干制對淀粉特性及其制品品質(zhì)的影響

葉發(fā)銀，陳 嘉，陳厚榮，周 韻，趙國華

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.川渝共建特色食品重慶市重點實驗室，重慶 400715）

干制是食品工業(yè)中頻繁使用但其過程機制尚未完全明晰的加工單元操作。生產(chǎn)經(jīng)驗表明，干制品的品質(zhì)與干制工藝條件密切相關(guān)[1-2]。原因在于，干制不僅是一個簡單脫水過程，而且涉及食品組分結(jié)構(gòu)的復(fù)雜變化。在干制過程中，伴隨著水分含量持續(xù)下降，食品組織中溶液濃縮及滲透壓增加，食品組分（淀粉、蛋白質(zhì)等）的構(gòu)象和鏈結(jié)構(gòu)以及它們通過相互作用形成的織態(tài)結(jié)構(gòu)也隨之進行著動態(tài)演變[3]。當干制需要熱量參與時（如熱風干燥、流化床干燥等），一些化學反應(yīng)（如淀粉降解、脂質(zhì)氧化）會因此而加速。采取過高溫度干燥還會造成谷物籽粒熱損傷，使其加工適性下降[4]，對于面條、面片等谷物制品則會造成淀粉、蛋白質(zhì)等組分變性或功能性質(zhì)改變，從而影響其品質(zhì)[5]。因此，干制不僅要從時間、效率等方面考慮，還要從保證產(chǎn)品的品質(zhì)上確定工藝條件，這使得高質(zhì)量干制成為當前食品工業(yè)面臨的一項挑戰(zhàn)。

歸納起來，干制對于淀粉原料及其制品加工至少有3 方面的有益作用：1）原料及產(chǎn)品安全保藏的需要。薯類塊根、谷物籽粒等經(jīng)干燥后可長時間保存[6]。通過干制降低水分活度（Aw），可減少微生物腐敗、霉變或不期望的化學反應(yīng)發(fā)生。2）干制可使原料加工適性得到提升。例如，傳統(tǒng)上將濕木薯淀粉進行晾曬是必需的加工預(yù)處理環(huán)節(jié)，這可以使木薯淀粉具有良好的烘焙膨化特性[7]。3）干制是淀粉制品品質(zhì)形成的關(guān)鍵加工步驟。以粉條（絲）生產(chǎn)為例，經(jīng)驗表明，晾曬對傳統(tǒng)粉條（絲）的品質(zhì)十分重要，其品質(zhì)特性依賴于氣象條件[8]。在粉條（絲）干制過程中，淀粉重結(jié)晶和淀粉凝膠收縮速度受干燥介質(zhì)溫濕度的影響顯著[2，9]。目前，干制技術(shù)廣泛應(yīng)用于淀粉原料采后貯藏、淀粉提取與加工、淀粉基食品生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，已成為一項加工共性關(guān)鍵技術(shù)（見圖1）。隨著新技術(shù)在食品領(lǐng)域不斷滲透融合，干制技術(shù)也在不斷迭代更新[10]。從晾曬、陰干和風干等傳統(tǒng)的干制技術(shù)，到轉(zhuǎn)鼓干燥、噴霧干燥、真空干燥、低壓過熱蒸氣干燥、紅外干燥、微波干燥等各種現(xiàn)代化的干燥方法，淀粉原料及其制品的干燥效率、產(chǎn)品品質(zhì)得到了大幅提升，同時為新產(chǎn)品研發(fā)鋪平了道路。噴霧干燥技術(shù)可實現(xiàn)各種加工特性淀粉顆粒的人工制備。Santos 等報道噴霧干燥可獲得更高品質(zhì)的預(yù)糊化木薯淀粉[11]。Yun 等采用噴霧干燥法制備的抗性淀粉（含大米直鏈淀粉-米糠油復(fù)合物）粉末，相比于熱風烘干后經(jīng)研磨過篩得到的粉末，容積密度更低而抗性淀粉含量更高[12]。研究發(fā)現(xiàn)[13]，超臨界干燥可以顯著提升淀粉基氣凝膠的性能。作者在充分調(diào)研該領(lǐng)域研究成果的基礎(chǔ)上，論述干制對淀粉原料及其制品的影響，匯總新型干燥技術(shù)在改善淀粉原料加工特性及產(chǎn)品品質(zhì)的相關(guān)案例，以期為淀粉及淀粉制品加工業(yè)更好地利用干制技術(shù)提供參考。

