馬鈴薯粉皮加工工藝研究

張龍，張正茂，2，*

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西楊凌712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院，陜西楊凌712100）

馬鈴薯是二十一世紀(jì)的熱門營養(yǎng)健康食品，產(chǎn)量高，效益好，用途廣，營養(yǎng)豐富，加工增值潛力大，發(fā)展前景廣闊，已成為最有發(fā)展前景的經(jīng)濟(jì)作物之一[1]，在國內(nèi)外市場(chǎng)備受關(guān)注。2015年，農(nóng)業(yè)部宣布中國啟動(dòng)馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，預(yù)計(jì)到2020年，一半以上的馬鈴薯將作為主糧進(jìn)行消費(fèi)[2]。馬鈴薯塊莖的淀粉含量一般為12%～22%，是生產(chǎn)淀粉的重要原料之一[3]。

粉皮是典型淀粉凝膠食品代表之一，在我國具有悠久的歷史。淀粉經(jīng)糊化后發(fā)生凝膠化，形成抗性淀粉，而抗性淀粉具有熱值低等特征[4-5]，添加到食物中會(huì)起到類似于膳食纖維的效果[6-12]。粉皮作為抗性淀粉的良好載體，來源廣泛、價(jià)格低廉、簡單易得，市場(chǎng)廣闊，對(duì)人體健康具有重要意義[13]。趙力超等[14]研究發(fā)現(xiàn)，不溶性直鏈淀粉的含量以及淀粉的冷、熱糊穩(wěn)定性與粉皮品質(zhì)呈顯著相關(guān)，說明可以通過這些指標(biāo)來預(yù)測(cè)粉皮的加工品質(zhì)。邢燕等[15]研究表明，以綠豆淀粉制成的粉皮相比，以綠豆淀粉和糯米粉復(fù)配粉為原料制成的粉皮的硬度、吸水能力、口感較好，是由綠豆淀粉和糯米粉的復(fù)配降低復(fù)配粉中的直鏈淀粉含量所致的。

粉皮在我國已有上千年的發(fā)展歷史，生產(chǎn)廠家眾多，制作方法多種多樣，但馬鈴薯粉皮的生產(chǎn)多是憑經(jīng)驗(yàn)，缺乏生產(chǎn)加工的技術(shù)參數(shù)。本研究以馬鈴薯淀粉為原料，研究馬鈴薯粉皮加工中料水比、水溫、糊化時(shí)間、干燥溫度對(duì)粉皮煮沸損失、膨脹度、煮湯透明度及斷條率的影響，篩選出最佳加工工藝參數(shù)，為馬鈴薯粉皮的生產(chǎn)加工和淀粉應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料

馬鈴薯淀粉：西安好再來調(diào)味品廠。

1.2 主要儀器設(shè)備

WG-71型空氣干燥箱：天津泰斯特儀器有限公司；UV-1780紫外可見分光光度計(jì)：日本島津公司；BCD-235YD海爾家用電冰箱：青島海爾股份有限公司；SDHCB9E10-210電磁爐：浙江蘇泊爾股份有限公司。

1.3 方法

馬鈴薯粉皮的制作[16]：取馬鈴薯淀粉5 g，加水溶解→加入其余的馬鈴薯淀粉，攪拌→加水成淀粉糊，攪拌均勻→取適量淀粉糊置于糊化盤→加熱糊化→冷卻→揭皮→烘箱干燥（含水量≤15%）→成品。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 粉皮煮沸損失、膨脹度及斷條率的測(cè)定

參考朱翱翔等[17]方法，并稍作修改。取20根粉皮（長約10 cm，寬約5 cm）放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，烘干至恒重，稱其重量為m1；之后將其放入盛有500 mL沸水的燒杯中，煮至3 min后，濾網(wǎng)過濾；取玻璃棒將粉皮分開，記錄斷條數(shù)，并將粉皮攤晾10 min，稱其質(zhì)量為m2；將稱量后的粉皮烘干至恒重m3。通過以下公式計(jì)算煮沸損失、膨脹率和斷條率：

