马铃薯全粉制备条件对面条品质特性的影响研究

王丽，李淑荣，句荣辉，贾红亮，刘小飞，田文静

（北京农业职业学院，北京102442）

马铃薯（Solanum tuberosum L.）富含碳水化合物、膳食纤维、维生素、矿物质等营养素，其蛋白质为完全蛋白质，氨基酸种类齐全，脂肪含量低，食用后有很好的饱腹感，是满足人体健康需求的佳品[1-3]。据FAO数据统计，2014年我国马铃薯种植面积和产量均占世界的1/4左右，是世界马铃薯生产和消费第一的大国[4]。目前，我国马铃薯主要以鲜食为主，仅有10%左右用于加工，主要产品有淀粉、全粉等10余种[5]；而欧美各国生产的马铃薯约有80%用于加工，产品种类2000余种之多，如风味土豆泥、油炸薯条、速冻炸薯条、各式风味薯片、焙烤食品的辅料等，并将马铃薯全粉作为战略储备物资[6-7]。

为了加快我国马铃薯产业的快速发展，丰富人们餐桌的营养食品，促进马铃薯产品种类的开发进程，2015年我国提出了马铃薯主粮化的战略思想，呼吁将马铃薯加工成面条、馒头、饺子等餐桌上常见的主粮产品。而目前关于马铃薯产品的加工过程中受到了原料组成、加工工艺等因素的影响而限制了马铃薯主粮化的进程。马铃薯全粉中因不含有面筋蛋白而使得面条加工过程中成型难、易断条、易浑汤等问题，目前大多通过添加小麦粉、大豆蛋白等方式改善原料对面条品质降低的影响[8]。陈金发[9]研究了不同工艺对马铃薯颗粒全粉营养成分的研究表明，110℃烘干条件下经过漂烫处理得到的马铃薯全粉营养成分最佳。沈存宽[10]研究了马铃薯全粉的糊化度对面条品质特性的影响，结果显示糊化度越低，面条品质特性越好。目前关于马铃薯全粉的制备工艺进行了初步的研究，发现不同制备条件对全粉的营养特性、氨基酸组成及物化特性等有显著影响[11]。马铃薯全粉制备工艺是面条生产的关键工序，其质量好坏之间影响面条的口感、质量和生产效益。不合理的全粉制备工艺将导致面条蒸煮损失率高、口感差、色泽不美观、黏牙等，严重时将导致面条无法成型，是马铃薯全粉面条生产的主要技术瓶颈之一。而马铃薯全粉的制备工艺与面条品质特性之间关系的研究鲜有报道，因此，本研究以不同条件下制备的马铃薯全粉为研究对象，分析各样品品质特性的差异情况，分析全粉制备工艺与面条品质特性的关系，该研究对于确定合理的马铃薯全粉制备参数，稳定和提升马铃薯全粉面条的品质和产量，降低生产成本等均具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料

荷兰马铃薯：北京某蔬菜基地；陇薯8号：甘薯省农业科学院；小麦粉：金沙河面粉。

1.1.2 仪器设备

电子天平（d=0.01 g）：常熟市恒佳仪器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱：上海试验仪器有限公司；FW100高速万能粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；WSC-S色差计：上海精科仪器设备有限公司；CT3质构仪：美国博勒飞。