圖1 干制在淀粉原料處理及其制品加工中的作用Fig.1 Role of drying in the processing of starchy raw materials and the fabrication of starchy products

1 干制對原料淀粉特性的影響

為便于討論，將加工原料分為淀粉基原料和濕淀粉兩類。前者主要包括各類富含淀粉的籽粒、塊根和塊莖等作物器官或組織；后者主要包括提取的天然淀粉顆粒。

1.1 干制對淀粉基原料特性的影響

淀粉基原料干制主要有兩類目的，一類是天然淀粉基原料（谷物籽粒、塊莖或塊根等），為了安全保藏需要干燥到安全水分限以下；另一類是人工重組型原料，為了造粒通常需要采取噴霧干燥等方式進行處理。干制對原料中淀粉特性的影響見表1。

表1 干制對原料中淀粉特性的影響Table 1 Effect of drying on starch properties in raw materials

1.1.1 干制對原料中淀粉理化特性的影響糧食作物在采收及儲藏期間的水分控制對于安全儲藏至關(guān)重要。稻谷收獲時的水分含量（質(zhì)量分數(shù)）一般為20%～24%（以濕基質(zhì)量計），需要及時干燥至安全水分限（11%，以濕基質(zhì)量計）以下。雖然較高的干燥溫度（＞60 ℃）可縮短干燥時間，但是研究發(fā)現(xiàn)選擇干燥溫度時還必須考慮其對原料中淀粉特性的影響[26]。實際上，干燥方式、干燥過程、干燥程度都會影響淀粉基原料（谷物籽粒、塊根、塊莖等）的加工品質(zhì)，包括碾磨加工適性（出米率、出粉率）、淀粉提取率以及淀粉的特性等。

續(xù)表1

干制預(yù)處理能夠影響原料中淀粉的提取。Ramos 等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過100 ℃連續(xù)式干燥的紅米，其淀粉提取率降低，淀粉顆粒中殘留蛋白質(zhì)含量增加，淀粉顆粒表面呈現(xiàn)暗紅色；研究還發(fā)現(xiàn)提取的紅米淀粉純度越高，制作的淀粉凝膠在冰箱中的穩(wěn)定性越強[6]。成軍虎等分別采取熱風干燥和真空干燥處理玉米，按照相同濕法工藝提取淀粉。結(jié)果表明，在相同干燥溫度下，真空干燥玉米的淀粉得率高于熱風干燥玉米的淀粉得率，而淀粉中蛋白質(zhì)含量則低于熱風干燥法提取的蛋白質(zhì)含量；隨著干燥溫度升高（50～90 ℃），兩種干燥方式的玉米淀粉得率均降低而淀粉顆粒中蛋白質(zhì)含量增加[27]。研究認為高溫導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性是造成蛋白質(zhì)脫除困難、淀粉得率下降的主要原因。Ziegler 等研究發(fā)現(xiàn)，熱風干燥能夠影響紅爆米花的淀粉提取率，與40 ℃熱風干燥相比，在100 ℃干燥的樣品淀粉提取率下降13.14%[28]。Malumba 等用不同溫度的流化床干燥玉米籽粒，接著采用濕磨工藝提取淀粉，研究發(fā)現(xiàn)，隨著干燥溫度升高（60～130 ℃），淀粉提取率和純度隨之下降，當干燥溫度超過80 ℃時，淀粉中殘留蛋白質(zhì)含量隨著干燥溫度升高而緩慢增加，但是130 ℃干燥處理組的淀粉純度仍達到95.4%[17]。