1.4.2 粉皮復(fù)煮煮湯透明度測(cè)定

取1.4.1中復(fù)煮粉皮的煮湯置試管中冷卻至室溫后，以蒸餾水為對(duì)照，在620 nm下測(cè)煮湯的透光率，即煮湯的透明度。每個(gè)樣品測(cè)試3次，取平均值。

1.4.3 粉皮含水量的測(cè)定

水分測(cè)定執(zhí)行GB 5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2016和SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1.6 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取料水比、水溫及糊化時(shí)間為影響因子，粉皮煮沸損失及斷條率為試驗(yàn)指標(biāo)，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)。因素水平表如表1所示。

表1 因素水平正交試驗(yàn)表Table 1 Table of factors and levels

2 結(jié)果與分析

2.1 烹煮時(shí)間對(duì)馬鈴薯粉皮品質(zhì)的影響

以料水比 1.0∶7.0（g/mL），60℃水溶解，糊化時(shí)間3 min。干燥溫度60℃，采用1.3的制作工藝制作粉皮。由預(yù)試驗(yàn)得知，粉皮烹煮2 min后，中間白芯基本消失，即為粉皮煮熟[18]。因此，以2 min為基準(zhǔn)，測(cè)定不同烹煮時(shí)間下（2、3、4、5、6 min）粉皮的烹煮特性結(jié)果見表2、表3。

表2 烹煮時(shí)間對(duì)馬鈴薯粉皮烹煮特性的影響Table 2 Effect of boiling time on the cooking properties of potato starch sheets jelly

表3 馬鈴薯粉皮烹煮特性與烹煮時(shí)間的相關(guān)性分析Table 3 The correlation analysis between the cooking properties of potato starch sheets jelly and the boiling time

由表2可知，隨著烹煮時(shí)間的增加，馬鈴薯粉皮煮沸損失、膨脹度均隨之增大。煮沸損失在烹煮4 min后，顯著增大（P<0.05），且烹煮時(shí)間越長，煮沸損失越大；粉皮膨脹度在烹煮3 min后，顯著增大（P<0.05），隨著烹煮時(shí)間的增加，膨脹度無明顯變化。隨著烹煮時(shí)間的增加，馬鈴薯粉皮的斷條率逐漸增加，在烹煮5 min后差異顯著（P<0.05），說明馬鈴薯粉皮的耐煮性較差，不宜烹煮時(shí)間過長。馬鈴薯粉皮煮湯的透明度隨著烹煮時(shí)間的增加而逐漸降低，在烹煮4min后差異顯著（P<0.05）。馬鈴薯粉皮的煮沸損失和斷條率與烹煮時(shí)間呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），煮湯透明度與烹煮時(shí)間呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）（表3）。煮湯透明度的降低主要與粉皮煮沸損失的增大有關(guān)，烹煮時(shí)間越長，粉皮中的可溶性成分及碎屑進(jìn)入煮湯中的數(shù)量越多。綜合考量烹煮時(shí)間對(duì)馬鈴薯粉皮烹煮特性的影響，粉皮在沸水中以烹煮3 min為宜。

2.2 料水比對(duì)馬鈴薯粉皮品質(zhì)的影響

將淀粉與水（水溫60℃）的比例設(shè)置為1.0∶4.0、1.0 ∶5.0、1.0 ∶6.0、1.0 ∶7.0、1.0 ∶8.0（g/mL）溶解淀粉，糊化時(shí)間3 min，干燥溫度60℃，采用1.3制作工藝制作粉皮。粉皮復(fù)煮3 min后，測(cè)定粉皮的烹煮性質(zhì)，結(jié)果見表4、表5。

