熱風(fēng)干燥對(duì)淮山粉物理特性的影響

周宇冰，詹智鈞，李娜，賀超，昌萍，蘇小軍，趙小梅，李清明，*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)際學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省作物種質(zhì)創(chuàng)新與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙410128）

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熱風(fēng)干燥對(duì)淮山粉物理特性的影響

周宇冰1，詹智鈞1，李娜1，賀超1，昌萍1，蘇小軍2，3，趙小梅2，李清明2，3，*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)際學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省作物種質(zhì)創(chuàng)新與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙410128）

摘要：研究熱燙和干燥溫度（55℃～75℃）對(duì)淮山粉物理特性的影響。研究結(jié)果表明：熱燙處理對(duì)淮山粉的色澤、持水性、凍融穩(wěn)定性、表觀形貌和黏度都有顯著影響，對(duì)堆積密度、持油性和碘藍(lán)值影響不顯著。經(jīng)過熱燙后，淮山粉持水性、凍融穩(wěn)定性均優(yōu)于未熱燙處理的淮山粉，而未熱燙的淮山粉在色澤和表觀形貌等方面優(yōu)于經(jīng)熱燙的淮山粉，熱燙處理的淮山粉則淮山細(xì)胞出現(xiàn)了明顯的糊化破損。溫度對(duì)色澤、溶解度、表觀形貌和黏度影響較大?；瓷椒廴芙舛入S干燥溫度的升高而增大，當(dāng)溫度為70℃時(shí)達(dá)到最大溶解度，隨后淮山粉的溶解度降低。

關(guān)鍵詞：淮山粉；熱風(fēng)干燥；物理特性

淮山是薯蕷科山藥屬（Dioscorea L.），是許多熱帶國(guó)家的重要主食，也是我國(guó)傳統(tǒng)的藥食同源食物。研究表明，淮山提取物具有抗氧化和降血脂功能［1］。淮山粉具有保護(hù)大鼠免受化學(xué)傷害的作用［2］，抗氧化［3］。但淮山生產(chǎn)具有季節(jié)性，不易貯藏［4］。開發(fā)食用方便、營(yíng)養(yǎng)成分損失少的淮山加工產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)淮山的周年供應(yīng)是促進(jìn)淮山產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。

目前淮山主要的加工產(chǎn)品有淮山片和淮山粉，其中淮山粉由于可以進(jìn)一步加工成即食沖調(diào)食品，或作為原輔料加工成其他的食品，如面條、焙烤食品等［5］?；瓷椒壑械矸酆扛?，加工性能好，可以作為重要的糧食來源，且具有確切的功效成分，因此具有廣闊的發(fā)展前景。熱風(fēng)干燥是淮山粉加工的常用方法，韋保耀［6］等的研究表明，在65℃下干燥4.5 h可以得到色澤較好的淮山干片。但熱風(fēng)干燥時(shí)常易造成淮山粉營(yíng)養(yǎng)損失、品質(zhì)下降。溫度是引起淮山粉品質(zhì)下降的重要因素，因此本論文研究不同溫度條件下淮山粉理化特性的變化。

1　材料與方法

1.1材料

淮山（鐵棍淮山）：購自湖南省長(zhǎng)沙市馬王堆菜市場(chǎng)。

1.2主要儀器設(shè)備

CR-400色彩色差計(jì)：日本柯尼卡美能達(dá)株式會(huì)社；LXY-ⅡB型低速離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；DHG-9146A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；BS400S-WEI電子天平：北京康多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；RVA-S/N2112681快速黏度測(cè)定儀：瑞典波通公司；F93熒光分光光度儀：上海精科儀器廠；JSM-6380LV掃描電子顯微鏡：日本電子株式會(huì)社。

1.3試驗(yàn)方法

選擇無病斑、大小相仿的新鮮淮山。清洗后去皮、將淮山切成3mm～4mm厚淮山片，其中一組淮山片進(jìn)行熱燙（95℃）處理5 min，另一組不進(jìn)行熱燙，均在55、 60、65、70、75℃熱風(fēng)干燥至含水量低于8%，粉碎待用。