干制預(yù)處理能夠影響淀粉的顆粒特性和化學組成。Duan 等研究了干制對山藥淀粉的影響，研究發(fā)現(xiàn)不同干制方式處理的山藥，提取的淀粉具有不同的特性且存在分子結(jié)構(gòu)上的差異，微波干燥造成支鏈淀粉分子的降解，短側(cè)鏈比例增加，熱風干燥同樣造成淀粉分子降解，降解程度隨溫度升高而加劇[20]。Odunmbaku 等考察了干燥溫度（60、65、70 ℃）和干燥時間（30、180 min） 對高粱籽粒中淀粉的影響，結(jié)果表明，直鏈淀粉含量隨著干燥時間延長而增加[18]。He 等分別采用熱風干燥、真空干燥和真空冷凍干燥對蛋黃果進行干制，然后按照相同方法從中提取淀粉。研究發(fā)現(xiàn)干燥預(yù)處理影響了蛋黃果淀粉的粒度分布和淀粉顆粒形態(tài)。真空冷凍干燥樣品中小顆粒淀粉的提取率更高，樣品的中值粒徑為17.23 μm，僅為熱風干燥和真空干燥樣品的1/3，這表明干燥預(yù)處理方式影響了后續(xù)淀粉的提?。谎芯窟€發(fā)現(xiàn)，熱風干燥或真空干燥使淀粉顆粒表面出現(xiàn)裂隙和碎片[29]。Wang 等對比了風干、烘干（40、50 ℃）對板栗淀粉性質(zhì)的影響，與新鮮板栗相比，風干板栗的內(nèi)源淀粉酶活性及直鏈淀粉含量增加，而總淀粉含量降低；同時觀測到淀粉分子降解、相對結(jié)晶度和淀粉的短程有序度降低[23]?？傊?，干制過程中原料內(nèi)源酶活性變化、淀粉與其他成分的相互作用強度的改變等，會最終反映到原料中淀粉組成和特性上。

干制預(yù)處理能夠影響淀粉的結(jié)構(gòu)特性。Maldaner 等對稻谷采取間歇式干燥（每次1 h，循環(huán)14 次），結(jié)果表明，隨著干燥循環(huán)次數(shù)和熱風溫度增加，大米淀粉的結(jié)構(gòu)遭受破壞，結(jié)晶度從32.60%逐步下降至30.85%[15]。Luo 等將粳米（初始水分含量18.6%（質(zhì)量分數(shù)）） 分別采取風干和紅外輻照兩種方法干制，使水分含量下降至14.2%～14.4%（質(zhì)量分數(shù)），按照相同方法碾磨成粳米粉，研究發(fā)現(xiàn)，紅外輻照使粳米粉中淀粉的短程有序度增加，相對結(jié)晶度高于風干樣品組，且在貯藏期內(nèi)延緩了相對結(jié)晶度的下降[10]。Ramos 等研究了曬干、連續(xù)式干燥（40 ℃及100 ℃）、間歇式干燥對紅米粉及紅米淀粉品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，在更高溫度下進行干燥處理，可使淀粉的相對結(jié)晶度增加[6]。Liu 等將新鮮山藥切片后，采取不同方式（真空凍干、熱風烘干、亞臨界流體脫水）干燥，粉碎后提取淀粉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熱風烘干使山藥淀粉形成更多有序結(jié)構(gòu)，而真空凍干和亞臨界流體脫水降低了山藥淀粉的結(jié)構(gòu)有序性，并且真空凍干淀粉的結(jié)晶度最低，熱風烘干淀粉的結(jié)晶度最高[21]。He 等對蛋黃果進行干燥預(yù)處理后提取淀粉，雖然淀粉的晶型沒有發(fā)生變化，但淀粉的有序結(jié)構(gòu)受到了一定影響，真空干燥促進了蛋黃果淀粉粒中雙螺旋結(jié)構(gòu)形成，而熱風干燥和真空冷凍干燥在一定程度上破壞了有序結(jié)構(gòu)[29]。

