速凍紫薯丁制備工藝研究

石秀梅，雷 激，楊明月，黃欣星，何 龍

（西華大學生物工程學院，四川成都 610039）

速凍紫薯丁制備工藝研究

石秀梅，雷 激*，楊明月，黃欣星，何 龍

（西華大學生物工程學院，四川成都 610039）

以新鮮紫薯為原料，將紫薯切丁后經護色、速凍后凍藏制備速凍紫薯丁。以護色工藝作為研究重點，分別采用熱燙護色，海藻酸鈉和殼聚糖涂膜護色，并以不護色直接真空包裝作為空白對照組進行實驗。以凍藏過程中PPO活性、褐變強度、色澤、糖類物質（淀粉，還原糖，總糖）的變化作為衡量指標，優選制備工藝。結果表明:1.6%的海藻酸鈉涂膜護色后再經速凍后凍藏是最佳的速凍紫薯丁制備工藝，保質期可達90d。

紫薯丁，護色，凍藏

紫薯又稱黑薯，薯肉和薯皮都是紫色至深紫色，是莖尖、塊根兼用型品種。除具有普通甘薯的營養成分外，它還有更加獨特的保健成分［1］。紫薯中富含硒、花青素、膳食纖維、礦物質、維生素等功能性成分［2］。經常食用紫薯可明顯增強人體的免疫能力，對消化道、心腦血管疾病有較好的預防效果［3］。而且，紫薯的抗癌防癌能力居各種食物之首。紫薯在日本、韓國等受到消費者的青睞［4］，市場發展前景極為廣闊。目前市場上以紫色甘薯加工的產品有:果汁、醋、酒、炸薯條、紫薯粉、面包、副食品、果凍、饅頭、餅等多種食品［5］。而薯條以油炸為主，根據近年來的研究表明，油炸食品不僅會使食物本身的許多營養成分流失，而且會有很多致癌物質產生［6］。因此，非油炸食品受到了越來越多的青睞。鑒于此，本實驗以紫薯為原料制備薯丁，冷凍后直接投放于市場銷售，這樣不僅可以最大限度的保持紫甘薯中各種營養成分［7］，而且不經過油炸工序，產品更加健康，并能調節市場，滿足周年供應之需，有望得到廣大消費者的青睞［8］。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

紫薯品種 越南紫、YY、南紫008、廣安紫和寧紫，由四川金堂綠山農業發展有限公司提供;殼聚糖、海藻酸鈉 濟南海得貝公司，食品級;鹽酸、亞鐵氰化鉀、氯化錫、硫酸銅、氯化鈣、堿性酒石酸銅、氫氧化鈉、鄰苯二酚等 成都市科龍化工試劑廠，分析純。

DC－P3新型全自動測色色差計 北京市興光測色儀器公司;TA.XTPlus質構儀 英國諾頓科技責任有限公司;真空包裝機 諸城市舜康包裝機械有限公司;UV－2600紫外分光光度計 上海尤尼科儀器有限公司;DW－MW 328超低溫冰箱 上海精密儀器廠。

1.2 紫薯品種篩選

1.2.1 紫薯品種基本指標的測定 分別測定不同紫薯品種的基本指標，包括PPO（polyphenol oxidase，多酚氧化酶）活性、色差、硬度、淀粉含量、還原糖含量、總糖含量、水分和干物質含量等，測定方法見1.5。

1.2.2 紫薯品種的感官評定［9］將不同品種的紫薯削皮后直接蒸熟，由5名有經驗的評定者根據紫薯的色澤，香氣，口感對其進行綜合評分，評分標準見表1，滿分30分。

表1 熟紫薯感官評定標準Table 1 Sensory standards for cooked purple sweet potato

1.3 紫薯丁制備

1.3.1 工藝流程 原料選擇→清洗→去皮→切丁→護色→真空包裝→速凍→凍藏

1.3.2 操作要點 紫甘薯應選擇無腐爛、無傷痕、無霉斑、新鮮的原料。原料用清水洗凈，除去表面的泥沙等雜質，不要對表皮造成損傷。洗好后切成20mm的正方體，護色處理（詳見1.4）后紫薯丁經自然風干，裝入塑料袋（30g/袋），用全自動真空包裝機真空包裝（真空度達到－0.1MPa）。將包裝后的產品送入超低溫冰箱速凍，速凍的溫度在－60～75℃之間，以保證凍品的中心溫度能在較短的時間（30m in）內降至－18℃［10］，然后于冰箱的凍藏室（－18℃）進行凍藏。

