不同加工工藝制備馬鈴薯顆粒全粉及特性研究

丁聰，羅倉學

（陜西科技大學食品與生物工程學院，陜西西安710021）

不同加工工藝制備馬鈴薯顆粒全粉及特性研究

丁聰，羅倉學*

（陜西科技大學食品與生物工程學院，陜西西安710021）

游離淀粉率是馬鈴薯顆粒全粉品質和性能的重要指標之一。通過對馬鈴薯顆粒全粉碘藍值的測定，探究不同生產工藝（刮板、制片、回填）對馬鈴薯顆粒全粉特性的影響。結果表明：不同加工工藝對馬鈴薯顆粒全粉的碘藍值、吸水能力、吸油能力、色差值△E的大小順序為：制片工藝＞回填工藝＞刮板式工藝；在95℃保溫30 min后降溫過程中，當溫度相同時，馬鈴薯顆粒全粉黏度大小表現為制片工藝＞回填工藝＞刮板式工藝。對不同工藝制得的馬鈴薯顆粒全粉進行形態和微觀結構分析發現，以刮板式工藝制得的顆粒全粉色澤、風味、營養成分均保持較好，回填工藝制得的顆粒全粉色澤、風味均居中，而制片工藝制得顆粒全粉分散性不高，有成團現象，且色澤不佳。

馬鈴薯顆粒全粉；工藝方法；碘藍值；黏度

馬鈴薯是世界上僅次于小麥、水稻、玉米、高粱之后的第五大糧食作物，具有豐富的營養價值，其中2/3的蛋白質屬于全價蛋白并且含有8種人體所需的必須氨基酸。因此，馬鈴薯素有“地下蘋果”的美譽，故無論是發達國家或是發展中國家，對馬鈴薯的生產、加工、研究都很重視[1]。馬鈴薯全粉作為多種食品基料在馬鈴薯食品加工業中占有重要的位置。馬鈴薯全粉是以新鮮馬鈴薯為原料，經過清洗、去皮、切片、漂燙、冷卻、蒸煮、混合、調質、干燥、篩分等多道工序制成的。

本試驗探究了3種馬鈴薯顆粒全粉加工工藝對馬鈴薯顆粒全粉特性的影響，旨在為馬鈴薯顆粒全粉制作過程中降低為馬鈴薯顆粒全粉碘藍值以及生產工藝的改進提供馬鈴薯顆粒全粉理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

馬鈴薯（品種為青薯168號）：甘肅定西農貿市場；固體碘（分析純）：天津市科密歐化學試劑有限公司；碘化鉀（分析純）：天津市北方天醫化學試劑廠；無水氯化鈣（分析純）、抗壞血酸（分析純）：天津市天力化學試劑有限公司。

BS323S型分析天平：北京賽多利斯儀器有限公司；H1207758型電子恒溫水浴鍋：上海景宏實驗設備有限公司；101-2 HSB型電熱鼓風干燥箱：北京科偉永興儀器有限公司；RHP-400型高速多功能粉碎機：浙江永康榮浩工貿有限公司；R800型電動離心機：上海浦東物理光學儀器廠；SP-752PC型紫外可見分光光度計：上海光譜儀器有限公司；快速黏度分析儀：瑞典波通Perten公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 刮板式工藝制備馬鈴薯顆粒全粉工藝流程

馬鈴薯→清洗→蒸煮（45 min）→自然冷卻至室溫→剝皮→用刮板將熟化的馬鈴薯塊刮成小塊狀狀（約0.5 cm3）→將小塊狀馬鈴薯平鋪于平板（厚度約為1 cm左右）→熱風干燥（65℃）→4小時后反復進行干燥研磨至水分降至6%左右→過80目標準篩→成品

1.2.2 回填工藝制備馬鈴薯顆粒全粉工藝流程[2]

馬鈴薯→清洗、去皮→切片（4 mm）→0.1%抗壞血酸護色→蒸煮（15 min～20 min）→冷卻→回填制泥→調制→干燥（65℃，6 h）→粉碎過80目標準篩→成品

1.2.3 制片工藝制備馬鈴薯顆粒全粉工藝流程[3]

馬鈴薯→清洗、去皮→切片（4 mm）→0.3%～0.5%食鹽溶液護色→沸水漂燙→（2 min～3 min）→冷卻→蒸煮（15 min～20 min）→熱風干燥（60℃，7 h）→粉碎過80目標準篩→成品

