不同干燥方式对紫薯全粉品质的影响

邓资靖，蒋和体

(西南大学食品科学学院，重庆400715)

不同干燥方式对紫薯全粉品质的影响

邓资靖，蒋和体*

(西南大学食品科学学院，重庆400715)

紫甘薯具有很高的营养价值，紫薯全粉的开发研究有利于其加工的扩大化和优质化。以紫薯为原料，通过鼓风干燥、真空冷冻干燥、真空干燥三种干燥方法对紫薯全粉的制备进行研究，探讨三种方式对于紫薯全粉基本化学成分、色差、碘蓝值、持水性和持油性、总花青素含量等品质的影响。通过对比实验得出结论，真空冷冻干燥对于紫薯全粉的基本化学成分、色差、碘蓝值、持水性和持油性、总花青素含量等品质的综合影响最小，真空干燥紧随其后。因此，为了保持紫薯全粉的完整性，同时考虑生产成本，在加工紫薯全粉过程中以真空干燥方法为最佳。

紫薯全粉，鼓风干燥，真空干燥，真空冷冻干燥

1 材料与方法

1.1 材料与设备

新鲜紫薯 西南大学生命科学学院重庆甘薯研究中心渝薯6-12-3号;金龙鱼 第二代食用调和油;其它试剂 为实验室常用试剂。

ULTRASCAN测色仪 配有带溯源数据的标准白板、绿板、Didyfilter-钕镨滤色片以及标准D65光源，美国HunterLab公司;ALPAAI-4CSC冷冻干燥器配有二级旋叶真空泵、LD-2型LCD显示的控制器、隔板、压盖装置及有机玻璃干燥室带独立控制真空的外接口，美国Christ公司;CS101-1A型电热鼓风干燥箱 中华人民共和国重庆实验设备制造厂; DZF-6020型真空干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;FA2004A电子天平 上海精天电子仪器厂; HR2027飞利浦搅拌机 飞利浦电子香港有限公司; DZKW-4电子恒温水浴锅、DL-1万用电炉 北京中兴伟业仪器有限公司;HWT-10C恒温振荡水浴锅天津市恒奥科技发展有限公司;800型离心沉淀器上海手术器械厂;722s可见分光光度计 上海棱光技术有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 紫薯全粉制作工艺 根据前者研究结果与自身条件，采用不同干燥工艺，使紫薯全粉产品达到5%含水率为要求，进行紫薯全粉的制备。

1.2.1.1 鼓风干燥工艺 鲜紫薯→清洗→蒸制(100℃，20min)→去皮→制泥→冷却→鼓风干燥箱干燥(80℃，7h)→粉碎磨粉→筛分→成品

1.2.1.2 真空干燥工艺 鲜紫薯→清洗→蒸制(100℃，20min)→去皮→制泥→冷却→真空干燥箱干燥(0.08Pa，70℃，9h)→粉碎磨粉→筛分→成品

1.2.1.3 真空冷冻干燥工艺 鲜紫薯→清洗→蒸制(100℃，20min)→去皮→制泥→冷却→冰箱冷冻(12h)→冷冻干燥机干燥(280Pa，-1℃，28h)→粉碎磨粉→筛分→成品

1.2.2 紫薯全粉产品性质

1.2.2.1 紫薯全粉基本化学组分测定 水分测定采用GB5009.3-2010;灰分测定采用GB5009.3-2010;还原糖测定采用直接滴定法;淀粉含量测定采用GB/T5009.9-2008酸水解法;蛋白质含量测定采用GB 5009.5-2010分光光度法;脂肪测定采用GB5009.6-85酸水解法。

1.2.2.2 紫薯全粉色泽的测定［16］利用ULTRASCAN型测色仪进行测定，以仪器白板为标准，测量紫薯全粉的明度指数L*、彩度指数a*和b*。L*称为明度指数，反映白度和亮度的综合值，该值越大表明被测物越白亮。L*=0表示黑色，L*=100表示白色;a*、b*代表一个直角坐标的两个方向，+a*值越大，颜色越接近纯红色;a*=0时为灰色;-a*的绝对值越大，颜色越接近纯绿色。+b*值越大，颜色越接近纯黄色;b*=0时为灰色;-b*的绝对值越大，颜色越接近纯蓝色。L*a*b*表色系还可以表示两种色调之间的差值，即色差，可用ΔΕ表示，它表示所测物体的L、a、b值与标准白板之间色差值，其公式为：ΔΕ值Δb*分别为两点间三个坐标值的差。通过比较ΔΕ值反映紫薯全粉色泽，它能较好地反映干燥产品的颜色改变。

