馬鈴薯片干燥工藝及品質(zhì)研究

劉麗 徐洪巖 張明爽 于倩倩

摘要 以尤金品種馬鈴薯為試驗(yàn)材料，通過(guò)單因素試驗(yàn)得出最佳的熟化方法，并對(duì)馬鈴薯干片傳統(tǒng)加工方法及加工工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，最佳的熟化方法是熱水漂燙，達(dá)到所需熟化程度需6 min，馬鈴薯片最適厚度為0.5 cm，40、50、60、70、80 ℃干燥溫度下，馬鈴薯片的干燥時(shí)間分別為9、8、8、6、6 h。優(yōu)化方法比傳統(tǒng)方法更節(jié)省干燥前的加工時(shí)間和人工成本，2種方法所需的干燥時(shí)間相同，漂燙熟化法的營(yíng)養(yǎng)損失量略高于蒸制熟化法。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯干片;傳統(tǒng)工藝;優(yōu)化工藝;熱風(fēng)干燥;品質(zhì)

中圖分類號(hào) TS-255? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2021）13-0190-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.13.048

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on Drying Technology and Quality Test of Potato Slices

LIU Li， XU Hong yan， ZHANG Ming shuang et al

（Keshan Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Keshan， Heilongjiang 161606）

Abstract With Eugene potato as the test material， the optimal processing parameters of mature method was obtained through a single factor experiment， and the parameters of the traditional processing method and processing parameters of potato dry chips were optimized.The result showed that the optimal processing parameters of mature method was blanching with boiling water， and the required time for the mature was 6 minutes. The optimum thickness of potato slices was 0.5 cm. The drying time of potato chips was 9 h， 8 h， 8 h， 6 h and 6 h respectively at 40 ℃， 50 ℃， 60 ℃， 70 ℃ and 80 ℃.The optimized method saved more processing time and labor cost before drying than the traditional method. The drying time required by the two methods was the same， and the nutrient loss of water cooking method was slightly higher than that of steaming method.

Key words Dried potato slices;Traditional technology;Optimized technology;Hot air drying;Quality

馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)豐富，糧菜兼用。在種植方面，馬鈴薯的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求低，耐干旱貧瘠，產(chǎn)量高，因此在世界范圍內(nèi)廣泛種植[1-3]，與麥、稻、玉米、高粱并稱世界五大糧食作物[4-7]。在存儲(chǔ)方面，馬鈴薯產(chǎn)量巨大，但由于馬鈴薯塊莖含水量高、易發(fā)芽、難儲(chǔ)存的特點(diǎn)，導(dǎo)致馬鈴薯貨架期短，極易腐爛，很難運(yùn)輸和長(zhǎng)期儲(chǔ)藏。鮮食馬鈴薯在時(shí)間上具有局限性，往往在收獲季節(jié)過(guò)后，會(huì)有大量馬鈴薯庫(kù)存，增加了種植和銷售風(fēng)險(xiǎn)，降低了收益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，秋冬馬鈴薯的貯存損失率在5%～15%，相當(dāng)于損失66.67萬(wàn)hm2左右的年產(chǎn)出。從而制約了馬鈴薯的種植面積和推廣范圍。

我國(guó)馬鈴薯近50%的產(chǎn)量進(jìn)行留種、鮮食和飼用，5%用于出口，只有約14%用于加工淀粉、粉條、全粉、薯?xiàng)l薯片等[8]。美國(guó)馬鈴薯的消耗量占總產(chǎn)量的76%，加上加工淀粉、飼料和酒精的消耗，總加工量可達(dá)85%左右[9-10]。日本馬鈴薯年產(chǎn)351.2萬(wàn)t，年加工鮮薯占總量的86%。德國(guó)年進(jìn)口200多萬(wàn)t馬鈴薯食品，英國(guó)每年用于食品生產(chǎn)的馬鈴薯約450萬(wàn)t[11-12]。綜上所述，全球馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)處于如日方升的發(fā)展階段，我國(guó)馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)亟待發(fā)展。

近年來(lái)，干制蔬菜的需求呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)。隨著生活節(jié)奏加快，人們追求烹調(diào)簡(jiǎn)便化，餐館、食堂對(duì)半加工產(chǎn)品和速食產(chǎn)品需求量增大。馬鈴薯干片是將馬鈴薯熟化后切片，通過(guò)晾曬或加熱干燥去除大部分水分。食用方法多以浸泡復(fù)水后炒或燉的形式。該傳統(tǒng)方法能夠有效延長(zhǎng)馬鈴薯的保質(zhì)期，并且創(chuàng)造了馬鈴薯干片獨(dú)特的口感和風(fēng)味。同時(shí)，干制馬鈴薯質(zhì)量和價(jià)格比鮮薯穩(wěn)定，無(wú)不可食用部分，且易儲(chǔ)存。傳統(tǒng)加工方式采用手工進(jìn)行，先熟化再需手工剝皮后切片，蒸熟時(shí)間、切片厚度等都通過(guò)經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制，這種方式容易導(dǎo)致厚度不均勻、熟化程度不一致，人工切片導(dǎo)致碎塊太多、損失較大，造成不必要的浪費(fèi)，而且人工成本較大、產(chǎn)量小、耗時(shí)費(fèi)力。