1.3 馬鈴薯顆粒全粉指標檢測方法

1.3.1 馬鈴薯顆粒全粉中水分含量的測定。

參照GB5009.3-2016《食品中水分的測定》。

1.3.2 馬鈴薯顆粒全粉中還原糖含量的測定

參照GB5009.7-2016《食品中還原糖的測定》。

1.3.3 馬鈴薯顆粒全粉碘藍值的測定[4]

準確稱量0.5 g馬鈴薯顆粒全粉于碘量瓶中，并量取100 mL 82℃左右熱水至碘量瓶內，調整水溫至65.5℃，保持65.5℃攪拌5 min，靜置1 min后過濾。取4 mL過濾液和1 mL淀粉葡萄糖酶稀釋液于10 mL具塞比色管中，在60℃條件下酶解30 min，在分光光度計上于505 nm處測定吸光度。

1.3.4 馬鈴薯顆粒全粉吸水能力的測定[5]

稱取1克樣品于燒杯中，加入49 mL水配成2%的溶液，在100℃的水浴中加熱20 min，冷卻靜置到室溫，移入離心管中，用3 000 r/min的轉速離心25 min，量取上層清液體積V（mL）。

吸水量＝吸水倍數=49-V

1.3.5 馬鈴薯顆粒全粉吸油能力的測定[5]

稱取5.0 g樣品于燒杯中，加入30 mL菜籽色拉油，在100℃的水浴中加熱20 min，冷卻靜置到室溫，移入離心管中，用3 000 r/min的轉速離心25 min，量取上清液體積V（mL）。

吸油量＝（30-V）/5

1.3.6 馬鈴薯顆粒全粉色差的測定

采用全自動測色差計測定，亨特均勻表色系統測定L、a、b值，重復3次，其中L表示白度；a值表示色澤紅/綠；b值表示黃/藍，計算公式帶0表示空白值，E值越小代表色澤褐變度越小，即色澤與原馬鈴薯色澤越接近。

1.3.7 馬鈴薯顆粒全粉黏度的測定

將不同工藝制備好的顆粒全粉，各取一定量分別過50目篩，稱取10.00 g樣品放入燒杯中，加入90 mL水，配成10%的溶液。從室溫開始水浴升溫（升溫速度1℃/min），達到95℃后保持30 min，然后降溫（降溫速度1℃/min），采用RVA-TM快速粘度分析儀測定其黏度，每隔5 min記下一個讀數，并記錄黏度變化曲線圖。

1.3.8 馬鈴薯顆粒全粉微觀結構的觀察方法

將制備好的馬鈴薯顆粒全粉取少量平鋪于載物臺上，經過噴金處理后，在掃描電鏡放大倍數為2 000倍的條件下進行觀察。

1.3.9 馬鈴薯全粉顆粒形狀的觀察方法

取0.1 g馬鈴薯全粉樣品加入5 mL蒸餾水，常溫下震蕩10 min。吸取混合液滴兩滴于載玻片上，加1滴稀釋后的碘化鉀溶液染色，在光學顯微鏡放大倍數為40倍的條件下進行觀察。

2 結果與分析

2.1 不同工藝制備馬鈴薯顆粒全粉的化學指標比較

不同工藝制備馬鈴薯顆粒全粉的化學指標比較見表1。

表1 不同工藝制備馬鈴薯顆粒全粉的化學指標比較Table 1 Chemical specifications of potato granules prepared by different processes

由表1可知，不同加工工藝對馬鈴薯顆粒全粉基本成分影響不大，但馬鈴薯所含有的維生素C是熱敏性物質，隨著干燥時間的延長，會使維生素C受到破壞，相比于鮮馬鈴薯中維生素C含量為22 mg/100 g，馬鈴薯顆粒全粉中的維生素C含量均有不同程度的降低。

2.2 馬鈴薯顆粒全粉的功能性指標

2.2.1 碘藍值

不同工藝條件制備馬鈴薯顆粒全粉的碘藍值見圖1。

圖1 不同工藝條件制備馬鈴薯顆粒全粉的碘藍值Fig.1 Preparation of iodine blue of potato granule by different processes

