紫薯全粉預(yù)處理研究

李志　韋璐　周楊　羅南　高路

摘要：紫薯全粉廣泛用作食品加工的原輔料。通過單因素試驗與正交試驗研究紫薯全粉預(yù)處理工藝的主要影響因素，確定紫薯全粉預(yù)處理最佳工藝條件為浸鈣濃度60 μg/mg、預(yù)煮溫度70 ℃、預(yù)煮時間12 min、蒸煮時間12 min、乳化劑添加量2.5%，此條件下得到的紫薯全粉顆粒相對較平整完好。

關(guān)鍵詞：紫薯全粉；預(yù)處理；工藝；影響因素

中圖分類號：TS215 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2019）01-0050-04

隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，人們對食物的樣式、風(fēng)味及營養(yǎng)含量有著越來越高的要求。紫薯作為一種食藥兼可的保健型食品，日益受到廣大消費者的青睞。紫薯全粉是新鮮紫薯經(jīng)去皮、護色、低溫預(yù)煮及蒸煮兩步熱處理、制泥干燥等工藝加工后得到的粉末狀產(chǎn)品，可作為原料或輔料添加到各種各樣的食品中。紫薯全粉基本保留了紫薯原有的營養(yǎng)成分，由于含水量低，相比紫薯更耐儲存，并且方便運輸，可以大幅度延長各類紫薯食品的生產(chǎn)周期，即使在非紫薯收獲季節(jié)也可生產(chǎn)出各種紫薯食品。本課題在對紫薯全粉品質(zhì)影響較小的真空冷凍干燥工藝條件下，通過對比預(yù)處理中不同工藝參數(shù)對全粉細胞的破壞程度，來確定較好的預(yù)處理方式。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

新鮮紫薯：市售；氯化鈉：天津市北聯(lián)精細化學(xué)品開發(fā)有限公司；檸檬酸：天津市北辰方正試劑廠；抗壞血酸：天津市大茂化學(xué)試劑廠；無水氯化鈣：東陵區(qū)精細化學(xué)廠；單硬脂酸甘油酯：河南圣斯德實業(yè)有限公司；碘化鉀：天津市北聯(lián)精細化學(xué)品開發(fā)有限公司；碘：天津市鼎盛鑫化工有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

UV-5100紫外可見分光光度計：上海元析儀器有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋：國華電器有限公司；JFSD-100粉碎機：上海嘉定糧油儀器有限公司；Scientz-12N冷凍干燥機：寧波新芝生物科技股份有限公司；電子天平：上海佑科儀器儀表有限公司；Hitachi S-4800掃描電鏡：日力公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程 原料挑選→清洗→去皮→切片（10～15 mm）→復(fù)合護色劑護色（0.6%氯化鈉+0.6%抗壞血酸+0.6%檸檬酸，10 min）→浸鈣→預(yù)煮→蒸煮→冷卻→擠壓制泥，添加乳化劑→真空冷凍干燥（真空度1.0 Pa，樣品溫度-52 ℃）→粉碎（100目）→過篩（100目）→成品

1.3.2 預(yù)處理研究 1） 單因素試驗。① 浸鈣氯化鈣溶液的濃度分別為0，10，20，30，40，50，60，70 μg/mg，測碘藍值。② 預(yù)煮溫度分別為50，55，60，65，70，

75，80 ℃，測碘藍值。③ 預(yù)煮時間分別為2，4，6，8，10，12，14 min，測碘藍值。④ 乳化劑單硬脂酸甘油酯添加量分別為0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，測碘藍值。2） 正交試驗。在單因素試驗基礎(chǔ)上，選用四因素三水平正交試驗，以碘藍值為檢測指標(biāo)，確定預(yù)處理最佳工藝參數(shù)。

1.3.3 指標(biāo)測定 1） 碘藍值的測定。取50 mL容量瓶2只，加蒸餾水至近刻度，于65.5 ℃水浴鍋預(yù)熱并定容至刻度，另取0.25 g樣品于100 mL燒杯中，倒入50 mL預(yù)熱的蒸餾水，在65.5 ℃水浴鍋中攪拌5 min，靜止1 min后過濾，濾液保持65.5 ℃并趁熱吸取5 mL于50 mL顯色管，加1 mL 0.02 mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液定容至刻度，同時取1 mL 0.02 mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液定容至50 mL作試劑的空白調(diào)零，測定樣品在650 nm處的吸光值A(chǔ)，每個樣品測5次，取平均值。按公式計算：碘藍值X=A×54.2+5。2） 粉體結(jié)構(gòu)掃描電鏡。紫薯全粉樣品用四氧化鋨氣體化學(xué)固定，使用雙面膠將載體固定到樣品臺，離子濺射噴金觀察紫薯全粉顆粒。

