馬鈴薯全粉的品質(zhì)特性·加工工藝及應(yīng)用研究進(jìn)展

趙金梅 王小虎 何靜

摘要 近年來(lái)，馬鈴薯全粉的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已成為研究熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)和食品廠都致力于開(kāi)發(fā)以馬鈴薯全粉為原料的新產(chǎn)品?？偨Y(jié)近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于馬鈴薯全粉的品質(zhì)特性、加工工藝，以及在食品加工中的應(yīng)用研究，旨在為馬鈴薯全粉的利用與產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯全粉；品質(zhì)特性；加工工藝；食品加工

中圖分類號(hào) TS255 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）21-0029-04

Abstract In recent years，the development and application on potato flour have become a hot area of research，both foodstuffs factories and research institutions devoted to developing new products made from potato flour.In this paper，the recent research of potato flour about quality characteristic，production technology and application in food processing were summarized to provide a reference for application and development of potato flour.

Key words Potato flour；Quality characteristic；Production technology；Food processing

馬鈴薯是世界上僅次于小麥、水稻、玉米的第四大農(nóng)作物，2015年我國(guó)農(nóng)業(yè)部提出馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，由此確立了馬鈴薯的主糧地位。2017年我國(guó)馬鈴薯的種植面積為579.7萬(wàn)hm2，預(yù)估產(chǎn)量為9 682萬(wàn)t，我國(guó)儼然已成為世界馬鈴薯生產(chǎn)第一大國(guó)。然而，我國(guó)雖是馬鈴薯生產(chǎn)大國(guó)，但馬鈴薯加工制造產(chǎn)業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，加工轉(zhuǎn)化率僅為10%左右[1]，馬鈴薯的利用價(jià)值不能得以充分發(fā)揮，在此情況下研究開(kāi)發(fā)馬鈴薯加工新技術(shù)、新方法，提高馬鈴薯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和綜合利用率，越來(lái)越受到人們的重視。馬鈴薯全粉是馬鈴薯加工產(chǎn)品之一，由于其能較長(zhǎng)時(shí)間地保存，且能基本保持新鮮馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味，同時(shí)便于制作加工各種食品，是馬鈴薯食品加工的天然添加劑和優(yōu)質(zhì)原料[2]。因此，馬鈴薯全粉作為馬鈴薯深加工產(chǎn)品，在食品工業(yè)上得到了快速地應(yīng)用與發(fā)展。隨著我國(guó)馬鈴薯主糧化的實(shí)施，國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)和食品企業(yè)都致力于開(kāi)發(fā)以馬鈴薯全粉為原料的新產(chǎn)品?？偨Y(jié)近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于馬鈴薯全粉的品質(zhì)特性、生產(chǎn)工藝，以及在食品加工中的研究應(yīng)用，旨在為馬鈴薯全粉的利用與產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供參考。

1 馬鈴薯全粉概述

馬鈴薯全粉是由馬鈴薯經(jīng)清洗、去皮、切分等預(yù)處理操作后，再經(jīng)漂燙、冷卻、蒸煮、制泥、干燥、破碎、篩分等工藝操作后得到的顆粒狀或薄片狀產(chǎn)品[3-4]，屬于馬鈴薯的脫水制品，它包含了馬鈴薯除薯皮以外的全部干物質(zhì)。由于在加工過(guò)程中最大程度地保留了馬鈴薯細(xì)胞顆粒的完整性，因此馬鈴薯全粉復(fù)水后，具備新鮮馬鈴薯蒸煮后的口感、營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味，同時(shí)富含VC、粗纖維和鉀等[3]，且?guī)缀醪缓?，易被人體消化吸收[5]。其加工適應(yīng)性強(qiáng)，既可直接食用，也可作為多種食品深加工的原料、中間配料，制成其他類型的各種產(chǎn)品。與馬鈴薯淀粉的主要區(qū)別在于：馬鈴薯淀粉只是馬鈴薯眾多干物質(zhì)成分中的一種，是在破壞了馬鈴薯的細(xì)胞顆粒的基礎(chǔ)上提取出來(lái)的，因此馬鈴薯淀粉不具有馬鈴薯的口感、營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味[4]。

