安化产野葛营养全粉的研制

王立梅，龚吉军，2，*

（1.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南长沙410004；2.稻谷及副产物深加工国家工程实验室，湖南长沙410004）

安化产野葛营养全粉的研制

王立梅1，龚吉军1，2，*

（1.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南长沙410004；2.稻谷及副产物深加工国家工程实验室，湖南长沙410004）

湖南安化的野葛资源丰富，质量虽好，但利用不足，优质资源浪费严重。通过单因素和正交试验，确定最佳护色剂，最佳的护色时间、护色温度以及蒸煮时间。安化野葛切片-热风干燥最佳工艺条件为：抗坏血酸0.35%，柠檬酸0.35%，偏重亚硫酸钠0.2%；护色时间45min；蒸煮时间24min；烘干温度55℃。安化产野葛全粉的葛根总黄酮含量达到7 989.61mg/kg，高于文献报道的数据。安化产野葛全粉营养丰富，品质好，具有广阔的开发利用前景。

野葛；总色差；碘蓝值；营养全粉

安化位于我国湖南省中部偏北，野葛分布面积达2 000平方公里，年产量50 t，多生长于山地，资源丰富，品质较高。但由于加工技术的限制，大多停留在最简单的葛根制品，野葛资源未得到充分利用[1]。这种加工只限于淀粉的提取，仅仅利用其中的一种有效成分，而其余部分丢弃，造成了葛根资源的大量浪费[2]。

葛根是一种常见的药食同源植物，在我国现存最早药学专著：《神农本草经》中有较详细的记载，并将其列为中品[3]。葛根含有丰富的淀粉、膳食纤维、黄酮、氨基酸、微量元素等对人体有益的重要营养成分[4]。现代医药学研究表明，它具有滋补营养、养颜护肤、延缓衰老、改善骨质疏松、调节雌激素水平、清除体内垃圾，以及改善循环、降脂减肥、调节血压、抗糖尿病[5]等多种保健功能，还具有醒酒[6]、抗癌和抗氧化[7]的作用。葛根全粉是新鲜葛根的脱水制品，以新鲜葛根为原料，经过挑选、清洗、去皮、切片、护色、热烫、冷却、烘干和粉碎等工艺过程，得到的包含除葛根表皮外的全部干物质的粉末状产品统称为葛根全粉[8]。葛根全粉不同于葛根淀粉，后者营养价值较低[9]，而葛根全粉则包含了新鲜葛根除表皮外的全部干物质，包括淀粉、糖类、脂肪、纤维、维生素、矿物质、黄酮类化合物等，对葛根的利用率高达80%～90%。

本试验主要研究了安化产野葛的切片-热风干燥工艺，测定了安化产野葛全粉的主要营养成分及其他产品质量指标，以期为安化产野葛全粉的工业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 主要材料与试剂

野葛根：采自湖南省安化县梅城镇，采摘后用水清洗，带回实验室于4℃冰箱储存；柠檬酸：宜昌市银海化学试剂厂；偏重亚硫酸钠：上海嘉定马陆化工厂有限公司；抗坏血酸：Sigma-Aldrich西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司。所用试剂均为分析纯。

1.1.2 主要仪器

AR1140分析天平：奥豪斯（上海）有限公司；DHG-9420A电热恒温鼓风干燥箱：上海比朗仪器有限公司；30CMX5CM 80目分样筛：长沙思科仪器纱筛厂；HH-8电热恒温水浴锅：上海比朗仪器有限公司；722s型可见分光光度计：上海精密科学仪器有限公司；WSC-S测色色差计：上海圣科仪器设备有限公司；BCD-215KCFM冰箱：海尔集团股份有限公司；QE-250粉碎机：浙江屹立工贸有限公司；Cs-1电子万用炉：宏业电热电器厂。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

切片-热风干燥工艺：野葛→原料挑选→清洗→去皮→切片（厚度10mm～15mm）→护色处理（复合护色剂）→蒸煮灭酶→热风干燥→粉碎→过筛（80目筛）→野葛全粉[10]