1.2 试验方法

1.2.1 马铃薯全粉制备工艺

马铃薯清洗→去皮→切片（3mm～5mm）→熟化→干燥→磨粉→备用

在前期优化基础条件下，本文对马铃薯熟化温度和干燥温度进一步优化：

1）马铃薯40℃烘至恒重（处理1）；

2）马铃薯熟化条件为100℃水浴10min，干燥温度为40℃（处理2）；

3）马铃薯熟化条件为40℃水浴（含1%NaCl和0.2%Na2SO3）10min，干燥温度为 40 ℃（处理 3）；

4）马铃薯熟化条件为55℃水浴（含1%NaCl和0.2%Na2SO3）10min，干燥温度为 40 ℃（处理 4）；

5）马铃薯55℃烘至恒重（处理5）；

6）马铃薯熟化条件为100℃水浴10min，干燥温度为55℃（处理6）；

7）马铃薯熟化条件为40℃水浴（含1%NaCl和0.2%Na2SO3）10min，干燥温度为 55 ℃（处理 7）；

8）马铃薯熟化条件为55℃水浴（含1%NaCl和0.2%Na2SO3）10min，干燥温度为 55 ℃（处理 8）。

以上8个处理条件下的样品烘干至恒重后，粉碎过80目筛后备用。

1.2.2 马铃薯全粉出粉率

1.2.3 马铃薯淀粉含量的测定

参考GB 5009.9-2016《食品安全国家标准食品中淀粉的测定》[12]。

1.2.4 马铃薯全粉水分的测定

参考GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》[13]。

1.2.5 马铃薯全粉色泽的测定

参照Li[14]、Naresh[15]的方法稍作改动。取马铃薯全粉放入WSC-S测色色差计样品杯中，并填满样品杯，测定各样品的L*、a*、b*值。其中L*值越大，说明亮度越大，+a*方向越向圆心，颜色越接近纯红色；-a*方向越向外，颜色越接近纯绿色。+b*方向是黄色增加，-b*方向蓝色增加。匀色空间L*、a*、b*表色系上亮点间的距离两个颜色之间的总色差，每个样品测定3组平行。

1.2.6 马铃薯全粉面条的制备工艺

称量（马铃薯全粉∶小麦粉=2∶1，质量比）→和面→醒发→压面→煮面

1.2.7 马铃薯面条蒸煮品质的测定

1.2.7.1 最佳蒸煮时间的确定

取长度为18mm的面条20根，放入500mL沸水中，同时开始计时。保持水处于98℃～100℃微沸状态下煮制，从1min开始，每隔30 s取出一根面条，用透明玻璃片压开观察面条中间白芯的有无，白芯刚消失时的时间即为面条的最佳煮制时间。设两次重复。

1.2.7.2 面条蒸煮损失率的测定

取10 g生面条放入盛有250mL沸水的小锅中煮至最佳时间，捞出面条，用蒸馏水冲淋面条10 s，将面条凉4min后对其进行烘干至恒重，然后称重，同时对10 g生面条也烘干至恒重，重复试验2次（参考曾著莉[16]，方法略有改动）。

1.2.7.3 膨胀率的测定

取10 g生面条放入盛有250mL沸水中煮至最佳时间，捞出面条，控水10min后，称其质量（参考沈耀衡[17）]。

1.2.7.4 断条率的测定

取40根面条，放入1 000mL沸水中蒸煮，达到最佳蒸煮时间后，捞出面条，数出完整面条的根数（参考沈耀衡[17]）。

1.2.8 马铃薯面条质构的测定

参照Jridi[18]、Mudgil[19]等方法稍作改动，面条在最佳蒸煮时间条件煮好后，用流动的自来水冲淋30 s，放在质构仪载物台上，选用TA41探头，选取质构仪（textureprofileanalysis，TPA）模式进行试验。质构仪设定参数为：测试速度8mm/s，触发力4.5 g，压缩时间1 s，压缩距离 1.5mm。测定指标为：Hardness（硬度）、Adhesiveness（黏着性）、Springiness（弹性）、Chewiness（咀嚼性）。每个样品重复6次平行试验。

1.2.9 马铃薯面条感官品质的评价

10名感官评价员对不同条件下制备的马铃薯全粉及全粉面条进行感官评价，以小麦粉面条为参照对比，针对面条的色泽、表观状态、适口性、韧性、黏性、光滑性、食味值进行评价[20]。

1.2.10 数据处理

采用SPSS软件对数据进行方差分析和显著性分析，选择Duncan检验在p＜0.05水平下对数据进行统计学处理。

2 结果与分析

2.1 不同样品基本特性分析

将荷兰马铃薯和陇薯8号两个品种分别进行8个熟化和干燥温度的处理，结果如表1所示。

表1 马铃薯基本特性Table1 Thebasic quality of potato

荷兰马铃薯和陇薯8号的淀粉含量分别为11.18%和20.08%，淀粉含量差异显著，是两个典型的马铃薯品种。本文以这两个品种为代表，分析马铃薯全粉制备工艺及面条品质特性。

从表1中可以看出，两个品种的马铃薯分别进行8种处理，得到的出粉率差异显著。荷兰马铃薯出粉率最高的为处理 8（19.53%）；其次为处理 2（19.07%）；出粉率最低的为处理6（13.97%）。陇薯8号出粉率最高的为处理 1（46.83%），其次为处理 2（39.38%），出粉率最低的为处理6（29.39%）。两个品种在处理6的出粉率均为最低，说明熟化温度为100℃，干燥温度55℃不适合马铃薯全粉的提取。对于出粉率而言，不同品种的马铃薯差异显著，可能是由于样品中纤维结构等特性而导致。

