我国紫薯全粉加工及利用现状研究※

张 淼 李燮昕 贾洪锋 张振宇 何江红

(四川烹饪高等专科学校，四川 成都 610100)

我国紫薯全粉加工及利用现状研究※

张 淼 李燮昕 贾洪锋 张振宇 何江红

(四川烹饪高等专科学校，四川 成都 610100)

紫薯除具有普通甘薯的特性外，还因其富含硒元素和花青素而具有药用和保健功能。紫薯全粉是其加工品，既能解决鲜薯保鲜难题，又能为下游产品的开发提供原料。文章介绍了我国紫薯的品种及营养价值，并对紫薯全粉的加工工艺、加工特性及其下游产品的开发作了综述，最后展望了我国紫薯全粉的应用前景。

紫薯全粉;生产工艺;干燥;利用

紫色甘薯又名黑甘薯，因其薯皮呈紫黑色，薯肉为紫红色而得名，是日本九州农业实验场山川里等人培育出的高色素新品种，富含丰富的紫色素、花色素苷、胡萝卜素、粘液蛋白、多糖等营养物质。20世纪90年代，我国红薯研究人员从日本成功引进紫薯，目前我国主要种植的紫薯种类有:群紫1号、济薯18号、京薯6号、美国黑薯、德国黑薯、山川紫等［1］。虽然新鲜紫薯的价格相对于普通红薯要高3倍左右，但由于紫薯具有独特的营养价值和保健功能，在各大超市和农贸市场仍然是消费者青睐的健康食品。

鲜薯收获后的保藏问题是我国薯类加工产业发展的关键问题。目前主要的解决方法是将鲜薯制作成全粉进行保藏或进一步加工。紫薯全粉是新鲜紫薯经去皮、蒸煮、破碎和干燥等工艺加工后得到的产品，细胞完整度较高，保健功能成分损失率极低，属于薯类中高级增值产品，复水后紫薯全粉具备新鲜紫薯果肉色泽、风味和口感，其利用率可达85%以上。同时，可将其作为辅料或添加剂添加到一些加工性食品中。

1 紫薯的品种及营养价值

1.1 紫薯品种

紫薯的栽培方法与普通红薯基本相同。目前，我国从国外引进及各地栽培的紫薯品种多样。

1.1.1 从国外引进的品种

山川紫，该种紫薯系早期品种，1997年从日本引进，薯形细长，色素含量高，比普通紫薯的花青素含量高2倍以上，除食用外还可用来提取色素;美国黑薯，由美国培育而成，口味既保留了紫薯的风味和口感，又增加了产品的感官特色，细腻甜滑，香味浓郁，其营养丰富，富含赖氨酸;德国黑薯，于2002年引进中国，薯块大小整齐，肉质细腻，香甜可口，抗病性较强，除食用外，还可提取色素，是紫薯品种中的最佳品种之一。

1.1.2 我国已育成的主要紫薯品种

京薯6号，该品种由巴西红薯与我国红薯杂交而成，薯皮薯肉均为紫色，甜度高，品质好，每公顷产量为22 500kg～30 000kg，出干率高，主要用于深加工和提取色素;济薯18号，该品种为山东省农科院作物研究所育成，每公顷产量45 000kg以上;广薯135，该品种为广东省农科院育成，每公顷产量为30 000kg～37 500kg。

1.2 紫薯的营养价值

紫薯的食用营养价值较高，除富含淀粉和可溶性糖外，还含有蛋白质、维生素、氨基酸及多种矿物质。此外，紫薯是“生理碱性”食物，能调节人体内的酸碱平衡。另外，紫薯富含纤维素，有助于加快消化道蠕动、预防痔疮和癌的发生。

紫薯除具有普通红薯的营养成分，还特别含有硒元素和花青素等独特的营养物质。据相关测试验证:普通薯类的铜、锰、钾、锌等微量元素及赖氨酸的成分含量只有山川紫(黑红薯的一个品种)含量的1/5～1/3，占美国黑红薯的1/8～1/5，碘和硒等成分含量是更是仅为山川紫和美国黑薯的1/20左右，紫薯抗癌物质碘、硒的含量在食品中处于第 1 位［1］。

