馬鈴薯粉絲生產工藝條件的優化

岳曉霞 王 梁 劉 廣 張根生 韓 冰 丁琬瑩

YUE Xiao-xia WANG Liang LIU Guang ZHANG Geng-sheng HAN BingDINGWan-ying

（哈爾濱商業大學食品工程學院黑龍江省普通高等學校食品科學與工程重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150076）

(Key Laboratory of Food Science and Engineering,College of Food Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin,Heilongjiang 150076,China)

粉絲是中國日常飲食中經常選用的配料，在日本等少數亞洲國家也擁有廣泛的市場，尤其以薯類產品制作的馬鈴薯粉絲是近年來發展較快的一類產品[1]。為了進一步提高馬鈴薯粉絲這一傳統食品的品質，張穎等[2]研究了原料對粉絲色澤造成的影響，得出粉絲原料色澤對粉絲色澤影響較大。金茂國等[3]研究了馬鈴薯、甘薯和其它生產粉絲用原料淀粉的理化性質及其與粉絲品質的關系。許多地區都有制作馬鈴薯粉絲的作坊，這些作坊往往采用傳統的加工方法，費時、費力，加工成本也高，不利于其在市場中更好的發展。本試驗意在參照傳統粉絲制作方法的基礎上，改進馬鈴薯粉絲的生產工藝，為將來的工業化生產提供可靠的依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 試驗材料

馬鈴薯淀粉：產自黑龍江省克山農場；

食鹽：市售；

1.1.2 儀器與設備

可見光分光光度計：721E型，上海光譜儀器有限公司；

多功能電熱鍋：CCFG-21型，周村利群電熱器廠；

數顯黏度計：NDJ-8S型，上海精密科學儀器有限公司；

物性測試儀：TA-XT2i型，英國TA公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 馬鈴薯粉絲的生產工藝流程及操作要點

(1)工藝流程：

(2)操作要點：稱取一定量的馬鈴薯淀粉，將食鹽溶解于水中并加熱到一定溫度，加入馬鈴薯淀粉，攪拌后淀粉糊粘稠且用手抓起放開后可自流成線即可。將調好的淀粉糊平鋪于盤中放入蒸鍋中蒸煮使其完全糊化。蒸好后取出先在常溫下老化一段時間，再經過冷凍處理、解凍，切成長度和寬度均勻的粉絲，將切好的粉絲在日照或烘箱中干燥，當粉絲含水量達到15%時即可包裝。

1.2.2 測定指標及方法

(1)黏度的測定[5]：稱取一定量的淀粉于100 mL的燒杯中，加水配成淀粉乳，在沸水浴中加熱攪拌20min，使其完全糊化，迅速用NDJ-79型黏度計測其黏度。

(2)粉絲糊湯情況的測定[6]：將粉絲煮熟后的溶液用721E型分光光度計在650 nm下測定透光率，以蒸餾水為參比樣。透光率越高說明粉絲糊湯較少，固形物損失少。反之，若透光率低說明糊湯中的溶解物增多，固形物損失大，即粉絲在蒸煮過程中固形物損失得較多，說明粉絲的蒸煮質量差。

(3)膨潤度和蒸煮損失的測定[7]：稱取3.0 g約3 cm的粉絲樣品，在常壓105℃下烘4 h，測量干物質的質量W1，然后在100 mL沸水中煮15 min，此過程應不斷補充水以保持100mL的水量。將煮好后的粉絲迅速冷卻，并用吸水紙吸去其表面的附著水分，測量粉絲的質量W2，再在105℃的情況下烘4 h，測得干物質的量W3。按以上方法重復操作3次取平均值。膨潤度(R1)和蒸煮損失(R2)分別用式(1)、(2)計算。

(4)剪切力的測定[8]：選取粗細均勻、無彎曲且無裂紋的粉絲樣品10根，每根長度約10 cm，在沸水中煮沸10min，然后用蒸餾水冷卻并放入水中浸泡備用。測試前先用吸水紙吸去表面水分，將每根粉絲剪成5 cm長，再用游標卡尺在3個不同部位測量其直徑，取平均值，記錄。再用TA.XT2i質構儀，按以下條件進行測量（A/LKB-F探頭，感應力：20 g，形變：100%，測試前速度：2.0 mm/s，測試速度：1.7mm/s，測試后速度：2.0mm/s）。啟動質構儀，測試完畢后利用質構儀分析軟件計算最大剪切力，到達最大剪切應力所需要時間T1和切斷粉絲所需時間T2，計算彈性系數L。每次測量1根，重復測3根，取平均值。

