热风干燥对淮山粉物理特性的影响

周宇冰，詹智钧，李娜，贺超，昌萍，苏小军，赵小梅，李清明，*

（1.湖南农业大学国际学院，湖南长沙410128；2.湖南农业大学食品科技学院，湖南长沙410128；3.湖南农业大学湖南省作物种质创新与资源利用重点实验室，湖南长沙410128）



热风干燥对淮山粉物理特性的影响

周宇冰1，詹智钧1，李娜1，贺超1，昌萍1，苏小军2，3，赵小梅2，李清明2，3，*

（1.湖南农业大学国际学院，湖南长沙410128；2.湖南农业大学食品科技学院，湖南长沙410128；3.湖南农业大学湖南省作物种质创新与资源利用重点实验室，湖南长沙410128）

摘要：研究热烫和干燥温度（55℃～75℃）对淮山粉物理特性的影响。研究结果表明：热烫处理对淮山粉的色泽、持水性、冻融稳定性、表观形貌和黏度都有显著影响，对堆积密度、持油性和碘蓝值影响不显著。经过热烫后，淮山粉持水性、冻融稳定性均优于未热烫处理的淮山粉，而未热烫的淮山粉在色泽和表观形貌等方面优于经热烫的淮山粉，热烫处理的淮山粉则淮山细胞出现了明显的糊化破损。温度对色泽、溶解度、表观形貌和黏度影响较大。淮山粉溶解度随干燥温度的升高而增大，当温度为70℃时达到最大溶解度，随后淮山粉的溶解度降低。

关键词：淮山粉；热风干燥；物理特性

淮山是薯蓣科山药属（Dioscorea L.），是许多热带国家的重要主食，也是我国传统的药食同源食物。研究表明，淮山提取物具有抗氧化和降血脂功能［1］。淮山粉具有保护大鼠免受化学伤害的作用［2］，抗氧化［3］。但淮山生产具有季节性，不易贮藏［4］。开发食用方便、营养成分损失少的淮山加工产品，实现淮山的周年供应是促进淮山产业发展的重要任务。

目前淮山主要的加工产品有淮山片和淮山粉，其中淮山粉由于可以进一步加工成即食冲调食品，或作为原辅料加工成其他的食品，如面条、焙烤食品等［5］。淮山粉中淀粉含量高，加工性能好，可以作为重要的粮食来源，且具有确切的功效成分，因此具有广阔的发展前景。热风干燥是淮山粉加工的常用方法，韦保耀［6］等的研究表明，在65℃下干燥4.5 h可以得到色泽较好的淮山干片。但热风干燥时常易造成淮山粉营养损失、品质下降。温度是引起淮山粉品质下降的重要因素，因此本论文研究不同温度条件下淮山粉理化特性的变化。

1　材料与方法

1.1材料

淮山（铁棍淮山）：购自湖南省长沙市马王堆菜市场。

1.2主要仪器设备

CR-400色彩色差计：日本柯尼卡美能达株式会社；LXY-ⅡB型低速离心机：上海安亭科学仪器厂；DHG-9146A型电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司；BS400S-WEI电子天平：北京康多利斯仪器系统有限公司；RVA-S/N2112681快速黏度测定仪：瑞典波通公司；F93荧光分光光度仪：上海精科仪器厂；JSM-6380LV扫描电子显微镜：日本电子株式会社。

1.3试验方法

选择无病斑、大小相仿的新鲜淮山。清洗后去皮、将淮山切成3mm～4mm厚淮山片，其中一组淮山片进行热烫（95℃）处理5 min，另一组不进行热烫，均在55、 60、65、70、75℃热风干燥至含水量低于8%，粉碎待用。

1.4检测指标与方法

色泽按照Hsu等［7］的方法，采用CR-400全自动色差计测定；溶解度：参考Iwuoha的方法［8］，将1 g淮山粉置于10 mL刻度试管，加蒸馏水至刻度线，将上述溶液放置60 min（每隔10 min搅拌1次），静置15 min后吸取2 mL上清液于已恒重的铝盒中蒸干水分称量铝盒总质量；碘蓝值采用紫外分光光度计测定650 nm处的吸光值E，参照蒋小静的方法进行测定计算［9］，碘蓝值= E×54.2+5；堆积密度参照Hsu的方法，采用10 mL的量筒装填称重进行测定［7］；吸水性和油性采用参照采用段欣等的方法离心称重测定［14］；冻融稳定性采用析水率表示，参照孙慧敏的方法进行［10］；表观形貌参照M. Ahmed的方法采用扫描电镜进行［11］；黏度采用快速黏度仪RVA根据AACC76-21标准方法进行。