1.4 紫薯護色處理方法

1.4.1 對照品 不經過任何處理，切丁后直接真空包裝。

1.4.2 殼聚糖涂膜處理 適量的殼聚糖溶解于0.5%的乙酸溶液中，分別制得濃度為0.5%、0.8%、1.1%殼聚糖溶液。將紫薯丁浸泡于殼聚糖溶液中30s后撈出，自然風干后真空包裝。

1.4.3 海藻酸鈉涂膜處理 適量的海藻酸鈉緩慢添加于沸水中，分別制得濃度為0.4%、1.0%、1.6%的海藻酸鈉溶液。將紫薯丁浸泡于海藻酸鈉溶液中30s后撈出，自然風干后真空包裝。

1.4.4 熱燙處理［11］將切好的薯丁于沸水中熱燙2min后馬上撈出迅速用冷水沖淋，真空包裝。

1.5 檢測方法

1.5.1 紫薯PPO活性和褐變強度的測定

1.5.1.1 粗酶液的提取 稱取10.0g紫甘薯樣品迅速切成小塊，加入100m L冰水，在研缽中磨成勻漿后抽濾，得到的清液即粗酶液。

1.5.1.2 PPO活性的測定［12］吸取pH 6.84的緩沖液5.0m L和0.2%鄰苯二酚5.0m L，再加入初酶液1.0m L后迅速搖勻，25℃水浴12m in，在402nm波長下測定其吸光值。以吸光度來表示紫甘薯PPO的活性，測定值用Amax表示。

1.5.1.3 褐變強度的測定 吸取初酶液50m L，加水定容至100m L，在420nm波長下測定其吸光值。以吸光度來表示褐變強度，測定值用Amax表示。

1.5.2 紫薯色澤感官評定 將不同處理方法的紫薯樣品取出，由5名有經驗的評定者根據紫薯的色澤對其進行評分，評分標準見表1中的色澤標準，滿分10分。

1.5.3 紫薯硬度的測定 用咀嚼實驗的測試方式，將樣品切成2mm厚的薄片，用質構儀測定其硬度。操作條件:測前速度2mm/s，測中速度2mm/s，測后速度10mm/s，壓縮比50%。

1.5.4 紫薯淀粉含量的測定 GB/T 20378－2006，原淀粉含量的測定，旋光法。

1.5.5 紫薯還原糖的測定 GB/T 13662－2000，還原糖以葡萄糖計，%。

1.5.6 紫薯總糖的測定 GB/T 13662－2000，以轉化糖計，%。

1.5.7 紫薯水分和干物質含量測定 GB 5009.3－2010食品安全國家標準食品中水分的測定，直接干燥法。

1.6 統計方法

用SPSS17.0統計軟件分析，實驗數據以均數±標準差（ˉx±s）表示，多個樣本間的顯著性差異用方差分析檢驗。

2 結果與分析

2.1 紫薯的基本指標和感官評定結果

表2和表3描述了不同品種紫薯的基本指標和感官評定的結果，從表3看出，越南紫、廣安紫和南紫008感官評分都較好，綜合表2的基本指標可以看出，廣安紫的水分含量偏高，因此可選擇越南紫或南紫008作為實驗材料，本實驗以越南紫作為實驗材料。

2.2 凍藏過程中PPO活性和褐變強度的變化情況

紫薯的褐變主要是由多酚氧化酶（PPO）引起的酶促褐變，因此PPO活性是凍藏過程中的重要檢測指標。而褐變強度可以反映紫薯樣品凍藏過程中褐變的程度以及褐色物質的積累量，褐變強度的大小將直接影響紫薯樣品的顏色，因此對這兩個指標的測定可以判斷護色處理的效果。

