三種不同干燥方式對馬鈴薯全粉品質(zhì)的影響

李歡歡，劉傳菊

（湖北文理學(xué)院，湖北 襄陽 441053）

馬鈴薯是僅次于水稻、小麥、玉米的第四大糧食作物，其營養(yǎng)較為豐富[1]。馬鈴薯加工過程中最主要的問題就是其含水量較高，不耐貯藏。馬鈴薯經(jīng)脫水干制后可以加工成多種方便食品，如薯片、粉條、饅頭、面包等[2]?，F(xiàn)有生產(chǎn)工藝中，馬鈴薯用于生產(chǎn)各類食品主要采用干燥制粉技術(shù)將新鮮馬鈴薯制備成馬鈴薯顆粒粉或雪花粉，再以其作為食品配料用于生產(chǎn)[3]。馬鈴薯全粉現(xiàn)有工藝主要為噴霧干燥和滾筒干燥，這2類加工方式能耗較高，導(dǎo)致馬鈴薯全粉價(jià)格居高不下，使其制品難以大規(guī)模生產(chǎn)[4]。近年來推行的馬鈴薯主糧化中，眾多企業(yè)采用馬鈴薯生產(chǎn)面條、饅頭等主食，其主要工藝是將新鮮馬鈴薯蒸煮或打漿后配以面粉、米粉等其他原料共混后進(jìn)行加工。目前的報(bào)道，以馬鈴薯為主要原料加工的主食，其使用比例亦未超過40%[5]。因此，如能找到合適的干燥方式，能夠低成本地加工馬鈴薯全粉，將會(huì)推動(dòng)馬鈴薯主糧化的進(jìn)程。研究了真空干燥、真空冷凍干燥、鼓風(fēng)干燥3種干燥加工方式對馬鈴薯全粉品質(zhì)的影響，以期為馬鈴薯的深加工提供部分參考。

1 試驗(yàn)材料與儀器

1.1 材料與試劑

新鮮馬鈴薯，購于襄陽市沃爾瑪超市；金龍魚精煉一級大豆油，市售；檸檬酸，Na2SO3等實(shí)驗(yàn)室常用試劑均為分析純。

1.2 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

BGZ-30型鼓風(fēng)干燥箱，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)品；OZF-6090型真空干燥箱，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司產(chǎn)品；FD-1A-50型真空冷凍干燥機(jī)，北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品；TA·XT-plus型質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro Systems公司產(chǎn)品；Hunter-Lab型色差儀，上海信聯(lián)創(chuàng)作電子有限公司產(chǎn)品。

2 試驗(yàn)方法

2.1 馬鈴薯全粉加工工藝

新鮮馬鈴薯清洗去皮后用蒸鍋蒸熟后切制為5 mm厚的片狀，然后采用3種不同的干燥工藝。①鼓風(fēng)干燥：于80℃條件下干燥12 h；②真空干燥：真空度0.08 MPa，于70℃條件下干燥12 h；③真空冷凍干燥：馬鈴薯片用超低溫冰箱凍結(jié)后，在冷凍干燥機(jī)中于-10℃條件下干燥30 h[6]。馬鈴薯片干燥后用粉碎機(jī)打粉過120目篩備用。

2.2 馬鈴薯全粉持油性測試

將0.25 g樣品置于試管中，稱質(zhì)量（M1），用移液管準(zhǔn)確加入5 mL花生油，在95℃條件下加熱20 min，以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心15 min，小心傾倒出上層游離油，然后將離心管倒置15 min，瀝盡油后稱質(zhì)量 （M2）。持油能力 （OHC） 用1.0 g樣品所吸油的質(zhì)量來表示[7]：

2.3 馬鈴薯全粉吸水指數(shù)測試

參照侯飛娜等人[8]的方法。稱取0.6 g樣品于已恒質(zhì)量離心管中稱質(zhì)量（m1），加入10 mL蒸餾水振蕩混合。將離心管在30℃條件下水浴30 min后以轉(zhuǎn)速 3 000 r/min離心15 min，倒去上清液，將試管倒置2 min后稱質(zhì)量（m2），每個(gè)樣品重復(fù)3次。吸水指數(shù)（I） 采用下式計(jì)算：