2　结果与分析

2.1干燥温度对色泽的影响

淮山在干燥过程中极易发生褐变。褐变的淮山粉不容易被消费者接受，为防止褐变，在淮山干燥前常采用热烫灭酶来进行护色。其中白度（WI，Whiteness index）、色调和色度分别采用如下公式计算［12］，WI= 100-，色调=tan-2，用于测定颜色特性；色度=，表示颜色亮度或者饱和度，其中L为明度系数，a*、b*为彩度系数。淮山粉的色泽测试结果见表1和表2。

表1　干燥温度对未经热烫处理的淮山粉色泽的影响Table 1　Effects of different hot air temperatures on color of Chinese yam flours

表2　干燥温度对经热烫处理的淮山粉色泽的影响Table 2　Effects of different hot air temperatures on color of Chinese yam flours prepared after blanching

由表1和表2可以看出，未热烫处理的淮山粉的L值在82.86至92.8之间，热烫处理的淮山的L值在83.7至90.12之间，热烫能有效地改善淮山粉的色泽。WI表示食品的白度，反映淮山粉在干燥过程中褐变的程度，WI越高，意味着淮山粉具有更好的色泽，褐变越轻。温度对L值、WI和色度影响显著，但对色调影响不大。

2.2干燥温度对溶解度的影响

不同干燥温度对溶解度的影响见图1。

图1　不同干燥温度对溶解度的影响Fig.1　Effects of different hot air temperatures on solubility of Chinese yam flours

由图1可以看出，热烫对淮山粉的溶解度影响显著。随着干燥温度升高，溶解度逐渐增大，淮山粉在干燥温度70℃时，溶解度达到最大值，随后随温度升高而下降。

2.3干燥温度对堆积密度的影响

不同干燥温度对堆积密度的影响见图2。

图2　不同干燥温度对堆积密度的影响Fig.2　Effects of different hot air temperatures on bulk density of Chinese yam flours

由图2可以看出，热烫处理对淮山粉堆积密度有一定影响，但热风干燥温度对全粉堆积密度的影响不明显。经热烫处理的淮山粉堆积密度大于未热烫的淮山粉，可能是因为热烫时高温使其细胞组织收缩，从而堆积密度增大。

2.4干燥温度对持水性和持油性的影响

不同干燥温度对持水性和持油性的影响见图3和图4。

图3　不同干燥温度对持水性的影响Fig.3　Effects of different hot air temperatures on water holding capacity of Chinese yam flours

图4　不同干燥温度对持油性的影响Fig.4　Effects of different hot air temperatures on oil holding capacity of Chinese yam flours

从图3和图4可以看出，热烫对淮山粉的持水性影响显著，但对持油性影响不显著。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。如淀粉发生糊化后能够导致吸水能力的增加，淮山在热烫过程中淀粉糊化，改变了淀粉颗粒结构，增加了比表面积，促使其吸水能力的增加。吸油能力的大小则受蛋白质的来源、加工条件、添加剂的成分、颗粒的大小和温度等因素的影响，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。淮山粉的持水性和持油性和文献报道的木薯全粉（3.76 g/g与0.82 g/g）［9］和马铃薯全粉（5.55 g/g与1.14 g/g）［13］相近，所以在马铃薯全粉、木薯全粉的食品配方中，水和食用油的添加量基本也适合于添加淮山粉的配方。

2.5干燥温度对碘蓝值的影响

淮山粉中游离淀粉含量是一项重要的质量指标，常用采用碘蓝值来表明游离淀粉含量的高低，碘蓝值高说明大量淮山细胞被破坏，从而释放出大量游离淀粉。不同干燥温度对碘蓝值的影响见图5。

图5　不同干燥温度对碘蓝值的影响Fig.5　Effects of different hot air temperatures on iodine blue value of Chinese yam flours

由图5可知，热烫处理对淮山粉的碘蓝值影响不显著，温度为55℃时碘蓝值显著高于其他温度，其他温度间碘蓝值变化不大。

2.6干燥温度对冻融稳定性的影响

经过冷冻解冻后，淀粉凝胶在重力作用下有水流出，这种现象主要是由于淀粉中线性分子的再聚合所致。冻融稳定性的不同最终取决于淮山粉内部结构的不同，包括支链与直链淀粉的比例，析水率高则反映样品冻融稳定性差，不同干燥温度对冻融稳定性的影响见图6。