野葛全粉加工基本操作要点：

1）原料挑选、清洗：挑选无霉变、无损伤、无病虫害的新鲜安化野葛，用自来水洗去附着在葛根表面的泥土杂物。

2）切片：葛根洗净去皮后，用切片机切成约10mm～15mm厚的葛根片，以缩短热风干燥的时间，切片过程要快速，尽量控制切片时发生酶促褐变。

3）护色处理：将葛根片置于护色液中浸泡一段时间。

4）蒸煮：护色处理针对非酶褐变，但葛根中含有的多酚氧化酶能催化多酚类物质与氧反应，发生酶促褐变。因此通过蒸煮钝化酶的活性，达到灭酶效果，从而保持葛根色泽。

5）热风干燥：用热风进行干燥处理，根据葛根片的大小确定干燥时间，最终要求葛根片含水量小于8%。

6）粉碎、过筛：用粉碎机粉碎经过热风干燥的葛根片，过80目筛，得成品野葛全粉。

1.2.2 指标测定

生产野葛全粉的关键技术有2点：一是防止细胞破碎，二是防止褐变，针对这两点，目前较多以全粉的碘蓝值和色泽作为评价指标[11]。

1.2.2.1 总色差（ΔE）值测定

用色差计测出产品的总色差（ΔE），ΔE值表示野葛全粉的褐变程度，ΔE值越小，表明褐变程度越严重，反之褐变就越轻[12]。

1.2.2.2 游离淀粉碘蓝值测定

参照冷明新[13]的方法，稍作改动。取2个50mL容量瓶，加蒸馏水定容，置于65.5℃水浴锅预热。称取0.25 g野葛全粉于50mL烧杯中，倒入容量瓶中预热的蒸馏水，置于65.5℃水浴锅中搅拌5min，静置1min后过滤。滤液保持于65.5℃并趁热吸取1m L于50m L显色管中，加1mL 0.02mol/L碘标准溶液，定容至刻度。以空白组对照、调零，测定样品在波长650 nm下测吸光度E。

碘蓝值反映野葛全粉中游离淀粉的含量，游离淀粉的量反映野葛全粉的细胞破损程度。碘蓝值越大，则细胞破损度大，反之则破损度小。为了保持葛根的风味和减少营养成分的流失，加工中应尽量减少细胞的破碎程度[14]。

1.2.2.3 营养成分含量的测定方法

水分的测定采用常压干燥法；蛋白质的测定采用凯氏定氮法；淀粉含量的测定采用酸水解法；粗纤维含量的测定采用酸性洗涤法；灰分含量的测定采用灼烧法；脂肪含量的测定采用索氏提取法[15]。总黄酮含量测定：参照王靖[16]的方法测定。

1.2.3 护色剂的确定

1.2.3.1 不同浓度护色剂对野葛全粉ΔE的影响

将葛根片分别放入0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%浓度的柠檬酸、偏重亚硫酸钠和抗坏血酸3种护色液中护色1 h，研究不同浓度的3种护色剂对野葛全粉的护色效果，以未经过护色处理的全粉作为标准样，分别测定ΔE值，研究护色效果。

1.2.3.2 不同护色剂组合对野葛全粉ΔE影响

在上一试验基础上，进一步研究复合护色剂的护色效果，确定最优复合护色剂组合。以柠檬酸、偏重亚硫酸钠、抗坏血酸3种护色剂浓度为因素进行L9（33）正交试验，分别测定ΔE值，研究护色效果。

1.2.3.3 护色时间对野葛全粉ΔE的影响

将葛根片浸泡于0.25%偏重亚硫酸钠中，分别护色15、30、45、60、75、90、105、120min，以没有经过护色处理的野葛全粉为标准样，分别测定ΔE值，得到不同护色时间对野葛全粉色泽的影响。