表4和表5描述了紫薯樣品凍藏過程中PPO活性和褐變強度的變化，可以看出，在凍藏過程中，PPO活性和褐變強度隨時間的增加而增加。PPO在植物細胞中有可溶態和結合態兩種存在形式:可溶態的PPO主要游離在細胞漿中，結合態的PPO主要存在于葉綠體和線粒體等細胞器內［14］。由于凍藏過程中冰晶對線粒體的機械性損傷以及凍結而引起的細胞內未凍相的離子強度和pH的變化會使部分結合態PPO轉變為可溶性的PPO［15］，因此褐變強度增加。

八種護色處理中，用1.1%的殼聚糖涂膜護色處理，褐變強度最小。之后依次是0.5%的殼聚糖、熱燙處理和1.6%的海藻酸鈉涂膜處理。但結合表6的色澤評分考慮，殼聚糖涂膜和熱燙處理的顏色并沒有海藻酸鈉涂膜處理的樣品顏色接近紫薯固有的色澤，所以，比較而言，1.6%的海藻酸鈉涂膜處理更能保持紫薯的色澤。

表2 鮮紫薯基本指標（ˉx±s，n=3）Table 2 Basic index of fresh purple sweet potato（ˉx±s，n=3）

表3 紫薯感官評定結果（ˉx±s，n=5）Table 3 Sensory scores of cooked purple sweet potato（ˉx±s，n=5）

表4 紫薯凍藏過程中PPO活性的變化（ˉx±s，n=3）Table 4 Change of PPO activity in purple sweet potato during freezing（ˉx±s，n=3）

表5 紫薯凍藏過程中褐變強度變化（ˉx±s，n=3）Table 5 Change of browning intensity in purple sweet potato during freezing（ˉx±s，n=3）

2.3 凍藏過程中紫薯樣品色澤的變化情況

色澤可以直接從感官上反映出顏色的優劣，通過對色澤的感官評定，可直接反映出凍藏過程中不同護色處理的紫薯顏色變化情況。

表6描述了凍藏過程中紫薯顏色的變化情況，可以看出，經過凍藏后紫薯的顏色比鮮薯的顏色稍差，多數處理下的紫薯凍藏30d以內，紫薯顏色沒有差異性，30d之后色澤變化差異明顯。凍藏30d后，紫薯顏色變淺。由于凍藏破壞了細胞的結構，時間越長汁液流失越多，因此顏色變淺。用1.6%海藻酸鈉涂膜護色處理的紫薯，顏色得分最高，90d時紫薯的顏色也沒有明顯變化（P＞0.05），此種護色方法較有效地保持了紫薯的色澤，護色效果好。

2.4 凍藏過程中紫薯丁質地的變化

本實驗用硬度來反映凍藏過程中紫薯丁質地的變化，硬度的大小反映出紫薯樣品的質地好壞，可以評價產品的質量好壞。

表7描述了紫薯樣品在凍藏過程中硬度的變化，可以看出，不同護色處理的紫薯經過凍藏解凍后的硬度隨凍藏時間的增加而減小，凍藏90d后硬度變化無差異性。由于低溫凍藏形成冰晶體，對紫薯造成機械損傷，破壞了細胞原來的組織結構，解凍后紫薯的硬度減小［16］。由于大分子的海藻酸鈉進入組織間隙形成凝膠，而增強組織間的脆性［17］，使得硬度在凍藏過程中保持較好。以上的八種護色方法中，用1.6%的海藻酸鈉涂膜護色處理的紫薯硬度保持最好。

表6 紫薯凍藏時色澤評分結果（±s，n=5）Table 6 Color scores of purple sweet potato during freezing（±s，n=5）

表6 紫薯凍藏時色澤評分結果（±s，n=5）Table 6 Color scores of purple sweet potato during freezing（±s，n=5）