干制預(yù)處理能夠影響淀粉的加工特性。Su 等研究了熱空氣干燥和紅外干燥對裸大麥粉和淀粉性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)芽處理結(jié)合紅外干燥可顯著提升裸大麥粉的加工性能，主要表現(xiàn)為裸大麥粉的容積密度和溶解性增加、持油性降低，研究認為淀粉顆粒表面結(jié)構(gòu)變得松散、淀粉結(jié)晶度下降和淀粉分子降解是其內(nèi)在原因[30]。Malumba 等研究了干燥溫度（60～130 ℃）對濕磨提取玉米淀粉特性的影響，在較高溫度下（＞100 ℃）干燥預(yù)處理的玉米籽粒，提取的淀粉具有較低的膨脹性和水溶性，同時淀粉的成糊性及淀粉糊的性質(zhì)發(fā)生變化，淀粉糊呈現(xiàn)剪切變稀的特征，屈服應(yīng)力隨著干燥溫度升高而降低[17]。也有研究者探究了干燥溫度（30、50、70、90 ℃）對提取的玉米淀粉加工特性的影響，結(jié)果顯示，隨著干燥溫度升高，3 個品種玉米淀粉的糊化溫度、凝膠硬度隨之升高，而糊化焓、熱糊黏度、冷糊黏度、崩解值、回升值等其他糊化性質(zhì)的參數(shù)隨干燥溫度的變化因品種而異，無統(tǒng)一規(guī)律等[16]。Ziegler 等研究發(fā)現(xiàn)對紅爆米花進行熱風干燥影響其淀粉的加工特性，當干燥溫度為30～70 ℃時，提取淀粉的糊化特性未受影響，但干燥溫度為100 ℃時，高溫干燥降低了直鏈淀粉的溶出，增強了淀粉顆粒的熱穩(wěn)定性，以致淀粉的峰值黏度和崩解值顯著降低，而糊化溫度、最終黏度和回升值顯著升高[28]。Ramos 等研究發(fā)現(xiàn)干燥預(yù)處理方式能夠影響紅米粉及紅米淀粉的品質(zhì)，結(jié)果表明，在更高溫度下進行干燥預(yù)處理，紅米淀粉的起始糊化溫度（To）增加，溶解性、膨脹性和糊化溫度區(qū)間（ΔT）降低；當采取間歇式干燥時，紅米粉的凝膠強度提升，而40 ℃連續(xù)式干燥樣品提取的淀粉具有最高的凝膠硬度；隨著干燥溫度增加，紅米粉的最終黏度和回升值增加，而紅米淀粉的最終黏度和回升值降低[6]。有研究者采取不同熱風溫度將高粱籽粒的水分含量從初始22%左右降至12.5%（質(zhì)量分數(shù)），儲藏一定時間后采取濕磨法提取淀粉，研究發(fā)現(xiàn)干燥溫度（45、65、85 ℃）及儲藏時間（0、3、6 個月）不影響淀粉的糊化溫度，但是隨著干燥溫度升高，淀粉的膨脹性和崩解值降低；而隨著貯藏時間延長，淀粉的峰值黏度下降、老化性能提升[19]。Luo 等將粳米分別采取風干和紅外輻照兩種方法干制后碾磨成粳米粉，研究發(fā)現(xiàn)，紅外輻照使粳米粉的峰值黏度、最終黏度增加，在經(jīng)過8個月儲藏后，紅外輻照處理組的峰值黏度和最終黏度的變化幅度低于風干樣品組，結(jié)果表明紅外輻照干制是提升粳米儲藏性能和改善粳米粉加工性能更有效的手段[10]。

1.1.2 干制對原料中淀粉消化特性的影響消化特性是淀粉營養(yǎng)特性的主要體現(xiàn)。淀粉經(jīng)人體消化酶水解為葡萄糖，之后進入循環(huán)系統(tǒng)，為人體提供能量。食物攝取后引起人體血糖升高程度通常用血糖生成指數(shù)（glycemic index，GI）表示，根據(jù)GI 的大小將食物分為低GI（＜55）、中GI（55～70）以及高GI（＞70）3 類。通過測定淀粉的體內(nèi)和體外消化率，通常將淀粉劃分為快消化淀粉 （rapidly digestible starch，RDS）、慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）和抗性淀粉（resistant starch，RS），其中SDS 和RS 消化速率相對較慢，具有較低的GI 值，這對維持餐后血糖穩(wěn)定和改善胰島素敏感性有益[31]。研究表明，干制會引起加工原料及制品中淀粉消化率的變化。