1.1 馬鈴薯全粉的分類

根據(jù)制作工藝和最終產(chǎn)品的狀態(tài)可分為：馬鈴薯顆粒全粉和馬鈴薯雪花全粉2種[3，6-7]。馬鈴薯顆粒全粉在生產(chǎn)過(guò)程中采用回填調(diào)質(zhì)、凍融等方法處理，再經(jīng)氣流（流化床）干燥或熱風(fēng)干燥，使馬鈴薯塊在篩分的過(guò)程中能夠自然碎裂，而非機(jī)械強(qiáng)力粉碎。由此破壞的細(xì)胞顆粒少，細(xì)胞顆粒完好率甚至能達(dá)到90%以上，同時(shí)復(fù)水速度快，能夠迅速恢復(fù)成新鮮薯泥的狀態(tài)，并能保持新鮮薯泥的口感、營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味，但生產(chǎn)成本高，產(chǎn)量低。而馬鈴薯雪花全粉在生產(chǎn)過(guò)程中采用滾筒干燥，再經(jīng)機(jī)械破碎得到的產(chǎn)品，顆粒完好率一般在79%左右，復(fù)水速度較慢，但復(fù)水后比較均勻，成本低，產(chǎn)量高。

近年來(lái)，有研究者采用新的閃蒸干燥工藝生產(chǎn)一種馬鈴薯生全粉，其在基本營(yíng)養(yǎng)成分上雖與傳統(tǒng)全粉差距不大，但其淀粉顆粒結(jié)構(gòu)完整，糊化度低，凍融穩(wěn)定性也優(yōu)于傳統(tǒng)全粉[8]。

1.2 馬鈴薯全粉的特性

馬鈴薯全粉營(yíng)養(yǎng)全面，風(fēng)味好，用途廣，易貯存，其主要組分是淀粉，因此還具有很好的吸水性、增稠性以及持水力，這些特性使得馬鈴薯全粉在加工面食類、點(diǎn)心類食品中，具有獨(dú)特的效用。同時(shí)，馬鈴薯全粉凍融穩(wěn)定性良好，可以用于制作速凍食品等低溫冷凍食品[9]。然而馬鈴薯全粉不含面筋蛋白，黏度低，且糊化度高，不易于食品成型加工，故常與小麥粉、大米粉等混合使用，以實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)與加工性能的互補(bǔ)。

周清貞[10]研究馬鈴薯全粉的熱力學(xué)性質(zhì)，認(rèn)為馬鈴薯生全粉比傳統(tǒng)全粉更難糊化，傳統(tǒng)全粉有較高的吸水性，但吸油性、起泡性、泡沫穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性比生全粉差。因此，對(duì)于一些需要蒸煮或冷凍處理的食品如面條、速凍食品等，生全粉的適用性優(yōu)于傳統(tǒng)雪花全粉和顆粒全粉[11]。

2 馬鈴薯全粉的品質(zhì)

馬鈴薯全粉品質(zhì)常用的檢測(cè)分析指標(biāo)主要包括：感官指標(biāo)（包括色度 L*、a*、b*和中位徑D50）、理化指標(biāo)（包括得率、游離淀粉、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、灰分、水分、還原糖、礦物質(zhì)、維生素含量及氨基酸組成等）、功能性指標(biāo)[12]（包括糊化性、溶解度、吸水指數(shù)、持油性、乳化性、乳化穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性等）、抗氧化功能[13]（包括總酚含量、多酚氧化酶活性和自由基清除率）等。

侯飛娜等[14]研究11個(gè)馬鈴薯全粉品質(zhì)特性指標(biāo)，最終利用主成分分析法發(fā)現(xiàn)馬鈴薯有效品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)為粗纖維含量、溶解度、乳化穩(wěn)定性和乳化活性。何偉忠等[15]通過(guò)主成分分析法篩選出色度b*、中位徑D50、得率、游離淀粉含量、乳化性和乳化穩(wěn)定性為馬鈴薯顆粒全粉品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.1 馬鈴薯全粉品質(zhì)的影響因素