由圖1可知，3種不同工藝制得顆粒全粉的碘藍值順序為：制片工藝＞回填工藝＞刮板式工藝。碘藍值的高低表示在加工過程中馬鈴薯細胞的破裂程度。最大限度保持細胞完整性，可以使復水后的顆粒全粉具有新鮮薯泥的營養、風味和口感。其次，馬鈴薯的風味主要由一些不具有揮發性的物質產生，當馬鈴薯細胞被破壞后，這些物質會游離出來，導致風味不佳。刮板式工藝在制備全粉的過程中，經過一定蒸煮時間后的馬鈴薯用刮板就可以將其刮成小塊狀隨后進行干燥，由于小塊狀的馬鈴薯具有較大的比表面積，揮發水分速率較快，且使用較小的機械力將其分散成單個細胞產物，很大程度保證了細胞完整度。而在制片工藝中，將經過蒸煮后的馬鈴薯切片進行干燥，由于外表細胞揮發水分速率較快將通路閉合，阻礙了內部細胞水分的揮發，經過較長時間才能使馬鈴薯薯片水分含量降至6%左右，這樣會使外表細胞因過度受熱而破裂，導致游離淀粉率含量增加，其次干燥后的馬鈴薯片需要進行機械粉碎，在這個過程中，較大的機械力使大量細胞破裂，這也是導致制片工藝顆粒全粉碘藍值偏高的原因。而在回填工藝中，濕料與回填料的干粉混合后在后期加工過程中并不表現為團狀，而是傾向于分散成單個細胞[6]。因此，回填工藝制得的全粉碘藍值較低。

2.2.2 色差值△E

不同工藝條件制備馬鈴薯顆粒全粉的色差值見圖2。

圖2 不同工藝條件制備馬鈴薯顆粒全粉的色差Fig.2 Preparation of color difference of potato granule by different processes

色澤是衡量馬鈴薯顆粒全粉產品質量的另一重要指標。全粉作為重要的食品輔料，其色澤會對后期產品的感官有重要影響。紅光值（a）和黃光值（b）越大，總色差值（△E）越大，外觀品質越差。由圖2可知，3種不同工藝總色差值△E的規律為：制片工藝＞回填工藝＞刮板式工藝。在制片工藝中，鮮薯經切片后進行預煮與護色工藝，但未能將多酚氧化酶和過氧化物酶的活性完全抑制，仍會發生一定程度的酶促褐變，并且在干燥過程中，薯片熱風干燥時間過長，使非酶促反應程度增加，使制得全粉△E值較大；在回填工藝中，經過打漿后的薯泥雖具有較大的表面積，干燥時間也較快于制片工藝，但由于在打漿過程中，使部分細胞破碎，更多的酶與空氣接觸，催化原料含有的酚將其氧化為醌后再發生聚合反應，生成的黑色物質使全粉色澤加深。而在刮板式工藝中，經過蒸煮后馬鈴薯，酶抑制率達到95.68%，且干燥時間較短，使得酶促反應與非酶促反應均大幅下降，所以刮板式工藝的褐變程度最小。

2.2.3 相對黏度

不同工藝條件制備馬鈴薯顆粒全粉的相對黏度變化趨勢見圖3。

圖3 不同工藝條件下馬鈴薯顆粒全粉的黏度曲線Fig.3 Viscosity curve of potato granules made by different processing technologies

由圖3可知，3種工藝制得的顆粒全粉黏度曲線圖具有明顯差異，主要原因是由于不同工藝制得顆粒全粉的游離淀粉率不同。測定初始時未達到糊化溫度，此時黏度較低。當超過糊化溫度后，淀粉顆粒開始溶脹，受剪切力的作用，溶脹的淀粉顆粒彼此擠壓導致粘度增加，表現為峰值粘度。3種工藝制得顆粒全粉的游離淀粉率與峰值粘度均表現為同一個規律，即制片工藝＞回填工藝＞刮板式工藝。當馬鈴薯顆粒全粉漿料溫度高于95℃后，游離淀粉的含量對黏度的影響已不明顯，因為完整的馬鈴薯細胞在高溫作用下也會破裂。

2.2.4 感官評價

組織10位味覺、嗅覺均正常的人員共同協助完成對馬鈴薯顆粒全粉的感官評價。感官評價表如表2所示。在光學顯微鏡放大倍數為40倍的條件下進行觀察，見圖4～圖6。

表2 不同工藝制備的馬鈴薯顆粒全粉的感官評價Table 2 Sensory evaluation of potato granule made by different processing technologies

圖4 刮板式工藝顆粒全粉宏觀結構Fig.4 Observation on Macro-structure of Potato Granules by scraper technology

