淮山加工技术的研究进展

徐燕婷，林毅雄，孙钧政，陈艺晖，林河通

(1.福建农林大学食品科学学院,福州350002；2.福建农林大学农产品产后技术研究所,福州 350002)



淮山加工技术的研究进展

徐燕婷1,2，林毅雄1,2，孙钧政1,2，陈艺晖1,2，林河通1,2

(1.福建农林大学食品科学学院,福州350002；2.福建农林大学农产品产后技术研究所,福州 350002)

摘要：淮山具有很高的药用和食用价值，对淮山的加工现状和加工新技术进行了介绍，指出了淮山目前加工技术中存在的问题及对策分析，同时展望了淮山加工技术的发展前景。

关键词：淮山；加工；新技术；研究进展

0引言

淮山(Dioscorea opposite.Thunb)也称山药，为薯蓣科植物的干燥块茎，属多年生缠饶根草本植物[1]。淮山是中国传统的药食同源食物之一，也是中国保健食品重要原料之一[2]，在中国的福建、广东、台湾等省及地区广泛种植。福建省种植淮山的历史悠久，种植面积大，主要分布在安溪、云霄平和、建阳等地[3]。淮山产量很高，营养成分全面，碳水化合物和蛋白质的含量较高，其干品和谷物相比也毫不逊色，是国际性的重要粮食作物。淮山种类繁多，主要含有淀粉、多糖(包括粘液质及糖蛋白)、蛋白质，并含有皂苷、甘聚露糖、淮山素、多巴胺、粗蛋白氨基酸、胆汁碱和尿素囊、淀粉酶以及多种微量元素等[4-5]。淮山性温味甘，温补而不骤，微香而不燥，李时珍在《本草纲目》将其功效概括为“益肾气、健脾胃、止泻痢、化痰涎、润皮毛”。近年来研究表明，淮山还具有降糖、抗衰老、调节免疫、抗突变、降血脂等新功能[6-8]。最近几年，淮山在中国的栽培面积不断增加、总产量也随着上升，发展非常迅速，但淮山在采摘过程中比较费力，采收期比较集中，加上淮山含水量高、酶类代谢旺盛、占地面积大，采后易变色、变质、难以长时间贮运和远距离输送；而且目前中国淮山加工企业规模较小，深加工研发相对滞后，因此加强淮山采后深加工技术的研究有利于减少淮山采后损耗、延长其贮藏期、平衡季节和地区供应，对提高淮山经济价值具有现实意义[9]。

1淮山加工现状

山药具有颇多的生理功能。随着现代技术的发展，淮山多糖以其光谱的药理作用尤其引人瞩目。许多研究证实多糖及其衍生物因其特殊的功能而具有多种功效，如抗炎、降血脂、调节免疫。山药中的粘蛋白对人体心血管有特殊的保健作用、能预防类风湿关节炎、硬皮病等胶原病的发生。陈艳等报道[10]，淮山中蛋白质和氨基酸含量丰富，而且必需氨基酸齐全，营养价值较高。淮山不仅可以鲜食，而且可加工成多种制品，淮山干制品、淮山粉、淮山饮料、淮山保健食品是主要的产品形式，其中淮山干制品和淮山粉是最主要的产品，市场上供不应求，深受消费者喜爱。

1.1淮山干制品

目前，淮山干制品的加工仍采用传统的干燥方式，将熏硫处理后的淮山通过晒干、烘干和风干等方式干制成品，虽然生产成本较低，但是产品存在硫含量超标等危害，不符合现代人们的生活理念，而且传统的干燥方式营养损失严重，生产效率低，导致企业规模小，淮山干制品的大规模生产与销售受限[11]。

1.2淮山粉

淮山全粉和淀粉，改变了传统的饮食方式，契合快节奏生活方式，市场潜力巨大。淮山全粉是以新鲜淮山为原料，加工具有淮山天然风味和固有营养价值的产品，它的传统工艺流程为山药、清洗、去皮、切分、热烫灭酶、晒干、粉碎、过筛、包装[12-13]。淮山淀粉不仅可以作为婴儿强化营养米粉的原料，而且在其他冲调食品可当做配料[14]，因其较好的吸水膨胀性、糊化性能。聂凌鸿将淮山通过选料[15]、清洗、去皮、切分、护色、打浆、浸泡、过滤、离心分离、洗涤、干燥等工序制取淮山淀粉。将烘干或冻干后的淮山再粉碎是淮山粉的主要加工方式，但是这种粗放简单的加工方式存在营养损严重、得率较低、品质较差等缺陷。

