干燥工艺对甘薯全粉品质影响的研究进展

杨世雄，张 玲，李 雪，张欢欢，张雪梅，梁叶星，钟巍然，高飞虎

（重庆市农业科学院，重庆 401329）

甘薯富含多酚等多种活性成分，大量研究发现甘薯具有抗氧化、清除自由基、抗癌及预防心血管疾病等多种功效，甘薯全粉基本包含了新鲜甘薯除薯皮外的全部干物质，营养丰富，还可以延长原料的贮藏时间及便于运输和使用，且其加工过程环保、无废料[1-3]。因此，采用合适的干燥工艺对甘薯进行脱水处理，粉碎后制备成营养丰富且易于存储的甘薯全粉[4]。但是，甘薯全粉的加工过程通常会用到蒸煮、干燥等热处理，而这些干燥等工艺对甘薯全粉中的多酚等物质及其抗氧化活性具有较大程度的影响[5]。因此，研究不同干燥工艺对甘薯全粉品质的影响，对改进全粉品质、提高生产效率等具有重要意义。

不同干燥工艺会对原材料的基本理化特性、加工特性、功能特性及感官品质有着重要影响，尤其是对富含生物活性物质的性质产生重要影响[6-7]。热风干燥仍是目前应用最广、最为经济的干燥工艺，但随着甘薯全粉制备工艺的日益完善和对产品属性及品质要求的提高，近些年也出现了滚筒干燥、热泵干燥、微波干燥、喷雾干燥、真空冷冻干燥、远红外辐射干燥及变温压差膨化等干燥工艺。重点阐述热风干燥、滚筒干燥、微波干燥、喷雾干燥、真空冷冻干燥工艺及其他干燥工艺在甘薯全粉生产中的应用现状，探讨了不同干燥工艺的特点及其对产品品质的影响，并对进一步提高甘薯全粉的干燥效率及提升产品品质进行了展望，以期为甘薯全粉标准化生产和应用研究提供理论依据。

1 甘薯全粉的制备

甘薯全粉是经过脱水烘干后得到的粉末状、颗粒状或片屑状产品，主要通过原料筛选、去皮、切片、护色、蒸煮、干燥、粉碎等工艺完成[8]。具体工艺流程如下：

甘薯→筛选→清洗→去皮→切片→再清洗→护色→蒸煮→干燥→粉碎→包装→产品。

2 干燥工艺对甘薯全粉品质的影响

2.1 热风干燥

热风干燥由于经济实用、方便操作等特点，仍是目前甘薯全粉加工过程中应用最广泛的干燥工艺，由于其加热温度较高且时间较长，会导致产品破损淀粉较多、热敏性物质损失大，色香味难以较好保留。孙悦等人[9]以紫薯为原料，探讨了直触式超声对热风干燥过程的强化效果，研究不同干燥温度和超声功率条件下紫薯片的干燥特性和品质变化规律，发现随着干燥温度升高和超声波功率的增加，干燥速率显著提高，将超声技术用于热风干燥过程的强化可有效提高干燥效率和干燥品质。梅新等人[10]以紫薯为原料，以色差值和碘蓝值为考查指标，采用正交试验对热风干燥紫薯全粉工艺进行优化，最终得到干燥温度60 ℃，干燥时间12 h 的条件下得到紫薯全粉品质最佳。Guo T 等人[11]研究了热风干燥工艺对甘薯全粉品质的影响，对产品的色泽、复水性、粒度还原糖及淀粉等进行了比较分析，发现热风干燥温度对甘薯全粉各指标有着显著影响，随着干燥温度升高，干基含水率下降加快，干燥时间缩短，淀粉含量增加，且在80 ℃下热风干燥的全粉粒径最小、色泽佳、复水性最高。

2.2 滚筒干燥

滚筒干燥的特点是快速干燥，适合规模化生产，成本低，但是存在全粉细胞结构破环严重、缺乏甘薯固有的颗粒质感、易发生非酶褐变等缺点。王尤强等人[12]比较了滚筒干燥、热风干燥、冷冻干燥对紫薯全粉理化性质及花色苷的影响，结果发现滚筒干燥较热风干燥花色苷及理化性质得到较好保留，适合大规模生产，冷冻干燥给紫薯全粉产生的影响最小。Hu J W 等人[13]研究了滚筒干燥制备全粉的制备工艺，以滚筒干燥机成膜能力和全粉色泽未响应值进行了正交试验，最终得到了最佳制备工艺。段欣等人[14]选用甘薯为试验原料进行了滚筒干燥加工工艺的研究，以全粉色差值和堆积密度为响应值进行了优化，最终确定的最佳干燥工艺为进料温度42 ℃，进料质量分数13.6%，滚筒转速3.0 r/min，滚筒表面温度143 ℃。

2.3 微波干燥

微波干燥的特点是干燥速度快、效率高，但是存在被干燥物料受热不均匀等现象，因其波长的特殊性，微波从物料内部加热，形成了由内向外降低的温度梯度，水分逐渐从物料内部移出。王晓双等人[15]采用微波干燥制备紫薯全粉，分别探讨了微波功率、浸钙浓度、乳化剂添加量及对碘蓝值的影响，发现在最佳干燥工艺条件下制得的全粉持水性比持油性好。张鸿[16]研究了微波和红外处理对紫薯片干燥特性及品质的研究，结果发现微波、红外干燥工艺均对紫薯片的亮度、脂肪含量、硬度及脆度等有较好的帮助，且经过微波干燥的脆片具有更多的花青素含量，而红外干燥对紫薯中的花青素保留相对较差。杨双盼等人[17]以紫薯为试验原料，以游离淀粉碘蓝值和感官得分为考查指标，采用正交试验优化回填-微波干燥工艺，结果表明在最佳工艺条件下生产的紫薯全粉呈亮紫色，颗粒大小均匀，分散程度好且香味浓郁。