从制备全粉的水分含量来看，两个马铃薯品种各个样品水分含量差异显著，当干燥温度为55℃时样品的水分含量显著低于干燥温度为40℃的样品，说明干燥温度为55℃时制备得到的全粉更易于保存。通过研究结果可以看出，马铃薯样品的制备，除了荷兰马铃薯的处理1和处理2以外，其他样品的水分含量均在10%以下，达到了我国小麦粉的国家标准规定[21-22]中要求小麦粉的水分含量分别为≤14.5%和≤14%）。沈存宽[10]测定了马铃薯生全粉、马铃薯雪花全粉和马铃薯颗粒全粉的水分含量分别为8.06%、6.65%、7.91%，与本研究结果相一致。该研究结果与Kim[6]、鞠栋[11]研究结果相一致。

色泽是面条品质评价的重要指标，直接影响人们对面条品质优劣的判断。马铃薯全粉加工过程中由于酶促褐变和非酶促褐变而使得全粉呈现灰暗色和黄褐色的变化[23]。当通过护色剂处理后，马铃薯中的多酚氧化酶（polyphenoloxidase，PPO）得到抑制，当抑制率越高，全粉的越大，色泽越白[24]。本试验在全粉制备过程中采用1%NaCl和0.2%Na2SO3作为护色剂处理马铃薯样品。表1结果显示，荷兰马铃薯最大的为处理 7（74.33），其次为处理 2（72.99），值最小的为处理 1（57.31）；陇薯 8 号值最大的为处理 2（72.73），其次为处理 6（66.37），值最小的为处理 1（57.10）。两个品种在马铃薯熟化温度为100℃，干燥温度为40℃时，得到样品的色泽均较好，而马铃薯熟化温度和干燥温度均为40℃时得到样品的色泽最差。本研究采用1%NaCl和0.2%Na2SO3作为护色剂处理马铃薯样品（处理3，4，7，8），从表 1 中可以看出，这 2 个品种的 4 个处理的色泽没有比未经护色剂处理有明显的规律性差异，与Wang[25]研究发现0.25%Na2SO3可以显著抑制多酚氧化酶的活性有一定的差异。沈存宽[10]通过正交试验优化护色条件为亚硫酸0.018%，柠檬酸0.4%，抗坏血酸0.05%时，制备得到的马铃薯生全粉的亮度L*为92.59。为了更好的保护马铃薯的色泽，下一步拟对不同护色剂进行优化，以获得最优的护色剂组合。

2.2 不同样品面条品质特性分析

2.2.1 面条最佳蒸煮时间的确定

面条的最佳蒸煮时间是面条的主要品质特性之一，其时间长短与原料及制品品质密切相关。蒸煮时间长，可能是因为原料本身的生的质量特性，使得蒸煮时间长，而蒸煮时间短的，可能是因为原料颗粒较散，淀粉呈分散状态，而有助于水分渗透进入面条内部，加速熟化过程，且本身熟化度高，使得面条易于煮熟[26]。表2可以看出，荷兰马铃薯和陇薯8号经过处理6制备的面条最佳蒸煮时间最短，分别为1 min和2min，处理2的最佳蒸煮时间次之，分别为2min和2.5min，其余样品最佳蒸煮时间相对较长，说明当经过100℃的熟化后，马铃薯全粉熟化程度高，可以明显的缩短后期的最佳蒸煮时间。该研究结果与沈存宽[10]结果相一致。

2.2.2 断条率

断条率是评价面条蒸煮特性的重要指标，可以较为直观地表征面条的耐蒸煮特性，断条率越小，说明面条越耐煮，劲道强，有嚼头[27]。从表2中可以看出，对于两个品种来说，处理6的断条率最高，其次为处理3，处理5和处理8断条率相对较低。说明在55℃条件下进行熟化和干燥对于全粉面条的品质影响最好。

表2 不同面条蒸煮特性Table2 The cooking characteristicsof differentnoodle

2.2.3 蒸煮损失率

蒸煮损失率是评价面条蒸煮特性的一个重要指标，蒸煮损失率越大，面汤越浑浊，面条的蒸煮品质越差[28]。从表2可以看出，两个品种面条蒸煮损失率最高的均为处理6，分别为20.16%和30.80%；荷兰马铃薯和陇薯8号蒸煮损失率最低的均为8号处理样品，分别为7.04%和6.57%。国家面条生产标准中最大的蒸煮损失率为10%。Tudiruca等[29]研究表明，当面条中添加纤维素等物质时，由于其自身的水化作用，会破坏水分在蛋白与淀粉之间的分配，增大蒸煮损失率。本研究处理6在100℃水浴10min，在55℃条件下进行干燥，可能导致样品中的淀粉特性发生了变化，进而增大了其蒸煮损失率。