表4 料水比對(duì)馬鈴薯粉皮烹煮性質(zhì)的影響Table 4 Effect of material-water ratio on the cooking properties

表5 馬鈴薯粉皮烹煮特性與料水比的相關(guān)性分析Table 5 The correlation analysis between the cooking properties of potato starch sheets jelly and the material-water ratio

由表4可知，隨著料水比的增加，粉皮干物質(zhì)含量、膨脹度逐漸降低；當(dāng)料水比達(dá)到1.0∶6.0（g/mL）以上時(shí)，干物質(zhì)含量及膨脹度顯著降低（P<0.05）。粉皮的煮沸損失先減小后增大，當(dāng)料水比為1.0∶4.0（g/mL）時(shí)煮沸損失最大，達(dá)到14%左右；當(dāng)料水比為1.0∶5.0（g/mL）時(shí)煮沸損失最?。≒<0.05）；在料水比為 1.0∶6.0（g/mL）至1.0∶8.0（g/mL）的范圍內(nèi)時(shí)，粉皮的煮沸損失顯著升高（P<0.05）。馬鈴薯粉皮的干物質(zhì)含量與料水比呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），斷條率和煮湯透明度與料水比呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）（表5）。粉皮在烹煮時(shí)不斷吸收水分，粉皮內(nèi)部的淀粉重新糊化，使粉皮具有一定的彈性，在此過程中，粉皮的吸水膨脹加速了粉皮的可溶性物質(zhì)及碎屑進(jìn)入煮湯中，導(dǎo)致了煮沸損失[19]。朱翱翔等[17]認(rèn)為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能跟淀粉糊化過程有關(guān)，一般來說，淀粉糊化分為3個(gè)主要階段，其中在第3個(gè)階段，隨著溫度的升高，淀粉晶體內(nèi)部充斥著更多的水分，伴隨著更多的淀粉分子的溶出，淀粉顆粒的體積繼續(xù)增大，繼而過度膨脹，導(dǎo)致了煮沸損失。粉皮中淀粉的比例越高，粉皮吸水性越強(qiáng)，膨脹度就越大，反之，膨脹度越小，說明淀粉與水的不同比例，對(duì)粉皮的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了不同的影響。馬鈴薯粉皮的煮湯透明度和斷條率增大，當(dāng)料水比達(dá)到1.0∶5.0（g/mL）時(shí)，煮湯透明度顯著增加（P<0.05）。當(dāng)料水比達(dá)到 1.0∶7.0（g/mL）時(shí)，粉皮斷條率顯著增大（P<0.05），這可能是因?yàn)殡S著料水比的增加，粉皮中直鏈淀粉的含量減少所致[20]。綜合料水比對(duì)馬鈴薯粉皮烹煮特性的影響，在本研究中，料水比為 1.0 ∶5.0（g/mL）為宜。

2.3 水溫對(duì)馬鈴薯粉皮品質(zhì)的影響

以料水比為 1.0 ∶5.0（g/mL），分別以 60、70、80、90、100℃溶解馬鈴薯淀粉，糊化時(shí)間3 min，干燥溫度60℃采用1.3的制作工藝制作粉皮。將其烹煮3 min后，測(cè)定不同水溫下粉皮的烹煮特性，結(jié)果見表6、表7。

表6 水溫對(duì)馬鈴薯粉皮烹煮特性的影響Table 6 Effect of water temperature on the cooking properties of potato starch sheets jelly

表7 馬鈴薯粉皮烹煮特性與水溫的相關(guān)性分析Table 7 The correlation analysis between the cooking properties of potato starch sheets jelly and the water temperature

