微波处理马铃薯粉团工艺参数的优化及其方便粉丝品质的研究

颜明霞，谢岩黎*，王子良，李 佳

（1.河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001；2.河南省新郑市卫生防疫站，河南 新郑 451100）

0 引言

马铃薯是重要的粮食、蔬菜及经济作物，在我国分布极其广泛.我国种植的马铃薯产量居世界第一.一般马铃薯的淀粉含量为12%～13%，高淀粉品种的马铃薯淀粉的含量为15%～23%.马铃薯淀粉是食品加工的基础原料，有着巨大的应用和发展空间.马铃薯淀粉直链淀粉聚合度高、糊化温度低、凝胶透明度高，制备出的粉丝、粉条、凉粉等产品的透明度和色泽等感官特性优于其他淀粉类产品[1].微波加工是指在高频振荡的电磁波下，能让物料分子之间的偶极矩发生定向的高速运动从而产生“摩擦”的一种处理方式.它作为一种新型的加热技术，已经广泛用于食品的杀菌、干燥、焙烤等方面；同时，微波加工对食品的质构、风味、色泽及营养成分的影响也被大家所关注.我国方便粉丝市场正在迅速发展，但要提高方便粉丝生产质量和消费，仍有许多问题需要解决[2].作者研究利用微波处理马铃薯淀粉，改善其粉团制备工艺，从而对方便粉丝的品质进行控制，为马铃薯淀粉方便粉丝的制备提供理论基础.

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

马铃薯淀粉：新疆新源县阿热勒托别福珠淀粉厂；电子精密天平AL201:梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；电热鼓风干燥箱101 型：北京市永光明医疗仪器厂；微波炉C20-F3E：中山市格兰仕生活电器制造有限公司；自制漏粉装置；TAXTplus 型质构仪：美国TA 公司；秒表Z-2008A：深圳市金拓佳电子科技有限公司.

1.2 方法

1.2.1 微波处理制备马铃薯淀粉粉团

配制蒸馏水和马铃薯淀粉为一定的比例，放在专用的微波处理容器中，微波频率2 450 MHz，采用相应强度的微波进行处理[3]，制成具有一定黏度的粉团.

1.2.2 方便粉丝的制备

将上述粉团注入实验室自制漏粉装置中，直接挤入沸水锅中熟化，停留约20 s，立即取出，在20℃左右的凉水中冷却降温，然后用强力风扇在20 min 内将粉丝吹散、松丝，再经热风干燥即得成品[4].

1.2.3 微波处理后的方便粉丝的感官评价

以颜色、透明（光泽）度、硬度、弹韧性（筋道感、耐咀嚼性）、黏性（爽滑性）5 项内容为感官评价指标[5]，共分5 个等级，评价标准见表1.由12 人组成评定小组参与品尝制作的粉丝样品，评分在方便粉丝复水之后的15 min 内完成，样品采用随机数对其进行编码，每次评定的样品数不超过4个.

表1 感官评价评分标准

1.2.4 方便粉丝的复水试验

取干燥后的长约15 cm 的方便粉丝样品10根，放入带盖的容器中，加入85 ℃以上的热水，立即加盖[6]，同时用秒表计时.当用玻璃片夹紧软化粉丝，观察其状态，无硬心且口感不夹生时，记录所用时间，即为复水时间[7]，并记录断条数.试验重复6 次，结果采取Mean±SD 的形式.

1.2.5 TPA 试验

用TA-XT plus 型质构仪对复水后的方便粉丝质构特性进行测量，每次把3 根粉丝平行放置于载物台上，粉丝之间保持一定的间隔，测定参数:测定前速度为2.00 mm/s，测试速度为1.00 mm/s，测试后速度为1.00 mm/s，二次挤压间隔时间为5.00 s，感应力为5 g，测试变形为50%.主要研究指标为硬度、黏着性、弹性、回复性、凝聚性、胶性、耐嚼性[8-9].每次测量3 根，重复测6 次，结果采取Mean±SD的形式.

1.2.6 数据统计

利用统计分析软件SPSS16.0 对试验数据进行显著性检验，以P＜0.05 为显著性标准.

2 结果与讨论

2.1 响应面法中心组合试验

在单因素试验的基础上，利用响应面软件采用Box-Benhnken 设计[10]，以马铃薯淀粉量、水分含量、微波功率、微波处理时间为因素，感官评价为指标进行4 因素3 水平设计，因素水平编码见表2，试验结果见表3.

以感官评分为响应值，根据表3 采用响应面软件对所得数据进行分析，回归分析结果见表4.