2.2.4 膨胀率

膨胀率是面条吸收水分的多少，可以表征面条中淀粉和蛋白质水合程度。传统制作面条的膨胀率与淀粉糊化和面筋网络结构有关[19]。从表2可以看出，荷兰马铃薯面条膨胀率最高的为6号处理，膨胀率为187.50%，其次为处理7，膨胀率为173.00%；膨胀率最低的为处理1（150%）；陇薯8号膨胀率最高的为处理 7（180.40%），其次为处理 8（177.38%），膨胀率最低的为处理3（151.91%）。综合以上说明，马铃薯经过40℃干燥样品的膨胀率小于55℃干燥的样品，可能是55℃更接近马铃薯淀粉的糊化温度，该条件下淀粉与蛋白质的结合能力更强，更有利于面条的加工。

2.2.5 面条的质构特性

质构分析是目前评价面条品质的较好方法，研究表明，质构测试的硬度、弹性、内聚力、咀嚼性等指标与感官评价结果之间存在显著性关系[30]。硬度是一个衡量面条坚固性的指标。面条的硬度是谷蛋白网络结构力贡献的。黏性是测定面条胶黏度指标，它与面条的品质呈负相关。凝聚力是测定内在强度的，尤其是谷蛋白和与之相关的消费者可接受性。咀嚼性是破碎面条达到吞咽水平所需要的能量。恢复力是描述面条橡胶态水平，是一个被压缩后可恢复的能量[31]。

表3为不同样品的质构特性结果。

表3 不同面条质构特性Table3 The TPA characteristic ofdifferentnood le

荷兰马铃薯不同处理的硬度特性差异显著，其中硬度最大的为处理7，为479.10 g，其次为处理6，处理2，5，8这3个样品处于中等水平。咀嚼性最大的为处理 3，7，8；弹性较好的为处理 3，7，8。陇薯 8 号，硬度最大的为处理1，处理 2，3，4，5处于中等水平。侯丹[32]研究表明，适当降低面条的硬度和咀嚼性，增大其弹性、内聚力和回复性有利于面条品质的改善。

当原料中淀粉的糊化度高，使得成形能力差，再次进行蒸煮时容易分散，降低其面条的硬度[10]，研究表明，马铃薯淀粉的糊化特性为55℃～70℃[33]。而处理2和处理6分别在100℃条件下处理10min，淀粉在该条件下已经发生糊化，当面条再次熟化后具有较大的硬度。

2.2.6 面条感官评价

经过10名感官评价员对不同条件下制备面条进行感官评价，面条的色泽、表观状态、适口性、韧性、黏性、光滑性、食味值等得出面条感官评价最好的为处理8，其次为处理5，感官评价最差的为处理6。

3 结论

马铃薯熟化条件为55℃水浴（含1%NaCl和0.2%Na2SO3）10min，干燥温度为 55 ℃（处理 8）制备得到的全粉面条品质最好，其次是熟化温度和烘干温度均为55℃（处理5）。在处理8条件下，马铃薯面条的感官特性最好，质构特性的硬度和咀嚼性适中，弹性最大。当熟化温度为100℃，干燥温度为55℃（处理6），面条的蒸煮损失率、断条率和质构特性最差。由此可见，马铃薯全粉在熟化温度和干燥温度为55℃时，制备的面条质量最好。

参考文献：

[1]Arun KB,Chandran J,Dhanya R,etal.A comparative evaluation of antioxidant and antidiabetic potential of peel from young and matured potato[J].Food Bioscience,2015,9:36-46

[2]Tierno R,Hornero-Méndez D,Gallardo-Guerrero L,etal.Effect of boilingon the totalphenolic,anthocyanin and carotenoid concentrationsofpotato tubers from selected cultivarsand introgressed breeding lines from native potato species[J].Journal of Food Composition and Analysis,2015,41:58-65

[3]Waglay A,Karboune S,Alli I.Potato protein isolates:recovery and characterization of their properties[J].Food Chemistry,2014,142:373-382

[4]Food and Agriculture Organization of the United Nations.FAO:statisticalyearbook[DB/OL].Rome:FAODepartmentsand Offices,2014[2017-04-12].http://faostat3.fao.org/download/Q/QC/E

[5]杨帅,闵凡祥,高云飞,等.新世纪中国马铃薯产业发展现状及存在问题[J].中国马铃薯,2014,28(5):311-316

[6]Kim EJ,Kim HS.Influence of pectinase treatmenton the physicochemical propertiesof potato Flours[J].Food Chemistry,2015,167:425-432