處理凍藏時間（d） 14 30 60 90 120真空 9.0±0.3De 7.5±0.2Cde 7.4±0.4Cde 7.3±0.2Cc 6.8±0.2Bd 6.4±0.2Bd 6.0±0.2鮮薯5 Ab熱燙 5.3±0.2BCa 5.4±0.3Ca 5.5±0.2Ca 5.3±0.3BCa 5.2±0.2BCa 4.9±0.3Ba 4.5±0.4Aa 0.4%海藻酸鈉 7.6±0.3Cc 7.4±0.2Cd 7.3±0.3Cd 7.4±0.2Cc 7.1±0.2Ce 6.8±0.3Bd 6.5±0.3Ac 1.0%海藻酸鈉 8.0±0.4Dd 7.8±0.4CDe 7.6±0.2CDd 7.5±0.2BCc 7.0±0.3Be 6.6±0.4Bd 6.0±0.2Ac 1.6%海藻酸鈉 8.6±0.2Bde 8.7±0.3Bf 8.6±0.5Bf 8.5±0.1Bd 8.3±0.4ABf 8.0±0.4ABe 7.6±0.2Ad 0.5%殼聚糖 6.4±0.3Db 6.0±0.2Cb 5.8±0.2Cb 5.9±0.3Ca 5.6±0.3Bb 5.1±0.2Bb 4.8±0.2Aa 0.8%殼聚糖 6.6±0.2Cb 6.4±0.4BCbc 6.3±0.3BCbc 6.4±0.2BCb 6.0±0.2Bc 5.5±0.2Ab 5.2±0.3Aa 1.1%殼聚糖 7.0±0.3Cc 6.6±0.2Bc 6.5±0.2Bc 6.6±0.2Bb 6.1±0.2Bc 5.9±0.2Bc 5.6±0.3Ab

表7 紫薯凍藏過程中硬度的變化（g±s，n=3）Table 7 Change of hardness in purple sweet potato during freezing（g±s，n=3）

表7 紫薯凍藏過程中硬度的變化（g±s，n=3）Table 7 Change of hardness in purple sweet potato during freezing（g±s，n=3）

處理凍藏時間（d） 14 30 60 90 120真空 1422.91±9.56Fa 1129.5±9.90Ec 917.14±5.69Db 828.65±6.51Cb 748.34±2.84Bb 708.23±5.33Ab 692.03±6.70鮮薯5 Ab熱燙 1422.91±9.56Fa 897.67±7.49Ea 768.49±6.96Da 676.51±10.58Ca 565.46±7.44Ba 526.85±6.73Aa 515.18±8.23Aa 0.4%海藻酸鈉 1422.91±9.56Fa 1112.58±4.71Ec 1093.13±3.86De 969.38±23.77Cd 902.76±4.97Be 880.48±7.68Ae 909.6±5.68Bg 1.0%海藻酸鈉 1422.91±9.56Ga 1089.06±4.91Fb 935.25±6.62 Ec 856.61±5.72Dc 778.56±5.02Cc 749.23±4.18Bc 720.39±3.14Ac 1.6%海藻酸鈉 1422.91±9.56Fa 1244.09±4.75Ee 1132.5±7.05Df 1008.38±4.76Ce 966.42±9.00Bf 943.12±4.81Ag 931.88±6.06Ah 0.5%殼聚糖 1422.91±9.56Ga 1085.13±8.71Fb 1001.41±2.69Ed 828.23±7.71Db 786.36±8.21Cc 756.24±6.06Bc 739.89±5.71Ad 0.8%殼聚糖 1422.91±9.56Fa 1236.77±6.70Ed 1010.94±5.33Dd 950.76±7.20Cd 865.72±5.51Bd 852.68±8.38Ad 839.35±7.96Ae 1.1%殼聚糖 1422.91±9.56Fa 1292.06±10.10Ef 1158.34±16.59Dg 1014.77±6.02Ce 986.76±4.97Bg 913.79±6.41Af 895.65±10.03Af

表8 紫薯凍藏過程淀粉含量變化（%，ˉ±s，n=3）Table 8 Change of starch in purple sweet potato during freezing（%±s，n=3）

表8 紫薯凍藏過程淀粉含量變化（%，ˉ±s，n=3）Table 8 Change of starch in purple sweet potato during freezing（%±s，n=3）