1.2.3.4 蒸煮时间对野葛全粉碘蓝值的影响

将葛根片浸泡于0.25%的偏重亚硫酸钠中护色1 h，分别蒸煮6、12、18、24、30、36、42、48min，干燥粉碎后得野葛全粉。分别测定8种野葛全粉的碘蓝值，研究不同蒸煮时间对野葛全粉碘蓝值的影响。

1.2.3.5 烘干温度对野葛全粉碘蓝值的影响

将葛根片在0.25%的偏重亚硫酸钠中浸泡1 h，蒸煮18min，用电热恒温鼓风干燥箱分别于25、35、45、55、65、75、85℃条件下烘干，粉碎得野葛全粉，分别测定碘蓝值，研究不同烘干温度对野葛全粉碘蓝值的影响。

1.2.4 野葛全粉制备工艺优化

在上述试验的基础上，确定护色剂、护色时间、蒸煮时间、干燥温度为4个影响因素，进一步作L9（34）正交试验，测定野葛全粉的ΔE值和碘蓝值作为判断依据，以得到切片-热风干燥工艺制备野葛全粉的最佳工艺条件。

1.2.5 数据处理

采用PASW Statistics软件对结果进行处理。

2 结果与分析

2.1 野葛全粉护色剂确定

2.1.1 不同浓度护色剂对野葛全粉ΔE的影响

不同浓度的3种护色剂对野葛全粉ΔE的影响见图1。

图1 不同浓度护色剂与安化产野葛全粉ΔE的关系Fig.1 Related curve between consistence of color protecting agent andΔE of powder of wild Pueraria produced in Anhua county

图1 的结果表明，3种护色剂对野葛全粉均能起到护色效果。随着抗坏血酸浓度的提高，ΔE变化不大，浓度为0.3%时，ΔE最大，护色效果最好；偏重亚硫酸钠不仅能抑制野葛全粉非酶褐变，同时对多酚氧化酶等引起的酶促褐变也有抑制作用。随偏重亚硫酸钠浓度增加，ΔE值变化较大，以0.25%为分界点，在0.25%以前，护色效果随浓度增加而显著增强，浓度超过0.25%后，随偏重亚硫酸钠浓度增加，护色效果反而明显减弱。可能是由于偏重亚硫酸钠浓度过高时，溶解了细胞壁的果胶等物质，致使细胞壁变薄甚至破裂，细胞内的物质流出，淀粉、黄铜等暴露于空气中，发生氧化，导致褐变；柠檬酸的护色效果随浓度增加而不断增强，但在0.3%后，ΔE值变化不大，护色效果不再明显。

2.1.2 不同护色剂组合对野葛全粉ΔE影响

不同护色剂组合对野葛全粉ΔE的影响，正交试验因素水平见表1，试验结果见表2。

表1 正交试验因素水平设计表Table1 Factors and levels of orthogonal experiment

表2 正交试验结果Table 2 The results of orthogonal experiment

表2的结果表明，2、8、9号试验组的护色效果最好。通过极差（R值）分析可知，偏重亚硫酸钠是影响护色效果的主要因素，其次是柠檬酸和抗坏血酸。上官佳[17]在研究葛根全粉制备工艺时，采用柠檬酸和焦亚硫酸钠作为护色剂，也认为焦亚硫酸钠的护色效果好于柠檬酸，这与本文的研究结果相似。但比对ΔE值，本文的最小ΔE值（18.654 7）比文献[17]的最大值ΔE（16.006 1）还要大，说明本文采用柠檬酸、偏重亚硫酸钠和抗坏血酸组成的复合护色剂的护色效果更佳。

2.2 护色时间对野葛全粉ΔE的影响

护色时间对野葛全粉ΔE的影响见图2。

图2 不同护色时间与安化产野葛全粉ΔE的关系Fig.2 Related curve between protecting time and ΔE of powder of wild pueraria produced in Anhua county

