马铃薯全粉在食品应用中的研究进展

张 棋

（三门峡职业技术学院 食品园林学院，河南 三门峡 472000）

0 引言

马铃薯（Solanum tuberosum L.），又称土豆、洋芋等，茄科茄属，一年草本植物，块茎可食用，17世纪时传播到中国，现在马铃薯已经成为第四大粮食作物，兼有较高的经济价值与营养价值。为保障粮食安全，促进农业增产与农民增收，推进马铃薯主食化生产和消费，2015年我国启动了马铃薯主粮化战略，马铃薯产品将会成为人们日常生活中必需的主食之一。马铃薯主粮化的推进，是居民由吃得饱、吃得好向吃得科学转变的重要实践。

我国现有马铃薯种植面积已达5 333.34 khm2左右，总产达8 000多万t，约占世界总产量的26%[1]，预计到2025年，我国马铃薯鲜薯生产量将达到2亿t[2]。新鲜的马铃薯含水量高，不利于长时间贮藏或长距离运输，极大地影响了马铃薯的利用空间。将鲜马铃薯加工制成马铃薯全粉，比较全面地保持了马铃薯特有的风味与营养物质，与面粉按一定比例混合制成馒头、面条等食品，不仅有利于改善人们的膳食营养状况[3-4]，对马铃薯系列食品的开发与加工创新有极大的促进作用，将马铃薯主粮化战略真正落在实处。

1 马铃薯全粉的概述

1.1 马铃薯的营养价值

马铃薯的营养价值较高，新鲜的马铃薯中水分含量为79.5%，碳水化合物21.5%，蛋白质2.5%，其他成分含量为1.5%[5]，其中蛋白质为完全蛋白，8种必需氨基酸充足，且粮谷作物的限制性氨基酸——赖氨酸含量较高，能够与粮谷类食品实现氨基酸互补[6-7]。同时，丰富的膳食纤维、维生素、矿物质等营养素，可为人体提供丰富的钾、镁、磷等微量元素，马铃薯中极少数量的磷，以植酸的形式存在，保证了马铃薯中锌和铁较高的生物利用率。

马铃薯中维生素的含量也较高，每100 g鲜薯中含维C 27 mg，维E 0.34 mg，维B10.08 mg，维B20.04 mg，胡萝卜素30 mg[8-9]。Arun K B等人[10]试验中发现马铃薯皮中含有大量的酚类物质，以及α-茄碱等抗营养因子，具有抗癌作用。马铃薯中的膳食纤维，约为水稻、小麦的10倍，属不可溶性膳食纤维，可以增加食用者的饱腹感，有一定的减肥降脂功能。食用马铃薯可清理肠道内容物，促进排便，减少肠道中的有害物质在体内的停留时间，降低人体对脂肪和胆固醇的吸收，对预防肠道疾病有良好的辅助作用[11]。黄元勋等人[12]研究发现，马铃薯中的营养物质可以促进人体胃肠蠕动，参与体内的氧化还原反应，促进胃肠道蠕动，维持体液酸碱平衡，参与蛋白质代谢，保持神经系统稳定。

1.2 马铃薯全粉的加工工艺及分类

新鲜马铃薯块茎进行清洗、去皮、切片、蒸煮、破碎、脱水干燥等操作，加工形成细胞单体和多个细胞聚集体组成的粉状散粒体[13]或片状食品原料，即为马铃薯全粉，尽可能多地保留了马铃薯的风味和营养价值。马铃薯全粉可以分为颗粒全粉和雪花全粉2类，颗粒全粉是单体或多个细胞的聚合体，细胞完整率在90%以上，水分≤9%，复水后能够保持新鲜马铃薯的风味；雪花全粉产品细胞完好度在79%左右，水分≤7%，复水较慢，营养风味物质仅能保持40%～60%。对比2种马铃薯全粉，颗粒全粉有更好的风味，细胞完整度高，稳定性好，营养损失少，复水性好且风味良好[14-15]。

