甘薯淀粉的食品應(yīng)用研究進(jìn)展

楊世雄， 張 玲， 張歡歡， 張雪梅， 李 雪， 梁葉星， 高飛虎

(重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 重慶 401329)

0 引言

甘薯〔Dioscoreaesculenta(Lour.)Burkill〕又名番薯、山芋和紅苕等，是世界上第六大重要的農(nóng)作物，其塊莖是一種藥食兼用的食物，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，富含亞油酸和微量元素等[1-2]，《本草綱目》記載甘薯補(bǔ)虛、健脾開(kāi)胃和強(qiáng)腎陰等功效。我國(guó)是薯類生產(chǎn)大國(guó)，其種植面積和年產(chǎn)量均居世界首位，大部分地區(qū)均可種植甘薯，主要分布于淮海平原、長(zhǎng)江流域和東南沿海各省(市)，種植面積較大的有四川、河南、山東、重慶、廣東和安徽等省(市)。淀粉是甘薯塊莖的主要部分，占其干重的50%～80%[3]。甘薯淀粉作為一種優(yōu)質(zhì)淀粉資源在食品工業(yè)上應(yīng)用廣泛，除可制作粉絲、粉條、涼粉和粉皮等傳統(tǒng)的凝膠食品外，還可作為穩(wěn)定劑、增稠劑和增強(qiáng)劑等改善食品體系的質(zhì)構(gòu)、物化特性和提高食品的貯藏品質(zhì)[4-5]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)甘薯淀粉的制備工藝、性質(zhì)改良等已進(jìn)行了廣泛深入研究。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)甘薯淀粉的生產(chǎn)技術(shù)及其理化性質(zhì)的研究已取得較大進(jìn)展，其加工產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域。為進(jìn)一步拓寬甘薯淀粉在食用領(lǐng)域中的應(yīng)用，在介紹甘薯淀粉的制備及其特性的基礎(chǔ)上，從凝膠食品、米面制品和烘焙食品等方面概述了甘薯淀粉在食品中的應(yīng)用狀況。

1 甘薯淀粉的制備及其特性

1.1 制備

淀粉作為甘薯加工的主要產(chǎn)品，其制備主要是利用淀粉不溶于冷水、比重比水大及淀粉與非淀粉成分比重不同等性質(zhì)而進(jìn)行的物理分離過(guò)程[6]。甘薯淀粉生產(chǎn)可分為濕法與干法兩種制粉工藝，干法制粉成本高，我國(guó)多采用濕法工藝生產(chǎn)甘薯淀粉[7]。濕法生產(chǎn)淀粉的主要方法有傳統(tǒng)酸漿法與旋流分離法；此外，較為常見(jiàn)的還有重力沉降法、酶法及堿法等。工藝流程：甘薯→清洗→粉碎磨漿→初級(jí)分離→多級(jí)分離→抽濾→干燥→淀粉[8]。

1.2 特性

甘薯淀粉主要由支鏈淀粉和直鏈淀粉組成，其中直鏈淀粉含量較高，為17.5%～26.7%[9]。甘薯淀粉具有高黏性，糊化后黏度較高，糊液透明度高，彈性好，韌性強(qiáng)；高聚合度，成膜性高；對(duì)口味溫和的食品不產(chǎn)生任何遮掩作用等特性[10]。甘薯淀粉的結(jié)構(gòu)、組成及其特性是決定其應(yīng)用的重要指標(biāo)，甘薯淀粉呈球形、橢球形與不規(guī)則多邊形，部分呈鈴鐺狀，粒徑為3.4～45.0 μm[11]，甘薯淀粉以其獨(dú)有的特性在食品行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

