马铃薯全粉的品质特性·加工工艺及应用研究进展

赵金梅 王小虎 何静

摘要 近年来，马铃薯全粉的开发应用已成为研究热点，国内许多研究机构和食品厂都致力于开发以马铃薯全粉为原料的新产品。总结近几年来国内外关于马铃薯全粉的品质特性、加工工艺，以及在食品加工中的应用研究，旨在为马铃薯全粉的利用与产品的开发提供参考。

关键词 马铃薯全粉；品质特性；加工工艺；食品加工

中图分类号 TS255 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）21-0029-04

Abstract In recent years，the development and application on potato flour have become a hot area of research，both foodstuffs factories and research institutions devoted to developing new products made from potato flour.In this paper，the recent research of potato flour about quality characteristic，production technology and application in food processing were summarized to provide a reference for application and development of potato flour.

Key words Potato flour；Quality characteristic；Production technology；Food processing

馬铃薯是世界上仅次于小麦、水稻、玉米的第四大农作物，2015年我国农业部提出马铃薯主粮化战略，由此确立了马铃薯的主粮地位。2017年我国马铃薯的种植面积为579.7万hm2，预估产量为9 682万t，我国俨然已成为世界马铃薯生产第一大国。然而，我国虽是马铃薯生产大国，但马铃薯加工制造产业远远落后于欧美发达国家，加工转化率仅为10%左右[1]，马铃薯的利用价值不能得以充分发挥，在此情况下研究开发马铃薯加工新技术、新方法，提高马铃薯的经济价值和综合利用率，越来越受到人们的重视。马铃薯全粉是马铃薯加工产品之一，由于其能较长时间地保存，且能基本保持新鲜马铃薯的营养和风味，同时便于制作加工各种食品，是马铃薯食品加工的天然添加剂和优质原料[2]。因此，马铃薯全粉作为马铃薯深加工产品，在食品工业上得到了快速地应用与发展。随着我国马铃薯主粮化的实施，国内许多研究机构和食品企业都致力于开发以马铃薯全粉为原料的新产品。总结近几年来国内外关于马铃薯全粉的品质特性、生产工艺，以及在食品加工中的研究应用，旨在为马铃薯全粉的利用与产品的开发提供参考。

1 马铃薯全粉概述

马铃薯全粉是由马铃薯经清洗、去皮、切分等预处理操作后，再经漂烫、冷却、蒸煮、制泥、干燥、破碎、筛分等工艺操作后得到的颗粒状或薄片状产品[3-4]，属于马铃薯的脱水制品，它包含了马铃薯除薯皮以外的全部干物质。由于在加工过程中最大程度地保留了马铃薯细胞颗粒的完整性，因此马铃薯全粉复水后，具备新鲜马铃薯蒸煮后的口感、营养和风味，同时富含VC、粗纤维和钾等[3]，且几乎不含脂肪，易被人体消化吸收[5]。其加工适应性强，既可直接食用，也可作为多种食品深加工的原料、中间配料，制成其他类型的各种产品。与马铃薯淀粉的主要区别在于：马铃薯淀粉只是马铃薯众多干物质成分中的一种，是在破坏了马铃薯的细胞颗粒的基础上提取出来的，因此马铃薯淀粉不具有马铃薯的口感、营养和风味[4]。

1.1 马铃薯全粉的分类

根据制作工艺和最终产品的状态可分为：马铃薯颗粒全粉和马铃薯雪花全粉2种[3，6-7]。马铃薯颗粒全粉在生产过程中采用回填调质、冻融等方法处理，再经气流（流化床）干燥或热风干燥，使马铃薯块在筛分的过程中能够自然碎裂，而非机械强力粉碎。由此破坏的细胞颗粒少，细胞颗粒完好率甚至能达到90%以上，同时复水速度快，能够迅速恢复成新鲜薯泥的状态，并能保持新鲜薯泥的口感、营养和风味，但生产成本高，产量低。而马铃薯雪花全粉在生产过程中采用滚筒干燥，再经机械破碎得到的产品，颗粒完好率一般在79%左右，复水速度较慢，但复水后比较均匀，成本低，产量高。

近年来，有研究者采用新的闪蒸干燥工艺生产一种马铃薯生全粉，其在基本营养成分上虽与传统全粉差距不大，但其淀粉颗粒结构完整，糊化度低，冻融稳定性也优于传统全粉[8]。

