量；接著用稱量紙準確稱量1.0 g樣品置于已經(jīng)恒重的15 mL離心管中，加入10 mL 70 ℃的蒸餾水，振蕩30 s后于TD-5Z型臺式低速離心機中以2 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心15 min，棄去上清液，倒置2 min后稱量并記錄離心后的離心管質(zhì)量。用以下公式計算樣品中的吸水性。

吸水性=(離心后離心管質(zhì)量-離心管質(zhì)量-樣品質(zhì)量)/樣品質(zhì)量

1.2.6 香芋全粉吸油性(oil absorbency)測定

按照AACC56-20的方法來測定：將15 mL離心管干燥至恒重后稱量并記錄離心管的質(zhì)量；然后準確吸取10 mL一級花生油于已恒重的15 mL離心管中，再準確稱取0.5 g樣品分散于裝有花生油的離心管中振蕩10 min后于TD-5Z型臺式低速離心機中以2 500 r/min的轉(zhuǎn)速離心15 min，棄去上清液，倒置5 min后稱量并記錄離心后的離心管質(zhì)量。用以下公式計算樣品中的吸油性。

吸油性=(離心后離心管質(zhì)量-離心管質(zhì)量-樣品質(zhì)量)/樣品質(zhì)量

1.2.7香芋全粉顆粒分散性的測定

使用TM3030臺式電子顯微鏡觀察不同干燥條件對香芋全粉顆粒變化的影響，得到不同干燥條件時香芋全粉的掃描電鏡圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥條件對香芋全粉色澤的影響

香芋全粉的L、a、b和WI值見表1。不管采用曬干還是不同溫度的熱風(fēng)干燥，L值較大，表明香芋全粉的亮度較高。相比于曬干，熱風(fēng)干燥時香芋全粉的L值更大。而L值的大小與干燥過程中變色程度密切相關(guān)，也就是說熱風(fēng)干燥會使變色程度加深。Richard Marcelo Nguimbou等[7]同樣得出了這一結(jié)論。WI代表了產(chǎn)品的整體白度，預(yù)示著在干燥過程中變色程度。WI值較低，表明在干燥過程中較少變黃，得到的香芋全粉色澤較淺，偏白色。這樣的產(chǎn)品也更容易得到消費者喜愛。在干燥過程中，由于高溫作用，物料原有的色澤會發(fā)生變化。非酶促褐變反應(yīng)是干燥過程中食品變成黃色、褐色或黑色的主要原因。溫度越高，處理時間越長，色素變化量越多。因此，對于香芋全粉干燥，采用日曬或者60 ℃熱風(fēng)干燥得到的香芋全粉色澤較好。

表1 不同干燥條件對張溪香芋全粉色澤的影響(平均值±標(biāo)準偏差)

2.2 不同干燥條件對香芋全粉含水量的影響

在一定的干燥條件下，物料中的水分向空氣中汽化，直到物料表面水分的蒸氣壓與空氣中水蒸氣分壓相等時為止，即物料中的水分與該空氣中水蒸氣達到平衡狀態(tài)，此時物料所含水分稱為該條件下物料的平衡含水量(簡稱含水量)。由圖1可知，香芋全粉含水量從6.43%變化到10.46%，溫度越高水分含量越低。采用日曬干燥方式，溫度較低，干燥條件溫和，香芋全粉含水量較高。含水量高則相應(yīng)的水分活度就越大，不利于產(chǎn)品的貯藏。而且這種干燥方式受日照溫度、空氣對流速度、空氣相對濕度影響較大，干燥時間長，產(chǎn)品品質(zhì)得不到保證。

圖1 不同干燥條件對香芋全粉含水量的影響

熱風(fēng)干燥溫度越高，干燥速率越快，產(chǎn)品含水量越低，能適當(dāng)延長產(chǎn)品的儲藏期限。

2.3 不同干燥條件對香芋全粉還原糖和總糖的影響

張溪香芋的粗蛋白質(zhì)含量為4.5%～6.2%，比山東農(nóng)業(yè)大學(xué)劉圣田等[8]報道的數(shù)據(jù)3.5%要高。由圖2可知干燥溫度從35 ℃增大到100 ℃時，蛋白質(zhì)含量下降非?？?，減少了28%。說明高溫對蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值有較大影響，蛋白質(zhì)中結(jié)合水受到破壞，引起蛋白質(zhì)變性，產(chǎn)品質(zhì)量變差。同時，隨著溫度的升高，總糖和還原糖含量都減少。這可能是在干燥過程中糖類與蛋白質(zhì)發(fā)生非酶褐變，或者少量淀粉發(fā)生糊化，引起總糖和還原糖發(fā)生變化，總體含量呈下降趨勢。

