不同干燥条件对张溪香芋全粉品质的影响

华军利，卢 苑，曾 婷

(韶关大学 英东食品科学与工程学院，广东 韶关 512005)

张溪香芋产于广东韶关乐昌市张溪村。香芋的营养价值极高，是医疗保健专家认为的少有的营养成分十分齐全的绿色健康蔬菜，可防治高血压，骨质疏松，心血管病，糖尿病，白内障，保护心脏，防癌，健脑及增强免疫功能等，极受国内外广大消费者的青睬。香芋和马铃薯同属薯类作物，从营养成分看，香芋并不逊色于马铃薯，但以马铃薯为原料加工的休闲食品年销售额高达300亿美元[1]，而香芋的主要消费方式是鲜食。进行香芋的深加工研究，可以增加香芋的附加值，带动农业产业发展，具有明显的经济和社会效益。将香芋加工制备全粉，保留了香芋原有的风味和营养成分，延长了保质期，并且可广泛应用到面条、糕点、糖果、冰淇淋等食品中。目前国内对香芋全粉加工工艺研究报道较少，集中在对香芋淀粉的提取工艺和性质研究。杜弘坤等[2]采用热风干燥法制备香芋全粉，得到最佳工艺参数为物料粒径7.8 mm，铺料密度2.6 kg/m2，干燥温度72.5 ℃，干燥风速5.2 m/s。童晶晶等[3]采用析因实验设计，以香芋全粉的碘蓝值、糊化度、吸水性和吸油性作为品质评价，得出切片厚度为3 mm、蒸煮时间为15 min时香芋全粉品质较佳。

香芋全粉添加到面包、面条、包子、饼干等食品中，能赋予食品特有的香芋风味或是改善食品品质。据报道张溪香芋种植面积目前已开发扩种至1 100多亩，年产可达900多吨。除鲜食外，其他大量香芋可以用于深加工。在收获过程中，难免会有碰伤表皮或破损或个头过小不利于新鲜出售的，都能用来加工。张溪香芋深加工，可以充分发挥地区资源优势，增加农民收入，全面提升经济效益，延长产业链条，促进本市产业化建设。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

仪器：SP60色差仪，美国爱色丽公司；台式电子显微镜TM3030，日本日立高新技术；台式低速离心机TD-5Z，四川蜀科仪器有限公司。

试剂(所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制)：硫酸铜，分析纯；硫酸钾，分析纯；浓硫酸，分析纯；2%硼酸溶液；亚铁氰化钾，分析纯；乙酸锌，分析纯。

1.2 实验方法

张溪香芋经清洗去皮，切成3 mm厚薄片，蒸煮15 min，冷却后分别采用日晒(约35 ℃)、不同温度(60 ℃、70 ℃和100 ℃)热风干燥四种干燥条件进行干燥，粉碎得到全粉成品。

1.2.1 香芋全粉色泽的测定

采用色差仪测定全粉的L、a和b值，根据下列公式计算出白度指数(Whiteness index，简称WI)：

1.2.2 香芋全粉水分含量(moisture)的测定

参照GB 5009.3—2010[4]采用直接干燥法测定香芋全粉中的水分。

1.2.3 香芋全粉粗蛋白质(crude protein)含量的测定

参照GB 5009.5—2010[5]采用凯氏定氮法测定张溪香芋全粉的蛋白质含量。

1.2.4 香芋全粉还原糖(reducing sugar)、总糖(total sugar)测定

参照GB/T 5009.7—2008[6]采用直接滴定法分别测定张溪香芋全粉中还原糖的含量和总糖含量。

1.2.5 香芋全粉吸水性(water absorption capacity,WAC)测定

将15 mL离心管干燥至恒重后称量并记录离心管的质量；接着用称量纸准确称量1.0 g样品置于已经恒重的15 mL离心管中，加入10 mL 70 ℃的蒸馏水，振荡30 s后于TD-5Z型台式低速离心机中以2 000 r/min的转速离心15 min，弃去上清液，倒置2 min后称量并记录离心后的离心管质量。用以下公式计算样品中的吸水性。