1.2 马铃薯全粉的特性

马铃薯全粉营养全面，风味好，用途广，易贮存，其主要组分是淀粉，因此还具有很好的吸水性、增稠性以及持水力，这些特性使得马铃薯全粉在加工面食类、点心类食品中，具有独特的效用。同时，马铃薯全粉冻融稳定性良好，可以用于制作速冻食品等低温冷冻食品[9]。然而马铃薯全粉不含面筋蛋白，黏度低，且糊化度高，不易于食品成型加工，故常与小麦粉、大米粉等混合使用，以实现营养与加工性能的互补。

周清贞[10]研究马铃薯全粉的热力学性质，认为马铃薯生全粉比传统全粉更难糊化，传统全粉有较高的吸水性，但吸油性、起泡性、泡沫稳定性和冻融稳定性比生全粉差。因此，对于一些需要蒸煮或冷冻处理的食品如面条、速冻食品等，生全粉的适用性优于传统雪花全粉和颗粒全粉[11]。

2 马铃薯全粉的品质

马铃薯全粉品质常用的检测分析指标主要包括：感官指标（包括色度 L*、a*、b*和中位径D50）、理化指标（包括得率、游离淀粉、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、灰分、水分、还原糖、矿物质、维生素含量及氨基酸组成等）、功能性指标[12]（包括糊化性、溶解度、吸水指数、持油性、乳化性、乳化稳定性、冻融稳定性等）、抗氧化功能[13]（包括总酚含量、多酚氧化酶活性和自由基清除率）等。

侯飞娜等[14]研究11个马铃薯全粉品质特性指标，最终利用主成分分析法发现马铃薯有效品质评价指标为粗纤维含量、溶解度、乳化稳定性和乳化活性。何伟忠等[15]通过主成分分析法筛选出色度b*、中位径D50、得率、游离淀粉含量、乳化性和乳化稳定性为马铃薯颗粒全粉品质的评价指标。

2.1 马铃薯全粉品质的影响因素

2.1.1 马铃薯品种。

马铃薯品种不同，原料特性便存在差异，马铃薯品种是影响马铃薯全粉品质的重要因素。马铃薯中总淀粉和直链淀粉含量越高，且在加工过程中马铃薯细胞颗粒的破损程度越大，将导致马铃薯全粉的游离淀粉含量、吸水率和黏度增大[16]。研究发现，样品中的蛋白含量与样品的乳化稳定性和乳化活性存在一定联系，马铃薯品种不同，加工制备的马铃薯全粉蛋白含量差异较大，因此，不同品种的马铃薯全粉乳化稳定性和乳化活性存在明显的差异[15]。侯飞娜[13]通过测定22个不同品种马铃薯全粉的各项品质指标，借助聚类分析发现，马铃薯这22个品种可聚类划分为4类，各类别间的遗传距离及其马铃薯全粉品质差异较大。

2.1.2 马铃薯全粉加工工艺。马铃薯颗粒全粉、雪花全粉及生全粉三者生产加工工艺各不相同，其产品品质特性也各有差异，因此不同的马铃薯全粉生产工艺与马铃薯全粉品质特性指标存在密切的联系。在加工中，即使仅干燥方式不同，马铃薯全粉的品质特性也存在较大差异[17]。吴卫国等[16] 通过研究不同加工工艺对马铃薯颗粒全粉品质的影响，发现在加工中即使使用相同品种的马铃薯，马铃薯颗粒全粉吸水指数与碘蓝值也因生产工艺的不同而存在差异。

2.1.3 湿热处理[18]。

湿热处理指在低水分含量（≤35%）、较高温度下（>糊化温度）对样品进行改性的一种物理处理方法。样品经湿热处理后，其产品的溶解度和结晶度升高；吸油性、冻融稳定性、膨胀度、最终黏度、峰值黏度、谷值黏度、回生值、崩解值和还原糖含量降低。湿热处理对马铃薯全粉的品质有显著影响（P<0.05）。