1.4檢測(cè)指標(biāo)與方法

色澤按照Hsu等［7］的方法，采用CR-400全自動(dòng)色差計(jì)測(cè)定；溶解度：參考Iwuoha的方法［8］，將1 g淮山粉置于10 mL刻度試管，加蒸餾水至刻度線，將上述溶液放置60 min（每隔10 min攪拌1次），靜置15 min后吸取2 mL上清液于已恒重的鋁盒中蒸干水分稱量鋁盒總質(zhì)量；碘藍(lán)值采用紫外分光光度計(jì)測(cè)定650 nm處的吸光值E，參照蔣小靜的方法進(jìn)行測(cè)定計(jì)算［9］，碘藍(lán)值= E×54.2+5；堆積密度參照Hsu的方法，采用10 mL的量筒裝填稱重進(jìn)行測(cè)定［7］；吸水性和油性采用參照采用段欣等的方法離心稱重測(cè)定［14］；凍融穩(wěn)定性采用析水率表示，參照孫慧敏的方法進(jìn)行［10］；表觀形貌參照M. Ahmed的方法采用掃描電鏡進(jìn)行［11］；黏度采用快速黏度儀RVA根據(jù)AACC76-21標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。

2　結(jié)果與分析

2.1干燥溫度對(duì)色澤的影響

淮山在干燥過程中極易發(fā)生褐變。褐變的淮山粉不容易被消費(fèi)者接受，為防止褐變，在淮山干燥前常采用熱燙滅酶來進(jìn)行護(hù)色。其中白度（WI，Whiteness index）、色調(diào)和色度分別采用如下公式計(jì)算［12］，WI= 100-，色調(diào)=tan-2，用于測(cè)定顏色特性；色度=，表示顏色亮度或者飽和度，其中L為明度系數(shù)，a*、b*為彩度系數(shù)?；瓷椒鄣纳珴蓽y(cè)試結(jié)果見表1和表2。

表1　干燥溫度對(duì)未經(jīng)熱燙處理的淮山粉色澤的影響Table 1　Effects of different hot air temperatures on color of Chinese yam flours

表2　干燥溫度對(duì)經(jīng)熱燙處理的淮山粉色澤的影響Table 2　Effects of different hot air temperatures on color of Chinese yam flours prepared after blanching

由表1和表2可以看出，未熱燙處理的淮山粉的L值在82.86至92.8之間，熱燙處理的淮山的L值在83.7至90.12之間，熱燙能有效地改善淮山粉的色澤。WI表示食品的白度，反映淮山粉在干燥過程中褐變的程度，WI越高，意味著淮山粉具有更好的色澤，褐變?cè)捷p。溫度對(duì)L值、WI和色度影響顯著，但對(duì)色調(diào)影響不大。

2.2干燥溫度對(duì)溶解度的影響

不同干燥溫度對(duì)溶解度的影響見圖1。

圖1　不同干燥溫度對(duì)溶解度的影響Fig.1　Effects of different hot air temperatures on solubility of Chinese yam flours

由圖1可以看出，熱燙對(duì)淮山粉的溶解度影響顯著。隨著干燥溫度升高，溶解度逐漸增大，淮山粉在干燥溫度70℃時(shí)，溶解度達(dá)到最大值，隨后隨溫度升高而下降。

2.3干燥溫度對(duì)堆積密度的影響

不同干燥溫度對(duì)堆積密度的影響見圖2。

圖2　不同干燥溫度對(duì)堆積密度的影響Fig.2　Effects of different hot air temperatures on bulk density of Chinese yam flours

由圖2可以看出，熱燙處理對(duì)淮山粉堆積密度有一定影響，但熱風(fēng)干燥溫度對(duì)全粉堆積密度的影響不明顯。經(jīng)熱燙處理的淮山粉堆積密度大于未熱燙的淮山粉，可能是因?yàn)闊釥C時(shí)高溫使其細(xì)胞組織收縮，從而堆積密度增大。