圖2 不同干燥條件對香芋全粉營養(yǎng)成分的影響

2.4 不同干燥條件對香芋全粉吸水性和吸油性的影響

吸水性是全粉重要的功能性質(zhì)，標(biāo)志著淀粉糊化的程度。淀粉顆粒在水中加熱糊化，隨著分子秩序打亂，結(jié)晶度降低，結(jié)合水的能力會增強[7]。由圖3可知，溫度低時，全粉吸水性較高，溫度越高，吸水性越低。根據(jù)Correia等[9]的研究表明，全粉的功能性質(zhì)如吸水性，通常受到多種因素影響如淀粉變性、顆粒粒徑、結(jié)構(gòu)、成分等。超過70 ℃過度加熱，很有可能使得淀粉三維結(jié)構(gòu)部分融化，顆粒空隙受阻，導(dǎo)致吸水性降低[9]。吸油性是指全粉蛋白通過毛細管作用物理結(jié)合脂肪的能力[3]，脂肪對食品的口感和香味有重要影響。采用60 ℃低溫?zé)犸L(fēng)干燥，全粉吸油性最高，若將其應(yīng)用于餅干、糖果和冰激凌等食品中，能較好的與脂肪相結(jié)合，使得產(chǎn)品品質(zhì)更佳。

圖3 不同干燥條件對香芋全粉吸水性和吸油性的影響

2.5 不同干燥條件對香芋全粉顆粒分散性的影響

圖4是不同干燥條件香芋全粉掃描電鏡圖。從圖上可以看出，采用低溫日曬的方式干燥，全粉顆粒粒徑較為均勻，分散性好。干燥溫度越高，顆粒破碎程度不一，粒徑不均勻，顆粒分散程度較差，不利于香芋全粉復(fù)水后的品質(zhì)。干燥溫度不同，水分蒸發(fā)的速度也不一樣。干燥溫度越高，表面水分蒸發(fā)太快，而內(nèi)部水分擴散速率太慢，則會使全粉顆粒聚集，雖經(jīng)粉碎，仍然難以得到粒徑均勻全粉。日曬時干燥溫度較低，可減緩表面水分蒸發(fā)速度，同時自然風(fēng)能及時帶走蒸發(fā)出來的水分，空氣的相對濕度較小，有利于干燥的進行，得到的全粉顆粒粒徑均勻。

(a.日曬(約35 ℃);b.60 ℃;c.70 ℃;d.100 ℃)圖4 不同干燥條件香芋全粉掃描電鏡圖

3 結(jié)論

本研究表明，采用日曬干燥的全粉色澤較白，吸水性高，顆粒粒徑均勻，但其含水量較高，不利于長期儲存，同時日曬的干燥方式溫度低干燥時間長，易受客觀條件限制。采用低溫(60 ℃)熱風(fēng)干燥得到的全粉品質(zhì)更佳，其儲存期較長，顆粒粒徑小分散均勻，較好地保留其營養(yǎng)成分，應(yīng)用于食品加工中能吸收較多的水分和油脂，提高產(chǎn)品營養(yǎng)和感官品質(zhì)，具有廣闊的開發(fā)利用前景。

[1]楊抑，吳衛(wèi)國.香芋加工系列產(chǎn)品研究[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2007(3):17-19.

[2]杜弘坤,王華杰,王娟，等.層析分析法在熱風(fēng)干燥條件制備荔浦香芋全粉優(yōu)化中的應(yīng)用[J].食品科學(xué),2008,11(29):356-360.

[3]童晶晶,賴富饒,吳暉,等.加工因素對張溪香芋全粉品質(zhì)影響[J].糧食與油脂,2014,8(27):20-24.

[4]GB 5009.3—2010,食品安全國家標(biāo)準 食品中水分的測定[S].北京：中國標(biāo)準出版社，2010.

[5]GB 5009.5—2010,食品安全國家標(biāo)準 食品中蛋白質(zhì)的測定[S].北京：中國標(biāo)準出版社，2010.

[6]GB/T 5009.7—2008,食品中還原糖的測定[S].北京：中國標(biāo)準出版社，2010.

[7]Richard Marcel Nguimbou,Nicolas Yanou Njintang,Himeda Makhlouf,et al.Effect of cross-section differences and drying temperature on the physicochemical,functional and antioxidant properties of giant taro flour[J].Food bioprocess technology.2013，6:1908-1819.

[8]劉圣田,李素真,豐美久.香芋的開發(fā)利用價值及栽培技術(shù)要點[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2001(3):19.

[9]Correia,R.P.,Leitao,E.A.,Beirao-da-Costa,L.M.Effect of drying temperature on chemical and morphological properties of acorn flours[J].International Journal of Food Science and Technology.2009，44:1729-1736●