2.2 马铃薯全粉品质的快速无损检测

利用近红外光谱技术检测食品品质具有“快速、准确、环保”的优势，可将近红外光谱技术应用于马铃薯全粉品质的检测中。研究发现近红外光谱技术不仅可以用于检测马铃薯全粉中蛋白质含量，还可以对马铃薯全粉中的还原糖进行高效、快速的检测[19-20]。孟庆琰[21]利用近红外光谱技术采集120个马铃薯全粉样品的光谱数据，并结合化学计量学方法，建立针对马铃薯全粉淀粉、蛋白质、干物质以及还原糖含量的定量预测模型，为今后实现马铃薯全粉品质的在线检测提供参考。

3 马铃薯全粉的加工工艺

马铃薯颗粒全粉、雪花全粉和生全粉三者的生产加工工艺差别较大。目前，马铃薯颗粒全粉在工业上一般采用的生产加工工艺主要是回填调质法和冻融法，马铃薯雪花全粉一般采用滚筒干燥法，而生全粉的加工则采用闪蒸干燥法。

3.1 回填法颗粒全粉加工工艺

回填法颗粒全粉加工工艺[2，8]：马铃薯原料→清洗→去皮→切分→護色→预煮→冷却→蒸煮熟化→回填制泥→调质→干燥→筛分→成品。

回填法生产加工马铃薯颗粒全粉是将马铃薯原料经过预处理、护色、蒸煮后经过气流（流化床）干燥或直接热风干燥得到的细小颗粒状产品，回填法制备颗粒全粉强调在制泥过程中将部分干燥后的较大颗粒粉重新回填到马铃薯泥中，搅拌均匀使水分布均匀，重新再经历调质、干燥与筛分，该法在制粉过程中可减少细胞的破损。回填法产量大，生产效率高，能耗低，但是缺点是设备大，投入高，对原料要求严格，且产品质量不易控制。

3.2 冻融法颗粒全粉加工工艺

冻融法颗粒全粉加工工艺[7，22]：马铃薯原料→清洗→去皮→切分→蒸煮熟化→冷却→制泥→冻融→预干燥→造粒→干燥→冷却→成品。

冻融法生产加工马铃薯颗粒全粉是将马铃薯原料经预处理后，直接进行热处理熟化，冷却后制泥分离细胞，在-20～-40 ℃下冻融，然后在0～5 ℃条件下自然解冻。冻融的薯泥分散性好，细胞完整率高，故冻融法无需进行机械粉碎操作，产品的颗粒完整度最好，细胞受损程度低。由于冻融的薯泥含水量高，因此在造粒前要先进行预干燥操作，预干燥后再经造粒，最后气流或热风干燥后得到产品。冻融法适合小规模生产，设备相对简单，投入少，产品质量也较易控制，但产量低，能耗大，价格高。

3.3 雪花全粉加工工艺

雪花全粉加工工艺[6，8]：马铃薯原料→清洗→去皮→切分→漂烫护色→冷却→蒸煮熟化→挤压制泥→滚筒干燥→破碎→筛分→成品。

马铃薯雪花全粉是马铃薯经预处理、蒸煮熟化等工序后，用挤出机挤压制泥，然后通过滚筒干燥机将薯泥干燥，最后破碎、筛分得到的薄片状产品。雪花全粉加工工艺设备相对简单，加工流程较短，生产周期也短，出品率更高。但采用滚筒干燥的方式通过对物料薄层进行处理，使物料丧失了原本的颗粒结构，另外机械强力破碎使细胞受损程度较高，产品颗粒破碎较严重，使得其产品品质与颗粒全粉品质产生较大差异，产品缺乏马铃薯固有的颗粒质地感。

3.4 闪蒸法生全粉加工工艺

闪蒸法生全粉加工工艺[8，11]：马铃薯原料→清洗→去皮→切分→护色→预干燥→闪蒸干燥→破碎→筛分→成品。

马铃薯生全粉的干燥工艺分热风预干燥和涡流闪蒸干燥两步进行，首先将马铃薯原料通过热风流化床进行干燥，从而去除原料表面大部分的水分，再将预干燥后的产品通过涡流闪蒸干燥机进行二段干燥，最后将干燥后的产品粉碎、筛分得到成品。由于闪蒸干燥对热接触时间短，干燥效率更高，在降低全粉的糊化度、提高冻融稳定性、保持淀粉颗粒结构完整性方面比其他工艺具有明显的优势。其不仅可以克服传统马铃薯全粉产品成形困难，易分散的问题，同时可以扩大马铃薯全粉在产品中的占比与应用。