馬鈴薯片干燥工藝及品質研究

劉麗 徐洪巖 張明爽 于倩倩

摘要 以尤金品種馬鈴薯為試驗材料，通過單因素試驗得出最佳的熟化方法，并對馬鈴薯干片傳統加工方法及加工工藝參數進行優化。結果表明，最佳的熟化方法是熱水漂燙，達到所需熟化程度需6 min，馬鈴薯片最適厚度為0.5 cm，40、50、60、70、80 ℃干燥溫度下，馬鈴薯片的干燥時間分別為9、8、8、6、6 h。優化方法比傳統方法更節省干燥前的加工時間和人工成本，2種方法所需的干燥時間相同，漂燙熟化法的營養損失量略高于蒸制熟化法。

關鍵詞 馬鈴薯干片;傳統工藝;優化工藝;熱風干燥;品質

中圖分類號 TS-255? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）13-0190-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.13.048

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Study on Drying Technology and Quality Test of Potato Slices

LIU Li， XU Hong yan， ZHANG Ming shuang et al

（Keshan Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Keshan， Heilongjiang 161606）

Abstract With Eugene potato as the test material， the optimal processing parameters of mature method was obtained through a single factor experiment， and the parameters of the traditional processing method and processing parameters of potato dry chips were optimized.The result showed that the optimal processing parameters of mature method was blanching with boiling water， and the required time for the mature was 6 minutes. The optimum thickness of potato slices was 0.5 cm. The drying time of potato chips was 9 h， 8 h， 8 h， 6 h and 6 h respectively at 40 ℃， 50 ℃， 60 ℃， 70 ℃ and 80 ℃.The optimized method saved more processing time and labor cost before drying than the traditional method. The drying time required by the two methods was the same， and the nutrient loss of water cooking method was slightly higher than that of steaming method.

Key words Dried potato slices;Traditional technology;Optimized technology;Hot air drying;Quality

馬鈴薯營養豐富，糧菜兼用。在種植方面，馬鈴薯的適應性強，對環境要求低，耐干旱貧瘠，產量高，因此在世界范圍內廣泛種植[1-3]，與麥、稻、玉米、高粱并稱世界五大糧食作物[4-7]。在存儲方面，馬鈴薯產量巨大，但由于馬鈴薯塊莖含水量高、易發芽、難儲存的特點，導致馬鈴薯貨架期短，極易腐爛，很難運輸和長期儲藏。鮮食馬鈴薯在時間上具有局限性，往往在收獲季節過后，會有大量馬鈴薯庫存，增加了種植和銷售風險，降低了收益。據統計，秋冬馬鈴薯的貯存損失率在5%～15%，相當于損失66.67萬hm2左右的年產出。從而制約了馬鈴薯的種植面積和推廣范圍。

我國馬鈴薯近50%的產量進行留種、鮮食和飼用，5%用于出口，只有約14%用于加工淀粉、粉條、全粉、薯條薯片等[8]。美國馬鈴薯的消耗量占總產量的76%，加上加工淀粉、飼料和酒精的消耗，總加工量可達85%左右[9-10]。日本馬鈴薯年產351.2萬t，年加工鮮薯占總量的86%。德國年進口200多萬t馬鈴薯食品，英國每年用于食品生產的馬鈴薯約450萬t[11-12]。綜上所述，全球馬鈴薯加工產業處于如日方升的發展階段，我國馬鈴薯加工產業亟待發展。

近年來，干制蔬菜的需求呈現穩定增長的趨勢。隨著生活節奏加快，人們追求烹調簡便化，餐館、食堂對半加工產品和速食產品需求量增大。馬鈴薯干片是將馬鈴薯熟化后切片，通過晾曬或加熱干燥去除大部分水分。食用方法多以浸泡復水后炒或燉的形式。該傳統方法能夠有效延長馬鈴薯的保質期，并且創造了馬鈴薯干片獨特的口感和風味。同時，干制馬鈴薯質量和價格比鮮薯穩定，無不可食用部分，且易儲存。傳統加工方式采用手工進行，先熟化再需手工剝皮后切片，蒸熟時間、切片厚度等都通過經驗來控制，這種方式容易導致厚度不均勻、熟化程度不一致，人工切片導致碎塊太多、損失較大，造成不必要的浪費，而且人工成本較大、產量小、耗時費力。

該試驗采用熱風干燥方式，通過對加工工藝的優化，在傳統方法的基礎上進行改進，先切后熟化，機器精確調控切制規格和蒸煮時間，形成一套完備、合理、高效的制作加工技術。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為黑龍江省農業科學院克山分院種植的尤金品種馬鈴薯。原料選擇飽滿、無芽變的馬鈴薯為原料。

1.2 試驗設備

FD53型電熱恒溫鼓風干燥箱（德國賓得公司）;通用型電子天平（上海海康電子儀器廠，精度0.001 g）;SD-1193型果蔬切片機（lekker品牌）;ZBDG-38型多功能電熱蒸鍋（眾寶電器廠，額定輸入功率2 100 W）。