加工原料及制品中淀粉的消化率受干燥溫度和時間的影響。Masato 等研究發(fā)現(xiàn)面條經(jīng)高溫干燥（90 ℃，6 h）可使II 型抗性淀粉含量顯著增加。此干燥溫度在淀粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）之上、To之下，面條中淀粉分子排列發(fā)生了物理重組，收緊淀粉結(jié)構(gòu)并阻礙其膨脹，淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的變化降低了其消化率。對原料進行低溫干燥也會引起淀粉消化率的降低[5]。Zhao 等研究發(fā)現(xiàn)風干（15～25 ℃，RH 20%～40%）可以降低板栗的GI 值，隨著風干時間的延長，板栗淀粉的相對結(jié)晶度未發(fā)生顯著變化，但在風干4 周時X-射線衍射圖譜上出現(xiàn)了5.6°（2θ）衍射峰，這表明風干過程中板栗淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變；風干4 周時板栗的eGI 為51.94，比新鮮板栗的eGI 下降了6.3%[22]。Ziegler 等將紅爆米花顆粒在100 ℃下進行干燥，淀粉的消化率較40 ℃相比顯著下降[28]。Tribess 等考察了熱風干燥條件（溫度、風速）對青香蕉粉中抗性淀粉含量的影響，發(fā)現(xiàn)抗性淀粉含量為40.9%～58.5%（質(zhì)量分數(shù)），在相同溫度（55℃）下，風速越小（1.4～0.6 m/s），抗性淀粉含量越高；而相同風速（0.6 m/s）下，溫度越高（52～58 ℃），抗性淀粉含量越高[25]。

加工原料及制品中淀粉的消化率受干燥方式的影響。Donlao 等考察了不同干燥溫度（40、65、90、115 ℃）下的淀粉，發(fā)現(xiàn)干燥預(yù)處理會影響非糯性長顆粒稻米的抗性淀粉比例[14]。Yang 等分別采取自然干燥（25 ℃，RH 50%，7 d）、熱風干燥（50 ℃，12 h）、冷凍干燥（-45 ℃，24 h）、真空干燥（40 ℃，真空度-0.09～-0.1 MPa，24 h）處理板栗。結(jié)果表明，自然干燥、熱風干燥、冷凍干燥及真空干燥板栗的全粉中抗性淀粉質(zhì)量分數(shù)依次為：37.84、26.83、34.58、43.46 g/hg，這表明干燥方法會對板栗全粉中淀粉消化特性造成影響。熱風干燥和冷凍干燥板栗全粉的eGI 高于自然干燥的板栗全粉，而真空干燥板栗全粉的eGI 低于自然干燥的板栗全粉。熱風干燥的板栗全粉表現(xiàn)出最佳的淀粉抗消化性[32]。研究認為，這與干燥造成淀粉顆粒表面結(jié)構(gòu)以及淀粉長程及短程有序結(jié)構(gòu)的變化有關(guān)。冷凍干燥樣品的RC 較低，熱風及真空干燥使RC 及近程有序度升高，從而對消化酶的抗性增強。蘭冬梅等將凍藏錐栗經(jīng)微波處理后脫殼，再進行熱風干燥，磨粉過篩得到錐栗粉，研究發(fā)現(xiàn)微波功率及時間、熱風干燥溫度及時間對錐栗抗性淀粉含量有顯著影響，經(jīng)響應(yīng)面法優(yōu)化后，微波-熱風干燥組合使抗性淀粉達到6.45 g/hg，是直接熱風干燥所得錐栗粉中抗性淀粉的6.32 倍，是經(jīng)過相同條件微波處理但采取冷凍真空干燥所得錐栗粉中抗性淀粉的1.32 倍[33]。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，微波聯(lián)合真空干燥使錐栗粉中抗性淀粉更高，達到6.67 g/hg[34]。Khoozani 等采取烘干（50、80、110 ℃）或真空凍干制備香蕉全粉，結(jié)果表明，真空凍干樣品的抗性淀粉最高（質(zhì)量分數(shù)46.72%）；對于熱風烘干樣品，50 ℃熱風烘干時抗性淀粉達到最高（質(zhì)量分數(shù)44.58%），在此條件干燥樣品的直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)和結(jié)晶度也最高[24]。杜冰等將青香蕉打漿后分別采取熱風烘干（50、100 ℃）、擠壓干燥、真空冷凍干燥和噴霧干燥等方式處理，其中，真空冷凍干燥對香蕉抗性淀粉的保留率最高，其次是50 ℃熱風烘干和噴霧干燥，從生產(chǎn)角度噴霧干燥更適合于香蕉抗性淀粉的加工[35]。

1.2 干制對濕淀粉加工特性的影響

在淀粉生產(chǎn)中，通常對籽粒、塊根、塊莖等植物組織進行機械破碎處理、浸泡、沉淀（或過濾），得到濕淀粉[17，36-37]。為便于后續(xù)保藏和加工，通常將濕淀粉進行干制[38-39]。本節(jié)討論干制對濕淀粉加工特性的影響。