吸水性=(离心后离心管质量-离心管质量-样品质量)/样品质量

1.2.6 香芋全粉吸油性(oil absorbency)测定

按照AACC56-20的方法来测定：将15 mL离心管干燥至恒重后称量并记录离心管的质量；然后准确吸取10 mL一级花生油于已恒重的15 mL离心管中，再准确称取0.5 g样品分散于装有花生油的离心管中振荡10 min后于TD-5Z型台式低速离心机中以2 500 r/min的转速离心15 min，弃去上清液，倒置5 min后称量并记录离心后的离心管质量。用以下公式计算样品中的吸油性。

吸油性=(离心后离心管质量-离心管质量-样品质量)/样品质量

1.2.7香芋全粉颗粒分散性的测定

使用TM3030台式电子显微镜观察不同干燥条件对香芋全粉颗粒变化的影响，得到不同干燥条件时香芋全粉的扫描电镜图。

2 结果与分析

2.1 不同干燥条件对香芋全粉色泽的影响

香芋全粉的L、a、b和WI值见表1。不管采用晒干还是不同温度的热风干燥，L值较大，表明香芋全粉的亮度较高。相比于晒干，热风干燥时香芋全粉的L值更大。而L值的大小与干燥过程中变色程度密切相关，也就是说热风干燥会使变色程度加深。Richard Marcelo Nguimbou等[7]同样得出了这一结论。WI代表了产品的整体白度，预示着在干燥过程中变色程度。WI值较低，表明在干燥过程中较少变黄，得到的香芋全粉色泽较浅，偏白色。这样的产品也更容易得到消费者喜爱。在干燥过程中，由于高温作用，物料原有的色泽会发生变化。非酶促褐变反应是干燥过程中食品变成黄色、褐色或黑色的主要原因。温度越高，处理时间越长，色素变化量越多。因此，对于香芋全粉干燥，采用日晒或者60 ℃热风干燥得到的香芋全粉色泽较好。

表1 不同干燥条件对张溪香芋全粉色泽的影响(平均值±标准偏差)

2.2 不同干燥条件对香芋全粉含水量的影响

在一定的干燥条件下，物料中的水分向空气中汽化，直到物料表面水分的蒸气压与空气中水蒸气分压相等时为止，即物料中的水分与该空气中水蒸气达到平衡状态，此时物料所含水分称为该条件下物料的平衡含水量(简称含水量)。由图1可知，香芋全粉含水量从6.43%变化到10.46%，温度越高水分含量越低。采用日晒干燥方式，温度较低，干燥条件温和，香芋全粉含水量较高。含水量高则相应的水分活度就越大，不利于产品的贮藏。而且这种干燥方式受日照温度、空气对流速度、空气相对湿度影响较大，干燥时间长，产品品质得不到保证。

图1 不同干燥条件对香芋全粉含水量的影响

热风干燥温度越高，干燥速率越快，产品含水量越低，能适当延长产品的储藏期限。

2.3 不同干燥条件对香芋全粉还原糖和总糖的影响

张溪香芋的粗蛋白质含量为4.5%～6.2%，比山东农业大学刘圣田等[8]报道的数据3.5%要高。由图2可知干燥温度从35 ℃增大到100 ℃时，蛋白质含量下降非常快，减少了28%。说明高温对蛋白质营养价值有较大影响，蛋白质中结合水受到破坏，引起蛋白质变性，产品质量变差。同时，随着温度的升高，总糖和还原糖含量都减少。这可能是在干燥过程中糖类与蛋白质发生非酶褐变，或者少量淀粉发生糊化，引起总糖和还原糖发生变化，总体含量呈下降趋势。