1.3 马铃薯全粉的营养价值

马铃薯全粉在加工过程中较好地保证了细胞的完整性，复水后依然具有新鲜马铃薯的风味及营养价值。

马铃薯与马铃薯全粉营养成分对比[16]见表1。

表1 马铃薯与马铃薯全粉营养成分对比

马铃薯全粉加工过程为物理操作，对营养元素破坏较少，基本可以保留鲜薯中的维生素和矿物质，也不影响氨基酸的种类和数目，可以较大程度地保留马铃薯中的蛋白质。

研究表明，马铃薯全粉中的干物质（淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、纤维素、矿物质等）与新鲜马铃薯块茎（不包括马铃薯皮）中的含量相差不大。因为借助了先进的生产技术，马铃薯的组织和细胞破坏程度不高，最大限度地保留了马铃薯的营养、口感和风味。尽管经过了干燥和脱水的过程，将其复水后，所有的基本营养成分都会存在。马铃薯全粉保留了马铃薯中的绝大部分营养，是一种低脂低糖、低热量、高蛋白、高维生素与矿物质的产品。

2 马铃薯全粉加工工艺研究进展

随着对马铃薯研究的不断深入，越来越多的新技术、新手段应用到马铃薯全粉的加工过程中，促进马铃薯加工事业的蓬勃发展。

在马铃薯全粉的加工过程中，会包含去皮、切片等流程，破坏了细胞组织，多酚氧化酶类外流与多酚类物质接触，形成醌类物质，与氨基酸基团发生反应，产生黑色或褐色物质，出现褐变[17]。买玉花[18]对马铃薯全粉加工过程中褐变控制进行研究，配方为D-异抗坏血酸钠0.4%，L-半胱氨酸0.20%，柠檬酸添加量0.6%，此时多酚氧化酶活性为10.87%，护色30 min时，褐变程度最低，多酚氧化酶活性为10.53%。

干燥也是马铃薯全粉加工过程中的重要流程，不同干燥方式对马铃薯全粉的品质有不同的影响。热风干燥操作简单、设备价格低，但干燥过程中，随着干燥温度的升高，产品中还原糖的含量先增加后降低，维C的含量降低，得到的全粉品质不佳[19]。喷雾干燥、滚筒干燥得到的产品品质较优，但干燥过程中能耗较高，导致马铃薯全粉价格居高不下，难以大规模生产[20]。真空冷冻干燥制得的马铃薯全粉颗粒度均匀，结构较完整，热稳定性较好，糊化程度不高，复水性较好，还可以保持彩色马铃薯干片鲜艳的颜色，有效地降低花青素的损失程度[21-22]。因此，选择合适的干燥方法将有助于提高马铃薯全粉的质量与品质，进一步推动马铃薯主粮化发展战略。

3 马铃薯全粉在食品中的应用

马铃薯全粉具有新鲜马铃薯的营养与风味，且复水性良好，既可直接复水食用，亦可加入面包、馒头和饼干等食品中，对产品感官品质起到一定改善作用，在食品加工过程中得到广泛的应用，加工制得的产品受到消费者的喜爱。

3.1 马铃薯全粉在馒头中的应用

馒头是北方地区常见的主食，消费量比较大，在馒头的制作过程中，将马铃薯全粉按照一定比例添加进去，不仅能弥补小麦粉中赖氨酸、膳食纤维等营养成分的不足，还能调整食物的结构，促进人体健康等。

吴海霞等人[23]利用单因素试验、正交试验探究马铃薯全粉的添加量、酵母添加量等因素对马铃薯全粉馒头品质的影响，以感官评价作为指标，最终得到马铃薯全粉馒头制作的配方为马铃薯全粉与小麦粉质量比3∶7，酵母1.2%，蔗糖0.9%，水50%，制得的馒头颜色微黄、表面光滑、口味纯正，具有马铃薯馒头特有的口感与品质。

钟雪婷等人[24]研究马铃薯全粉的不同添加量对馒头的质构与感官影响。通过对比弹性、回复性等方面发现，添加20%的马铃薯全粉时，馒头的品质最佳。

刘常金等人[25]在研究中发现加工马铃薯馒头时，马铃薯全粉添加量应低于15%，制得的马铃薯馒头比容得到改善，增加了弹性，提高了回复性，感官品质得到一定改善，货架期相应得到延长。

徐忠等人[26]使用单因素试验、响应面优化馒头的制作配比，按照马铃薯全粉添加量23.69%，酵母添加量0.42%，添加82.44%的水，发酵31.12 min，制得的产品感官评分最高。

3.2 马铃薯全粉在面条中的应用

面条有着丰富的种类，是老少皆宜的食物，同时也是马铃薯全粉开发利用的主要研究方向之一。

吕美等人[27]在小麦粉中混合马铃薯全粉、谷朊粉，加工马铃薯全粉面条。马铃薯全粉添加量为20%，谷朊粉添加量为0.03%，面条的总体品质较好。对比研究发现，马铃薯全粉中的淀粉对面团的影响偏负向，多糖与蛋白质对面团和面筋的网络结构有正向影响。此外，谷朊粉的添加对面团的稳定性和面条的质量有改善作用。