1.2.1 干制對濕淀粉顆粒特性的影響唐小閑等發(fā)現(xiàn)干燥方式影響蓮藕濕淀粉 （水分含量40%（質(zhì)量分數(shù)），以濕基質(zhì)量計）干制后的顆粒形態(tài)，其中微波干燥和真空微波干燥的蓮藕淀粉在掃描電子顯微鏡下，顆粒輪廓清晰，表面光滑，無團聚；而熱風干燥和紅外干燥的蓮藕淀粉表面粗糙，有顆粒出現(xiàn)裂縫和團聚等情況，且外觀品質(zhì)較差，這說明熱風和紅外干燥造成了蓮藕淀粉顆粒損傷。進一步研究發(fā)現(xiàn)不同干燥方式得到的蓮藕淀粉糊的透明度、凝沉性等方面存在較大差異[40]。有研究認為[41]，濕磨制得的粉在干燥過程中，不適宜的干燥溫度會造成淀粉的熱損傷，并導(dǎo)致破損淀粉的含量增加。為獲得較高品質(zhì)的食用淀粉，國內(nèi)較為成熟的濕淀粉干燥工藝一般采取氣流干燥法。

1.2.2 干制對濕淀粉糊化特性的影響Aviara 對比了曬干（氣溫27～30 ℃，RH 50%～78%）和烘干（40、50、55、60 ℃）對濕木薯淀粉加工性能的影響，結(jié)果表明，烘干樣品的峰值黏度高于曬干樣品，50、55 ℃烘干對最終黏度無影響，僅在40 ℃及60 ℃下烘干時觀測到最終黏度有所降低，但是烘干使回升值顯著降低，60 ℃下烘干時樣品的回升值下降44%[42]。Alvarado 等對低地木薯提取的淀粉進行非發(fā)酵直接曬干（12 h）和烘干（40 ℃，24 h），研究發(fā)現(xiàn)二者在糊化溫度、峰值黏度、最終黏度等糊化特性參數(shù)上，無顯著差異（P＞0.05）；但對高地木薯提取的淀粉采用同樣處理后，曬干樣品的峰值黏度低于烘干樣品（這表現(xiàn)出品種間的差異），而經(jīng)過發(fā)酵預(yù)處理的木薯淀粉，干制方式會導(dǎo)致糊化特性有更大改變，對于發(fā)酵木薯淀粉，烘干樣的崩解值低于曬干樣，而烘干樣的最終黏度、回升值高于曬干樣；從淀粉糊特性黏度看，烘干樣大于曬干樣[43]。

1.2.3 干制對濕淀粉熱膨化特性的影響在巴西、哥倫比亞等國家，木薯淀粉是替代小麥粉制作烘烤食品的原料。無需酵母醒發(fā)，木薯淀粉制成粉團即可在烘焙過程中形成類似面包的結(jié)構(gòu)[44]。相比馬鈴薯淀粉等其他天然淀粉，木薯淀粉表現(xiàn)出更好的熱膨脹性能[45]。木薯淀粉經(jīng)過自然發(fā)酵（20～30 d）轉(zhuǎn)變?yōu)樗岬矸酆螅瑹崤蛎浶阅苓€能得到顯著提升[46]。因此，在制作一種無麩質(zhì)烘焙木薯淀粉食品時，傳統(tǒng)上主要以酸淀粉為原料[43]。研究發(fā)現(xiàn)，干制方式會影響酸淀粉的熱膨脹性能。Mestres 等對木薯淀粉進行烘干（40 ℃，8 h），其烘焙膨脹性偏低（2.2 cm3/g），而單獨曬干或曬干-烘干組合處理的樣品，烘焙膨脹性達到6.2～6.6 cm3/g（組間無顯著差異），結(jié)果顯示曬干對烘焙膨脹性質(zhì)至關(guān)重要[7]。Qi 等研究指出，酸淀粉采取曬干方式，熱膨化性能可顯著提升，而采取烘干方式，熱膨化性能與天然木薯淀粉無異[45]。曬干過程中酸淀粉暴露于紫外線下，這在一定程度上改變了淀粉分子的結(jié)構(gòu)，濕木薯淀粉未經(jīng)發(fā)酵直接曬干，熱膨化性能不佳[47]。實際上，自然發(fā)酵-曬干組合是酸淀粉的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。曬干酸淀粉在熱膨化性能上的優(yōu)勢，為工業(yè)上采取烘干法替代傳統(tǒng)曬干法帶來了挑戰(zhàn)。然而，自然發(fā)酵-曬干法在處理馬鈴薯淀粉上并未出現(xiàn)與木薯淀粉一致的結(jié)果[45]，烘干或曬干對發(fā)酵后馬鈴薯淀粉的熱膨化性能無顯著影響，這說明熱膨化性能改善效果因淀粉來源或淀粉原本的組成結(jié)構(gòu)而異。