(5)彈性的測定：選取無彎曲、粗細均勻且無裂紋的粉絲樣品10根，每根長度10 cm，在沸水中煮至無白心，用冷蒸餾水洗后放入水中備用。測試前先用吸水紙吸去表面水分，每根剪成5 cm，用游標卡尺在不同（3個）部位測量其直徑，取平均值，記錄。再用TA.XT2i質構儀，按以下條件進行測量（A/TG夾具，感應力：5 g，拉伸距離：50.0 mm，測試前速度：2.0mm/s，測試速度：1.0 mm/s，測試后速度：2.0 mm/s）。每次測量1根，重復測3根，取平均值。

(6)斷條率的測定[9]：取20根長約20 cm粉絲，置于500mL燒杯中，加約300mL水。大火煮開后，小火煮30min。冷卻，將樣品以筷子挑起，停留約10 s，肉眼觀測出現裂紋或完全斷裂者均計為斷條，以斷條數與原樣品條數的百分比計為斷條率。在烹煮結束后2min內完成測定。每次測定取不少于10個平行樣。每個試樣重復3次，結果取平均值。

1.2.3 馬鈴薯粉絲生產工藝研究

(1)淀粉糊化條件的確定：以黏度和感官評價為指標，采用單因素試驗，探討加水溫度和加水量對淀粉糊化的影響。其中加水量為原淀粉量的90%時，加水溫度選取的因素水平為45，55，65，75，85℃，然后在加水溫度為75℃的條件下，加水量分別為原淀粉量的70%，80%，90%，100%，110%作為因素水平進行考察。

(2)蒸粉時間對粉絲蒸煮品質的影響：以蒸煮損失、膨脹指數、糊湯情況和感官評價為指標，采用單因素試驗，探討粉蒸時間對粉絲蒸煮品質的影響。其中蒸粉時間選取的因素水平為 3，6，9，12，15min。

(3)冷凍工藝條件的確定：以斷條率、彈性系數和剪切應力為指標，采用單因素試驗，探討老化時間、冷凍溫度和冷凍時間對粉絲品質的影響。其中冷凍溫度-6℃、冷凍時間35min 時，老化時間選取的因素水平為 30，45，60，75，90，105，120，135，150min。老化時間 90min、冷凍時間 35min 的條件下，冷凍溫度選取的因素水平為-14，-10，-6，-2，0，2 ℃。老化時間90min、冷凍溫度-6℃的條件下，冷凍時間選取的因素水平為 20，25，30，35，40，45，50，55，60min。再根據冷凍工藝的單因素結果，選取老化時間、冷凍溫度、冷凍時間作為正交試驗因素，以斷條率、剪切應力和彈性系數為指標，采用L9（34）正交表安排正交試驗。

(4)干燥溫度和時間對粉絲含水量的影響：為適應工業化生產，采用烘箱分別在80℃下干燥20min、60℃干燥20min、40℃干燥20min、20℃干燥20min，測定粉絲的含水量。

2 結果與分析

2.1 淀粉糊化條件的確定

2.1.1 加水溫度對淀粉糊的影響 由表1可知，當加水溫度小于75℃時，淀粉糊的黏度變化不大，而當溫度達到75℃時，淀粉糊黏度迅速增大，而且此時的糊用手指捧起順流流下不斷。當溫度為85℃時淀粉直接結塊，部分變為透明狀。由此可見，加水溫度為75℃時淀粉糊的狀態最佳。

2.1.2 加水量對淀粉糊的影響 由表2可知，加水量小于90%時，淀粉糊很稠，流動性差，黏度較低；當加水量為90%時淀粉糊流動性很好，糊黏度達到最高值；而加水量高于90%時很難成糊且有結塊。由此可見，加水量為90%時淀粉糊狀態最佳。

2.2 蒸粉時間對粉絲蒸煮品質的影響

蒸粉過程可以增加粉絲的糊化度，使得表層凝膠網絡更加致密[10]。由表3可知，蒸粉時間小于6min時，由于糊化不足，導致蒸煮后的粉絲口感軟爛或夾生，蒸煮損失大，糊湯嚴重；而蒸粉時間大于6min則粉絲糊化過度，導致其發爛、發軟。因此，蒸粉時間要控制適當，才能達到理想的效果。

表1 加水溫度對淀粉糊的影響Table1 Effectof temperatureofwateron starch paste

表2 加水量對淀粉糊的影響Table2 Effectofamountofwateron starch paste

表3 蒸粉時間對粉絲品質的影響Table3 Steaming time on the influenceof thequality

2.3 冷凍工藝條件的確定

2.3.1 老化時間對粉絲品質的影響 老化可使粉絲內淀粉微晶束發生重排，達到增強凝膠強度的目的[11,12]。由圖1可知，剪切應力和彈性系數隨著老化時間的延長逐漸增大，斷條率逐漸下降，在90min時各指標達到最大后開始下降。剪切應力和彈性系數的變化趨勢幾乎是一致的。這是由于在老化開始階段隨著時間的延長微晶束逐漸增多，粉絲表面的凝膠網絡由疏變密，由弱變強，而內部的結晶區相對較少，凝膠強度弱，因而粉絲的儀器測定指標增大；但當老化時間超過90min時，粉絲內部的微晶束逐漸增多后，內部凝膠網絡由弱到強，粉絲表面的強度不能抵抗物性儀下壓時粉絲內部產生的應力，由此表現出物性儀測定的各指標下降。