2.1.1 馬鈴薯品種。

馬鈴薯品種不同，原料特性便存在差異，馬鈴薯品種是影響馬鈴薯全粉品質(zhì)的重要因素。馬鈴薯中總淀粉和直鏈淀粉含量越高，且在加工過(guò)程中馬鈴薯細(xì)胞顆粒的破損程度越大，將導(dǎo)致馬鈴薯全粉的游離淀粉含量、吸水率和黏度增大[16]。研究發(fā)現(xiàn)，樣品中的蛋白含量與樣品的乳化穩(wěn)定性和乳化活性存在一定聯(lián)系，馬鈴薯品種不同，加工制備的馬鈴薯全粉蛋白含量差異較大，因此，不同品種的馬鈴薯全粉乳化穩(wěn)定性和乳化活性存在明顯的差異[15]。侯飛娜[13]通過(guò)測(cè)定22個(gè)不同品種馬鈴薯全粉的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)，借助聚類分析發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯這22個(gè)品種可聚類劃分為4類，各類別間的遺傳距離及其馬鈴薯全粉品質(zhì)差異較大。

2.1.2 馬鈴薯全粉加工工藝。馬鈴薯顆粒全粉、雪花全粉及生全粉三者生產(chǎn)加工工藝各不相同，其產(chǎn)品品質(zhì)特性也各有差異，因此不同的馬鈴薯全粉生產(chǎn)工藝與馬鈴薯全粉品質(zhì)特性指標(biāo)存在密切的聯(lián)系。在加工中，即使僅干燥方式不同，馬鈴薯全粉的品質(zhì)特性也存在較大差異[17]。吳衛(wèi)國(guó)等[16] 通過(guò)研究不同加工工藝對(duì)馬鈴薯顆粒全粉品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)在加工中即使使用相同品種的馬鈴薯，馬鈴薯顆粒全粉吸水指數(shù)與碘藍(lán)值也因生產(chǎn)工藝的不同而存在差異。

2.1.3 濕熱處理[18]。

濕熱處理指在低水分含量（≤35%）、較高溫度下（>糊化溫度）對(duì)樣品進(jìn)行改性的一種物理處理方法。樣品經(jīng)濕熱處理后，其產(chǎn)品的溶解度和結(jié)晶度升高；吸油性、凍融穩(wěn)定性、膨脹度、最終黏度、峰值黏度、谷值黏度、回生值、崩解值和還原糖含量降低。濕熱處理對(duì)馬鈴薯全粉的品質(zhì)有顯著影響（P<0.05）。

2.2 馬鈴薯全粉品質(zhì)的快速無(wú)損檢測(cè)

利用近紅外光譜技術(shù)檢測(cè)食品品質(zhì)具有“快速、準(zhǔn)確、環(huán)保”的優(yōu)勢(shì)，可將近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于馬鈴薯全粉品質(zhì)的檢測(cè)中。研究發(fā)現(xiàn)近紅外光譜技術(shù)不僅可以用于檢測(cè)馬鈴薯全粉中蛋白質(zhì)含量，還可以對(duì)馬鈴薯全粉中的還原糖進(jìn)行高效、快速的檢測(cè)[19-20]。孟慶琰[21]利用近紅外光譜技術(shù)采集120個(gè)馬鈴薯全粉樣品的光譜數(shù)據(jù)，并結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，建立針對(duì)馬鈴薯全粉淀粉、蛋白質(zhì)、干物質(zhì)以及還原糖含量的定量預(yù)測(cè)模型，為今后實(shí)現(xiàn)馬鈴薯全粉品質(zhì)的在線檢測(cè)提供參考。

3 馬鈴薯全粉的加工工藝

馬鈴薯顆粒全粉、雪花全粉和生全粉三者的生產(chǎn)加工工藝差別較大。目前，馬鈴薯顆粒全粉在工業(yè)上一般采用的生產(chǎn)加工工藝主要是回填調(diào)質(zhì)法和凍融法，馬鈴薯雪花全粉一般采用滾筒干燥法，而生全粉的加工則采用閃蒸干燥法。

3.1 回填法顆粒全粉加工工藝

回填法顆粒全粉加工工藝[2，8]：馬鈴薯原料→清洗→去皮→切分→護(hù)色→預(yù)煮→冷卻→蒸煮熟化→回填制泥→調(diào)質(zhì)→干燥→篩分→成品。