1.2.2.3 游离淀粉碘蓝值(BVI)测定［17-18］取100mL容量瓶，加蒸馏水至近刻度，65.5℃预热并至刻度定容，准确量取样品0.5mL置于250mL锥形瓶中，倒入预热并定容的100mL蒸馏水，保持于65.5℃恒温振荡水浴锅中振荡5min，静置1min后过滤。滤液保持于65.5℃并趁热吸取5mL置于25mL显色管中，加1mL 0.02mol/L的碘标准溶液，定容至刻度，同时取1mL 0.02mol/L碘标准溶液，定容至25mL以试剂空白对照，以试剂空白调零点，使用可见分光光度计，于660nm处比色，测得吸光度值A660。

式中：W为称取的样品质量;dm为样品中干物质含量，%。

1.2.2.4 持水与持油特性测定［18-19］根据 Singh，袁丽娜等人的方法：取0.5g样品加入离心管中，称重W1，加入10mL蒸馏水，在沸水下加热15min并加以搅拌。加热全粉糊冷却至室温并转移到离心管中3000r/min离心15min，将试管倒置在试管架上，下面垫吸水纸，静置10min沥清水分后精确称质量W2，持水性(WHC)根据式(2)计算：

将5.0g样品置于试管中，称质量M1，用移液管准确加入30mL油，在沸水中加热20min，在3000r/min条件下离心15min，小心倾倒出上层游离油，然后将离心管倒置15min，沥尽油后称质量M2。持油能力(OHC)用1.0g样品所吸油的质量来表示：

1.2.2.5 总花青素的测定［20］取适量紫薯干粉样品2g左右置于250mL锥形瓶，加入100mL 0.1mol/L柠檬酸水溶液，超声0.5h后过滤。取澄清滤液进行下一步分析。取5mL样品液置于10mL试管中，用0.1mol/L柠檬酸水溶液稀释至10mL。对照空白试管取相同量样品液，在定容前加入0.5mL 10%Na2SO3溶液。加塞混匀，静置5min后分别置于1cm的比色皿中，用分光光度计在波长518nm处测定其吸光度A，样品稀释液扣除空白为测定值。

2 结果与讨论

2.1 紫薯全粉基本化学组分特性

由表1可以看出，无论哪种干燥方法对于紫薯全粉的基本成分都会造成一定程度的损失，但就具体而言，真空冷冻干燥对于淀粉、脂肪和蛋白质的损失较鼓风干燥和真空干燥少，真空干燥对全粉的各种基本化学成分损失量均处于另两种干燥方法之间，损失量都不大。

表1 不同干燥工艺紫薯全粉的基本化学成分

2.2 紫薯全粉的色差

由图1可知，三种干燥方法都会增大紫薯全粉的色差。其中，真空冷冻干燥和真空干燥对全粉造成的色差较鼓风干燥小，真空干燥对色差的影响略大于真空冷冻干燥。因此，真空冷冻干燥是对紫薯全粉颜色的影响是最小的，真空干燥次之。

2.3 紫薯全粉的碘蓝值

紫薯全粉中游离淀粉含量的多少是全粉质量的一项重要指标，现有关标准采用蓝值来表明游离淀粉含量的高低;蓝值高表明大量紫薯细胞被破坏，从而释放出大量游离淀粉。由图2可以看出，三种干燥方法都会增大紫薯全粉的碘蓝值。其中，真空冷冻干燥和真空干燥的紫薯全粉碘蓝值均低于鼓风干燥，真空冷冻干燥又略低于真空干燥，因此，真空冷冻干燥对紫薯细胞破坏性小，全粉质量较高，真空干燥次之。

图1 不同干燥工艺紫薯全粉的色差

图2 不同干燥工艺紫薯全粉的碘蓝值

2.4 紫薯全粉的持水性和持油性

从图3和图4可以看出，三种干燥方法都会增大紫薯全粉的持水性和持油性。持水力的差异与淀粉内部束水的位置不同有关，主要是由淀粉分子内部羟基与分子链或水形成氢键和共价键结合所致。羟基与淀粉分子结合的作用大于与水分子的结合，显示出较低的持水力，反之则显示较高的持水力。有研究者认为直链淀粉含量越高，膨胀势越小。吸油能力的大小受蛋白质的来源、加工条件、添加剂的成分颗粒的大小和温度的影响，如含非极性尾端较多的蛋白质含量增加，则吸油能力也随着增加［21-22］。三种干燥对全粉持油性的增大影响相近，只有鼓风干燥对其持油性增大影响略微大一些。但冷冻干燥对持水性增大影响最小，真空干燥次之，鼓风干燥最大。