2.3.2 冷凍溫度對粉絲品質的影響 冷凍可以增強粉絲的韌性、老化淀粉和降低其含水量，減少或消除其粘性。由圖2可知，剪切應力和彈性系數隨著冷凍溫度的提高而逐漸增大，斷條率逐漸下降。在-6℃時各項指標達到最大后開始下降。這是由于隨著粉絲溫度的降低，淀粉分子的結合水逐漸析出來，冷凍使粉絲上的水分結冰，使粉絲快速脫水。由于結冰時的體積膨脹對粉絲產生了擠壓，使得粉絲中的淀粉顆粒更加致密和淀粉分子結構扭曲，從而改善了粉絲的口感，食用更加筋道，也提高了粉絲耐煮的性能、降低粉絲斷條率。

圖1 老化時間對粉絲品質的影響Figure1 Aging timeon the influence of the vermicelliquality

圖2 冷凍溫度對粉絲品質的影響Figure 2 Freezing temperature on the vermicelliquality

2.3.3 冷凍時間對粉絲品質的影響 由圖3可知，剪切應力、彈性系數和斷條率隨著冷凍時間的延長都有所改善，但是影響不是很明顯。這說明粉絲的質構指標在適當的冷凍范圍內會有所提高，但提高不大。

圖3 冷凍時間對粉絲品質的影響Figure 3 Freezing time on the influenceof the vermicelliquality

2.3.4 冷凍工藝正交試驗 在單因素試驗的基礎上，選取老化時間，冷凍溫度和冷凍時間為試驗因素（表4），進行正交試驗。所得的結果見表5。

由表5可知，以斷條率為指標各因素影響大小順序為A>B>C>D，可見老化時間對粉絲斷條率影響較大。較優方案為A3B2C2D3，即老化時間120 min，冷凍溫度-6℃，冷凍時間40min。

以剪切應力為指標各因素影響大小順序為B>A>C>D，其中老化時間和冷凍溫度兩因素對粉絲剪切應力影響相差不多。較優方案為A3B2C3D2，即老化時間120 min，冷凍溫度-6℃，冷凍時間60min。

表4 冷凍工藝試驗因素水平表Table4 Factorsand levels forbreezing process

表5 冷凍工藝正交試驗結果分析Table5 Resultsoforthogonalarray design

以彈性系數為指標各因素影響大小順序為A>D>C>B，較優方案為A3B1C2D3，即老化時間120 min，冷凍溫度-2℃，冷凍時間40min。

通過極差分析亦可以看出，對冷凍溫度而言，從斷條率、剪切應力來看，其溫度變化對粉絲斷條率和剪切應力結果影響明顯，而從彈性系數來看，其變化對彈性系數結果幾乎沒有影響，因此最適冷凍溫度為B2，即-6℃。對冷凍時間而言，其時間變化對剪切應力、彈性系數和斷條率結果影響較少，而且從經濟上考慮，減少冷凍時間能提高生產效率，減少能耗、降低成本。因此最適冷凍時間為C2，即40min。

由以上的分析考慮，所得到的最優冷凍工藝為A3B2C2。為了進一步驗證結果的準確性，對A3B2C2組合進行驗證實驗。驗證結果為斷條率75%，剪切應力為158.2 g/mm2，彈性系數32%。通過驗證實驗結果可以看出，最優冷凍工藝實驗結果均好于以上正交試驗的任意結果。故可認為A3B2C2為最優冷凍工藝組合，即老化時間為120min，冷凍溫度為-6℃，冷凍時間為40min。

2.4 干燥溫度和時間的確定

確定干燥(分段干燥)條件為在80℃干燥20 min、60℃干燥20min、40℃干燥20min、20℃干燥20min，此時粉絲含水量為15%左右。

3 結論

通過試驗得到生產粉絲最佳生產條件和工藝參數為淀粉糊加水溫度為75℃，加水量為90%，蒸粉時間為6min。老化時間120min，冷凍溫度﹣6℃，冷凍時間40min。然后依次在80℃下干燥20min、60℃干燥20min、40℃干燥20min、20℃干燥20min，干燥至粉絲含水量為15%左右。

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10 李慧娟,柴松敏.淀粉的老化機理及抗老化研究[J].糧食加工,2006(3)：42～45.

11 唐聯坤.淀粉糊化、老化特性與食品加工[J].陜西糧油科技,1996,21(3):26～28.

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