紫薯全粉预处理研究

李志　韦璐　周杨　罗南　高路

摘要：紫薯全粉广泛用作食品加工的原辅料。通过单因素试验与正交试验研究紫薯全粉预处理工艺的主要影响因素，确定紫薯全粉预处理最佳工艺条件为浸钙浓度60 μg/mg、预煮温度70 ℃、预煮时间12 min、蒸煮时间12 min、乳化剂添加量2.5%，此条件下得到的紫薯全粉颗粒相对较平整完好。

关键词：紫薯全粉；预处理；工艺；影响因素

中图分类号：TS215 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2019）01-0050-04

随着社会的发展和生活水平的提高，人们对食物的样式、风味及营养含量有着越来越高的要求。紫薯作为一种食药兼可的保健型食品，日益受到广大消费者的青睐。紫薯全粉是新鲜紫薯经去皮、护色、低温预煮及蒸煮两步热处理、制泥干燥等工艺加工后得到的粉末状产品，可作为原料或辅料添加到各种各样的食品中。紫薯全粉基本保留了紫薯原有的营养成分，由于含水量低，相比紫薯更耐储存，并且方便运输，可以大幅度延长各类紫薯食品的生产周期，即使在非紫薯收获季节也可生产出各种紫薯食品。本课题在对紫薯全粉品质影响较小的真空冷冻干燥工艺条件下，通过对比预处理中不同工艺参数对全粉细胞的破坏程度，来确定较好的预处理方式。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

新鲜紫薯：市售；氯化钠：天津市北联精细化学品开发有限公司；柠檬酸：天津市北辰方正试剂厂；抗坏血酸：天津市大茂化学试剂厂；无水氯化钙：东陵区精细化学厂；单硬脂酸甘油酯：河南圣斯德实业有限公司；碘化钾：天津市北联精细化学品开发有限公司；碘：天津市鼎盛鑫化工有限公司。

1.2 主要仪器设备

UV-5100紫外可见分光光度计：上海元析仪器有限公司；数显恒温水浴锅：国华电器有限公司；JFSD-100粉碎机：上海嘉定粮油仪器有限公司；Scientz-12N冷冻干燥机：宁波新芝生物科技股份有限公司；电子天平：上海佑科仪器仪表有限公司；Hitachi S-4800扫描电镜：日力公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程 原料挑选→清洗→去皮→切片（10～15 mm）→复合护色剂护色（0.6%氯化钠+0.6%抗坏血酸+0.6%柠檬酸，10 min）→浸钙→预煮→蒸煮→冷却→挤压制泥，添加乳化剂→真空冷冻干燥（真空度1.0 Pa，样品温度-52 ℃）→粉碎（100目）→过筛（100目）→成品

1.3.2 预处理研究 1） 单因素试验。① 浸钙氯化钙溶液的浓度分别为0，10，20，30，40，50，60，70 μg/mg，测碘蓝值。② 预煮温度分别为50，55，60，65，70，

75，80 ℃，测碘蓝值。③ 预煮时间分别为2，4，6，8，10，12，14 min，测碘蓝值。④ 乳化剂单硬脂酸甘油酯添加量分别为0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，测碘蓝值。2） 正交试验。在单因素试验基础上，选用四因素三水平正交试验，以碘蓝值为检测指标，确定预处理最佳工艺参数。

1.3.3 指标测定 1） 碘蓝值的测定。取50 mL容量瓶2只，加蒸馏水至近刻度，于65.5 ℃水浴锅预热并定容至刻度，另取0.25 g样品于100 mL烧杯中，倒入50 mL预热的蒸馏水，在65.5 ℃水浴锅中搅拌5 min，静止1 min后过滤，滤液保持65.5 ℃并趁热吸取5 mL于50 mL显色管，加1 mL 0.02 mol/L碘标准溶液定容至刻度，同时取1 mL 0.02 mol/L碘标准溶液定容至50 mL作试剂的空白调零，测定样品在650 nm处的吸光值A，每个样品测5次，取平均值。按公式计算：碘蓝值X=A×54.2+5。2） 粉体结构扫描电镜。紫薯全粉样品用四氧化锇气体化学固定，使用双面胶将载体固定到样品台，离子溅射喷金观察紫薯全粉颗粒。