2 干制對淀粉制品品質(zhì)的影響

為了便于討論，本節(jié)所討論的淀粉制品是以淀粉為主要配料，經(jīng)糊化、凝膠化等淀粉組分變化制得的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品包括：1）將淀粉糊化或部分糊化后立即干制，主要有預(yù)糊化淀粉、顆粒態(tài)冷水溶淀粉、藕粉及其他沖調(diào)類淀粉制品；2）將淀粉采取糊化或部分糊化的方式進行熟制，繼而凝膠化成型，再進行干制得到產(chǎn)品，主要有粉條（絲）、粉皮、蝦片等傳統(tǒng)凝膠類淀粉制品，以及可食膜、氣凝膠等產(chǎn)品。

2.1 糊化類淀粉制品

這類產(chǎn)品的共同特征是在保藏階段應(yīng)保持淀粉糊化的狀態(tài)。預(yù)糊化淀粉是糊化類淀粉制品的典型產(chǎn)品。在工業(yè)生產(chǎn)上，預(yù)糊化淀粉主要采取轉(zhuǎn)鼓（滾筒）干燥法生產(chǎn)。Fu 等將玉米淀粉在64～72 ℃處理成部分預(yù)糊化淀粉，然后采取噴霧干燥將其加工成粉末，結(jié)果顯示，噴霧干燥樣品在電子顯微鏡下呈現(xiàn)良好的顆粒形態(tài)，相比于天然淀粉顆粒，其水合特性得到提升[48]。Santos 對預(yù)糊化木薯淀粉采取噴霧干燥，其崩解值降低、冷糊黏度增加，品質(zhì)提升[11]。該學者后續(xù)研究了預(yù)糊化甘薯淀粉的噴霧干燥工藝，甘薯淀粉乳（質(zhì)量分數(shù)8%，以干基質(zhì)量計）預(yù)糊化后進行噴霧干燥，粒度有所增加，67 ℃預(yù)糊化聯(lián)合優(yōu)化的噴霧干燥條件可生產(chǎn)性能良好的預(yù)糊化甘薯淀粉產(chǎn)品[49]。He 等研究發(fā)現(xiàn)，在噴霧干燥制備預(yù)糊化大米淀粉過程中，可引入各種食品膠來調(diào)節(jié)產(chǎn)品性能[50]。

2.2 凝膠類淀粉制品

2.2.1 傳統(tǒng)凝膠類淀粉制品傳統(tǒng)凝膠類淀粉制品包括粉條（絲）、粉皮、蝦味片等產(chǎn)品。傳統(tǒng)上采取晾曬法進行干制，但受氣候、季節(jié)、地理環(huán)境等因素的影響較大。有學者注意到[9]，華北地區(qū)冬季適宜用傳統(tǒng)方法加工甘薯粉絲，因為氣候條件（5～15 ℃，RH 40%～50%）有益于甘薯淀粉老化和粉絲表面干燥，濕粉絲（條）在干燥階段不斷發(fā)生淀粉老化析水和干燥收縮，最終形成干粉絲（條）；而在溫暖的菲律賓（27～35 ℃，RH 80%～90%）難以加工甘薯粉絲（發(fā)黏，加工困難）。傳統(tǒng)晾干粉絲（條）產(chǎn)品晶瑩剔透，食味品質(zhì)較佳，而現(xiàn)代化生產(chǎn)上主要采取烘干生產(chǎn)粉絲（條），堅實、致密性欠佳，品質(zhì)有待改善。作者所在實驗室研究發(fā)現(xiàn)[2]，采用電烘箱熱風干燥的樣品外觀皺縮無光澤、內(nèi)部孔隙不均勻，粉條膨潤度較大，彈性和咀嚼性偏低；但是在干燥過程中進行濕度控制后，粉條品質(zhì)明顯提升，研究發(fā)現(xiàn)熱風溫度70 ℃，保持RH 60%進行干燥，既便于粉條脫水，又可以使粉條品質(zhì)與晾干粉條的品質(zhì)接近。謝巖黎等研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯淀粉粉絲晶體特性及復(fù)水性受干燥溫度的影響，在較低溫度（30、40、50 ℃）干燥的粉絲老化程度較大，復(fù)水時間≥6 min，而60、70 ℃干燥的粉絲復(fù)水時間＜6 min，復(fù)水效果好，但80 ℃干燥的粉絲糊湯率高，研究認為干燥溫度主要影響了粉絲的老化程度和晶格狀態(tài)[51]。粉絲（條）、粉皮等產(chǎn)品在干燥過程中，淀粉凝膠中會發(fā)生水分遷移、淀粉老化以及凝膠骨架在應(yīng)力下收縮等跨層次復(fù)雜變化，使這類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)演變與品質(zhì)形成的關(guān)聯(lián)機制解析極具挑戰(zhàn)[52]。