1.3淮山保健食品

中医认为淮山具有健脾、补气、益肺、固肾、益精等多种功效，是优良药用保健功能的食品资源。宋照军等以淮山为原料开发出淮山保健果冻[16]，该产品质地均匀，光滑有弹性，营养价值高。Kim等将0.2%~0.6%的淮山粉末加入到鲜奶中[17]，经巴氏杀菌、发酵，生产功能性酸奶，使酸奶的种类丰富，具有良好的营养价值、保健功效。软糖[18]、面包[19]、稠酒[20]、饮料[21]、面条等系列淮山保健食品正处于理论分析和应用研究的中试阶段[22]。

2淮山加工新技术

传统的淮山干制方式，加工周期长，不能保障产品的质量，且严重损耗营养价值；淮山深加工属于劳动密集型产业，较长的加工周期，严重限制了淮山的规模化生产[23]。

2.1淮山原料预处理

无硫护色。多酚氧化酶是大多数果蔬的酶促褐变是主要原因，在加工过程中淮山内的多酚氧化酶受到损伤释放出来，在氧的催化作用下呈现褐色[24]。酶促反应非常迅速，外观、风味和营养价值变差，使产品质量下降，食用价值、药用价值和商业价值降低。Akissoé等研究发现[25]，在加工山药粉时，山药需在60℃的水中烫漂20 min才可保证产品具有较好的色泽。赵喜亭等研究发现经0.25% 柠檬酸+0.1% 植酸+0.25% CaCl2处理的山药可以在一定程度抑制淮山的褐变[26]，使产品保持较好色泽，可代替淮山加工过程中的含硫护色剂。李红涛等为了解决淮山加工过程中的褐变[27]，将淮山经热烫和复合护色剂护色处理，确定护色液的最佳配方为植酸0.15 g/kg+抗坏血酸0.2 g/kg+柠檬酸10 g/kg+ EDTA-2Na 0.2 g/kg。

2.2淮山干制技术

2.2.1热风干燥

热风干燥技术在果蔬脱水干制中应用广泛，它的传热机制是热量由表面向内部扩散，料温也逐步由外向内升高，促使物料水分不断向外迁移。热风干燥技术起源较早，在淮山采收集中季节，能够大批量、连续化操作，大大缓解淮山的鲜销压力；并且设备组成简单、易操作、加工成本低。陈艳珍等通过对无硫护色后的淮山在不同风温[28]、风速下进行干燥试验，研究出淮山干燥曲线和干燥速率曲线，结果表明较高的风温和风速都将影响淮山药片的干燥品质。赵玉生等研究了淮山的热风干燥特性[29]，分析探讨了淮山的干燥机制，发现淮山脱水基本上都处在降速干燥阶段，提高温度能明显提高干燥速率、缩短干燥时间。

2.2.2微波干燥技术

微波干燥技术在食品工业上的应用，已是人们关注的热点之一，研究报道也日益增多。它具有干燥速度快、加热均匀、能耗低、易实现自动化控制等特点。另外，微波不但能作为干燥的热源，而且也可以起到杀菌的功效，大大延长了产品的货架期。张薇等试验了在不同能量的微波辐射[30]、不同厚度条件下淮山样品在干燥过程温度水分的特征变化,并建立了微波干燥淮山药的数学模型。任广跃等研究认为[31]，淮山药的微波干燥的优化参数为微波功率600 W、切片厚度为5 mm、单位质量微波功率为8 W/g，此工艺条件下多糖得率达到最高为15.29%。

微波的膨化效应可使食品物料组织膨松，且能最大限度保持物料营养价值。在膨化的同时又完成干燥、杀菌等工序，既节约能源又缩短时间。刘璐等研究了微波膨化山药脆片工艺[32]，将预干燥后的山药进行微波膨化，结果表明，当切片厚度为1.5 mm、3%氯化钠溶液的浓度浸泡、70℃条件下干燥80 min，然后在420 W微波膨化60 s为最佳工艺，此时所得山药脆片营养价值高、产品品质好。