图6　不同干燥温度对冻融稳定性的影响Fig.6　Effects of different hot air temperatures on freeze-thaw？stability of Chinese yam flours

由图6可以看出，热烫对淮山粉的析水率影响显著，经热烫处理的淮山粉析水率远远低于未经热烫的淮山粉，说明热烫能有效提高淮山粉的冻融稳定性。淮山粉冻融稳定性好，可以用于冷冻食品的配方中，添加淮山粉的食品在解冻后不会大量失水而造成失重。

2.7干燥温度对淮山粉表观形貌的影响

不同温度干燥的淮山粉的扫描电镜图见图7。

从图7可见，淮山粉有较多的由机械力所造成的淀粉颗粒小碎块。热烫处理对淮山粉的表观形貌影响显著，未经热烫处理的淮山粉颗粒完成，表面光滑，而经热烫处理的淮山粉则淮山细胞出现了明显的糊化破损。

2.8干燥温度对淮山粉黏度的影响

为能更好地阐明淮山粉的黏度特性，利用快速黏度仪对比分析了不同温度干燥的淮山粉的黏度性质，结果见表3和表4。

图7　不同温度下淮山粉的电镜图Fig.7　Scanning electronic microstructure of Chinese yam flours manufactured at different drying temperatures

表3　不同干燥温度淮山粉的黏度特征参数Table 3　Pasting parameters of Chinese yam flours with different hot air temperatures

由表3和表4可看出，热烫和干燥对淮山粉的糊化性质均有较大影响。未经热烫处理的淮山粉，其峰值黏度、谷值黏度、破损值和最终黏度均随干燥温度升高而增大，但无论热烫还是未经热烫的淮山粉，其峰值黏度、谷值黏度和最终黏度均远低于文献报道的淮山淀粉［15］，其原因可能是淮山淀粉中几乎不含有蛋白质、脂肪和纤维素等其它成分，而淮山粉中除淀粉外，还含有蛋白质和纤维素等其他诸多成分，这些成分都会影响到淀粉的糊化过程。淮山粉的黏度较低，并且溶解性较好，具有开发成冲调型方便食品的潜力。

3　结论

热烫处理对淮山粉的色泽、持水性、冻融稳定性、表观形貌和黏度都有显著影响，对堆积密度、持油性和碘蓝值影响不显著。经过热烫后，淮山粉持水性、冻融稳定性均优于未热烫处理的淮山粉，而未热烫的淮山粉在色泽和表观形貌等方面优于经热烫的淮山粉，热烫处理的淮山粉则淮山细胞出现了明显的糊化破损。淮山粉溶解度随干燥温度的升高而增大，当温度为70℃时达到最大溶解度，随后淮山粉的溶解度降低。淮山粉的黏度较低，溶解性较好，具有开发成冲调型方便食品的潜力。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.11.005

基金项目：2014年国家级大学生创新创业训练计划项目“即食速溶淮山粉的研究：（G（S）CX1405）

作者简介：周宇冰（1994—），男（汉），本科在读，食品科学与工程专业。

*通信作者：李清明（1973—），男，副教授，博士，研究方向：农产品加工及贮藏工程。

收稿日期：2015-06-11

Physical Properties of Chinese Yam Flours as Affected by Different Hot Air Drying

ZHOU Yu-bing1，ZHAN Zhi-jun1，LI Na1，HE Chao1，CHANG Ping1，SU Xiao-jun2，3，ZHAO Xiao-mei2，LI Qing-ming2，3，*
（1.International College，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，Hunan，China；2.College of Food Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，Hunan，China；3.Hunan Provincial Key Laboratory of Crop Germplasm Innovation and Utilization，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，Hunan，China）

Abstract：The effects of blanching and drying temperature（55℃-75℃）on the physical properties of Chineseyam flour were investigated.While blanching showed significant effects on color，water holding capacity，freeze-thaw stability，microstructure and viscosity of yam flours，It had no marked effects on other physical properties of yam flours.Flours with blanching had better water holding capacity and freeze-thaw stability than flours without blanching.However，flours without blanching had better color and microstructure than flours with blanching.Color attributes，solubility，microstructure and viscosity were all affected by drying temperature to different extents.

Key words：Chinese yam flours；hot air drying；physical properties