三種不同干燥方式對馬鈴薯全粉品質的影響

李歡歡，劉傳菊

（湖北文理學院，湖北 襄陽 441053）

馬鈴薯是僅次于水稻、小麥、玉米的第四大糧食作物，其營養較為豐富[1]。馬鈴薯加工過程中最主要的問題就是其含水量較高，不耐貯藏。馬鈴薯經脫水干制后可以加工成多種方便食品，如薯片、粉條、饅頭、面包等[2]?，F有生產工藝中，馬鈴薯用于生產各類食品主要采用干燥制粉技術將新鮮馬鈴薯制備成馬鈴薯顆粒粉或雪花粉，再以其作為食品配料用于生產[3]。馬鈴薯全粉現有工藝主要為噴霧干燥和滾筒干燥，這2類加工方式能耗較高，導致馬鈴薯全粉價格居高不下，使其制品難以大規模生產[4]。近年來推行的馬鈴薯主糧化中，眾多企業采用馬鈴薯生產面條、饅頭等主食，其主要工藝是將新鮮馬鈴薯蒸煮或打漿后配以面粉、米粉等其他原料共混后進行加工。目前的報道，以馬鈴薯為主要原料加工的主食，其使用比例亦未超過40%[5]。因此，如能找到合適的干燥方式，能夠低成本地加工馬鈴薯全粉，將會推動馬鈴薯主糧化的進程。研究了真空干燥、真空冷凍干燥、鼓風干燥3種干燥加工方式對馬鈴薯全粉品質的影響，以期為馬鈴薯的深加工提供部分參考。

1 試驗材料與儀器

1.1 材料與試劑

新鮮馬鈴薯，購于襄陽市沃爾瑪超市；金龍魚精煉一級大豆油，市售；檸檬酸，Na2SO3等實驗室常用試劑均為分析純。

1.2 試驗儀器與設備

BGZ-30型鼓風干燥箱，上海博迅實業有限公司產品；OZF-6090型真空干燥箱，上海新苗醫療器械制造有限公司產品；FD-1A-50型真空冷凍干燥機，北京博醫康實驗儀器有限公司產品；TA·XT-plus型質構儀，英國Stable Micro Systems公司產品；Hunter-Lab型色差儀，上海信聯創作電子有限公司產品。

2 試驗方法

2.1 馬鈴薯全粉加工工藝

新鮮馬鈴薯清洗去皮后用蒸鍋蒸熟后切制為5 mm厚的片狀，然后采用3種不同的干燥工藝。①鼓風干燥：于80℃條件下干燥12 h；②真空干燥：真空度0.08 MPa，于70℃條件下干燥12 h；③真空冷凍干燥：馬鈴薯片用超低溫冰箱凍結后，在冷凍干燥機中于-10℃條件下干燥30 h[6]。馬鈴薯片干燥后用粉碎機打粉過120目篩備用。

2.2 馬鈴薯全粉持油性測試

將0.25 g樣品置于試管中，稱質量（M1），用移液管準確加入5 mL花生油，在95℃條件下加熱20 min，以轉速3 000 r/min離心15 min，小心傾倒出上層游離油，然后將離心管倒置15 min，瀝盡油后稱質量 （M2）。持油能力 （OHC） 用1.0 g樣品所吸油的質量來表示[7]：

2.3 馬鈴薯全粉吸水指數測試

參照侯飛娜等人[8]的方法。稱取0.6 g樣品于已恒質量離心管中稱質量（m1），加入10 mL蒸餾水振蕩混合。將離心管在30℃條件下水浴30 min后以轉速 3 000 r/min離心15 min，倒去上清液，將試管倒置2 min后稱質量（m2），每個樣品重復3次。吸水指數（I） 采用下式計算：