處理凍藏時間（d） 14 30 60 90 120真空 16.25±0.02Fa 15.13±0.02Ea 15.02±0.02Da 14.83±0.02Ca 14.67±0.03Bb 14.48±0.03鮮薯Aa熱燙 16.25±0.02Aa 16.25±0.01Ah 16.24±0.01Ah 16.26±0.01Ad 16.21±0.02Ah 16.18±0.03Ag 0.4%海藻酸鈉 16.25±0.02Fa 15.76±0.03Ee 15.65±0.03De 15.43±0.01Ce 15.37±0.02Be 15.31±0.02Ad 1.0%海藻酸鈉 16.25±0.02Ca 15.93±0.02Bf 15.82±0.02Bf 15.60±0.02Af 15.50±0.02Af 15.45±0.02Ae 1.6%海藻酸鈉 16.25±0.02Fa 16.11±0.02Eg 16.04±0.03Dg 15.92±0.02Cg 15.71±0.02Bg 15.63±0.01Af 0.5%殼聚糖 16.25±0.02Fa 15.21±0.04Eb 15.08±0.04Db 14.89±0.02Cb 14.60±0.02Ba 14.49±0.03Aa 0.8%殼聚糖 16.25±0.02Fa 15.30±0.02Ec 15.20±0.02Dc 15.07±0.02Cc 14.97±0.02Bc 14.87±0.02Ab 1.1%殼聚糖 16.25±0.02Fa 15.59±0.03Ed 15.48±0.03Dd 15.23±0.03Ch 15.12±0.02Bd 15.06±0.02Ac

表9 紫薯凍藏過程中還原糖含量變化（%±s，n=3）Table 9 Change of sugar in purple sweet potato during freezing（%，ˉ±s，n=3）

表9 紫薯凍藏過程中還原糖含量變化（%±s，n=3）Table 9 Change of sugar in purple sweet potato during freezing（%，ˉ±s，n=3）

處理凍藏時間（d） 14 30 60 90 120真空 1.90±0.02Aa 2.38±0.01Bg 2.46±0.02Ch 2.66±0.01Dg 2.78±0.01Eg 2.83±0.01鮮薯Ee熱燙 1.90±0.02Aa 1.93±0.01Aa 1.95±0.01Aa 1.98±0.02Aa 2.03±0.01Ba 2.07±0.02Ba 0.4%海藻酸鈉 1.90±0.02Aa 2.18±0.02Bd 2.21±0.02Ce 2.24±0.03Cd 2.30±0.01Cd 2.36±0.02Dc 1.0%海藻酸鈉 1.90±0.03Aa 2.08±0.02Bc 2.13±0.01Cc 2.18±0.02Dc 2.26±0.01Ec 2.32±0.03Fc 1.6%海藻酸鈉 1.90±0.03Aa 2.00±0.01Bb 2.06±0.02Cb 2.08±0.02Cb 2.13±0.01Db 2.17±0.02Db 0.5%殼聚糖 1.90±0.02Aa 2.28±0.02Cf 2.42±0.02Dg 1.98±0.01Ba 2.81±0.02Eh 2.89±0.02Ff 0.8%殼聚糖 1.90±0.02Aa 2.21±0.02Be 2.36±0.01Cf 2.62±0.02Df 2.61±0.02Df 2.67±0.02Ed 1.1%殼聚糖 1.90±0.01Aa 2.16±0.02Bd 2.20±0.02Bd 2.42±0.03Ce 2.56±0.01Ce 2.64±0.02Dd

綜合2.3中紫薯色澤的變化情況，將凍藏時間確定為90d比較合適。

2.5 凍藏過程中紫薯丁的糖類物質含量的變化

紫薯中的還原糖和總糖的含量直接影響到紫薯產品的口感（主要是甜度），而淀粉的含量影響紫薯產品口感的細膩程度。檢測這三個指標在紫薯丁凍藏過程中的變化，可以有效的評價紫薯丁制備工藝的優劣。

表8～表10描述了紫薯樣品在凍藏過程中淀粉含量、還原糖含量和總糖含量的變化，可以看出，凍藏過程中，淀粉含量減少，還原糖含量增加，總糖基本不變，出現了低溫糖化現象［17］，即在凍藏過程中紫薯中的淀粉分解為還原糖，淀粉和還原糖相互轉化，因此總糖基本不變。熱燙處理的樣品其淀粉、還原糖、總糖基本上沒有變化，但熱燙后硬度太小，不適合凍藏。各種預處理方法中，用1.6%的海藻酸鈉涂膜護色后的樣品淀粉含量減小最少，還原糖變化也最小，處理效果較好。