該試驗(yàn)采用熱風(fēng)干燥方式，通過(guò)對(duì)加工工藝的優(yōu)化，在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，先切后熟化，機(jī)器精確調(diào)控切制規(guī)格和蒸煮時(shí)間，形成一套完備、合理、高效的制作加工技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院種植的尤金品種馬鈴薯。原料選擇飽滿、無(wú)芽變的馬鈴薯為原料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

FD53型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（德國(guó)賓得公司）;通用型電子天平（上海?？惦娮觾x器廠，精度0.001 g）;SD-1193型果蔬切片機(jī)（lekker品牌）;ZBDG-38型多功能電熱蒸鍋（眾寶電器廠，額定輸入功率2 100 W）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 馬鈴薯干片的傳統(tǒng)加工方法和優(yōu)化加工方法。

1.3.1.1 傳統(tǒng)手工方法。選擇飽滿、無(wú)芽變的馬鈴薯作為原料，清洗干凈，煮至七八成熟，撈出晾涼后剝皮切5～8 mm厚片，自然晾干或烘干。

1.3.1.2

優(yōu)化方法。選擇飽滿、無(wú)芽變的馬鈴薯作為原料，清洗干凈后去皮切5 mm片，水中浸泡清洗去表面淀粉，水煮至七八成熟，撈出過(guò)涼水，自然晾干或烘干。

1.3.2 馬鈴薯干片干燥工藝流程。

試驗(yàn)前將待測(cè)馬鈴薯樣品恢復(fù)至室溫，清洗后去皮，使用切片機(jī)將馬鈴薯切成一定厚度，為保證試驗(yàn)的一致性，將馬鈴薯片的橫截面統(tǒng)一規(guī)格為3 cm×3 cm，切片后清水中浸泡5 min，去除表面的淀粉，當(dāng)鍋中水沸騰時(shí)，將馬鈴薯片平鋪在蒸籠上或倒入沸水中，經(jīng)不同方法熟化后投入涼水中冷卻5 min，瀝干水分平鋪在物料盤(pán)中，干燥箱中烘干。

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)置，選擇不同的熟化方法（熱蒸汽法和熱水漂燙法）、不同的熟化時(shí)間（0、2、4、6、8、10 min）、不同的馬鈴薯片厚度（0.4、0.5、0.6、0.7 cm）、不同的干燥溫度（40、50、60、70、80 ℃）、不同的加工方法（傳統(tǒng)方法和優(yōu)化方法）。干燥過(guò)程中，每隔1 h測(cè)定質(zhì)量，直至含水率降至0.1 g/g以下停止干燥。

1.4 指標(biāo)測(cè)定方法

1.4.1 干基含水率的測(cè)定。

不同干燥時(shí)間的馬鈴薯干基含水率同尹慧敏[14]的計(jì)算公式：

Mt=mt-mgmg

式中，mt為t時(shí)刻馬鈴薯質(zhì)量（g）;mg為馬鈴薯干物質(zhì)質(zhì)量（g）。

1.4.2 干燥速率的測(cè)定。計(jì)算公式如下：

DR=Mt1-Mt2t2-t1

式中，Mt1和Mt2為t1和t2時(shí)刻的干基含水率（g/g）。

1.4.3 淀粉、蛋白質(zhì)和還原糖含量的測(cè)定。

使用上海羽朵生物科技有限公司提供的試劑盒測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱蒸汽熟化時(shí)間對(duì)馬鈴薯片干燥過(guò)程的影響

分別設(shè)置0、2、4、6、8、10 min熱蒸汽熟化時(shí)間，熟化后70 ℃熱風(fēng)干燥，每1 h測(cè)一次質(zhì)量，至質(zhì)量恒定。由圖1可知，6種熟化時(shí)間干燥曲線趨勢(shì)基本相同。初始干基含水率平均值為3.47 g/g。隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，干基含水率逐漸下降，0、2、4 min在第7小時(shí)時(shí)干基含水率無(wú)限趨于0，6、8、10 min在第8小時(shí)時(shí)干基含水率無(wú)限趨于0。