由图2可以看出，当护色时间少于60min时，随时间的延长，护色效果逐渐加强。在60min时，ΔE值最大，护色效果最好，此时得到的野葛全粉色泽最佳。当护色时间超过60min后，护色效果显著下降。其原因可能在于偏重亚硫酸钠对细胞壁的破坏，导致淀粉等物质流出并氧化褐变[18]。在90min后，护色效果变化不再明显。

2.3 蒸煮时间对野葛全粉碘蓝值的影响

蒸煮时间对野葛全粉碘蓝值的影响见图3。

图3 不同蒸煮时间与野葛全粉碘蓝值的关系图Fig.3 Related curve between cooking time and iodine blue value of powder of wild pueraria produced in Anhua county

从图3可以看出，随着蒸煮时间的加长，碘蓝值不断变大，意味着游离的淀粉的含量不断增多，细胞破损的程度越来越大。当蒸煮时间为6min时，野葛全粉的碘蓝值最小，但此时蒸煮时间过短，葛根中生淀粉的含量很高会导致粉碎困难，冲泡时易结块，分散性较差。当蒸煮时间为6min～12min时，碘蓝值显著增加。蒸煮时间为12min～18min时，碘蓝值增加平缓，而18min后，碘蓝值又显著增加，这是因为在蒸煮过程中，淀粉发生糊化变形，挤压细胞壁，造成细胞壁破损，使得细胞中淀粉流出。36min后，碘蓝值基本没什么变化，这是因为细胞壁已经大部分破裂，淀粉差不多完全流了出来。所以正交试验时选用12、18、24min三个水平。

2.4 烘干温度对野葛全粉碘蓝值的影响

烘干温度对野葛全粉碘蓝值的影响见图4。

图4 不同干燥温度与安化产野葛全粉碘蓝值的关系Fig.4 Related curve between drying temperature and iodine blue value of powder of wild Pueraria produced in Anhua county

由图4可以看出，在55℃以前，野葛全粉的碘蓝值随着温度的升高反而减小，这可能是因为当烘干温度较低时，烘干所需要的时间较长，这个过程中可能导致细胞的破裂，使淀粉游离出来。温度为55℃后，碘蓝值最小，而后随温度升高碘蓝值明显增大，可能是因为高温导致细胞的破裂，使淀粉等游离出来，并且温度越高，破裂的程度越大，碘蓝值也就越大。正交试验时选择45、55、65℃3个水平。

2.5 野葛全粉制备工艺优化

正交试验因素水平见表3，试验结果见表4。

表3 正交试验因素水平表Table3 Factors and levels of orthogonal experiment

表4 正交试验设计及结果Table 4 The design and results of orthogonal experiment

从表4可以看出，4个因素对野葛全粉的碘蓝值都有影响，但R值：D＞C＞B＞A，所以烘干温度是影响野葛全粉碘蓝值的主要因素，其次是蒸煮时间，护色剂和护色时间为次要因素，最优水平组合C3D2。同样的，对于总色差（ΔE），根据R值：A＞B＞C＞D，所以影响总色差（ΔE）的主要因素是护色剂跟护色时间，最优组合为A2B1。综合分析可得最佳方案为A2B1C3D2，但实验结果显示7号实验组为最佳组合。同时，对于野葛全粉的碘蓝值和总色差（ΔE）来说，由K值得到的最佳组合与试验结果得到的最佳组合不同，需进行验证性试验。由表5可以看出，最佳的试验组合为A3B1C3D2。

表5 验证性试验结果Table5 The results of verifying experiment

正交试验方差分析见表6。

表6 碘蓝值的方差分析Table 6 Variance analysis of iodine blue value

由表6可以看出，对于野葛全粉来说，烘干温度对其碘蓝值的影响最大，其次是蒸煮时间、护色时间和护色剂，这与表3中极差分析所得的结果相合。所有因素的F值均大于F0.01，故对碘蓝值的影响都极显著（p＜0.01）。