图3 不同干燥工艺紫薯全粉的持水性

图4 不同干燥工艺紫薯全粉的持油性

2.5 紫薯全粉的总花青素

从图5可以得知，三种干燥方法都会不同程度地降低紫薯全粉的总花青素含量，其中，鼓风干燥损失量最大，真空冷冻干燥损失最小，真空干燥与真空冷冻干燥相近。就保留全粉花青素而言，真空冷冻干燥最优，真空干燥次之，而这两者均明显优于鼓风干燥。

图5 不同干燥工艺紫薯全粉的总花青素

3 结论

3.1 从感官上对比了鼓风干燥、真空干燥和真空冷冻干燥紫薯全粉成品的效果，在使其保持紫薯特有的香气、色泽实验中，干燥温度越高，对其褐变地影响越大，花青素破坏越严重，真空干燥和真空冷冻干燥与鼓风干燥相比都能较好地保留紫薯本身的色泽，呈深紫色，较接近紫薯原料颜色。

3.2 从紫薯全粉的基本营养特性分析，真空冷冻干燥可以尽可能地保存紫薯的营养物质，出粉率也较高，各项指标都明显优于鼓风干燥后的产品。

3.3 从产品的碘蓝值测定看，鼓风干燥产品蓝值较高，表明大量紫薯细胞被破坏，从而释放出大量游离淀粉。从持水性、持油性、总花青素含量测定分析，由于真空干燥和真空冷冻干燥都能够尽可能地保持紫薯营养、结构的完整性，从而表现出较好的品质，使其以后在食品原料或辅料加工方面应用具有更好的加工性能。

3.4 整体而言，真空冷冻干燥虽然对于紫薯全粉品质的影响最小，但其费时较多，消耗能源太大，目前考虑到生产条件的限制，还是选择真空干燥，其各项指标较好，也能够较好地保存紫薯的营养价值。后期实验还需多研究比较其它干燥方式，弥补成本较高这一不足。

［1］何伟忠，木泰华.我国甘薯加工业的发展现状概述［J］.食品研究与开发，2006(11):176-180.

［2］周增光.红薯的营养价值与保健功能［J］.食品与药品，2006，8(8):75-76.

［3］明兴加，李坤培，张明，等.紫色甘薯的生理活性及开发应用研究进展［J］.食品研究与开发，2007，28(7):144-147.

［4］温桃勇，刘小强.紫色甘薯营养成分和药用价值研究进展［J］.安徽农业科学，2009，37(5):1954-1956.

［5］陆国权，蓝小明，楼晓波，等.紫心甘薯红色素的理化性质的研究［J］.浙江农业大学学报，1996，22(3):308-311.

［6］YOSHINGAGAM，邱敦莲.紫肉甘薯正在发育贮藏根中花色素苷含量和组成的变化［J］.国外作物育种，2000，19(4): 64-66.

［7］刘保健，潘巨忠.富硒紫番薯的研究［J］.现代农业科技，2006(5):7-8.

［8］江苏徐州甘薯研究中心.中国甘薯品种志［M］.农业出版社，1992.

［9］Suda I，Ishikawa F，Hatakeyama M，et al.Intake of purple sweet potato beverage affects on serum hepatic biomarker levels of healthy adult men with borderline hepatitis［J］.European Journal of Clinical Nutrition，2008，62(1):60-67.

［10］Han KH，Matsumoto A，Shimada K，et al.Effects of anthocyanin-rich purple potato flakes on antioxidant status in F344 rats fed a cholesterol-rich diet［J］.British Journal of Nutrition，2007，98(5):914-921.

［11］Stintzing FC，Carle R.Absorption of acylated anthocyanins in rats and humans after ingesting an extract of Ipomoea batatas purple sweet potato tuber［J］.Bioscience Biotechnology and Biochemistry，2004，5(1):19-38.