杨健等人[28]对添加33%马铃薯全粉的挂面品质进行研究，使用熟断条率、蒸煮损失、感官评分作为评价指标，按照食盐0.31%，碳酸钠0.12%，魔芋精粉0.34%，谷朊粉2.80%，聚丙烯酸钠0.11%添加时，制得的挂面蒸煮损失率3.73%，熟断条率3.0%，感官评分91.5分，解决了高含量的马铃薯挂面易断条、易浑汤等问题，制得的样品品质明显优于市售挂面。

朱永等人[29]对比不同类型的马铃薯全粉对鲜湿面条品质的影响，发现加工鲜湿面条优选生的马铃薯全粉，得到的面团最筋道，且煮制过程中没有断条，烹调后营养物质损失较少，口感最佳。

施建斌等人[30]用面条蒸煮特性、感官评分为指标进行研究，发现了制作马铃薯全粉面条最优工艺配方，即马铃薯全粉10%，水34%，卡拉胶1.0%，食盐2.0%，熟化时间40 min。

郑开迪等人[31]研究发现面条风味化合物中醛类物质比例最大，小麦面条中挥发性风味物质含量明显低于马铃薯面条，不断增加马铃薯全粉的添加量，能够丰富生鲜面的风味化合物，使其挥发性气味显著增强。但马铃薯全粉中面筋蛋白含量为零，所以过多添加会使面条品质变差，更易断裂，应当适量添加。

焦婷婷等人[32]通过试验发现添加马铃薯全粉15%，黄原胶0.5%，制得的烩面弹性较好，质构特性也得到了改善。

王丽等人[33]研究表明，马铃薯全粉在熟化温度和干燥温度为55℃时，此时制备的面条，综合品质口感最佳。马铃薯全粉在面条中的添加，促进了马铃薯主粮化道路的前进。

3.3 马铃薯全粉在面包中的应用

赵月等人[34]将马铃薯全粉按照不同比例添加到面包粉中，经过27～28℃和35～40℃二次醒发，170℃烘烤，当添加量为15%时，制得的面包体积明显增大，含水量提高，硬度和咀嚼度降低，弹性和回复性增加，面包的质地和口感得到改善。况伟等人[35]使用面包粉和马铃薯全粉，添加其他辅料制作马铃薯面包，当各种原料比例为马铃薯全粉50%，面包粉37.5%，谷朊粉12.5%，酵母1.5%，水60%，绵白糖6%时，经过一次发酵，制得的产品与传统的小麦粉面包的品质接近，可以相互取代。孟宁等人[36]发现马铃薯粉的添加对面包的品质影响显著，面包的比容提高，水分含量增加，水分活度降低，面包的色泽和总体可接受程度明显提高，保质期和烘焙品质得到有效改善。罗慧等人[37]研究中发现马铃薯雪花全粉质量分数高于15%时会产生显著的负面影响，而谷朊粉、TG酶对此负面现象具有显著的改善作用，当马铃薯雪花粉添加量为26%，谷朊粉添加量为2.0%，TG酶添加量为0.13%时，此时面包的品质最佳。马铃薯海绵蛋糕具有高膳食纤维、低脂肪、富含元素钾等营养特点，孙玉清等人[38]研究了马铃薯全粉对海绵蛋糕品质的影响发现，马铃薯全粉最佳添加量为35%，适宜添加量为25%～45%，制得的蛋糕色泽焦黄，有淡淡的薯香气，质地松软、风味独特。紫马铃薯中花青素含量较高，张伟君等人[39]研究发现，添加10%和30%的紫马铃薯全粉制得大蛋糕评分最高，综合考虑烘焙损失率、色差、质构性能及感官等指标，紫马铃薯全粉适宜的添加量为30%。马梦苹等人[40]对不同原料用量对马铃薯全粉蛋糕中品质的影响进行分析，发现鸡蛋添加量影响最大，马铃薯全粉的添加量影响较小。按照马铃薯全粉100 g，水50 g，食盐1 g，油50 g，绵白糖60 g和鸡蛋180 g，制得的蛋糕色泽较好，口感佳，营养价值高，对人体健康更有利。贺萍等人[41]对马铃薯全粉蛋糕的配方进行优化，马铃薯全粉与低筋面粉按照2∶3配比制得的蛋糕，风味纯正、组织均匀细腻，品质优良。