回填法生產(chǎn)加工馬鈴薯顆粒全粉是將馬鈴薯原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理、護(hù)色、蒸煮后經(jīng)過(guò)氣流（流化床）干燥或直接熱風(fēng)干燥得到的細(xì)小顆粒狀產(chǎn)品，回填法制備顆粒全粉強(qiáng)調(diào)在制泥過(guò)程中將部分干燥后的較大顆粒粉重新回填到馬鈴薯泥中，攪拌均勻使水分布均勻，重新再經(jīng)歷調(diào)質(zhì)、干燥與篩分，該法在制粉過(guò)程中可減少細(xì)胞的破損?；靥罘óa(chǎn)量大，生產(chǎn)效率高，能耗低，但是缺點(diǎn)是設(shè)備大，投入高，對(duì)原料要求嚴(yán)格，且產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。

3.2 凍融法顆粒全粉加工工藝

凍融法顆粒全粉加工工藝[7，22]：馬鈴薯原料→清洗→去皮→切分→蒸煮熟化→冷卻→制泥→凍融→預(yù)干燥→造?！稍铩鋮s→成品。

凍融法生產(chǎn)加工馬鈴薯顆粒全粉是將馬鈴薯原料經(jīng)預(yù)處理后，直接進(jìn)行熱處理熟化，冷卻后制泥分離細(xì)胞，在-20～-40 ℃下凍融，然后在0～5 ℃條件下自然解凍。凍融的薯泥分散性好，細(xì)胞完整率高，故凍融法無(wú)需進(jìn)行機(jī)械粉碎操作，產(chǎn)品的顆粒完整度最好，細(xì)胞受損程度低。由于凍融的薯泥含水量高，因此在造粒前要先進(jìn)行預(yù)干燥操作，預(yù)干燥后再經(jīng)造粒，最后氣流或熱風(fēng)干燥后得到產(chǎn)品。凍融法適合小規(guī)模生產(chǎn)，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，投入少，產(chǎn)品質(zhì)量也較易控制，但產(chǎn)量低，能耗大，價(jià)格高。

3.3 雪花全粉加工工藝

雪花全粉加工工藝[6，8]：馬鈴薯原料→清洗→去皮→切分→漂燙護(hù)色→冷卻→蒸煮熟化→擠壓制泥→滾筒干燥→破碎→篩分→成品。

馬鈴薯雪花全粉是馬鈴薯經(jīng)預(yù)處理、蒸煮熟化等工序后，用擠出機(jī)擠壓制泥，然后通過(guò)滾筒干燥機(jī)將薯泥干燥，最后破碎、篩分得到的薄片狀產(chǎn)品。雪花全粉加工工藝設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，加工流程較短，生產(chǎn)周期也短，出品率更高。但采用滾筒干燥的方式通過(guò)對(duì)物料薄層進(jìn)行處理，使物料喪失了原本的顆粒結(jié)構(gòu)，另外機(jī)械強(qiáng)力破碎使細(xì)胞受損程度較高，產(chǎn)品顆粒破碎較嚴(yán)重，使得其產(chǎn)品品質(zhì)與顆粒全粉品質(zhì)產(chǎn)生較大差異，產(chǎn)品缺乏馬鈴薯固有的顆粒質(zhì)地感。

3.4 閃蒸法生全粉加工工藝

閃蒸法生全粉加工工藝[8，11]：馬鈴薯原料→清洗→去皮→切分→護(hù)色→預(yù)干燥→閃蒸干燥→破碎→篩分→成品。

馬鈴薯生全粉的干燥工藝分熱風(fēng)預(yù)干燥和渦流閃蒸干燥兩步進(jìn)行，首先將馬鈴薯原料通過(guò)熱風(fēng)流化床進(jìn)行干燥，從而去除原料表面大部分的水分，再將預(yù)干燥后的產(chǎn)品通過(guò)渦流閃蒸干燥機(jī)進(jìn)行二段干燥，最后將干燥后的產(chǎn)品粉碎、篩分得到成品。由于閃蒸干燥對(duì)熱接觸時(shí)間短，干燥效率更高，在降低全粉的糊化度、提高凍融穩(wěn)定性、保持淀粉顆粒結(jié)構(gòu)完整性方面比其他工藝具有明顯的優(yōu)勢(shì)。其不僅可以克服傳統(tǒng)馬鈴薯全粉產(chǎn)品成形困難，易分散的問(wèn)題，同時(shí)可以擴(kuò)大馬鈴薯全粉在產(chǎn)品中的占比與應(yīng)用。