2.2 漂燙熟化時(shí)間對(duì)馬鈴薯片干燥過(guò)程的影響

分別設(shè)置0、2、4、6、8、10 min熱水漂燙熟化時(shí)間。由圖2可知，干燥曲線趨勢(shì)基本相同。初始干基含水率平均值為4.09 g/g。隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，干基含水率逐漸下降，0、2、4、6 min在第6小時(shí)時(shí)干基含水率趨于0，8、10 min在第7小時(shí)時(shí)干基含水率無(wú)限趨于0，可見(jiàn)干燥所需時(shí)間隨著熟化時(shí)間延長(zhǎng)而增加。

2.3 不同熟化方法對(duì)馬鈴薯片干燥過(guò)程的影響

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蒸制和漂燙2種熟化方法達(dá)到相同七八成熟程度時(shí)，漂燙所需時(shí)間為6 min，蒸制需8 min。當(dāng)漂燙加熱4 min時(shí)，馬鈴薯片硬度大，不易折斷;但加熱6 min時(shí)，硬度明顯減小，用勺子即可將馬鈴薯摁壓折斷。對(duì)達(dá)到相同熟化程度的干基含水率進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（圖3），漂燙6 min的初始干基含水率高于蒸制8 min馬鈴薯片的干基含水率，漂燙6 min的干基含水率下降速率較蒸制8 min的速率快，漂燙6 min的干基含水率在第6小時(shí)時(shí)無(wú)限趨于0，蒸制8 min的干基含水率在第8小時(shí)時(shí)無(wú)限趨于0。因此，可認(rèn)定漂燙6 min所需的干燥時(shí)間比蒸制8 min的干燥時(shí)間短。

2.4 不同熟化方法對(duì)馬鈴薯干片品質(zhì)的影響

分別對(duì)蒸制和漂燙不同時(shí)間的馬鈴薯干片的淀粉、蛋白蛋和還原糖進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖4，由圖4可知，隨著熟化時(shí)間的延長(zhǎng)，淀粉含量、還原糖含量和蛋白質(zhì)含量都在逐漸減少，分析可能原因是熟化過(guò)程三者有消耗和分解為其他物質(zhì)。并且漂燙的熟化過(guò)程的淀粉含量和蛋白質(zhì)含量比蒸制的含量略低，分析可能原因是隨著在水中停留的時(shí)間延長(zhǎng)，部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)一定的通路位移到馬鈴薯片的表面進(jìn)而游離于水中，時(shí)間越長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失越多。

2.5 不同厚度馬鈴薯片對(duì)熟化時(shí)間和干燥速率的影響

選擇0.4、0.5、0.6和0.7 cm 4種厚度的馬鈴薯片，進(jìn)行70 ℃熱風(fēng)干燥處理，記錄干燥所需時(shí)間。由圖5可知，0.4和0.5 cm厚度的馬鈴薯片達(dá)到干燥分別需5和6 h，0.6和0.7 cm厚度的馬鈴薯片干燥時(shí)間相同，均為7 h。4種厚度的馬鈴薯片初始干基含水率處于同一水平，干基含水率的下降趨勢(shì)相似。0.4 cm厚度的馬鈴薯片干基含水率的下降速率比其他3個(gè)處理稍快。在各個(gè)測(cè)量的時(shí)間點(diǎn)，除初始干基含水率外，0.4 cm厚度的馬鈴薯片的干基含水率都比其他3個(gè)處理低，而0.7 cm厚度的馬鈴薯片的干基含水率都較其他3個(gè)處理高。說(shuō)明厚度能夠影響馬鈴薯片的干燥過(guò)程。

2.6 不同干燥溫度與干燥時(shí)間的關(guān)系

為確定干燥溫度與干燥時(shí)間的關(guān)系，分別設(shè)置40、50、60、70、80 ℃對(duì)馬鈴薯片進(jìn)行干燥試驗(yàn)，以確定不同干燥溫度下的干燥時(shí)間。由表1可知，各處理初始干基含水率在3.62～4.25 g/g，差異不顯著;平均干燥速率0.40～0.69 g/（g·h），從方差分析結(jié)果可知，70 ℃與80 ℃之間的平均干燥速率差異不顯著，但與其他3個(gè)處理（40、50、60 ℃）的差異達(dá)到了顯著水平。80 ℃干燥處理過(guò)程中最大干燥速率達(dá)2.18 g/（g·h），與其他4個(gè)溫度處理之間達(dá)到了極顯著水平。