表10 紫薯凍藏過程中總糖含量變化（%±s，n=3）Table 10 Change of total sugar in purple sweet potato during freezing（%±s，n=3）

表10 紫薯凍藏過程中總糖含量變化（%±s，n=3）Table 10 Change of total sugar in purple sweet potato during freezing（%±s，n=3）

處理凍藏時間（d） 14 30 60 90 120真空 3.12±0.01Aa 3.13±0.02Aa 3.16±0.01bAa 3.13±0.02Aab 3.13±0.02Aab 3.09±0.02鮮薯Aab熱燙 3.12±0.01Aa 3.14±0.01Aa 3.15±0.01Ab 3.14±0.02Aab 3.14±0.02Aab 3.13±0.01Acd 0.4%海藻酸鈉 3.12±0.01Aa 3.15±0.03Aa 3.10±0.02Ab 3.10±0.01Ac 3.10±0.01Ac 3.09±0.01Aa 1.0%海藻酸鈉 3.12±0.01Aa 3.14±0.01Aa 3.18±0.01Aab 3.16±0.01Abc 3.10±0.02Aab 3.11±0.02Ab 1.6%海藻酸鈉 3.12±0.01Aa 3.08±0.02Aa 3.11±0.01Ab 3.10±0.01Aa 3.14±0.01Aab 3.14±0.02Ad 0.5%殼聚糖 3.12±0.01Aa 3.11±0.02Aa 3.15±0.02Ab 3.15±0.01Abc 3.09±0.01Aab 3.10±0.01Aa 0.8%殼聚糖 3.12±0.01Aa 3.09±0.02Aa 3.13±0.01Ab 3.14±0.01Abc 3.09±0.02Aa 3.12±0.02Abc 1.1%殼聚糖 3.12±0.01Aa 3.16±0.01Aa 3.16±0.02Aab 3.14±0.02Abc 3.10±0.01Ab 3.10±0.02Aab

3 結論

綜合考慮紫薯的PPO活性、褐變強度、硬度、淀粉含量、還原糖和總糖六個指標在凍藏過程中的變化，八種護色處理方法中，用1.6%的海藻酸鈉涂膜護色的樣品，色澤保持較好，褐變強度也相對較小，硬度保持最好，淀粉含量有所降低，還原糖含量有所升高，口感較好。因此1.6%的海藻酸鈉涂膜護色再經速凍后凍藏是最佳的紫薯丁制備工藝，保質期可達90d。

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Preparation of quick－frozen purple sweet potato cubes

SHIXiu－mei，LEI Ji*，YANG M ing－yue，HUANG Xin－xing，HE Long

（School of Bioengineering，Xihua University，Chengdu 610039，China）

The p reparation technology of quick－frozen purp le sweet cubes was stud ied.Color p rotection technology was used after purp le sweet potatoes were cut into cubes，then the cubes were storaged in a frozen house after quick－freezing.In this experiment，color p rotec tion was a research focus.Taking color p rotection by m eans of b lanching，sodium alginate solution coating and chitosan solution coating respectively together w ith a vacuumpacked cubes as a control g roup.During frozen storage，the change of polyphenol oxidase activity（PPO），b rowning intensity，color and carbohyd rate content（inc lud ing starch，sugar and total sugar）in purp le sweet cubes were taken as index to select the p reparing p rocess.The results showed that the purp le sweet potato cubes coating by 1.6%sod ium alginate solution for color p rotection and then followed by frozen storage after quickfreeze would have the best quality，whose shelf life was up to 90d.

purp le sweet potato;color p rotection;frozen storage

TS255.3

B

1002－0306（2012）06－0267－05

2011－06－02 *通訊聯系人

石秀梅（1987－），女，碩士研究生，研究方向:食品生物技術。

四川省統籌城鄉發展科技行動重大科技計劃（2009NZ0077）;食品生物技術四川省高校重點實驗室項目（川教2006－313）;西華大學人才基金（R0910507）。