1.3 紫薯的药用价值

紫薯是甘薯中的新品种，薯皮为深紫色接近黑色，薯肉呈紫红色，所含色素以花青素类色素为主，与合成色素相比，紫色甘薯具有纯天然效应和营养功能，应用于食品中安全性高，对人体无害［2］，是当前无公害、绿色、有机食品中首推的保健食品［3］。

紫薯中的天然紫色花色苷属于类黄酮化合物，近年来经研究证实其具有抗氧化、促使细胞凋亡、抗DNA断裂等生物活性，通过动物实验及流行病学研究认为，其对肿瘤、高脂血症、动脉粥样硬化等疾病具有防治作用［4］。Shufuruta等用从不同颜色薯肉中提取出的21种醇提物进行实验，证明紫薯花色甙清除叔丁基过氧化物自由基能力最强，同时紫薯花色甙能最有效阻止亚油酸自动氧化引起的脂质过氧化;Yoshimot发现紫薯花色甙可有效抑制杂环胺等引起的突变作用，从紫薯中分离的两种花色甙具有很强的抗突变作用［5］。

2 紫薯加工工艺及加工特性研究

2.1 加工工艺

2.1.1 主要工艺流程及操作要点

2.1.1.1 工艺流程

2.1.1.2 操作要点

清洗:从田里收获后紫薯薯块上往往带有泥沙，不洁净的薯块会影响下一个工序流程的完成，严重的会影响产品的质量。一般采用流动水清洗去除表面污垢。

去皮修整:由于薯块的外皮是不能食用的纤维，带进产品中会影响制品的外观和口感，因此要对其进行去皮处理。人工去皮后将薯块用流动水洗净，并剔除芽眼及病变部分。

漂烫:将洗好的紫薯切成小块，在沸水中进行漂烫，只有在漂烫熟化至一定程度后，紫薯的特征风味才能形成。

冷却沥水:用冷水清洗漂烫后的薯丁，把游离的淀粉除去，避免在干燥中发生粘胶或烤焦现象。冷却的时间应满足使薯丁的中心温度降至25℃以下。将残留在薯丁表面的水分沥干，以缩短干燥时间。

干燥筛分:在温度为50～60℃的条件下进行干燥，干燥后物料的水分含量要求在10%以下。利用粉碎机进行粉碎，一般可以采用球式粉碎机或颚式粉碎机进行预粉碎，然后过筛(粒度＞60目)即可得到紫薯全粉成品。

2.1.2 干燥工艺

在全粉加工工艺过程中，需要对全粉进行不同程度的干燥。紫薯含有丰富的还原糖和淀粉，在干燥过程中极容易造成营养成分及风味物质的损失;由于原料中淀粉酶的存在，糖化难以避免［6］;干燥过程中随着水分减少，糖浓度升高，在细胞内部会形成强大的渗透压，紫薯表面易成膜硬化，这些都会给紫薯的干燥和粉碎带来巨大的困难。因此，选择合适的干燥方法对紫薯全粉品质的影响较大。

热风干燥。热风干燥是甘薯全粉制作工艺中最常用、最经济的一种干燥方式，包括喷雾干燥、高温短时干燥、隧道式干燥等。干燥的原理是气流带动热能形成热空气，将热量传递给湿物料，物料表面上的水分汽化，并通过表面的气膜向气流主体扩散;与此同时，由于物料表面水分汽化的结果，使物料内部和表面之间产生水分梯度差，物料内部的水分以气态或液态的形式向表面扩散［7］。但食品的质量受热风干燥的影响较大，色香味难以保留，维生素等热敏性营养成分或活性成分的损失大。同时，由于甘薯淀粉含量高，熟化制泥后黏度大，严重制约了喷雾干燥在甘薯全粉生产上的应用［8］。

真空冻干。真空冻干技术是物料在冷冻设备中冻结，并在一定的真空度下对其加热，使物料中的水分直接从固态升华为气态，从而除去湿物料中的水分，获得干燥制品的干燥方法。真空冻干技术具有营养损失小、风味保持好等优点，王志良等［9］创新性地将冷冻干燥加工方法应用到甘薯全粉制作上，同时对烘干甘薯粉和冻干甘薯粉的营养成分进行了对比，结果显示烘干粉营养损失很大，而冻干粉的营养成分基本没有损失，最大限度地保留了甘薯的营养成分。但冻干技术限于能量消耗大、加工成本高、干燥时间长等因素，工业化大规模生产较难实现。