[7]LambertiM,Geiselmann A,Conde-PetitB,etal.Starch transformation and structure development in production and reconstitution of potato flakes[J].LWT-Food Science and Technology,2004,37(4):417-427

[8]陈芬.马铃薯全粉及其主要组分对面条品质影响机理研究[D].北京:中国农业科学院,2016

[9]陈金发,吴昊,田先翠.不同加工工艺对马铃薯颗粒全粉营养成分的影响[J].食品工业,2017,38(2):135-137

[10]沈存宽.马铃薯生全粉的制备及应用[D].无锡:江南大学,2016

[11]鞠栋,木泰华,孙红男,等.不同工艺马铃薯粉物化特性及氨基酸组成比较[J].核农学报,2017,31(6):1100-1109

[12]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会国家食品药品监督管理总局.GB 5009.9-2016食品安全国家标准食品中淀粉的测定[S].北京:中国标准出版社,2016:1-10

[13]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.GB 5009.3-2016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,2016:1-8

[14]Li M,Ma M,Zhu KX,et al.Delineating the physico-chemical,structural,and water characteristic changes during the deterioration of fresh noodles:Understanding the deterioration mechanisms of fresh noodles[J].Food Chemistry,2016,216:374-381

[15]Naresh K,Varakumar S,Variyar PS,etal.Effectofγ-irradiation on physico-chemical andmicrobiological properties ofmango(Mangifera indica L.)juice from eight Indian cultivars[J].Food Bioscience,2015,12:1-9

[16]曾著莉.马铃薯添加量对面条品质及挥发性风味物质的影响[D].兰州:甘肃农业大学,2017

[17]沈耀衡,陆启玉,张珂.不同马铃薯全粉对马铃薯面条品质的影响[J].河南工业大学学报(自然科学版),2017,38(3):38-44

[18]JridiM,AbdelhediO,SouisiN,et al.Improvement of the physicochemical,textural and sensory propertiesofmeat sausage by edible cuttlefish gelatin addition[J].Food Bioscience,2015,12:67-72

[19]Mudgil D,Barak S,Khatkar B S.Optimization of textural properties ofnoodleswith soluble fiber,doughmixing time and differentwater levels[J].JournalofCerealScience,2016,69:104-110

[20]郭祥想,常悦,李雪琴,等.加工工艺对马铃薯全粉面条品质影响的研究[J].食品工业科技,2016,37(5):191-195

[21]国家标准局.GB 8608-88低筋小麦粉[S].北京:中国标准出版社,1988:1-3

[22]国家标准局.GB 8607-88高筋小麦粉[S].北京:中国标准出版社,1988:1-3

[23]AkissoéN,Hounhouigan J,Mesteres C,et al.How blanching and drying affect the colour and functional characteristics of yam(dioscorea cayenensis-rotundata)flour[J].Food Chemistry,2003,82(2):257-264

[24]孙平,周清贞,高洁,等.马铃薯全粉加工过程中的护色[J].食品研究与开发,2010,31(10):43-46

[25]Wang Y,Zhao P,Zhou SZ,etal.Enzymatic browningand its control during potato pulp powder processing[C].New York:New Technology of Agricultural Engineering (ICAE)&International Conference on.IEEE,2011:869-873

[26]Jang A,Kim JY,Lee SY.Rheological,thermal conductivity,andmicroscopic studies on porous-structured noodles for shortened cooking time[J].LWT-Food Scienceand Technology,2016,74:1-6

[27]Ye XT,Sui ZQ.Physicochemical properties and starch digestibility of Chinese noodles in relation to optimal cooking time[J].International JournalofBiologicalMacromolecules,2016,84:428-433

[28]Jeong S,Kim HW,Lee SY.Rheological and secondary structural characterization of rice flour-zein composites for noodles slit from gluten-free sheeted dough[J].Food Chemistry,2017,221(15):1539-1545

[29]Tudorica C,Kuri V,Brennan C.Nutritional and physicochemical characteristicsofdietary fiber enriched pasta[J].Journalof Agriculturaland Food Chemistry,2002,50(2):347-356

[30]陆启玉.小麦面粉中主要组成对面条特性影响的研究[D].广州:华南理工大学,2010

[31]Li PH,Huang CC,Yang MY,et al.Textural and sensory properties of salted noodles containing purple yam flour[J].Food Research International,2012,47(2):223-228

[32]侯丹.豆渣对面团特性及馒头、面条品质的影响[D].郑州:河南农业大学,2013

[33]徐忠,徐巧姣,王胜男,等.不同品种马铃薯淀粉微观结构和热力学性质比较[J].食品工业科技,2017(6):131-136