2.2.3真空冷冻干燥

真空冷冻干燥，也称冷冻升华干燥，简称冻干，是一种新型的干燥加工技术。由于该技术干燥过程是在较低的温度下进行，虽然投入成本较大、运行成本高，但是它具有能最大限度地保留生物活性物质和物料原有形态等优点得到广泛应用。于诗芬报道了冻干山药能最大限度的保存原料的营养成分、感官质量[33]。淮山中的多酚氧化酶活性高，易发生褐变，极大地影响产品的感官品质，需采用烫漂或护色液浸泡的方式灭酶，来改善冻干山药复水后的品质。李瑜等用407.6 W的微波功率处理60 s有效钝化淮山的氧化酶活性[34]，使得淮山能够长时间贮存，且能保持较高的营养成分。孙慧将漂烫、浸泡液处理预处理后的淮山在有强对流鼓风的速冻生产线-30℃条件下对山药片冻结[35]， 5℃保持6 h完成升华干燥，35℃保持2 h 完成解析干燥，该优化冻干参数能缩短冻干周期，节约成本加工，冻干后的山药片感官品质好，且易于复水。

2.2.4热泵干燥

热泵干燥是利用干燥介质进行闭路循环，在干燥设备中引入冷凝除湿装置，进而达到干燥的目的[36-37]。它高效节能，另外，由于干燥温度低，还适合热敏性果蔬原料的干燥，能避免干燥过程中由于过高的干燥温度而导致的产品品质变差。虽然中国热泵干制新技术起步较晚，但蔬菜的热泵干燥加工是热泵技术的主要研究方向之一，在蘑菇、洋葱、木薯及萝卜脱水干燥取得了令人满意的效果。李丽等探究了山药在不同温度[38]、切片厚度下的热泵干燥特性，并对三种常用的模型进行拟合得到Page模型拟合效果好，复水性、色泽及感官品质较热风干燥好。李晖等研究了山药在不同热泵温度[39]，风速，切片厚度的干燥曲线，并以L值、复水率为指标，优化了工艺参数。

2.2.5联合干燥

联合干燥，是将两种或者两种以上干燥方法进行组合干燥的方法。它能根据物料的特性，综合利用不同干燥技术的优势，避免单一干燥的缺陷，成为干燥技术研究的热点。

渗透脱水是一种常见的前处理加工方法，能在较短时间内除去果蔬中的水分，不破坏产品的组织结构，在糖制、腌制各种蔬菜水果中尤为常见。李丽将淮山进行渗透热风复合干燥试验[40]，结果表明，将淮山在固液比1 ∶8、浓度为5%的65℃渗透液中渗透3 h，此时干燥速率最快，用时最短，大大节省了能耗，同时保留物料原来的色泽、风味和感官品质。

微波真空干燥是一种新兴的脱水干燥技术。微波真空干燥能维持干燥过程中的低温低氧的真空坏境，综合利用微波快速加热和真空低压条件下水分沸点降低的特点。微波真空干燥结合了真空干燥和微波干燥的优势，具有加热均匀、干燥温度低、干燥速度快、能耗低、加工品质好、设备和操作费用低等优点[41]，适合热敏性成分原料的干燥[42]。陈艳珍研究了淮山的微波真空干燥特性[43]，选择三种常见的薄层干燥模型进行，得到Page方程模型拟合效果最好，方差分析极显著，并分别以多糖得率、干燥时间为指标，优化了工艺参数。

远红外干燥是一种高效、节能、环保的脱水干燥技术，木材、谷物应用广泛，在果蔬的干制中有一定的应用前景。Lin 等研究了冷冻-远红外干燥淮山片[44]，经过单因素试验的筛选，以干燥起温度、样品与远红外加热器的距离、切片厚度为试验因素，以淮山片干燥时间、保持淮山片颜色为响应值，采用Box-Behnken 响应面分析法进行试验，当温度为34~37℃，距离为50 mm，厚度在7~8 mm范围内得到的最优工艺条件。