总色差（ΔE）方差分析结果见表7。

表7 总色差（ΔE）的方差分析Table 7 Variance analysis of color difference（ΔE）

由表7数据可以看出，护色时间是影响野葛全粉总色差（ΔE）的最主要因素，护色剂次之，蒸煮时间跟烘干温度的影响较小，并且所有因素的F值均大于F0.01，故对总色差（ΔE）的都有显著影响（p＜0.01）。极差分析对野葛全粉总色差影响的主次顺序为：护色剂＞护色时间＞烘干温度＞蒸煮时间，这与方差分析结果略有不同，但主要影响因素都是护色剂和护色时间。2.6 安化产野葛营养全粉的主要成分

安化产野葛营养全粉营养成分测定，结果见表8。

表8 安化产野葛营养全粉的主要成分Table 8 Main composition of powder of wild Pueraria produced in Anhua county

戴卿[19]采用干法制备工艺制得葛根粉，测得各种成分的含量：淀粉32.84%、膳食纤维7.92%和黄酮5.37mg/g，对比可知几种营养成分含量均低于本文数据。特别指出的是，安化产野葛营养全粉中粗纤维和黄酮含量较一般的葛根全粉而言相对较高，这与用于制备葛根全粉的原材料—葛根本身的成分密切相关。膳食纤维作为人体必需的第七种营养素，对于改善肠功能、降低血脂和胆固醇等有重要作用。黄酮是一种功能性成分，具有多种保健功能。综上所述，安化产野葛全粉营养丰富、全面，品质优良，具有很高的营养价值。

香味：具有葛根独特的清香味，柔和协调；状态：粉状或颗粒状，热水冲溶后呈均匀透明胶质状；色泽：乳白色、灰白色或黄白色；口感：均匀细腻无砂齿；杂质：无肉眼可见外来杂质。

2.7.2 理化指标

理化指标如表9。

表9 葛根全粉的理化指标Table9 Physicochemical indexes of powder of wild Pueraria produced in Anhua county

2.7.3 微生物指标

大肠菌群（MPN/100 g）≤150，致病菌不得检出。

3 结论

护色剂、护色时间、蒸煮时间、烘干温度均能影响野葛全粉的碘蓝值和总色差（ΔE）。切片-热风干燥工艺的最佳工艺条件为：护色剂及浓度为抗坏血酸0.35%、柠檬酸0.35%、偏重亚硫酸钠0.2%，护色时间45min，蒸煮时间24min，烘干温度55℃。安化产野葛品质优良，营养丰富，适合制备营养全粉，具有广阔的开发利用前景。

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The Development of Full Nutrition Powder of Wild Pueraria Produced in Anhua

WANG Li-mei1，GONG Ji-jun1，2，*
（1.College of Food Science and Engineering，CSFUT，Changsha 410004，Hunan，China；2.National Engineering Laboratory for Rice and Byproducts Processing，Changsha 410004，Hunan，China）

Anhua county of Hunan Province is rich in pueraria resources，superior quality，but the use ratio is low，the phenomenon of waste is serious.With single fator and orthogonal experiment，ascentain best color protecting agent，best protecting time/temperature and cooking time.The best technology of making slice-hot air drying will be identified as：0.35%ascorbic acid，0.35%citric acid and 0.2%sodium metabisulphite；protecting color time 45 min，cooking time 24 min，drying temperature 55℃.The content of kudzu root flavanone in Anhua Pueraria mirifica was reach to 7 989.61mg/kg，higher than the data reported in literatures. Anhua Pueraria mirifica had rich nutrition and good quality，it had a broad prospect of development and utilization.

pueraria mirifica；total difference of color；iodine blue value；full nutrition powder

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.01.017

2014-03-04

省重点学科建设项目资助；中南林业科技大学“十二五”专业综合改革试点项目资助

王立梅（1989—），女（汉），在读硕士研究生，研究方向：森林食品保鲜与加工。

*通信作者：龚吉军（1972—），男，教授，博士，研究方向：食品安全、森林食品保鲜与加工。