紫薯全粉預處理研究

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處理工藝的主要影響因素，確定紫薯全粉預處理最佳工藝條件為浸鈣濃度60 μg/mg、預煮溫度70 ℃、預煮時間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。

關鍵詞：紫薯全粉；預處理；工藝；影響因素

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

隨著社會的發展和生活水平的提高，人們對食物的樣式、風味及營養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去皮、護色、低溫預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周期，即使在非紫薯收獲季節也可生產出各種紫薯食品。本課題在對紫薯全粉品質影響較小的真空冷凍干燥工藝條件下，通過對比預處理中不同工藝參數對全粉細胞的破壞程度，來確定較好的預處理方式。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

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

1.2 主要儀器設備

UV-5100紫外可見分光光度計：上海元析儀器有限公司；數顯恒溫水浴鍋：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 預煮溫度分別為50，55，60，65，70，

75，80 ℃，測碘藍值。③ 預煮時間分別為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。在單因素試驗基礎上，選用四因素三水平正交試驗，以碘藍值為檢測指標，確定預處理最佳工藝參數。

1.3.3 指標測定 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碘標準溶液定容至刻度，同時取1 mL 0.02 mol/L碘標準溶液定容至50 mL作試劑的空白調零，測定樣品在650 nm處的吸光值A，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） 粉體結構掃描電鏡。紫薯全粉樣品用四氧化鋨氣體化學固定，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 結果與分析

2.1 最佳工藝參數的確定

浸鈣處理是細胞礦質化的方法之一，可使細胞硬度增大，在加工過程中不易破碎。預煮可破壞紫薯中的過氧化氫酶和氧化酶，防止褐變反應，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。

破碎細胞產生的游離淀粉可與碘發生反應，使淀粉變為藍色物質，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、預煮溫度、預煮時間、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；當浸鈣濃度為40 μg/mg時，碘藍值最低。在一定范圍內，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生反效果。2） 隨預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） 隨預煮時間增加，碘藍值變化幅度較小。4） 當蒸煮時間在6 min后，碘藍值先降低后升高；在6～12 min之間薯片基本熟透，呈現黑紫色，軟硬適中。因此，分別在預煮溫度65 ℃、預煮時間12 min、蒸煮時間8 min、乳化劑添加量2.5%時碘藍值降至最低。

該結果表明：一定范圍內的處理可加固細胞壁，減少細胞破碎程度。其中浸鈣濃度、預煮溫度、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 在單因素試驗結果基礎上，進行正交試驗（三水平四因素）設計，以碘藍值為檢測指標，結果見表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、預煮溫度、乳化劑添加量、蒸煮時間。紫薯預處理中浸鈣濃度為60 μg/mg、預煮溫度為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 微觀形態分析

2.2.1 浸鈣濃度對紫薯全粉形貌結構影響 浸鈣濃度分別為40，50，60 μg/mg的紫薯全粉微觀結構電鏡掃描圖如圖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構影響 乳化劑添加量分別為2.0%，2.5%，3.0%的紫薯全粉微觀結構電鏡掃描圖如圖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 結論

紫薯全粉加工中，浸鈣濃度、預煮溫度和時間、蒸煮時間、乳化劑添加量都對紫薯細胞破碎程度產生影響，其中浸鈣濃度及預煮溫度為主要因素，對碘藍值影響相對較大。紫薯全粉預處理的最佳條件為：浸鈣濃度60 μg/mg、預煮溫度70 ℃、預煮時間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不同，得到的紫薯全粉顆粒形態大小不同，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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