2 结果与分析

2.1 最佳工艺参数的确定

浸钙处理是细胞矿质化的方法之一，可使细胞硬度增大，在加工过程中不易破碎。预煮可破坏紫薯中的过氧化氢酶和氧化酶，防止褐变反应，并能改变细胞间力。蒸煮可使薯块破碎力增大，使细胞壁变得更结实，对于保持细胞壁完整性有很大作用。乳化剂可有效降低紫薯泥的粘性。单硬脂酸甘油酯可作分散剂，其分离作用可降低紫薯细胞破碎率。

破碎细胞产生的游离淀粉可与碘发生反应，使淀粉变为蓝色物质，因此可通过碘蓝值来判断细胞完整性。碘蓝值愈高，细胞破碎程度愈大。

2.1.1 单因素試验 不同处理条件下紫薯全粉的碘蓝值如图1所示。

由图1可以看出：浸钙浓度、预煮温度、预煮时间、蒸煮时间、乳化剂添加量均对紫薯全粉碘蓝值存在影响。1） 随浸钙浓度的增加，碘蓝值呈先降低后升高的趋势；当浸钙浓度为40 μg/mg时，碘蓝值最低。在一定范围内，钙浓度的增加强化了细胞壁，降低了细胞破碎率，但是较高的钙浓度易产生反效果。2） 随预煮温度和乳化剂添加量的增加，碘蓝值呈先降低后升高的趋势。3） 随预煮时间增加，碘蓝值变化幅度较小。4） 当蒸煮时间在6 min后，碘蓝值先降低后升高；在6～12 min之间薯片基本熟透，呈现黑紫色，软硬适中。因此，分别在预煮温度65 ℃、预煮时间12 min、蒸煮时间8 min、乳化剂添加量2.5%时碘蓝值降至最低。

该结果表明：一定范围内的处理可加固细胞壁，减少细胞破碎程度。其中浸钙浓度、预煮温度、蒸煮时间、乳化剂添加量对紫薯全粉碘蓝值影响较大，需进一步研究。

2.1.2 正交试验 在单因素试验结果基础上，进行正交试验（三水平四因素）设计，以碘蓝值为检测指标，结果见表1。

由表1可知：影响紫薯全粉碘蓝值的因素顺序（由主到次）为：浸钙浓度、预煮温度、乳化剂添加量、蒸煮时间。紫薯预处理中浸钙浓度为60 μg/mg、预煮温度为70 ℃、蒸煮时间为12 min、乳化剂添加量为2.5%时效果较好；此时碘蓝值为6.73。

2.2 微观形态分析

2.2.1 浸钙浓度对紫薯全粉形貌结构影响 浸钙浓度分别为40，50，60 μg/mg的紫薯全粉微观结构电镜扫描图如图2所示。

由图2可以看出：不同浸钙浓度下粉体形貌不同；浸钙浓度为60 μg/mg时粉粒相对较大，形状均匀规整，表面较为平滑，破碎程度较小，得到的全粉颗粒较好。

2.2.2 乳化剂对紫薯全粉形貌结构影响 乳化剂添加量分别为2.0%，2.5%，3.0%的紫薯全粉微观结构电镜扫描图如图3所示。

由图3可以看出：不同乳化剂添加量对全粉产生影响；乳化剂添加量为2.5%时粉粒较小，形状较完整，表面受破坏程度低，得到的全粉颗粒较好。

3 结论

紫薯全粉加工中，浸钙浓度、预煮温度和时间、蒸煮时间、乳化剂添加量都对紫薯细胞破碎程度产生影响，其中浸钙浓度及预煮温度为主要因素，对碘蓝值影响相对较大。紫薯全粉预处理的最佳条件为：浸钙浓度60 μg/mg、预煮温度70 ℃、预煮时间12 min、蒸煮时间12 min、乳化剂添加量2.5%。在处理过程中工艺参数不同，得到的紫薯全粉颗粒形态大小不同，在最佳工艺条件下得到的全粉颗粒相对较平整完好。

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