2 結(jié)果與分析

2.1 最佳工藝參數(shù)的確定

浸鈣處理是細胞礦質(zhì)化的方法之一，可使細胞硬度增大，在加工過程中不易破碎。預(yù)煮可破壞紫薯中的過氧化氫酶和氧化酶，防止褐變反應(yīng)，并能改變細胞間力。蒸煮可使薯塊破碎力增大，使細胞壁變得更結(jié)實，對于保持細胞壁完整性有很大作用。乳化劑可有效降低紫薯泥的粘性。單硬脂酸甘油酯可作分散劑，其分離作用可降低紫薯細胞破碎率。

破碎細胞產(chǎn)生的游離淀粉可與碘發(fā)生反應(yīng)，使淀粉變?yōu)樗{色物質(zhì)，因此可通過碘藍值來判斷細胞完整性。碘藍值愈高，細胞破碎程度愈大。

2.1.1 單因素試驗 不同處理條件下紫薯全粉的碘藍值如圖1所示。

由圖1可以看出：浸鈣濃度、預(yù)煮溫度、預(yù)煮時間、蒸煮時間、乳化劑添加量均對紫薯全粉碘藍值存在影響。1） 隨浸鈣濃度的增加，碘藍值呈先降低后升高的趨勢；當(dāng)浸鈣濃度為40 μg/mg時，碘藍值最低。在一定范圍內(nèi)，鈣濃度的增加強化了細胞壁，降低了細胞破碎率，但是較高的鈣濃度易產(chǎn)生反效果。2） 隨預(yù)煮溫度和乳化劑添加量的增加，碘藍值呈先降低后升高的趨勢。3） 隨預(yù)煮時間增加，碘藍值變化幅度較小。4） 當(dāng)蒸煮時間在6 min后，碘藍值先降低后升高；在6～12 min之間薯片基本熟透，呈現(xiàn)黑紫色，軟硬適中。因此，分別在預(yù)煮溫度65 ℃、預(yù)煮時間12 min、蒸煮時間8 min、乳化劑添加量2.5%時碘藍值降至最低。

該結(jié)果表明：一定范圍內(nèi)的處理可加固細胞壁，減少細胞破碎程度。其中浸鈣濃度、預(yù)煮溫度、蒸煮時間、乳化劑添加量對紫薯全粉碘藍值影響較大，需進一步研究。

2.1.2 正交試驗 在單因素試驗結(jié)果基礎(chǔ)上，進行正交試驗（三水平四因素）設(shè)計，以碘藍值為檢測指標(biāo)，結(jié)果見表1。

由表1可知：影響紫薯全粉碘藍值的因素順序（由主到次）為：浸鈣濃度、預(yù)煮溫度、乳化劑添加量、蒸煮時間。紫薯預(yù)處理中浸鈣濃度為60 μg/mg、預(yù)煮溫度為70 ℃、蒸煮時間為12 min、乳化劑添加量為2.5%時效果較好；此時碘藍值為6.73。

2.2 微觀形態(tài)分析

2.2.1 浸鈣濃度對紫薯全粉形貌結(jié)構(gòu)影響 浸鈣濃度分別為40，50，60 μg/mg的紫薯全粉微觀結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖如圖2所示。

由圖2可以看出：不同浸鈣濃度下粉體形貌不同；浸鈣濃度為60 μg/mg時粉粒相對較大，形狀均勻規(guī)整，表面較為平滑，破碎程度較小，得到的全粉顆粒較好。

2.2.2 乳化劑對紫薯全粉形貌結(jié)構(gòu)影響 乳化劑添加量分別為2.0%，2.5%，3.0%的紫薯全粉微觀結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖如圖3所示。

由圖3可以看出：不同乳化劑添加量對全粉產(chǎn)生影響；乳化劑添加量為2.5%時粉粒較小，形狀較完整，表面受破壞程度低，得到的全粉顆粒較好。

3 結(jié)論

紫薯全粉加工中，浸鈣濃度、預(yù)煮溫度和時間、蒸煮時間、乳化劑添加量都對紫薯細胞破碎程度產(chǎn)生影響，其中浸鈣濃度及預(yù)煮溫度為主要因素，對碘藍值影響相對較大。紫薯全粉預(yù)處理的最佳條件為：浸鈣濃度60 μg/mg、預(yù)煮溫度70 ℃、預(yù)煮時間12 min、蒸煮時間12 min、乳化劑添加量2.5%。在處理過程中工藝參數(shù)不同，得到的紫薯全粉顆粒形態(tài)大小不同，在最佳工藝條件下得到的全粉顆粒相對較平整完好。

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