表2 试验因素水平编码

表3 试验结果

对试验数据进行回归拟合后，可得到响应值Y和各因子（X1，X2，X3，X4）之间的二次多元方程：

从方差分析可以看出，模型P＜0.01，表明该模型极显著；失拟P=0.078 3＞0.05，表明差异不显著，残差均由随机误差引起；回归模型的相关系数R2=0.959 9，可以用此模型对试验数据进行分析和预测；数据分析结果显示马铃薯淀粉量、水分含量和微波处理时间的交互作用，水分含量和马铃薯淀粉量的交互作用，微波处理时间和马铃薯淀粉量的交互作用，微波处理时间和微波功率的交互作用，马铃薯淀粉量和微波功率的交互作用是显著的.

表4 二次响应面模型方差分析

利用响应面软件进行分析，得出响应面及其等值线（图1—图5）.各因素及其交互作用对响应值的影响趋势可通过该组图直观地反映出来，各因素之间对感官评分的影响有协同作用.从响应面的最高点和等值线可以看出，极值存在所选的范围之中，既是响应面的最高点，同时也是等值线最小椭圆的中心点.

通过对响应面优化工艺结果拟合分析得感官综合评分（Y）最大值对应的最佳工艺为马铃薯淀粉为5.47 g，水分含量为54.34%，微波功率为426.98 W，微波处理时间15.23 s.理论最佳的感官评价得分为47.941 2.

图1 微波处理时间和水分含量的响应面和等值线

图2 水分含量和马铃薯淀粉量的响应面和等值线

图3 微波处理时间和马铃薯淀粉量的响应面和等值线

图4 微波处理时间和微波功率的响应面和等值线

图5 马铃薯淀粉量和微波功率的响应面和等值线

2.2 微波处理对马铃薯淀粉方便粉丝复水性的影响

对马铃薯微波淀粉粉丝和马铃薯原淀粉粉丝的复水时间进行测定，结果见表5.微波处理后制备的马铃薯方便粉丝的透明度、黏性、硬度和弹韧性等方面都比原淀粉制备的粉丝好，粉丝的断条率也有所下降，而且复水时间比原淀粉粉丝缩短.对原淀粉粉丝和微波淀粉粉丝的复水性进行T 检验，表明两个样本的复水时间在统计学上有显著差异（P＜0.05）.

表5 复水试验

2.3 TPA 试验（表6）

由表6 可知，原淀粉的方便粉丝的咀嚼性都比微波处理后的方便粉丝大，同时微波处理的方便粉丝的硬度、黏附性、内聚性、回复性要高于原淀粉粉丝（P＜0.05），而弹性、胶凝性方面则相差不大（P＞0.05）.

表6 原淀粉粉丝和微波淀粉粉丝的质构值

3 结论

以感官评价为指标，利用响应面软件，得到微波处理马铃薯淀粉制备方便粉丝的最佳工艺：马铃薯淀粉为5.47 g，水分含量为54.34%，微波功率为426.98 W，微波时间15.23 s.与马铃薯原淀粉方便粉丝相比，微波处理后制备的马铃薯方便粉丝的透明度、黏性、硬度和弹韧性等方面都比原淀粉制备的粉丝好，而且复水时间降低（P＜0.05），制成的粉丝的断条率也有所下降，表明微波处理后的马铃薯淀粉内部分子结构和凝胶特性都有所改变.对方便粉丝进行TPA 试验对比得出，原淀粉的方便粉丝的咀嚼性数值都要比微波处理后的方便粉丝大，同时微波处理的方便粉丝的硬度、黏附性、内聚性、回复性要高于原淀粉粉丝（P＜0.05），而弹性、胶凝性方面则相差不大（P＞0.05）.原淀粉制的方便粉丝的复水时间为（6.5±0.2）min，经过微波处理的方便粉丝的复水时间为（4.5±0.1）min.

［1］赵晓燕，马越.中国马铃薯淀粉生产现状及前景分析［J］.食品科技，2004（11）：67-71.

［2］邹光友，郑天力.方便粉丝发展现状与未来趋势［J］.食品与发酵科技，2010，46：14-17.

［3］Lewandowicza G，Jankowskib T，Fomalc J.Effect of microwave radiation on physico -chemical properties and structure of cereal starches［J］.Carbohydrate Polymer，2000，42:193-199.

［4］谢岩黎，原沙沙，胡慧慧，等.微波对马铃薯淀粉粉丝品质影响的研究［J］.河南工业大学学报：自然科学版，2010，31（4）：14-17.

［5］谭洪卓，陈素芹，谷文英.粉丝品质评价标准的补充建议［J］.粮油加工与食品机械，2006（3）：78-84.

［6］陈平.马铃薯方便粉加工技术研究［J］.甘肃农业科技，2000（4）:44-45.

［7］GB/T 23783—2009，方便粉丝［S］.

［8］屠康，姜松，朱文学.食品物性学［M］.南京：东南大学出版社，2006：128-135.

［9］陈素芹.甘薯粉丝的品质改进与质量评价［D］.无锡:江南大学，2006.

［10］Xue C F，Sakai N，Fukuoka M.Use of microwave heating to control the degree of starch gelatinization in noodles［J］.Food Eng，2008，87:357-362.