2.4 馬鈴薯全粉乳化活性和乳化穩定性測試

將0.2 g樣品加入10 mL蒸餾水與10 mL大豆油的混合液中，混合之后采用高速分散均質機分散混勻（以轉速1 000 r/min離心5 min）。立即將所得液體分裝于2個離心管中，其中一個以轉速1 860 r/min離心 10 min， 記錄乳化層高度 （h1） 和溶液總高度（H1）。另一份于80℃條件下水浴30 min后以相同的條件離心，分別測量離心后溶液的總高度（H1） 和乳化層高度（h2），乳化活性M1和乳化穩定性M2采用下式計算：

2.5 馬鈴薯全粉凍融穩定性

配置質量分數6%的（W/V） 馬鈴薯全粉懸浮液，在95℃水浴鍋中糊化30 min，并不斷攪拌，然后室溫下冷卻30 min，取一定量糊化液倒入塑料具塞離心管，記錄離心管質量（G）和糊化液質量（G0）。-18℃下冷凍24 h，之后取出離心管在30℃水浴下解凍1 h至室溫，然后以轉速5 000 r/min離心20 min，棄去上清液，稱取離心管及其內容物總質量（G1），計算離心管中剩余糊化液質量。重復上述過程3次，分別記錄3次凍融析水率。析水率（T）計算如下：

2.6 馬鈴薯全粉顏色測試

采用HunterLab色差儀進行測定。L*反映白度和亮度的綜合值，該值越大表明被測物越白亮。L*=0表示黑色，L*=100表示白色。a*為正值且值越大，表明顏色越接近純紅色；a*=0時為灰色；-a*的絕對值越大，表明越接近純綠色。b*為正值且越大，表明越接近純黃色；b*=0時為灰色；-b*的絕對值越大，表明越接近純藍色。

2.7 馬鈴薯全粉形態觀察

將馬鈴薯全粉配置成質量分數為1%的溶液，攪拌均勻，制成玻片，放入全功能生物顯微鏡中，在偏光模式下進行形態觀察。

2.8 馬鈴薯全粉質構測試

配置質量分數為6%（W/V） 紫薯全粉懸浮液，在95℃水浴鍋中糊化30 min后冷卻至室溫，取一定量糊化液倒入測試鋁盒中，在冰箱冷藏室（4℃）放置24 h后上機測試，每個樣品做3次平行。

質構儀參數校準的要求為返回距離20 mm，返回速度10 mm/s，接觸力5 g；主要的測試參數為測試前速度1.5 mm/s，測試速度2.0 mm/s，測試后速度2.00 mm/s，測試距離5.0 mm，觸發力5.0 g，測試循環速度為1次，探頭A/BE 35 mm。

2.9 馬鈴薯全粉糊化曲線測試

稱取1.5 g樣品，加入12 g蒸餾水（料液比1∶8），用漩渦混合器混合均勻，將料液倒入不銹鋼筒中上機測試。設置參數：溫度掃描程度從35℃升溫至95℃，保溫30 min后再降溫至50℃，并再保溫30 min；升溫速率為1.5℃/min。

3 結果與分析

3.1 馬鈴薯全粉吸水性和持油能力

3種干燥方式下馬鈴薯全粉的吸水性和持油能力見表1。

表1 3種干燥方式下馬鈴薯全粉的吸水性和持油能力

馬鈴薯顆粒全粉的吸水率和吸油率對馬鈴薯顆粒全粉食品的配方設計有一定的參考意義。持水力的差異與淀粉內部束水的位置不同有關，主要是由淀粉分子內部羥基與分子鏈或水形成氫鍵所致。羥基與淀粉分子結合的作用大于與水分子的結合，顯示出較低的持水力，反之則顯示較高的持水力。鼓風干燥持油性較高，真空冷凍干燥方式對淀粉結構的破壞比其他2個方式要小，所以吸水性最大，持油性最小。