［12］马代夫，李秀英，李洪民，等.甘薯新品种徐紫1号的特征特性及栽培要点［J］.江苏农业科学，2004(6):53.

［13］贾登三，李成青.紫薯市场潜力大依据用途选良种［J］.北京农业，2004(6):38.

［14］高路.紫薯多酚氧化酶热稳定性的研究［J］.粮油加工，2008(12):105.

［15］贾登三，李成青.紫薯市场潜力大依据用途选良种［J］.北京农业，2004(6):38.

［16］Nath A，Chattopadhyay P K.Optimization of oven toasting for improving crispness and other quality attributes of ready to eat potato-soy snack using response surface methodology［J］.Journal of Food Engineering，2007，80:1282-1292.

［17］冷明新，郑淑芳，王涛.马铃薯全粉蓝值的测定［J］.山西食品工业，2001(4):39-40.

［18］袁丽娜，李斌，刘晶，等.甘薯全粉制备中细胞相对破损率研究［J］.粮油加工，2009(10):131-134.

［19］SINGH J，SINGH N，SHARMA T R，et al.Physicochemical，rheological and cookie making properties of corn and potato flours［J］.Food Chemistry，2003，83(3):387-393.

［20］毛建霏，付成平，郭灵安，等.可见分光光度法测定紫甘薯总花青素含量［J］.食品与发酵科技，2010，46(2):101-104.

［21］黄华宏.甘薯淀粉理化特性研究［D］.杭州:浙江大学，2002.

［22］叶兴乾，张贵平，苏平，等.栗粉的理化与功能特性研究［J］.中国粮油学报，2001，16(4):43-46.

Different drying methods on quality of the purple sweet potato flour

DENG Zi-jing，JIANG He-ti*
(College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China)

Sweet potatoe has high nutritional value，thus the research and development of sweet potato flour is beneficial to the extendibility and quality improvement of its process.Taking sweet potato as raw material to discuss the impacts of blasting drying，vacuum freeze-drying and vacuum drying these three dry methods on the quality of sweet potato flour，such as its chemical composition，chromatist，iodine blue value，water holding capacity，oil holding and total anthocyanin content.Through contrast experiments，a conclusion that vacuum freeze-drying has the lowest comprehensive effect，and vacuum drying followed closely was obtained.So vacuum drying method was the best method to prepare sweet potato flour，in order to keep its integrality and consider the cost of production.

purple sweet potato flour;blasting drying;vacuum drying;vacuum freeze-drying

TS210.1

B

1002-0306(2011)12-0359-04

甘薯原产于南美洲，16世纪传入我国，最初在福建、广东一带栽培，后来逐渐遍及全国各地，故又名番薯，目前我国甘薯的种植面积和产量均居世界首位［1-2］。紫色甘薯［Ipomoea batatas(L.)Lam.］，又称“黑红薯”、“紫心甘薯”、“紫肉甘薯”或紫番薯，其含有丰富的花青素，为薯皮紫黑色、肉质紫红色至深紫色的甘薯新品种［3-7］。各国培育成了不少紫薯良种，我国目前已育成的紫色甘薯品种有济薯18号、广薯135、宁紫4号等［8］。紫薯不同于一般的甘薯品种，其营养成分含量明显高于普通的红薯。近年来，国内外研究表明：紫色甘薯具有清除自由基抗氧化功能，常食用紫薯可明显增强人体免疫能力、抗肿瘤、预防和治疗心血管疾病、抑菌等，具有降压、补血、益气、润肺、养颜之功效，紫薯的防癌抗癌能力居各种食物之首［9-14］。目前以紫薯为原料制作的炸薯片、冷冻薯饼和粉丝等，以其营养丰富、口感好，颇受市场青睐［15］。紫薯还可去皮烘干粉碎后加工成全粉，色泽美观，营养丰富，是极好的食品加工原料。但目前国内外在紫薯全粉的生产实践中，没有较为一致的、先进的工艺技术，工艺技术很不成熟。本实验在前期确定的工艺基础上，对比了鼓风干燥、真空干燥和真空冷冻干燥这三种不同干燥方式对紫薯全粉的品质的影响，分析其理化性质与功能特性。最大程度地保留紫薯营养的完整性，优化其全粉制作工艺，并延长其贮藏时间，为工厂的生产提供一定的数据参考。

2011-08-24 *通讯联系人

邓资靖(1987-)，女，硕士研究生，主要从事农产品加工与贮藏工程的研究。