圖5 回填工藝顆粒全粉宏觀結構Fig.5 Observation onscraper technology Macro-structure of Potato Granules by backfill technology

圖6 制片工藝顆粒全粉宏觀結構Fig.6 Observation onscraper technology Macro-structure of Potato Granules by slicing technology

由圖4、5、6可以看出，刮板式工藝的顆粒全粉呈橢圓狀，而回填工藝與制片工藝的全粉顆粒形狀均呈不規則片屑狀。對不同加工工藝制得的馬鈴薯顆粒全粉感官評價而言，刮板式工藝制得的全粉色澤與新鮮馬鈴薯薯肉色澤接近，且制得顆粒全粉有濃郁的馬鈴薯香味，全粉潤滑，無沙粒感且分散性好；制片工藝發生了一定程度的褐變，即全粉色澤呈現淺棕色，全粉馬鈴薯香味較淡；回填工藝制得的全粉色澤與香味都居中。這與前面所分析的不同加工工藝馬鈴薯顆粒全粉的特性相關。

2.2.5 微觀結構

將馬鈴薯顆粒全粉在掃描電鏡放大倍數為2 000倍的條件下進行觀察，結果見圖7～圖9。

圖7 刮板式工藝顆粒全粉微觀結構Fig.7 Observation on micro-structure of Potato Granules by scraper technology

圖8 回填工藝顆粒全粉微觀結構Fig.8 Observation on micro-structure of Potato Granules by backfill technology

通過圖7可以看出刮板式工藝制備的顆粒全粉呈橢球狀，表面發生皺縮，顆粒完整度高，而回填工藝與制片工藝制備的顆粒全粉形狀均呈不規則狀，且回填工藝制備顆粒全粉表面光滑度較高于制片工藝。造成這種現象的主要原因是：在刮板式工藝制備過程中，經過干燥后的馬鈴薯經過研磨可使其分散成顆粒，而回填工藝與制片工藝熱風干燥時間長，細胞發生皺縮現象嚴重，且需要較大的機械外力，使細胞受損程度高，同時釋放的游離淀粉含量也高。

圖9 制片工藝顆粒全粉微觀結構Fig.9 Observation on micro-structure of Potato Granules by slicing technology

3 結論

1）從馬鈴薯顆粒全粉的碘藍值看，制片工藝顆粒全粉的碘藍值較高，表明大量的細胞被破壞，從而釋放出較多的游離淀粉。從持水性、持油性分析，由于刮板式工藝及回填工藝都能夠盡可能地保持細胞結構的完整性，從而具有較好的品質。

2）從馬鈴薯顆粒全粉的基本營養特性分析，制片工藝由于熱干燥時間較長，所以營養物質含量較低于刮板式工藝和回填工藝。

3）從感官評價上來看，刮板式工藝制備的馬鈴薯顆粒全粉色澤、風味均由于制片工藝及回填工藝，制片工藝較為簡單，但顆粒全粉中游離淀粉含量較高，分散性不高，有成團現象，影響了全粉品質。

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Study on the Characteristics of Potato Granules Prepared by Different Technologies

DING-Cong，LUO Cang-xue*
（Department of Food and Biological Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi'an 710021，Shaanxi，China）

Free starch rate is one of the important indexes of potato powder quality and performance.The effects of different production processes （scraper，slicing，backfill）on the whole powder properties of potato granules were investigated by measuring the iodine value of potato granules.The results showed that the order of iodine value，water absorption capacity，oil absorption capacity and color difference△E of potato flour were as follows：Producing process＞ Backfilling process＞ Scraper process；after cooling at 95 ℃ for 30 min，at the same temperature the whole powder viscosity of potato granule is represented by Producing process＞Backfilling process＞Scraper process.The morphological and microstructure analysis of the whole potato flour prepared by different processes showed that the color，flavor and nutrient content of the granules prepared by the scraper process were good，and the whole powder color，flavor are centered，and the preparation of the whole process of particle powder dispersion is not high，there is a group of the phenomenon，and poor color.

potato granules；process technology；iodine value；viscosity

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.21.020

丁聰（1992—），女（漢），碩士研究生，研究方向：果蔬加工及資源綜合利用。

*通信作者：羅倉學（1959—），男（漢），教授,碩士研究生導師，碩士，研究方向：果蔬加工及資源綜合利用。

2017-04-21