2.4 喷雾干燥

喷雾干燥在全粉制备过程中用于试验研究的较多，经其干燥的产品破损淀粉少，加工特性好，品质较好且干燥速率较高，但在实际生产中对生产设备要求较高，成本较高[18-20]。董楠等人[21]结合甘薯全粉的出粉率、营养组分及特性的变化，得出甘薯全粉喷雾干燥的最优助干剂配方，结果表明在最优复合组合的条件下，所得全粉出粉率可达61.14%，花色苷、类黄酮及总酮的保留率分别可达69.24%，48.12%和60.42%。文玉等人[22]以紫薯“万紫56”为试验原料，比较了喷雾干燥、热风干燥微波干燥及冷冻干燥对其水合特性及抗氧化活性的影响，发现喷雾干燥制备的紫薯全粉的DPPH 自由基清除能力及还原能力最强，而冷冻干燥全粉的脂质过氧化抑制力最好。王艺杉等人[23]以紫薯为试验原料，采用喷雾干燥制备甘薯全粉，探讨了进风温度、出风温度、进料浓度及喷雾压力对紫薯全粉基本成分、碘蓝值及品质特性的影响，结果表明，较热风干燥喷雾干燥制备的全粉淀粉、粗蛋白及花色苷等损失较小，其持水性比持油性好。

2.5 真空冷冻干燥

真空冷冻干燥由于其在真空、低温条件下对物料进行干燥，因此产品的破损淀粉较少，色香味保留较好，热敏性物质营养成分损失小，产品品质佳[24]，但干燥时间长、成本高、能耗大且生产能力小。钱丽等人[25]以紫薯为试验原料，研究了真空冷冻干燥、热风干燥及滚筒干燥工艺对紫薯全粉颗粒结构、色泽、吸水能力及冻融稳定性等理化性质和总花色苷含量与结构的影响，结果发现真空冷冻干燥能较好地保留紫薯特有的香气和色泽，得到的全粉吸水能力、冻融稳定特性及花色苷含量均优于其他2 种工艺。樊小静等人[26]比较了真空冷冻干燥、热风干燥、热泵干燥及微波辅助真空冷冻干燥对紫薯紫薯全粉理化特性的影响，结果表明真空冷冻干燥制备的紫薯全粉花青素、持水性及冻融稳定性明显优于其他3 种干燥方式。

2.6 其他干燥工艺

在甘薯全粉生产过程中，除了上述常见的干燥工艺之外，还有热泵干燥、红外干燥、变温膨化压差膨化干燥及复合干燥等工艺。红外干燥作用于物料内部，加热均匀、效率高、能耗低、产品品质好等特点。杨尚文等人[27]以紫薯为试验原料，研究了紫薯红外干燥特性及数学模型。变温压差膨化干燥是一种较为环保节能的干燥工艺，且经过其干燥的产品品质较佳。刘阳等人[28]以新鲜甘薯为试验原料，采用变温压差膨化干燥工艺制备了紫薯全粉，结果发现在膨化温度80 ℃，停滞时间5 min，抽空温度69 ℃条件下制得的紫薯全粉颜色鲜亮、花青素含量及紫薯香味保留较好。李文峰等人[29]对氧气体射流冲击干燥等4 种干燥工艺对紫薯色泽、总花青素含量、总酚含量等的影响，结果发现气体射流冲击干燥具有更高的干燥效率和产品品质。热泵干燥相对于热风干燥具有经济实用、节能及干燥效率高等优点，但是其不能连续化生产。秦波[30]采用太阳能辅助热泵干燥、太阳能干燥、热风干燥、微波干燥及真空干燥对紫薯进行干制加工，采用模糊评价法筛选出太阳能辅助热泵干燥工艺得到的紫薯干制品品质最佳。复合干燥是通过两者或两者以上的干燥工艺进行最优组合，达到干燥物料的最理想化。田双起等人[31]采用热风和红外联合的方式制备甘薯全粉，研究了甘薯破碎度、干燥时间及干燥温度等工艺对其加工性能的影响。

3 结语

甘薯全粉作为甘薯高值化利用途径之一，加强对甘薯全粉干燥技术研究，开发高效节能，并能最大程度保留原料色香味及营养物质的干燥工艺，不仅能够提升甘薯附加值，更能减少新鲜甘薯因腐烂而造成资源浪费。

目前，甘薯全粉干制技术仍以热风干燥为主，但热风干燥存在能耗高、干燥效率低和热敏性营养物质损失严重等不足，最大程度保留甘薯色香味及营养成分的同时能够实现降耗提效是甘薯全粉产业的重要研究发展方向。因此，在今后的研究和生产中，一是要注重加强对联合干燥工艺在甘薯全粉制备中应用的研究，以提高其干燥效率和产品品质；二是开展不同干燥工艺过程中的干燥动力学和甘薯营养成分保留技术的研究，以更好提升产品品质，拓宽其在食品等行业中的应用。