2.3淮山粉加工技术

2.3.1滚筒干燥技术

滚筒干燥又称转鼓干燥，是一种内加热传导型转动连续干燥方式。浆糊状物料均匀铺布于加热的滚筒表面，基于金属筒壁与物料的热阻而产生温度梯度，筒内热量传导至料膜，使料膜内水分向外转移，物料表面开始蒸发，同时促使物料内形成一定的水分浓度梯度，即产生蒸汽和扩散作用，从而得到干燥产品。它的主要优点有：干燥效率高、能耗及加工成本低、可连续作业、保持物料原有应用成分。葛邦国等研究了山药滚筒干燥制粉工艺[45]，其主要步骤是山药→清洗→去皮→打浆→磨浆→配料→均质→滚筒干燥→冷却→破碎→成品，并通过响应面优化，得出当淀粉添加量为15%，滚筒表面温度为135℃，滚筒转速为3.0 r/min制得的山药粉成膜率高达95.6±0.6%。

2.3.2喷雾干燥技术

喷雾除干燥是在干燥室内将液态物料雾化为细小雾滴，在与热空气的接触中，水瞬间将大部分水分出去，干燥即得产品，具有瞬间干燥、适合于热敏性物质的干燥、产品质量好、适于连续化生产等优势。李强等报道[46]，喷雾干燥法制得的淮山粉的产品品质比热风干燥法较好，且能节省生产时间，即将山药原料热处理、护色、均质后，进行喷雾干燥。其中热处理是在80 ℃热水中热烫5 min，并进行了正交试验设计，得出进口温度170 ℃，出口温度75 ℃，水与山药质量比1∶2时干粉品质较好。檀子贞等研究了喷雾干燥法制取山药粉的操作工艺[47]，其主要工艺流程是：山药→清洗、去皮→切片→护色→粉碎→高压均质→喷雾干燥→成品，该加工工艺简单可行，干燥效率好。

3展望

淮山加工产业化的发展蕴含着巨大的潜力，为了推动淮山加工业的发展，建议应加强下面几个方面的工作：(1) 加大淮山加工技术研究，探究适宜淮山加工的高新技术，结合加工过程中计算模拟控制进行有效预测和控制，使淮山在采收集中期时能达到最大加工量；(2) 在加工工程中注重护色处理，根据产品要求选择合适的护色方法，同时结合贮藏保鲜技术，延缓品质劣变，延长货架期；(3)综合利用淮山加工过程中的副产物进行产品开发，则可变废为宝，增加收入。如把粘质液等有效成分提取出来，做成饮料或作为食品中的营养强化剂；(4)加大淮山的宣传，政府加强宏观指导，加大市场引导力度，根据市场需求，参照国际相关标准，制定统一的产品质量标准，引导产业布局；(5) 加强先进技术的引进、消化吸收和应用，不断改进生产技术，带动多种技术综合使用并开发多元化产品，增加产品种类。

总之，虽然多方面的因素制约着淮山加工产业的发展，但随着加工技术的研究不断深入，促进了淮山加工业快速、健康地发展。淮山的产业化将朝着高效率、高质量、低成本、低能耗、可批量生产方向发展。

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Research Advances of Processing Technologies of Chinese Yam

XU Yan-ting1,2,LIN Yi-xiong1,2,SUN Jun-zheng1,2,CHEN Yi-hui1,2,LIN He-tong1,2

(1.College of Food Science,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China;2.Institute of Postharvest Technology of Agricultural Products,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China)

Abstract:Chinese yam (Dioscorea opposite.Thunb) has a very high medicinal and edible value.The current situation and new technologies of processing of Chinese yam were introduced in this paper.Main problems and its countermeasures for Chinese yam processing were analyzed.Furthermore,the prospect of development of Chinese yam processing were also predicted in this paper.

Key words:Chinese yam; processing; new technology; research advance

doi:10.3969/j.issn.1005-1295.2016.01.014

中图分类号：TS255.3

文献标志码：A

文章编号：1005-1295(2016)01-0051-05

作者简介：徐燕婷(1992-)，女，硕士，研究方向为农产品加工及贮藏工程。通信作者： 林河通(1967-)，男，博士，教授，博士生导师，研究方向为农产品加工及贮藏工程，

通信地址：350002 福建福州市金山 福建农林大学食品科学学院，E-mail：hetonglin@163.com 。

基金项目：福建省重点科技项目(2007S0004 )；福建省财政厅项目(K81150003、K81150018)；福建农林大学高水平大学建设项目(612014042)

收稿日期：2015-10-10;修稿日期： 2015-10-27