2.4干燥溫度對(duì)持水性和持油性的影響

不同干燥溫度對(duì)持水性和持油性的影響見圖3和圖4。

圖3　不同干燥溫度對(duì)持水性的影響Fig.3　Effects of different hot air temperatures on water holding capacity of Chinese yam flours

圖4　不同干燥溫度對(duì)持油性的影響Fig.4　Effects of different hot air temperatures on oil holding capacity of Chinese yam flours

從圖3和圖4可以看出，熱燙對(duì)淮山粉的持水性影響顯著，但對(duì)持油性影響不顯著。持水力的差異與淀粉內(nèi)部束水的位置不同有關(guān)，主要是由淀粉分子內(nèi)部羥基與分子鏈或水形成氫鍵和共價(jià)鍵結(jié)合所致。羥基與淀粉分子結(jié)合的作用大于與水分子的結(jié)合，顯示出較低的持水力，反之則顯示較高的持水力。如淀粉發(fā)生糊化后能夠?qū)е挛芰Φ脑黾?，淮山在熱燙過程中淀粉糊化，改變了淀粉顆粒結(jié)構(gòu)，增加了比表面積，促使其吸水能力的增加。吸油能力的大小則受蛋白質(zhì)的來源、加工條件、添加劑的成分、顆粒的大小和溫度等因素的影響，如含非極性尾端較多的蛋白質(zhì)含量增加，則吸油能力也隨著增加?；瓷椒鄣某炙院统钟托院臀墨I(xiàn)報(bào)道的木薯全粉（3.76 g/g與0.82 g/g）［9］和馬鈴薯全粉（5.55 g/g與1.14 g/g）［13］相近，所以在馬鈴薯全粉、木薯全粉的食品配方中，水和食用油的添加量基本也適合于添加淮山粉的配方。

2.5干燥溫度對(duì)碘藍(lán)值的影響

淮山粉中游離淀粉含量是一項(xiàng)重要的質(zhì)量指標(biāo)，常用采用碘藍(lán)值來表明游離淀粉含量的高低，碘藍(lán)值高說明大量淮山細(xì)胞被破壞，從而釋放出大量游離淀粉。不同干燥溫度對(duì)碘藍(lán)值的影響見圖5。

圖5　不同干燥溫度對(duì)碘藍(lán)值的影響Fig.5　Effects of different hot air temperatures on iodine blue value of Chinese yam flours

由圖5可知，熱燙處理對(duì)淮山粉的碘藍(lán)值影響不顯著，溫度為55℃時(shí)碘藍(lán)值顯著高于其他溫度，其他溫度間碘藍(lán)值變化不大。

2.6干燥溫度對(duì)凍融穩(wěn)定性的影響

經(jīng)過冷凍解凍后，淀粉凝膠在重力作用下有水流出，這種現(xiàn)象主要是由于淀粉中線性分子的再聚合所致。凍融穩(wěn)定性的不同最終取決于淮山粉內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，包括支鏈與直鏈淀粉的比例，析水率高則反映樣品凍融穩(wěn)定性差，不同干燥溫度對(duì)凍融穩(wěn)定性的影響見圖6。

圖6　不同干燥溫度對(duì)凍融穩(wěn)定性的影響Fig.6　Effects of different hot air temperatures on freeze-thaw？stability of Chinese yam flours

由圖6可以看出，熱燙對(duì)淮山粉的析水率影響顯著，經(jīng)熱燙處理的淮山粉析水率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于未經(jīng)熱燙的淮山粉，說明熱燙能有效提高淮山粉的凍融穩(wěn)定性?；瓷椒蹆鋈诜€(wěn)定性好，可以用于冷凍食品的配方中，添加淮山粉的食品在解凍后不會(huì)大量失水而造成失重。

2.7干燥溫度對(duì)淮山粉表觀形貌的影響

不同溫度干燥的淮山粉的掃描電鏡圖見圖7。

從圖7可見，淮山粉有較多的由機(jī)械力所造成的淀粉顆粒小碎塊。熱燙處理對(duì)淮山粉的表觀形貌影響顯著，未經(jīng)熱燙處理的淮山粉顆粒完成，表面光滑，而經(jīng)熱燙處理的淮山粉則淮山細(xì)胞出現(xiàn)了明顯的糊化破損。