1.3 試驗方法

1.3.1 馬鈴薯干片的傳統加工方法和優化加工方法。

1.3.1.1 傳統手工方法。選擇飽滿、無芽變的馬鈴薯作為原料，清洗干凈，煮至七八成熟，撈出晾涼后剝皮切5～8 mm厚片，自然晾干或烘干。

1.3.1.2

優化方法。選擇飽滿、無芽變的馬鈴薯作為原料，清洗干凈后去皮切5 mm片，水中浸泡清洗去表面淀粉，水煮至七八成熟，撈出過涼水，自然晾干或烘干。

1.3.2 馬鈴薯干片干燥工藝流程。

試驗前將待測馬鈴薯樣品恢復至室溫，清洗后去皮，使用切片機將馬鈴薯切成一定厚度，為保證試驗的一致性，將馬鈴薯片的橫截面統一規格為3 cm×3 cm，切片后清水中浸泡5 min，去除表面的淀粉，當鍋中水沸騰時，將馬鈴薯片平鋪在蒸籠上或倒入沸水中，經不同方法熟化后投入涼水中冷卻5 min，瀝干水分平鋪在物料盤中，干燥箱中烘干。

根據試驗設置，選擇不同的熟化方法（熱蒸汽法和熱水漂燙法）、不同的熟化時間（0、2、4、6、8、10 min）、不同的馬鈴薯片厚度（0.4、0.5、0.6、0.7 cm）、不同的干燥溫度（40、50、60、70、80 ℃）、不同的加工方法（傳統方法和優化方法）。干燥過程中，每隔1 h測定質量，直至含水率降至0.1 g/g以下停止干燥。

1.4 指標測定方法

1.4.1 干基含水率的測定。

不同干燥時間的馬鈴薯干基含水率同尹慧敏[14]的計算公式：

Mt=mt-mgmg

式中，mt為t時刻馬鈴薯質量（g）;mg為馬鈴薯干物質質量（g）。

1.4.2 干燥速率的測定。計算公式如下：

DR=Mt1-Mt2t2-t1

式中，Mt1和Mt2為t1和t2時刻的干基含水率（g/g）。

1.4.3 淀粉、蛋白質和還原糖含量的測定。

使用上海羽朵生物科技有限公司提供的試劑盒測定。

2 結果與分析

2.1 熱蒸汽熟化時間對馬鈴薯片干燥過程的影響

分別設置0、2、4、6、8、10 min熱蒸汽熟化時間，熟化后70 ℃熱風干燥，每1 h測一次質量，至質量恒定。由圖1可知，6種熟化時間干燥曲線趨勢基本相同。初始干基含水率平均值為3.47 g/g。隨著干燥時間的延長，干基含水率逐漸下降，0、2、4 min在第7小時時干基含水率無限趨于0，6、8、10 min在第8小時時干基含水率無限趨于0。

2.2 漂燙熟化時間對馬鈴薯片干燥過程的影響

分別設置0、2、4、6、8、10 min熱水漂燙熟化時間。由圖2可知，干燥曲線趨勢基本相同。初始干基含水率平均值為4.09 g/g。隨著干燥時間的延長，干基含水率逐漸下降，0、2、4、6 min在第6小時時干基含水率趨于0，8、10 min在第7小時時干基含水率無限趨于0，可見干燥所需時間隨著熟化時間延長而增加。

2.3 不同熟化方法對馬鈴薯片干燥過程的影響

試驗發現，蒸制和漂燙2種熟化方法達到相同七八成熟程度時，漂燙所需時間為6 min，蒸制需8 min。當漂燙加熱4 min時，馬鈴薯片硬度大，不易折斷;但加熱6 min時，硬度明顯減小，用勺子即可將馬鈴薯摁壓折斷。對達到相同熟化程度的干基含水率進行比較，結果發現（圖3），漂燙6 min的初始干基含水率高于蒸制8 min馬鈴薯片的干基含水率，漂燙6 min的干基含水率下降速率較蒸制8 min的速率快，漂燙6 min的干基含水率在第6小時時無限趨于0，蒸制8 min的干基含水率在第8小時時無限趨于0。因此，可認定漂燙6 min所需的干燥時間比蒸制8 min的干燥時間短。

2.4 不同熟化方法對馬鈴薯干片品質的影響

分別對蒸制和漂燙不同時間的馬鈴薯干片的淀粉、蛋白蛋和還原糖進行檢測，結果如圖4，由圖4可知，隨著熟化時間的延長，淀粉含量、還原糖含量和蛋白質含量都在逐漸減少，分析可能原因是熟化過程三者有消耗和分解為其他物質。并且漂燙的熟化過程的淀粉含量和蛋白質含量比蒸制的含量略低，分析可能原因是隨著在水中停留的時間延長，部分營養物質通過一定的通路位移到馬鈴薯片的表面進而游離于水中，時間越長，營養物質流失越多。