挤压膨化。挤压膨化技术是制作物料全粉的一项重要技术，其主要原理是:利用水分汽化造成的巨大膨胀力，使物料快速膨化;主要的流程为:将物料置于挤压机中，螺杆强制输送，当物料从机筒中被挤压出时，压力骤降到常压，利用水分急剧汽化产生的巨大膨胀力，完成对物料的挤压膨化［8］。挤压膨化技术生产能力大，成本低，消化吸收率高，是目前世界上公认的健康安全食品。国内外对于甘薯挤压膨化技术的研究相对较少，Dansby等［10］对甘薯粉通过挤压膨化制作即食早餐谷物进行了研究;李春红等［11］研究了甘薯熟粉的挤压膨化工艺，得出的结论为:最佳含水量为18%，不宜超过20%，否则会产生外观粗糙、不易成型等问题，最佳膨化温度为145℃。

2.2 加工特性研究

2.2.1 细胞相对破损率

甘薯全粉加工的关键在于既保持细胞的完整性，使其内部淀粉不致外溢，但又能使细胞间分散［12］。细胞破损越大，游离淀粉含量越高，全粉复水时的吸水能力就越差。目前，国内全粉细胞分离主要采用热处理和添加细胞分离剂两种方式来实现。张涛等［13］采用果胶酶、无机钙和抗氧化剂的复合物作为细胞分离剂预处理，使甘薯块茎组织细胞壁间的物质分解，细胞壁不被破损，经挤压薯块制成薯泥，薯泥干燥脱水即得到全细胞组织分散的粉状制品。何伟忠等［14］采用一步热处理分离细胞与冷冻干燥相结合的方法，对不同条件下甘薯颗粒全份中游离淀粉含量的变化进行了测定和分析，其研究结果表明浸钙浓度、蒸煮时间和冷冻温度对甘薯颗粒全粉的游离淀粉含量影响较大。

2.2.2 流变学特性

淀粉质浆料的流变学特性直接影响到物料的输送、搅拌、混合、能量的损耗以及加工工艺等［15］。甘薯淀粉流变学特性在国内已有较多的研究，但对于甘薯全粉的流变学特性研究较少。王琴等［16］以紫薯全粉为原料，研究其在不同加工条件下的流变学特性，结果表明:紫薯全粉溶液的黏度随加热时间的延长和溶液浓度的增加而增大;随温度的升高与剪切速率的增加而减小;pH值、盐浓度等对其黏度也有很大影响。

2.2.3 复水性

紫薯全粉粘度较低、分散性好、吸水速度快，用热水冲调可迅速分散并与水分子充分接触，复水均衡快速，成为味美可口的即食紫薯糊，鲜薯风味浓郁，口感纯正［17］。考虑到紫薯全粉在不同溶液中的吸水力的不同，当全粉应用在食品加工中时，可以按照加工的需要选用不同品种的全粉，根据紫薯全粉在水溶液、食盐水和蔗糖水中吸水力的不同，可在加工中根据成品的咸、甜选择添加不同全粉［18］。

2.2.4 食品品质改善

紫薯全粉可作为天然的食品添加剂加入到食品中，对食品品质能起到改善作用。紫薯中含有丰富的花青素，它是一种天然色素，添加到食品中，能够增强食品的感官性能，且对人体安全无害;通过控制紫薯全粉的添加量，能在不改变食品主导风味的情况下，通过其纯正浓厚的鲜薯风味增添食品风味的层次感，改善食品口感;添加紫薯全粉的果酱、果冻等胶凝类食品或半固态食品，其流质挂壁性和均匀度增加、食品主体厚重感和光泽度增强［17］;全粉吸油量的高低，可以衡量以紫薯全粉为基料的食品配方中加油量的多少，对于吸油力强的紫薯全粉，可以添加到油炸和烘焙类食品中，防止食品水分过度挥发和油脂快速丧失，保持产品正常的感官。