2.4 馬鈴薯全粉乳化活性和乳化穩(wěn)定性測試

將0.2 g樣品加入10 mL蒸餾水與10 mL大豆油的混合液中，混合之后采用高速分散均質(zhì)機(jī)分散混勻（以轉(zhuǎn)速1 000 r/min離心5 min）。立即將所得液體分裝于2個(gè)離心管中，其中一個(gè)以轉(zhuǎn)速1 860 r/min離心 10 min， 記錄乳化層高度 （h1） 和溶液總高度（H1）。另一份于80℃條件下水浴30 min后以相同的條件離心，分別測量離心后溶液的總高度（H1） 和乳化層高度（h2），乳化活性M1和乳化穩(wěn)定性M2采用下式計(jì)算：

2.5 馬鈴薯全粉凍融穩(wěn)定性

配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%的（W/V） 馬鈴薯全粉懸浮液，在95℃水浴鍋中糊化30 min，并不斷攪拌，然后室溫下冷卻30 min，取一定量糊化液倒入塑料具塞離心管，記錄離心管質(zhì)量（G）和糊化液質(zhì)量（G0）。-18℃下冷凍24 h，之后取出離心管在30℃水浴下解凍1 h至室溫，然后以轉(zhuǎn)速5 000 r/min離心20 min，棄去上清液，稱取離心管及其內(nèi)容物總質(zhì)量（G1），計(jì)算離心管中剩余糊化液質(zhì)量。重復(fù)上述過程3次，分別記錄3次凍融析水率。析水率（T）計(jì)算如下：

2.6 馬鈴薯全粉顏色測試

采用HunterLab色差儀進(jìn)行測定。L*反映白度和亮度的綜合值，該值越大表明被測物越白亮。L*=0表示黑色，L*=100表示白色。a*為正值且值越大，表明顏色越接近純紅色；a*=0時(shí)為灰色；-a*的絕對值越大，表明越接近純綠色。b*為正值且越大，表明越接近純黃色；b*=0時(shí)為灰色；-b*的絕對值越大，表明越接近純藍(lán)色。

2.7 馬鈴薯全粉形態(tài)觀察

將馬鈴薯全粉配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的溶液，攪拌均勻，制成玻片，放入全功能生物顯微鏡中，在偏光模式下進(jìn)行形態(tài)觀察。

2.8 馬鈴薯全粉質(zhì)構(gòu)測試

配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%（W/V） 紫薯全粉懸浮液，在95℃水浴鍋中糊化30 min后冷卻至室溫，取一定量糊化液倒入測試鋁盒中，在冰箱冷藏室（4℃）放置24 h后上機(jī)測試，每個(gè)樣品做3次平行。

質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)校準(zhǔn)的要求為返回距離20 mm，返回速度10 mm/s，接觸力5 g；主要的測試參數(shù)為測試前速度1.5 mm/s，測試速度2.0 mm/s，測試后速度2.00 mm/s，測試距離5.0 mm，觸發(fā)力5.0 g，測試循環(huán)速度為1次，探頭A/BE 35 mm。

2.9 馬鈴薯全粉糊化曲線測試

稱取1.5 g樣品，加入12 g蒸餾水（料液比1∶8），用漩渦混合器混合均勻，將料液倒入不銹鋼筒中上機(jī)測試。設(shè)置參數(shù)：溫度掃描程度從35℃升溫至95℃，保溫30 min后再降溫至50℃，并再保溫30 min；升溫速率為1.5℃/min。

3 結(jié)果與分析

3.1 馬鈴薯全粉吸水性和持油能力

3種干燥方式下馬鈴薯全粉的吸水性和持油能力見表1。

表1 3種干燥方式下馬鈴薯全粉的吸水性和持油能力

馬鈴薯顆粒全粉的吸水率和吸油率對馬鈴薯顆粒全粉食品的配方設(shè)計(jì)有一定的參考意義。持水力的差異與淀粉內(nèi)部束水的位置不同有關(guān)，主要是由淀粉分子內(nèi)部羥基與分子鏈或水形成氫鍵所致。羥基與淀粉分子結(jié)合的作用大于與水分子的結(jié)合，顯示出較低的持水力，反之則顯示較高的持水力。鼓風(fēng)干燥持油性較高，真空冷凍干燥方式對淀粉結(jié)構(gòu)的破壞比其他2個(gè)方式要小，所以吸水性最大，持油性最小。