2.8干燥溫度對(duì)淮山粉黏度的影響

為能更好地闡明淮山粉的黏度特性，利用快速黏度儀對(duì)比分析了不同溫度干燥的淮山粉的黏度性質(zhì)，結(jié)果見表3和表4。

圖7　不同溫度下淮山粉的電鏡圖Fig.7　Scanning electronic microstructure of Chinese yam flours manufactured at different drying temperatures

表3　不同干燥溫度淮山粉的黏度特征參數(shù)Table 3　Pasting parameters of Chinese yam flours with different hot air temperatures

由表3和表4可看出，熱燙和干燥對(duì)淮山粉的糊化性質(zhì)均有較大影響。未經(jīng)熱燙處理的淮山粉，其峰值黏度、谷值黏度、破損值和最終黏度均隨干燥溫度升高而增大，但無論熱燙還是未經(jīng)熱燙的淮山粉，其峰值黏度、谷值黏度和最終黏度均遠(yuǎn)低于文獻(xiàn)報(bào)道的淮山淀粉［15］，其原因可能是淮山淀粉中幾乎不含有蛋白質(zhì)、脂肪和纖維素等其它成分，而淮山粉中除淀粉外，還含有蛋白質(zhì)和纖維素等其他諸多成分，這些成分都會(huì)影響到淀粉的糊化過程?；瓷椒鄣酿ざ容^低，并且溶解性較好，具有開發(fā)成沖調(diào)型方便食品的潛力。

3　結(jié)論

熱燙處理對(duì)淮山粉的色澤、持水性、凍融穩(wěn)定性、表觀形貌和黏度都有顯著影響，對(duì)堆積密度、持油性和碘藍(lán)值影響不顯著。經(jīng)過熱燙后，淮山粉持水性、凍融穩(wěn)定性均優(yōu)于未熱燙處理的淮山粉，而未熱燙的淮山粉在色澤和表觀形貌等方面優(yōu)于經(jīng)熱燙的淮山粉，熱燙處理的淮山粉則淮山細(xì)胞出現(xiàn)了明顯的糊化破損?；瓷椒廴芙舛入S干燥溫度的升高而增大，當(dāng)溫度為70℃時(shí)達(dá)到最大溶解度，隨后淮山粉的溶解度降低?；瓷椒鄣酿ざ容^低，溶解性較好，具有開發(fā)成沖調(diào)型方便食品的潛力。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.11.005

基金項(xiàng)目：2014年國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“即食速溶淮山粉的研究：（G（S）CX1405）

作者簡(jiǎn)介：周宇冰（1994—），男（漢），本科在讀，食品科學(xué)與工程專業(yè)。

*通信作者：李清明（1973—），男，副教授，博士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。

收稿日期：2015-06-11

Physical Properties of Chinese Yam Flours as Affected by Different Hot Air Drying

ZHOU Yu-bing1，ZHAN Zhi-jun1，LI Na1，HE Chao1，CHANG Ping1，SU Xiao-jun2，3，ZHAO Xiao-mei2，LI Qing-ming2，3，*
（1.International College，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，Hunan，China；2.College of Food Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，Hunan，China；3.Hunan Provincial Key Laboratory of Crop Germplasm Innovation and Utilization，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，Hunan，China）

Abstract：The effects of blanching and drying temperature（55℃-75℃）on the physical properties of Chineseyam flour were investigated.While blanching showed significant effects on color，water holding capacity，freeze-thaw stability，microstructure and viscosity of yam flours，It had no marked effects on other physical properties of yam flours.Flours with blanching had better water holding capacity and freeze-thaw stability than flours without blanching.However，flours without blanching had better color and microstructure than flours with blanching.Color attributes，solubility，microstructure and viscosity were all affected by drying temperature to different extents.

Key words：Chinese yam flours；hot air drying；physical properties