2.2.2 淀粉可食膜糯米紙是淀粉可食膜的傳統(tǒng)代表。淀粉具有良好的成膜性，在成膜過程中，淀粉分子發(fā)生重結(jié)晶。相關(guān)研究顯示[53]，干燥溫度能夠影響高直鏈玉米淀粉水分散體在成膜過程中淀粉重結(jié)晶的結(jié)構(gòu)類型，60 ℃以下干燥得到的薄膜主要是B 型結(jié)晶；60～100 ℃干燥的薄膜為B 型、A 型和V型晶態(tài)體的混合物；100 ℃干燥制備的薄膜為A 型結(jié)晶。Rindlava 等研究發(fā)現(xiàn)，在不同環(huán)境溫度及空氣濕度下可獲得不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)的馬鈴薯淀粉膜。20 ℃干燥的馬鈴薯淀粉膜具有典型的B 型結(jié)晶，空氣濕度92%制得的淀粉膜結(jié)晶度最高，空氣濕度58%制得的次之，空氣濕度25%得到的淀粉膜結(jié)晶度最低。隨著環(huán)境溫度升高，馬鈴薯淀粉膜的結(jié)晶度下降，68 ℃干燥的馬鈴薯淀粉膜幾乎為無定型結(jié)構(gòu)[54]。

2.2.3 淀粉基氣凝膠氣凝膠是一類高孔隙率、高比表面積、低密度的材料，具有優(yōu)異的阻隔性、良好的機械強度，在阻燃隔熱、空氣過濾、遞釋載體、吸附分離等領(lǐng)域具有廣泛的用途[55]。淀粉是制備氣凝膠的優(yōu)良原料。脫除溶劑是氣凝膠制備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，研究表明溶劑脫除方式會影響淀粉基氣凝膠的結(jié)構(gòu)和性能。Zou 等對比了超臨界二氧化碳干燥和冷凍干燥兩種方式制備的淀粉基氣凝膠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)冷凍干燥的氣凝膠具有更低的密度和比表面積，研究認為在超臨界二氧化碳干燥過程中，氣凝膠因老化而發(fā)生了結(jié)構(gòu)上的改變[13]。

3 展 望

干制作為淀粉原料及其制品加工制造過程的重要加工環(huán)節(jié)，不僅便于制品保藏和后續(xù)加工，還能影響淀粉的加工特性及制品的品質(zhì)。在當前綠色低碳、節(jié)能減排的大背景下，為了更好地進行淀粉原料及制品的干制加工，后續(xù)研究建議從以下方面深入：1） 傳統(tǒng)干制工藝挖掘與創(chuàng)新傳承。陰干、曬干、風干等傳統(tǒng)干制工藝，在名優(yōu)特產(chǎn)品的制作中發(fā)揮了重要作用，但這類工藝生產(chǎn)周期長，對氣象條件依賴度高，產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定，因此需要對干制與品質(zhì)形成規(guī)律進行深入研究，用現(xiàn)代科學解析傳統(tǒng)干制工藝原理，揭示關(guān)聯(lián)機制，建立新工藝、新方法；2）干制新技術(shù)、新工藝對淀粉原料及制品的影響機制研究；3）通過工藝再造、關(guān)鍵單元替換、新設(shè)備應(yīng)用等技術(shù)手段，推動干制加工工藝革新，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的淀粉加工原料及制品。