3.2 馬鈴薯全粉乳化活性及乳化穩(wěn)定性

馬鈴薯全粉的乳化活性及乳化穩(wěn)定性見表2。

表2 馬鈴薯全粉的乳化活性及乳化穩(wěn)定性

由表2可知，乳化活性依次為真空冷凍干燥＞真空干燥＞鼓風(fēng)干燥，乳化穩(wěn)定性依次為鼓風(fēng)干燥＞真空干燥＞真空冷凍干燥，乳化活性越高，穩(wěn)定性越低。由于不同干燥方式制備的馬鈴薯全粉蛋白含量差異較大，溫度過高蛋白質(zhì)變性，蛋白分子聚集出現(xiàn)，使分散程度降低，從而降低了乳化性質(zhì)。

3.3 馬鈴薯全粉凍融穩(wěn)定性

馬鈴薯全粉的凍融穩(wěn)定性見表3。

表3 馬鈴薯全粉的凍融穩(wěn)定性

凍融析水率可以反映馬鈴薯全粉在冷加工或貯藏過程中的穩(wěn)定性，凍融析水力低，說明低溫穩(wěn)定性好。從第1次凍融析水率來看，真空干燥＞鼓風(fēng)干燥＞真空冷凍干燥；經(jīng)過3次反復(fù)凍融后的總析水率，3種干燥方式無明顯差異。由于真空冷凍干燥所制得的馬鈴薯粉本身經(jīng)過低溫凍結(jié)，破壞了連接直鏈淀粉與支鏈淀粉直鏈部分的氫鍵，導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)孔洞變大，析水率升高。

3.4 馬鈴薯全粉色度分析

3種干燥方式下馬鈴薯全粉的色度見表4。

表4 3種干燥方式下馬鈴薯全粉的色度

根據(jù)L*值看出真空冷凍干燥后的全粉最白亮，依次是真空干燥、鼓風(fēng)干燥。根據(jù)a*，b*值看出真空冷凍干燥偏向于黃綠色，真空干燥和鼓風(fēng)干燥偏向于紅黃色，由于真空和鼓風(fēng)2種干燥方式經(jīng)過了高溫處理，可能產(chǎn)生部分褐變。

3.5 馬鈴薯全粉的顆粒形態(tài)觀察

3種干燥方式下馬鈴薯全粉的顯微照片見圖1。

由圖1可知，馬鈴薯淀粉顆粒有明顯的偏光十字，但是經(jīng)過干燥加工后，3種干燥方式下馬鈴薯全粉顆粒均無明顯偏光十字。這主要是因?yàn)榻?jīng)過蒸煮和干燥后馬鈴薯中的淀粉顆粒已吸水，發(fā)生膨脹和糊化。在3種不同的干燥條件下馬鈴薯全粉顆粒形態(tài)亦有明顯差異。真空冷凍干燥馬鈴薯全粉顆粒形態(tài)較為均一，真空干燥和鼓風(fēng)干燥顆粒大小不一且形態(tài)各異。

圖1 3種干燥方式下馬鈴薯全粉的顯微照片

3.6 馬鈴薯全粉質(zhì)構(gòu)特性

3種干燥方式對馬鈴薯全粉質(zhì)構(gòu)的影響見表5。

表5 3種干燥方式對馬鈴薯全粉質(zhì)構(gòu)的影響

由表5可知，真空冷凍干燥的馬鈴薯全粉質(zhì)構(gòu)與真空干燥和鼓風(fēng)干燥有顯著性差異。真空冷凍干燥的馬鈴薯全粉凝膠的堅(jiān)實(shí)度、黏稠度和內(nèi)聚性均高于其他2種干燥方式。

3.7 馬鈴薯全粉的黏度分析

馬鈴薯全粉的黏度曲線見圖2。

圖2 馬鈴薯全粉的黏度曲線

由圖2可知，真空冷凍干燥的馬鈴薯全粉黏度最高，其峰值黏度在試驗(yàn)條件下已經(jīng)超出測試范圍，其次是真空干燥和鼓風(fēng)干燥。此外，冷糊黏度和峰值黏度的差值反映了馬鈴薯全粉的回生度，真空冷凍干燥和真空干燥的回生度均為負(fù)值，鼓風(fēng)干燥的為正值，說明真空冷凍干燥和真空干燥馬鈴薯全粉的冷糊不易回生。

4 結(jié)論

3種干燥方式制成的馬鈴薯全粉性能差異較大。真空冷凍干燥全粉吸水性最好、持油性最低；乳化活性最好，但其乳化穩(wěn)定性最差；全粉顆粒均一，顏色較為白亮；全粉凝膠的堅(jiān)實(shí)度、黏稠度和內(nèi)聚性較好；有較大的冷糊黏度，且不易回生。