馬鈴薯復合營養沖劑粉制備及品質分析

劉全亮，羅有中，李珍妮，賴呈純

（1.定西市農業科學研究院，甘肅定西743000；2.福建省農業科學研究院 農業工程技術研究所，福建福州350003）

馬鈴薯屬茄科植物，其根莖可食用，是全球第五大經濟作物中第四重要糧食作物[1]。馬鈴薯營養全面，富含人體所需的18種氨基酸，其中必需氨基酸含量占氨基酸總量的47.9%[2]，同時馬鈴薯中富含包括維A、維B1、維B2、維C、維E等多種維生素，具有優良的營養功能特性[3]，被譽為“十全十美”的食物。

莜麥作物谷物食物，具有很好的保健功效，其中富含的維生素和礦物質，能夠改善血液循環；富含的亞油酸，可以降低膽固醇在人體心血管中的積累；除此之外，莜麥糖分低、蛋白質含量高，可供糖尿病人食用[4]。

進行新鮮馬鈴薯的充分利用加工研究，保留了其全部營養成分，復配莜麥粉、大豆分離蛋白和麥芽糊精，增加了沖劑粉的口感和營養，實現馬鈴薯綠色加工，為馬鈴薯加工探索出新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

馬鈴薯，定西市農科院自育馬鈴薯品種定薯3號；大豆分離蛋白，山東臨沂山松生物科技有限公司提供；麥芽糊精（DE=15～20），山東西王集團糖業有限公司提供；莜麥粉，通渭樂百味食品有限公司提供。

1.1.2 設備

BN-V8-600型電子天平，廈門巨林儀器有限公司產品；HH-4型恒溫水浴鍋，國華電器股份有限公司產品；202-00型電熱恒溫干燥箱，北京科偉永興儀器有限公司產品；XPV-203型透反偏光顯微鏡，上海長方科學儀器有限公司產品；CW-50型攪拌混合機，新鄉市高服機械制造有限公司產品；DCC23-4型小型電磁干燥機，河南許昌智工機械有限公司產品。

1.2 工藝流程及操作要點

將新鮮的馬鈴薯清洗、去皮、漂燙后進行粉碎磨漿，磨漿均勻后快速按照配方比例添加莜麥粉、大豆分離蛋白、麥芽糊精混合調質，混合調質后立即進行干燥糊化，干燥溫度為125℃，干燥結束后進行冷卻粉碎，粉碎過100目篩包裝貯藏。

1.3 檢測指標

1.3.1 馬鈴薯復合營養沖劑粉的感官指標

馬鈴薯沖劑粉的感官品質通過色澤、滋味、口感和產品沖調性進行評價[5]。

感官評分標準見表1。

表1 感官評分標準

1.3.2 馬鈴薯沖劑粉分散指數的測定

稱取30.0 g沖劑粉于500 mL的燒杯中，加入210 mL，80℃的純凈水，攪拌1 min后靜置3 min，然后用質量一定的20目篩網對沖劑粉溶液進行過濾，并用蒸餾水輕輕清洗結塊物質，最后將過濾網放入105℃的烘箱中干燥至恒質量后進行稱量[6]。分散性指標計算公式（1）如下：

式中：m1——干燥后結塊的質量，g；

m0——樣品的質量，g；

w——樣品水分含量，%。

1.3.3 馬鈴薯沖劑粉的沖調穩定性測定[7]

準確稱量5.0 g馬鈴薯沖劑粉置于100 mL量筒中，加入45 mL 60℃的純凈水，攪拌均勻形成狀態均勻的懸濁液，靜置5 min后測量下層懸濁液的高度h1和懸濁液的總高度，按下列公式（2）進行計算：

1.3.4 馬鈴薯沖劑粉分散時間測定

稱取2.0樣品，溶于25℃的純凈水40 mL中，勻速攪拌至全部分散均勻，記錄從攪拌開始到粉末全部分散所需時間；重復操作3次，取平均值作為樣品分散的時間[8]。

1.3.5 基本理化指標檢測

馬鈴薯復合沖劑粉的品質分析指標主要有水分測定[9]、蛋白質的測定[10]、脂肪含量的測定[11]、維C的含量測定[12]、膳食纖維含量測定[13]。

1.4 數據處理與分析

試驗數據采用SPSS 19.0軟件進行分析與處理，采用Origin 8.0進行繪圖與分析。

2 結果與分析

2.1 莜麥粉添加量對沖劑粉分散指數的影響

莜麥粉添加量對沖劑粉分散指數的影響見圖1。

分散性是沖劑粉的主要指標，沖劑粉的成分對于其分散指數具有顯著影響，其成分大豆分離蛋白和麥芽糊精都具有很好的水溶性，但莜麥粉中含有豐富的纖維素等在水中分散能力較弱。由圖1可知，沖劑粉中隨著莜麥粉添加量的增加，沖劑粉的分散指數呈現先增大后減少的趨勢，主要是莜麥粉中的膳食纖維可一定程度內作為低黏度的分散劑，在淀粉的蜂窩結構中穿插，降低了粉劑顆粒表面的黏度，使水從沖劑粉的顆粒間快速穿過，降低了淀粉顆粒之間連接結塊的可能[14]。但隨著含量的增加，分散指數降低，主要是因為膳食纖維降低了淀粉顆粒的結合水的能力。