3 下游产品开发现状

紫薯全粉保留了紫薯除皮以外的全部干物质，包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素及膳食纤维等，复水后的紫薯全粉，其色泽、香气、滋味、口感与新鲜紫薯蒸熟捣泥的状态相同［1］。徐飞［19］等以新鲜紫薯为原料，通过打浆、调配、胶磨、喷雾干燥等工艺研制出的速溶紫薯粉具有较好的溶解性、口感及组织状态，色泽均一，是一种营养丰富的保健食品。

紫薯全粉因含有天然色素花青素，其色泽美观，营养丰富，是极好的食品加工原料，可作为各种休闲食品的主料和配料。张多敏等［20］以紫薯全粉和牛奶为主要原料制作紫薯牛奶，利用感官评定作为评价方法，对紫薯粉、白砂糖、牛奶和稳定剂的用量对感官品质的影响进行了研究，结果表明，产品的最佳配比为:80%牛奶、6%紫薯粉、5%白砂糖、0.22%复配稳定剂和8.78%水分，所研制的紫薯牛奶口感最佳。汤富蓉［18］研究发现面包制备时，添加4%紫薯全粉的品质较好，其体积、颜色以及质构数据等均显示良好;制备馒头时，添加6%紫薯全粉的品质最佳，制备的馒头体积大，不粘牙，复原性好，带有紫薯特有的紫色，而且同时具有小麦和紫薯特有的香气，其色泽和质构均显示良好。

紫薯全粉作为辅料还可以用于制作紫薯面条、紫薯饼干和富硒紫薯年糕等休闲食品。目前国内已有部分农产品深加工企业实现了紫薯粉条、全粉、营养粉及系列糕点的开发及加工，并广泛应用于餐饮及食品行业。

4 展望

随着生活水平的提高和物质文明的进步，人们对食物的风味种类及营养含量提出了更高的要求。紫薯由于其特有的营养成分，作为一种新型可食、可药的保健型食品，越来越多地受到广大消费者青睐。紫薯全粉是紫薯主要的深加工产品，在食品工业中作为原辅料逐步添加到各种各样的食品中。由于紫薯全粉具有运输方便、贮藏简单的特点，大幅延长了紫薯食品的生产周期，在非紫薯收获季节，紫薯深加工企业仍然可以紫薯全粉为原料，加工生产出各种特色紫薯食品，

由于紫薯原料的供给及加工特性所限，国内目前生产紫薯全粉的企业并不多。加强紫薯全粉生产工艺的研究与优化，提高农产品加工行业对紫薯全粉加工设备的认识，扩大紫薯全粉在各类食品中的应用，对于推动饮食结构改善，加强安全食品开发，促进薯农增收，加快城乡统筹进程都具有积极的意义。

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Abstract:Purple sweet potatoes are rich in selenium and anthocyanins，and therefore have medicinal and health care function，compared with ordinary sweet potatoes.Purple sweet potato powders are processed products，not only solving the problem of freshness retaining，but also providing raw materials for their downstream products.This paper gives an introduction first to the variety and nutritious value，then to the processing technology and processing characteristics of the powders as well as the development of the downstream products，finally to the application prospect of the powders in our country.

Key words:purple sweet potato powders;processing technology;dry;utilization

The Research on Processing and Utilization of Purple Sweet Potato Powders in China

ZHANG Miao LI Xie-xin JIA Hong-feng ZHANG Zhen-yu HE Jiang-hong
(Sichuan Higher Institute of Cuisine，Chengdu 610100，Sichuan，China)

TS215

A

1008－5432(2012)04－0025－04

本文为四川省教育厅项目“紫薯全粉加工工艺优化及其下游产品开发”的阶段性成果，项目编号:11ZB148。

张淼(1984—)，女，四川南充人，工学硕士，四川烹饪高等专科学校食品科学系助教，主要从事食品加工与检测技术研究。

李燮昕(1984—)，女，四川成都人，工学硕士，四川烹饪高等专科学校食品科学系助教，主要从事食品加工技术研究。

贾洪锋(1981—)，男，四川达州人，工学硕士，四川烹饪高等专科学校食品科学系讲师，主要从事食品检测技术研究。