2.5 不同厚度馬鈴薯片對熟化時間和干燥速率的影響

選擇0.4、0.5、0.6和0.7 cm 4種厚度的馬鈴薯片，進行70 ℃熱風干燥處理，記錄干燥所需時間。由圖5可知，0.4和0.5 cm厚度的馬鈴薯片達到干燥分別需5和6 h，0.6和0.7 cm厚度的馬鈴薯片干燥時間相同，均為7 h。4種厚度的馬鈴薯片初始干基含水率處于同一水平，干基含水率的下降趨勢相似。0.4 cm厚度的馬鈴薯片干基含水率的下降速率比其他3個處理稍快。在各個測量的時間點，除初始干基含水率外，0.4 cm厚度的馬鈴薯片的干基含水率都比其他3個處理低，而0.7 cm厚度的馬鈴薯片的干基含水率都較其他3個處理高。說明厚度能夠影響馬鈴薯片的干燥過程。

2.6 不同干燥溫度與干燥時間的關系

為確定干燥溫度與干燥時間的關系，分別設置40、50、60、70、80 ℃對馬鈴薯片進行干燥試驗，以確定不同干燥溫度下的干燥時間。由表1可知，各處理初始干基含水率在3.62～4.25 g/g，差異不顯著;平均干燥速率0.40～0.69 g/（g·h），從方差分析結果可知，70 ℃與80 ℃之間的平均干燥速率差異不顯著，但與其他3個處理（40、50、60 ℃）的差異達到了顯著水平。80 ℃干燥處理過程中最大干燥速率達2.18 g/（g·h），與其他4個溫度處理之間達到了極顯著水平。

2.7 傳統工藝與優化工藝生產馬鈴薯干片品質對比分析

由圖6可知，2種方法的干燥時間均為6 h，干基含水率隨著時間的延長下降的趨勢相似。傳統方法和優化方法的初始干基含水率差異較大，傳統方法的馬鈴薯片初始干基含水率高于優化方法的馬鈴薯片，且差異達到了顯著水平。在干基含水率下降的過程中，傳統方法干基含水率下降速率高于優化方法。

對傳統加工工藝和優化加工工藝的馬鈴薯干片進行營養物質的檢測，分別測定蛋白質、淀粉和還原糖的含量，以鮮薯為對照，結果如表2，鮮薯的含量最高，傳統工藝含量次之，優化工藝含量最低。分析原因可能是由于優化方法采用水煮的熟化方法，隨著水流的沖刷，導致部分營養流失。但經加熱后，各營養物質均有損失。

3 討論與結論

傳統加工方法采用煮制的方法進行熟化，將整個馬鈴薯帶皮放入少量水中進行煮制，此方法的缺點是受熱不均勻，熟化程度不好掌控，熟化后要等待馬鈴薯降溫后才能去皮后切片，由于馬鈴薯已經熟化，所以只能利用人工去皮，作業量大且進度緩慢，浪費時間成本。切制過程中由于馬鈴薯已經熟化，結構松散，若刀鋒稍鈍或速度稍慢或稍快等因素，在外力的作用下較難成型，容易導致片型不完整，造成部分浪費。并且薯片表面粗糙、品質下降。優化方法采用先去皮切片的方法，在熟化之前進行去皮可采用馬鈴薯去皮機，可大大縮短時間成本，減少人工作業。去皮后采用馬鈴薯切片機，厚度均勻一致，片型整齊光滑，同時也能節省時間成本。熟化采用漂燙或蒸煮的方式，受熱均勻且快，溫度和熟化程度易掌握，降溫采用涼水浸洗過濾，降溫速度快，且不需要降至人體可接受溫度，可直接進行干燥處理。該研究的不足之處是缺少色差的測定。

該研究結果中，漂燙處理后所需的干燥時間略短于蒸制，漂燙的干基含水率下降速度高于蒸制，這與金雪凍等[16]在對馬鈴薯干燥過程的研究中干燥速率蒸汽大于漂燙的結果不同，但與趙玉生等[17-18]報道的漂燙可以提高干燥速率的結論相同。漂燙的淀粉和蛋白質損失量高于蒸制，這與金雪凍等[16]的研究結果在熱泵干燥中蒸汽處理的馬鈴薯片中蛋白質能夠最大限度地保留結果一致。對于馬鈴薯片的切片厚度也有部分文獻報道，由于食用方法和風味不同導致結果不同，王輝等[13]認為厚度2.5 mm漂燙210 s、60 ℃干燥150 min的馬鈴薯片適合制作油炸的馬鈴薯干片。張鵬等[19]研究薯類切片后直接進行熱風干燥的特性，結果表明最佳干燥條件是7 mm厚度，干燥溫度為70 ℃。

綜上所述，通過對優化加工方法的工藝參數的優化，確定最佳的熟化方法是熱水漂燙，熟化程度為6 min，馬鈴薯片最適厚度為0.5 cm。40、50、60、70、80 ℃干燥溫度下，馬鈴薯片的干燥時間分別為9、8、8、6、6 h。蒸制和漂燙都會造成馬鈴薯片淀粉、還原糖和蛋白質不同程度的流失，蒸制更有利于淀粉和蛋白質的保留。優化方法的營養損失量略高于傳統方法。傳統方法與優化方法的干燥時間相同。

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