2 甘薯淀粉在食品中的應(yīng)用

2.1 凝膠食品

甘薯淀粉具有獨(dú)特的高黏性，用其制作的凝膠類食品具有較強(qiáng)的彈性，有勁道，并且耐煮、透明度較高，是制作凝膠食品的理想原料。趙晨陽(yáng)等[12]研究表明，芡粉種類對(duì)甘薯粉絲品質(zhì)的影響較大。YANG[13]研究表明，添加4%的玉米淀粉，0.5%的磷酸絡(luò)合物和0.3%的黃原膠，可顯著提高無(wú)明礬甘薯粉絲的質(zhì)量。向卓亞[14]報(bào)道，自然晾干和熱風(fēng)干燥的甘薯粉絲品質(zhì)存在差異，并初步探討了其品質(zhì)差異產(chǎn)生的原因。ZHANG[15]研究了甘薯粉絲的加工技術(shù)，其最佳工藝配方下生產(chǎn)的甘薯粉絲色澤鮮亮，具有獨(dú)特的甘薯風(fēng)味，斷條率低，口感好。孫震曦等[16]探討了不同種類甘薯淀粉混合對(duì)其物化特性及粉條品質(zhì)的影響，為甘薯粉條的生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。王林等[17]通過(guò)正交試驗(yàn)方法對(duì)紫薯豌豆涼粉的制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化，其最佳制備工藝條件下制作的紫薯豌豆涼粉外表光滑不粗糙、彈性好、凝膠效果好，質(zhì)地和風(fēng)味最佳。

2.2 米面制品

近年來(lái)，隨著人們對(duì)健康的日益重視，甘薯主食化利用已取得一定的研究成果，如甘薯雜糧面條、饅頭等。許蒙蒙等[18]研究表明，添加適量甘薯淀粉可改善面條的品質(zhì)特性，如面團(tuán)的穩(wěn)定性提高，面條的延伸及黏彈特性得到改善。KOLARI等[19]研究了富含甘薯淀粉面條的質(zhì)地、流變學(xué)和感官特性及其抗性淀粉含量。王潔潔等[20]利用秈米添加紫薯粉制備擠壓重組紫薯米，對(duì)擠壓重組紫薯米工藝進(jìn)行了優(yōu)化，最終獲得的擠壓重組紫薯米呈現(xiàn)亮紫色，其對(duì)DPPH和ABTS的清除率分別為86.71%和87.55%，具有良好的抗氧化特性。范會(huì)平等[21]研究發(fā)現(xiàn)，甘薯淀粉的理化性質(zhì)對(duì)面條品質(zhì)影響很大，直鏈淀粉的含量及凝沉性等與面條品質(zhì)的相關(guān)性顯著；制作面條時(shí)可選擇適宜的甘薯(品種)淀粉，以提高面條的品質(zhì)。MENON等[22]研究表明，添加15%的甘薯抗性淀粉面條血糖指數(shù)最低，感官評(píng)分最高。趙登登等[23]研究發(fā)現(xiàn)，添加適量甘薯淀粉可改善面條的蒸煮特性、質(zhì)構(gòu)特性及感官品質(zhì)。

2.3 烘焙食品

向小麥粉中添加甘薯淀粉不僅可豐富面包種類滿足消費(fèi)者的需求，還可改善面包的質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)。王強(qiáng)毅等[24]研究表明， 添加質(zhì)量濃度為20%的甘薯淀粉、烘焙45 min和烘焙溫度160℃制作的蛋糕感官評(píng)價(jià)得分最高，為92分。陳聰莉[25]報(bào)道，添加15%的甘薯慢消化淀粉，餅干的色澤、外觀、味道和總分均高于對(duì)照組。HUNG等[26]研究表明，添加20%的甘薯改性淀粉代替相同量的小麥粉，餅干的抗性淀粉含量提高及血糖生成指數(shù)降低。孫瑩等[27]優(yōu)化了基于模糊數(shù)學(xué)綜合感官評(píng)價(jià)的甘薯淀粉面包的制作工藝，最佳工藝制作的甘薯淀粉面包色澤金黃，外形飽滿，柔軟適口，具有甘薯淀粉面包特有的風(fēng)味。張蕓[28]研究表明，添加適量抗性淀粉制作餅干，其外觀、色澤、味道和總體得分均較高。