2.7 傳統(tǒng)工藝與優(yōu)化工藝生產(chǎn)馬鈴薯干片品質(zhì)對(duì)比分析

由圖6可知，2種方法的干燥時(shí)間均為6 h，干基含水率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)下降的趨勢(shì)相似。傳統(tǒng)方法和優(yōu)化方法的初始干基含水率差異較大，傳統(tǒng)方法的馬鈴薯片初始干基含水率高于優(yōu)化方法的馬鈴薯片，且差異達(dá)到了顯著水平。在干基含水率下降的過(guò)程中，傳統(tǒng)方法干基含水率下降速率高于優(yōu)化方法。

對(duì)傳統(tǒng)加工工藝和優(yōu)化加工工藝的馬鈴薯干片進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的檢測(cè)，分別測(cè)定蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖的含量，以鮮薯為對(duì)照，結(jié)果如表2，鮮薯的含量最高，傳統(tǒng)工藝含量次之，優(yōu)化工藝含量最低。分析原因可能是由于優(yōu)化方法采用水煮的熟化方法，隨著水流的沖刷，導(dǎo)致部分營(yíng)養(yǎng)流失。但經(jīng)加熱后，各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均有損失。

3 討論與結(jié)論

傳統(tǒng)加工方法采用煮制的方法進(jìn)行熟化，將整個(gè)馬鈴薯帶皮放入少量水中進(jìn)行煮制，此方法的缺點(diǎn)是受熱不均勻，熟化程度不好掌控，熟化后要等待馬鈴薯降溫后才能去皮后切片，由于馬鈴薯已經(jīng)熟化，所以只能利用人工去皮，作業(yè)量大且進(jìn)度緩慢，浪費(fèi)時(shí)間成本。切制過(guò)程中由于馬鈴薯已經(jīng)熟化，結(jié)構(gòu)松散，若刀鋒稍鈍或速度稍慢或稍快等因素，在外力的作用下較難成型，容易導(dǎo)致片型不完整，造成部分浪費(fèi)。并且薯片表面粗糙、品質(zhì)下降。優(yōu)化方法采用先去皮切片的方法，在熟化之前進(jìn)行去皮可采用馬鈴薯去皮機(jī)，可大大縮短時(shí)間成本，減少人工作業(yè)。去皮后采用馬鈴薯切片機(jī)，厚度均勻一致，片型整齊光滑，同時(shí)也能節(jié)省時(shí)間成本。熟化采用漂燙或蒸煮的方式，受熱均勻且快，溫度和熟化程度易掌握，降溫采用涼水浸洗過(guò)濾，降溫速度快，且不需要降至人體可接受溫度，可直接進(jìn)行干燥處理。該研究的不足之處是缺少色差的測(cè)定。

該研究結(jié)果中，漂燙處理后所需的干燥時(shí)間略短于蒸制，漂燙的干基含水率下降速度高于蒸制，這與金雪凍等[16]在對(duì)馬鈴薯干燥過(guò)程的研究中干燥速率蒸汽大于漂燙的結(jié)果不同，但與趙玉生等[17-18]報(bào)道的漂燙可以提高干燥速率的結(jié)論相同。漂燙的淀粉和蛋白質(zhì)損失量高于蒸制，這與金雪凍等[16]的研究結(jié)果在熱泵干燥中蒸汽處理的馬鈴薯片中蛋白質(zhì)能夠最大限度地保留結(jié)果一致。對(duì)于馬鈴薯片的切片厚度也有部分文獻(xiàn)報(bào)道，由于食用方法和風(fēng)味不同導(dǎo)致結(jié)果不同，王輝等[13]認(rèn)為厚度2.5 mm漂燙210 s、60 ℃干燥150 min的馬鈴薯片適合制作油炸的馬鈴薯干片。張鵬等[19]研究薯類切片后直接進(jìn)行熱風(fēng)干燥的特性，結(jié)果表明最佳干燥條件是7 mm厚度，干燥溫度為70 ℃。

綜上所述，通過(guò)對(duì)優(yōu)化加工方法的工藝參數(shù)的優(yōu)化，確定最佳的熟化方法是熱水漂燙，熟化程度為6 min，馬鈴薯片最適厚度為0.5 cm。40、50、60、70、80 ℃干燥溫度下，馬鈴薯片的干燥時(shí)間分別為9、8、8、6、6 h。蒸制和漂燙都會(huì)造成馬鈴薯片淀粉、還原糖和蛋白質(zhì)不同程度的流失，蒸制更有利于淀粉和蛋白質(zhì)的保留。優(yōu)化方法的營(yíng)養(yǎng)損失量略高于傳統(tǒng)方法。傳統(tǒng)方法與優(yōu)化方法的干燥時(shí)間相同。

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