由表6可知，隨著溶解馬鈴薯淀粉的水溫升高，粉皮的干物質(zhì)含量逐漸增大。當(dāng)水溫達(dá)到80℃以上時(shí)，干物質(zhì)含量顯著增加（P＜0.05），粉皮的煮沸損失和斷條率均顯著降低（P＜0.05），粉皮的膨脹度略有增加（P＞0.05）。馬鈴薯粉皮的干物質(zhì)含量和膨脹度與水溫呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），煮沸損失與水溫呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），斷條率和煮湯透明度與水溫呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）（表7）。這說明用較高溫度的水溶解淀粉不僅有利于提高粉皮的干物質(zhì)含量，而且降低粉皮的煮沸損失和斷條率，改善糊湯。綜合水溫對(duì)馬鈴薯粉皮烹煮性質(zhì)的影響，在研究中，溶解淀粉的水溫應(yīng)以80℃為宜。

2.4 糊化時(shí)間對(duì)馬鈴薯粉皮品質(zhì)的影響

以料水比為 1.0∶5.0（g/mL），80℃水溶解淀粉，糊化時(shí)間設(shè)定為 2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 min，干燥溫度 60 ℃采用1.3的制作工藝制作粉皮。將其烹煮3 min后，測(cè)定不同糊化時(shí)間下粉皮的烹煮特性，結(jié)果見表8、表9。

表8 糊化時(shí)間對(duì)馬鈴薯粉皮烹煮特性的影響Table 8 Effect of gelatinization time on the cooking properties of potato starch sheets jelly

表9 馬鈴薯粉皮烹煮特性與糊化時(shí)間的相關(guān)性分析Table 9 The correlation analysis between the cooking properties of potato starch sheets jelly and the gelatinization time

由表8可知，隨著糊化時(shí)間的增加，馬鈴薯粉皮的干物質(zhì)含量和膨脹度提高（P＜0.05）；糊化時(shí)間達(dá)到3 min以后，變化不明顯（P＞0.05）；粉皮的煮沸損失減小。糊化時(shí)間為3.5 min時(shí)，煮沸損失最小，為9.43%（P＜0.05）。粉皮的斷條率隨糊化時(shí)間的增加而逐漸降低，煮湯透明度逐漸升高。在糊化時(shí)間為2.0 min～3.0 min內(nèi)，粉皮的斷條率由52.5%降至32.5%（P＜0.05）；煮湯透明度提高11.16%（P＜0.05）。馬鈴薯粉皮的干物質(zhì)含量和膨脹度與糊化時(shí)間呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），煮沸損失和斷條率與糊化時(shí)間呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），煮湯透明度與糊化時(shí)間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）（表9）。以上結(jié)果表明適宜的增加糊化時(shí)間可以使粉皮更加凝實(shí)，結(jié)構(gòu)更加緊密，有利于改善粉皮的品質(zhì)。綜合糊化時(shí)間對(duì)馬鈴薯粉皮烹煮性質(zhì)的影響，在本研究中，粉皮的糊化時(shí)間應(yīng)以3.5 min為宜。

2.5 干燥溫度對(duì)馬鈴薯粉皮品質(zhì)的影響

以料水比為 1.0∶5.0（g/mL），80℃水溶解淀粉，糊化時(shí)間為 3.5 min，干燥溫度設(shè)定為 30、40、50、60、70℃，采用1.3的制作工藝制作粉皮。將其烹煮3 min后，測(cè)定不同干燥溫度下粉皮的烹煮特性，結(jié)果見表10、表11。

表10 干燥溫度對(duì)馬鈴薯粉皮烹煮性質(zhì)的影響Table 10 Effect of drying temperature on the cooking properties of potato starch sheets jelly

表11 馬鈴薯粉皮烹煮特性與干燥溫度的相關(guān)性分析Table 11 The correlation analysis between the cooking properties of potato starch sheets jelly and the drying temperature