图2 不同干燥条件对香芋全粉营养成分的影响

2.4 不同干燥条件对香芋全粉吸水性和吸油性的影响

吸水性是全粉重要的功能性质，标志着淀粉糊化的程度。淀粉颗粒在水中加热糊化，随着分子秩序打乱，结晶度降低，结合水的能力会增强[7]。由图3可知，温度低时，全粉吸水性较高，温度越高，吸水性越低。根据Correia等[9]的研究表明，全粉的功能性质如吸水性，通常受到多种因素影响如淀粉变性、颗粒粒径、结构、成分等。超过70 ℃过度加热，很有可能使得淀粉三维结构部分融化，颗粒空隙受阻，导致吸水性降低[9]。吸油性是指全粉蛋白通过毛细管作用物理结合脂肪的能力[3]，脂肪对食品的口感和香味有重要影响。采用60 ℃低温热风干燥，全粉吸油性最高，若将其应用于饼干、糖果和冰激凌等食品中，能较好的与脂肪相结合，使得产品品质更佳。

图3 不同干燥条件对香芋全粉吸水性和吸油性的影响

2.5 不同干燥条件对香芋全粉颗粒分散性的影响

图4是不同干燥条件香芋全粉扫描电镜图。从图上可以看出，采用低温日晒的方式干燥，全粉颗粒粒径较为均匀，分散性好。干燥温度越高，颗粒破碎程度不一，粒径不均匀，颗粒分散程度较差，不利于香芋全粉复水后的品质。干燥温度不同，水分蒸发的速度也不一样。干燥温度越高，表面水分蒸发太快，而内部水分扩散速率太慢，则会使全粉颗粒聚集，虽经粉碎，仍然难以得到粒径均匀全粉。日晒时干燥温度较低，可减缓表面水分蒸发速度，同时自然风能及时带走蒸发出来的水分，空气的相对湿度较小，有利于干燥的进行，得到的全粉颗粒粒径均匀。

(a.日晒(约35 ℃);b.60 ℃;c.70 ℃;d.100 ℃)图4 不同干燥条件香芋全粉扫描电镜图

3 结论

本研究表明，采用日晒干燥的全粉色泽较白，吸水性高，颗粒粒径均匀，但其含水量较高，不利于长期储存，同时日晒的干燥方式温度低干燥时间长，易受客观条件限制。采用低温(60 ℃)热风干燥得到的全粉品质更佳，其储存期较长，颗粒粒径小分散均匀，较好地保留其营养成分，应用于食品加工中能吸收较多的水分和油脂，提高产品营养和感官品质，具有广阔的开发利用前景。

[1]杨抑，吴卫国.香芋加工系列产品研究[J].农业工程技术，2007(3):17-19.

[2]杜弘坤,王华杰,王娟，等.层析分析法在热风干燥条件制备荔浦香芋全粉优化中的应用[J].食品科学,2008,11(29):356-360.

[3]童晶晶,赖富饶,吴晖,等.加工因素对张溪香芋全粉品质影响[J].粮食与油脂,2014,8(27):20-24.

[4]GB 5009.3—2010,食品安全国家标准 食品中水分的测定[S].北京：中国标准出版社，2010.

[5]GB 5009.5—2010,食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定[S].北京：中国标准出版社，2010.

[6]GB/T 5009.7—2008,食品中还原糖的测定[S].北京：中国标准出版社，2010.

[7]Richard Marcel Nguimbou,Nicolas Yanou Njintang,Himeda Makhlouf,et al.Effect of cross-section differences and drying temperature on the physicochemical,functional and antioxidant properties of giant taro flour[J].Food bioprocess technology.2013，6:1908-1819.

[8]刘圣田,李素真,丰美久.香芋的开发利用价值及栽培技术要点[J].山东农业科学,2001(3):19.

[9]Correia,R.P.,Leitao,E.A.,Beirao-da-Costa,L.M.Effect of drying temperature on chemical and morphological properties of acorn flours[J].International Journal of Food Science and Technology.2009，44:1729-1736●