3.2 馬鈴薯全粉乳化活性及乳化穩定性

馬鈴薯全粉的乳化活性及乳化穩定性見表2。

表2 馬鈴薯全粉的乳化活性及乳化穩定性

由表2可知，乳化活性依次為真空冷凍干燥＞真空干燥＞鼓風干燥，乳化穩定性依次為鼓風干燥＞真空干燥＞真空冷凍干燥，乳化活性越高，穩定性越低。由于不同干燥方式制備的馬鈴薯全粉蛋白含量差異較大，溫度過高蛋白質變性，蛋白分子聚集出現，使分散程度降低，從而降低了乳化性質。

3.3 馬鈴薯全粉凍融穩定性

馬鈴薯全粉的凍融穩定性見表3。

表3 馬鈴薯全粉的凍融穩定性

凍融析水率可以反映馬鈴薯全粉在冷加工或貯藏過程中的穩定性，凍融析水力低，說明低溫穩定性好。從第1次凍融析水率來看，真空干燥＞鼓風干燥＞真空冷凍干燥；經過3次反復凍融后的總析水率，3種干燥方式無明顯差異。由于真空冷凍干燥所制得的馬鈴薯粉本身經過低溫凍結，破壞了連接直鏈淀粉與支鏈淀粉直鏈部分的氫鍵，導致組織結構孔洞變大，析水率升高。

3.4 馬鈴薯全粉色度分析

3種干燥方式下馬鈴薯全粉的色度見表4。

表4 3種干燥方式下馬鈴薯全粉的色度

根據L*值看出真空冷凍干燥后的全粉最白亮，依次是真空干燥、鼓風干燥。根據a*，b*值看出真空冷凍干燥偏向于黃綠色，真空干燥和鼓風干燥偏向于紅黃色，由于真空和鼓風2種干燥方式經過了高溫處理，可能產生部分褐變。

3.5 馬鈴薯全粉的顆粒形態觀察

3種干燥方式下馬鈴薯全粉的顯微照片見圖1。

由圖1可知，馬鈴薯淀粉顆粒有明顯的偏光十字，但是經過干燥加工后，3種干燥方式下馬鈴薯全粉顆粒均無明顯偏光十字。這主要是因為經過蒸煮和干燥后馬鈴薯中的淀粉顆粒已吸水，發生膨脹和糊化。在3種不同的干燥條件下馬鈴薯全粉顆粒形態亦有明顯差異。真空冷凍干燥馬鈴薯全粉顆粒形態較為均一，真空干燥和鼓風干燥顆粒大小不一且形態各異。

圖1 3種干燥方式下馬鈴薯全粉的顯微照片

3.6 馬鈴薯全粉質構特性

3種干燥方式對馬鈴薯全粉質構的影響見表5。

表5 3種干燥方式對馬鈴薯全粉質構的影響

由表5可知，真空冷凍干燥的馬鈴薯全粉質構與真空干燥和鼓風干燥有顯著性差異。真空冷凍干燥的馬鈴薯全粉凝膠的堅實度、黏稠度和內聚性均高于其他2種干燥方式。

3.7 馬鈴薯全粉的黏度分析

馬鈴薯全粉的黏度曲線見圖2。

圖2 馬鈴薯全粉的黏度曲線

由圖2可知，真空冷凍干燥的馬鈴薯全粉黏度最高，其峰值黏度在試驗條件下已經超出測試范圍，其次是真空干燥和鼓風干燥。此外，冷糊黏度和峰值黏度的差值反映了馬鈴薯全粉的回生度，真空冷凍干燥和真空干燥的回生度均為負值，鼓風干燥的為正值，說明真空冷凍干燥和真空干燥馬鈴薯全粉的冷糊不易回生。

4 結論

3種干燥方式制成的馬鈴薯全粉性能差異較大。真空冷凍干燥全粉吸水性最好、持油性最低；乳化活性最好，但其乳化穩定性最差；全粉顆粒均一，顏色較為白亮；全粉凝膠的堅實度、黏稠度和內聚性較好；有較大的冷糊黏度，且不易回生。