由表10可知，隨著干燥溫度的升高，粉皮的干物質(zhì)含量逐漸降低，粉皮在30℃～40℃下干燥干物質(zhì)含量最高（P＜0.05），達(dá)到 87.82%～87.79%。粉皮的煮沸損失隨干燥溫度的升高逐漸增大，且在糊化溫度達(dá)到50℃以上時(shí)，煮沸損失顯著增大（P＜0.05）。粉皮的膨脹度、斷條率及煮湯透明度受干燥溫度的影響不大（P＞0.05）。馬鈴薯粉皮的干物質(zhì)含量與粉皮的干燥溫度呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），粉皮的煮沸損失與干燥溫度呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），煮湯透明度與干燥溫度呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）（表11）。以上結(jié)果表明在較低溫度下干燥的粉皮品質(zhì)較好。綜合糊化時(shí)間對(duì)馬鈴薯粉皮烹煮特性的影響，在本研究中，粉皮的干燥溫度應(yīng)以40℃為宜。

2.6 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表12～表14。

表12 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 12 Orthogonal experiment design and results

表13 馬鈴薯粉皮煮沸損失因素主次統(tǒng)計(jì)Table 13 Primary and secondary statistical of boiling loss of potato starch sheets jelly factor

表14 馬鈴薯粉皮斷條率因素主次統(tǒng)計(jì)Table 14 Primary and secondary statistical of broken ratio of potato starch sheets jelly factor

由表13可知，各因素對(duì)馬鈴薯粉皮煮沸損失的影響順序?yàn)椋篈（料水比）＞C（糊化時(shí)間）＞B（水溫）＞D（干燥溫度），即料水比對(duì)馬鈴薯粉皮煮沸損失的影響最大。最優(yōu)組合為 A2B1C1D2，即料水比 1.0 ∶5.0（g/mL），水溫80℃，糊化時(shí)間3 min，干燥溫度40℃。

由表14可知，各因素對(duì)馬鈴薯粉皮斷條率的影響順序?yàn)椋篈（料水比）＞B（水溫）＞C（糊化時(shí)間）＞D（干燥溫度），即料水比對(duì)馬鈴薯粉皮煮沸損失的影響最大。最優(yōu)組合為 A2B3C1D3，即料水比 1.0 ∶5.0（g/mL），水溫100℃，糊化時(shí)間3 min，干燥溫度50℃。

綜上，結(jié)合正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析，對(duì)條件組合 A2B1C1D2、A2B3C1D3、A2B3C1D1進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果見表15。

表15 不同條件下馬鈴薯粉皮的煮沸損失及斷條率Table 15 The boiling loss and broken ratio of potato starch sheets jelly under different processing conditions

由表15可知，組合A2B1C1D2和組合A2B3C1D1制得的馬鈴薯粉皮的煮沸損失無顯著差異（P＜0.05），均顯著低于組合A2B3C1D3（P＜0.05）；在斷條率方面，組合A2B3C1D3和組合A2B3C1D1無顯著差異，均顯著低于組合A2B1C1D2（P＜0.05）。因此，選定A2B3C1D1為最佳工條件組合，即料水比 1.0∶5.0（g/mL），水溫 100 ℃，糊化時(shí)間3 min，干燥溫度30℃。

3 結(jié)論

通過研究料水比、水溫、糊化時(shí)間及干燥溫度對(duì)馬鈴薯粉皮的品質(zhì)的影響，可以得出以下結(jié)論：

1）料水比以 1.0 ∶5.0（g/mL）為宜，干燥溫度以 40 ℃為宜，此時(shí)粉皮煮沸損失最?。≒<0.05）。

2）以80℃水溶解馬鈴薯淀粉為宜，糊化時(shí)間控制在3.5 min為宜，此時(shí)粉皮煮沸損失和斷條率顯著降低（P<0.05）。

3）通過正交試驗(yàn)，得到制作馬鈴薯粉皮的最佳工藝，即料水比 1.0 ∶5.0（g/mL），水溫 100 ℃，糊化時(shí)間3 min，干燥溫度30℃。在此工藝條件下，粉皮的煮沸損失為10.79%，斷條率為18.33%，粉皮的品質(zhì)較好。