3.4 马铃薯全粉在饼干中的应用

饼干是一种常见的休闲食品，既可作为点心，也可作主食。将马铃薯全粉加至低筋面粉中制作饼干，可以降低面团中面筋蛋白的含量，弱化面筋的网络结构，有利于饼干的酥脆性与口感的提高。刘莉等人[42]以紫色马铃薯全粉、低筋粉等为主要原料生产紫色马铃薯全粉饼干，当两者配比为3∶7制得的饼干形态完整、色泽均匀、花纹清晰、口感疏松、多孔细密。迟明梅等人[43]以绿茶粉、山药粉和马铃薯粉为原料制作饼干，产品呈绿棕色、色泽均匀、光泽度好、外形整齐、断面呈多孔状、孔细密均匀，口感酥脆、甜度适宜、不黏牙；具有绿茶特有香气。张入玉等人[44]利用马铃薯、苦荞，开发一款低糖型马铃薯韧性饼干，优化配方后制得的饼干口感酥脆，同时富有马铃薯的清香和烘烤食品特有的浓郁麦香，含糖量低，是一种理想的低糖食物。

3.5 马铃薯全粉在其他方面的应用

消费者对马铃薯全粉的接受程度越来越高，对于马铃薯在食品方面的应用也发现了更多的可能性。张喻等人[45]研究发现加马铃薯淀粉∶马铃薯全 粉=65∶35，粉团含水率为40%，熟化时油炸温度190～200℃时，制得的马铃薯全粉虾片膨胀率最高、产品酥脆、品质极佳。伊力特等人[46]在奶茶中加入马铃薯全粉进行改良，当茶粉添加3.5%，马铃薯全粉6%，复合稳定剂0.5%时，制得的奶茶有醇香的薯蓉奶茶味，口感有微粒感，稍有嚼劲，营养和口感更加突出。岳红霞等人[47]将马铃薯全粉添加至小麦粉中，制作发糕，能够有效改善发糕的品质和营养价值，当马铃薯全粉与小麦粉的混合配比为1∶4时，发糕的品质最佳。李维等人[48]利用马铃薯全粉、绿豆粉和黑豆粉制作汤圆，制得的产品与传统汤圆相比，营养物质与感官品质都更优一些。马铃薯全粉还可以应用于方便面中，李彩霞等人[49]以将马铃薯全粉添加至小麦面粉中制作方便面，制得的产品颜色均匀，口感光滑，咬劲合适，弹性适中，不黏牙。杨玉婷等人[50]发现，马铃薯全粉的添加量对速冻油条品质有显著的影响，添加量为10%时，制得的产品风味、口感最佳，且含油率最低、感官评分最高。许鑫等人[51]得到马铃薯全粉冰激凌的最佳配方为奶粉12%，鸡蛋液6%，稳定剂0.3%，马铃薯全粉6%，蔗糖12%，黄油4%，复合乳化剂0.3%，制得的冰激凌产品口感细腻、气味清香、低脂肪，保证了冰激凌的营养健康的同时，又降低了生产成本。

4 结语

我国既是马铃薯的种植大国也是消费大国。随着社会对粮食安全问题关注的不断增加，马铃薯得到了越来越多的重视，对马铃薯的利用研究也在逐渐加大。马铃薯全粉是马铃薯加工的主要产品，营养价值高，富含不溶性膳食纤维，对于减肥、预防肠道疾病有良好的辅助作用，可用于多种食品的生产加工，尤其是功能性食品的开发。

今后可进一步对制作马铃薯全粉食品原料的添加量、改良剂、酶制剂的种类和用量对马铃薯制品的品质影响进行研究，提高马铃薯全粉制品感官品质的同时，又能满足不同年龄阶段消费者的健康需求，还可以研究马铃薯全粉在老年营养粉、保健食品等产品加工过程中的适用性，满足老年人和营养强化人群的需求。此外，在马铃薯全粉的加工过程中，有大量的膳食纤维产生，在今后可以加大副产物的利用，提高马铃薯的高附加值。

相信在下一阶段，马铃薯全粉的生产与应用会得到快速的发展，以马铃薯全粉为原料的主粮产品将会越来越大，以马铃薯全粉为原料的食品开发将更加广泛、更加深入。随着马铃薯全粉在食品中应用研究的加大，促进马铃薯主粮化发展，提高我国居民健康水平和早日实现健康中国2030。