2.4 肉制品

加工肉制品時(shí)添加適量的甘薯淀粉，可改善其制成品的品質(zhì)。向世瓊等[29]研究表明，檸檬酸甘薯淀粉酯可降低齊口裂腹魚(yú)肌肉的脂肪含量，提高肌肉的硬度、粘附性、膠著度和咀嚼性及肉質(zhì)緊實(shí)度，改善魚(yú)肉品質(zhì)。唐春[30]報(bào)道了甘薯氧化淀粉的制備及其在速凍裹涂雞排肉中的應(yīng)用。WILLIAMS等[31]研究發(fā)現(xiàn)，添加適量的甘薯淀粉對(duì)阿拉斯加鱈魚(yú)魚(yú)糜質(zhì)地等特性具有正向作用。胡瀟等[32]研究表明，添加適量紫薯粉不僅可保留傳統(tǒng)豬肉丸原有的食用品質(zhì)，還可平衡其營(yíng)養(yǎng)成分，風(fēng)味組成更加豐富。徐志杰[33]報(bào)道，添加適量的甘薯可提高冷凍魚(yú)丸的凝膠強(qiáng)度/硬度、咀嚼性、黏度和剪切結(jié)構(gòu)恢復(fù)力等品質(zhì)特性。YUAN等[34]研究表明，玉米淀粉和甘薯淀粉均能改善草魚(yú)魚(yú)糜凝膠的質(zhì)構(gòu)特性，且甘薯淀粉的改善作用更明顯。

2.5 發(fā)酵飲料

甘薯淀粉含量高，酶解后的淀粉可被酵母菌利用，發(fā)酵成營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特的甘薯酒。陳燕[35]研究了甘薯淀粉的液化及糖化工藝，其最佳工藝制得的甘薯燒酒色澤金黃、清亮透明、香氣協(xié)調(diào)、口感醇厚、酒體豐滿。馬永昆等[36]研究了紅薯果啤飲料工藝，制作出的新型紅薯發(fā)酵飲料酸甜適口，果香味純正，泡沫潔白豐富。RAY等[37]研究表明，紫薯酒具有較好的抗氧化性和良好的感官品質(zhì)。張碧瑩[38]對(duì)甘薯原汁和酶解汁的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化，比較了良種甘薯汁的營(yíng)養(yǎng)和感官品質(zhì)，以及酶解汁的體內(nèi)抗氧化能力和產(chǎn)品穩(wěn)定性。

2.6 其他食品

甘薯淀粉在速凍食品等領(lǐng)域同樣應(yīng)用廣泛。KALE等[39]探討了酶改性甘薯淀粉在冰淇淋配方中的應(yīng)用，以添加20%的酶改性淀粉的冰淇淋樣品感官得分最高。王麗霞等[40]利用響應(yīng)面法優(yōu)化了紫薯魔芋硬糖配方，最佳配方的糖體呈紫色，色澤分布均勻，外形完整，甜味純正，不粘牙，具有紫薯風(fēng)味。陳朝軍等[41]分析了添加不同比例甘薯粉的湯圓質(zhì)構(gòu)特性和感官評(píng)價(jià)相關(guān)性。ALLAN等[42]探討了甘薯淀粉的理化性質(zhì)和甘薯薯?xiàng)l質(zhì)構(gòu)特性間的相關(guān)性。丁燕燕等[43]研究表明，添加適量紫薯淀粉可增強(qiáng)小麥淀粉凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善小麥淀粉的凝膠特性。EZEGBE等[44]探究了添加不同比例甘薯淀粉和玉米淀粉混合而成的奶油凍樣品的理化性質(zhì)和感官特性，并對(duì)蛋羹配方進(jìn)行了評(píng)估。崔靜靜等[45]對(duì)甘薯燕麥紅棗沖調(diào)式食品配方進(jìn)行了優(yōu)化，最佳配方所得產(chǎn)品顏色、風(fēng)味和口感俱佳，且食用方便和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。

3 小結(jié)與展望

目前，針對(duì)甘薯及其改性淀粉的制備工藝、理化性質(zhì)等方面的研究應(yīng)用較多。淀粉作為甘薯加工的主要產(chǎn)品，其在食品中的應(yīng)用以傳統(tǒng)的凝膠食品甘薯粉條等為主，應(yīng)用較為單一。下一步的研究方向：一是甘薯制粉技術(shù)，裝備提升及其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，解決廢水排放、薯渣廢棄污染嚴(yán)重等問(wèn)題；二是甘薯粉條等傳統(tǒng)凝膠食品工業(yè)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究及其多樣化方便快餐食品開(kāi)發(fā)；三是選擇綠色、安全、高效的物理、酶法等改性方式對(duì)原淀粉進(jìn)行改性，拓寬其在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用；四是甘薯淀粉的功能特性及碳水化合物組件配方特異食品等的開(kāi)發(fā)研究。