2.2 大豆分離蛋白對沖劑粉乳液穩定性的影響

大豆分離蛋白具有良好的乳化性和水合性，淀粉和蛋白質相互作用可以在一定程度上形成優于自身的混合凝膠，蛋白能夠降低混合體系的黏度，阻止體系發生崩解、抑制淀粉凝沉[15]。大豆分離蛋白作為一種植物蛋白，具有很好的加工特性和營養價值，其蛋白含量在90%以上，并且成本低[16]。在馬鈴薯復合營養沖劑粉中加入一定量的大豆分離蛋白具有很好的營養和功能特性。

大豆分離蛋白添加量對沖劑粉沖調穩定性影響見圖2。

由圖2可知，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，沖劑粉的沖調穩定性增加，其原因是淀粉顆粒間結合了蛋白，降低了其表面張力，淀粉和蛋白的混合體系有利于提高其分散穩定作用[17]。因此，大豆分離蛋白的添加不僅增加產品的營養同時增加的其沖調穩定性。

圖2 大豆分離蛋白添加量對沖劑粉沖調穩定性影響

2.3 大豆分離蛋白添加量對沖劑粉感官評價的影響

大豆分離蛋白添加量對沖劑粉感官評分的影響見圖3。

圖3 大豆分離蛋白添加量對沖劑粉感官評分的影響

由圖3可知，大豆分離蛋白添加量少于20%時，隨著大豆分離蛋白添加量增加，馬鈴薯沖劑粉感官評價分值增加，大豆分離蛋白在沖劑粉中可以增加沖劑粉的口感，當大豆分離蛋白添加量太高，使沖劑粉中含有大豆蛋白的豆腥味，而且沖劑粉中的薯香風味降低，因此大豆分離蛋白添加量在20%時，沖劑粉感官評價值最高。

2.4 麥芽糊精添加量對沖劑粉分散性和感官評分值的影響

麥芽糊精是一種甜度極低、溶解性良好、易被人體吸收消收的淀粉不完全水解物，具有良好的溶解性和增稠性，可有限降低結塊率，廣泛應用于食品工業中[18]。麥芽糊精的添加量對于沖劑粉的口感和溶解性有較大影響，麥芽糊精添加量少，速溶性差，口感不細膩，添加太多口感不佳[19]。

麥芽糊精添加量對沖劑粉分散性和感官評價分值的影響見圖4。

由圖4可知，隨著麥芽糊精添加量的增加，沖劑粉的分散時間加快，主要是因為麥芽糊精良好的親水性和水溶性；麥芽糊精對感官評分的影響呈現先增加后降低的趨勢，這是因為在一定范圍內能夠增加沖劑粉細膩爽滑的口感，但隨著添加量的增加，對沖劑粉的風味有所降低。

圖4 麥芽糊精添加量對沖劑粉分散性和感官評價分值的影響

2.5 正交試驗確定最佳配方

在單因素試驗的基礎上，選擇影響沖劑粉感官品質的3個配方因素即莜麥粉添加量、大豆蛋白添加量、麥芽糊精添加量，每個因素設計3個水平L9（34）進行正交試驗。

正交試驗因素與水平設計見表2，正交試驗結果見表3，正交試驗方差分析見表4。

表2 正交試驗因素與水平設計/%

表3 正交試驗結果

表4 正交試驗方差分析

由直觀分析和方差分析結果可以發現各因素對于產品感官評分影響的主次因素分別為大豆分離蛋白添加量＞莜麥粉添加量＞麥芽糊精添加量。由直觀分析可以得出最佳配方為A1B1C3，即莜麥添加量為35%，大豆分離蛋白添加量為15%，麥芽糊精添加量為12%。

2.6 馬鈴薯復合營養沖劑粉的品質指標

馬鈴薯復合沖劑粉品質指標見表5。

表5 馬鈴薯復合沖劑粉品質指標/%

2.7 馬鈴薯復合營養沖劑粉溶解特性

將制備好的馬鈴薯復合營養沖劑用純凈水溶解后取1 mL的乳狀液平穩地滴到載玻璃片上，用鉑絲涂抹均勻，微微晾曬，在偏光顯微鏡（640倍）下進行觀察[20]，一般而言，沖劑粉的乳化液液滴越均勻，其乳化體系就越穩定。

馬鈴薯復合沖劑粉乳液液滴形態分布見圖5。

圖5 馬鈴薯復合沖劑粉乳液液滴形態分布

由圖5可知，沖劑液滴粒徑大小和分布均勻，粒徑分布集中，這有利使液滴在外力的作用下達到受力平衡狀態；這種狀態能夠在一定程度上防止液滴在范德華力和靜電作用下出現絮凝現象，從而增加沖劑粉乳狀液的穩定性。

3 結論

通過復配莜麥粉、大豆分離蛋白等實現了馬鈴薯鮮薯直接加工制備馬鈴薯沖劑粉的方法，其中莜麥粉添加量35%，大豆分離蛋白添加量15%，麥芽糊精添加量12%；研制的馬鈴薯復合營養沖劑粉營養豐富、沖調方便、薯香味和谷香味濃郁、乳液形態均勻、顆粒大小基本一致；產品水分含量為13.56%，粗脂肪含量為4.38%，蛋白含量為19.13%，維生素含量為1.68 mg/100 g，膳食纖維含量為1.74%。