马铃薯全粉的研究综述

郑州科技学院本科生年度论文题目：马铃薯全粉的研究综述院（系）农学与生命科学学院专业班级食品科学与工程xxxx级x班学生姓名xxx指导教师（职称）xxx提交时间二零一三年十一月11马铃薯全粉的研究综述摘要：马铃薯全粉具有高营养、方便食用、易于储存等优点。本文综述了马铃薯颗粒全粉和雪花全粉的生产工艺及生产过程中关键技术的研究进展，以及马铃薯全粉的品质指标要求和马铃薯全粉的应用。关键词：马铃薯全粉；生产；品质；应用马铃薯是一种低脂肪、低糖分，富含多种维生素、矿物质以及人体必需的多种氨基酸，有“地下苹果”之称。马铃薯不但营养价值高，而且还有一定的药用价值。马铃薯有和胃、健脾、益气的疗效，可以预防治疗胃、十二指肠溃疡、体虚便秘的功效[1]。因为马铃薯的优越特性，无论是发达国家或是发展中国家对马铃薯的生产、加工、研究都很重视。近年来，马铃薯全粉加工在我国得到了广泛的关注，发展很快。鲜马铃薯由于水分含量高不易储存，易发芽而影响其营养价值。马铃薯全粉能最大程度保留马铃薯的各种营养成分，全粉虽经干燥脱水，但以适当比例复水，既可重新获得新鲜的马铃薯泥，仍保持了马铃薯天然的风味及固有的营养价值。马铃薯淀粉制品仅保留了淀粉，不再具有马铃薯的风味和其他的营养价值。因此马铃薯全粉是保存马铃薯营养的最好方法。1马铃薯全粉概述1.1马铃薯全粉的发展历程1940年以前，脱水马铃薯产品只有马铃薯切片和马铃薯粉这两种，这种生产工艺对细胞壁的破坏极大，不能迅速复水，不能还原成类似鲜薯风味的马铃薯泥的问题。20世纪30年代后期，人们找到了避免细胞壁破裂的马铃薯全粉的加工工艺，一个名叫ChiversCompany的企业，生产出了名为“pom”的产品，生产该产品的技术可以说是马铃薯颗粒粉加工工艺的前身。很快，在二战末期，美国取得了技术的突破，生产马铃薯颗粒粉的工艺日见成熟。到20世纪50年代中期，技术上的进一步发展使得人们只用滚筒干燥机就可以生产出满意的即食薯泥原料，生产出的产品被称为马铃薯雪花粉[2]。22中国是世界马铃薯第一生产大国。20世纪90年代以前我国马铃薯加工食品仅局限于粗淀粉、粉丝、粉条、粉皮等产品的粗加工，生产规模小、技术落后。90年代以后我国马铃薯加工食品进入了一个快速发展的阶段，速冻炸薯条、炸薯片、马铃薯全粉等主要马铃薯加工食品发展迅速，尤其是马铃薯全粉工业近10年来从无到有，消费者逐渐认识了马铃薯全粉的营养、美味和食用方便[3]。马铃薯全粉作为食品加工的一种重要的原料日益受到关注。1.2马铃薯全粉的分类1.2.1马铃薯颗粒全粉马铃薯全粉是马铃薯块茎加工产品的一个大类。将马铃薯用流动水冲洗干净，放入锅中以蒸气去掉外皮。切成片，以清水漂洗，入锅蒸至熟烂。捞起，进行人工脱水或机械脱水后，将薯泥粉碎，过筛，送入烘干机中烘干或晒干，包装即为成品[4]。由于其脱水后的干燥工艺不同，马铃薯全粉的性能及用途等都有比较大的差异。采用热气流干燥工艺方式生产，成品主要以马铃薯块茎单体细胞颗粒或数个细胞的聚合体形态存在的粉末状，这种形状是在工艺过程中，特别是在回填拌粉制粒、干燥等阶段逐步形成的，因此将其称为马铃薯颗粒全粉（简称“颗粒粉”）。马铃薯颗粒全粉生产的最大优点是保持了薯体细胞的完整，工艺中采用了气流／流化床干燥和大量回填的路线，使薯块在筛分过程中自然碎裂为粉状。因此马铃薯颗粒全粉细胞破裂少，黏度较低，具备新鲜马铃薯所具有的良好风味，因而发展很快。1.2.2马铃薯雪花全粉马铃薯雪花粉与马铃薯颗粒全粉生产工艺在蒸煮制泥工序之前基本相同，马铃薯雪花粉以滚筒干燥工艺方式生产，产品呈大小不规则的片屑状，因其外观像雪花，所以称为马铃薯雪花全粉（简称“雪花粉”）。在雪花粉生产过程中，蒸煮、制泥工序仍可能引起一定数量的细胞破裂，造成少量水溶性成分的流失，最终产品也含一定比例的游离淀粉，所以在后续加工中表现粘度较大的特性，但工艺流程较短，能耗低，赢得了广大市场。331.3马铃薯全粉的特点[5—6]马铃薯全粉涵盖了新鲜马铃薯块茎除薯皮以外的全部干物质(淀粉、蛋白质、糖、脂肪、纤维、灰分、维生素、矿物质等)。由于在加工过程中采用了回填、调质、微波烘干等先进的生产工艺，使马铃薯块茎果肉的组织细胞最大限度地不被破坏，因而复水后的马铃薯全粉可呈现新鲜马铃薯块茎熟后捣成的泥状，并基本保持了新鲜马铃薯块茎的营养、风味和口感。1.3.1营养全面马铃薯全粉除含有与谷物粉相同水准的营养外，还富含维生素C及大量的钾。由于马铃薯全粉中含有大量的膳食纤维，且脂肪含量极低，不含胆固醇和饱和脂肪酸，食用方便，易于消化吸收，所以特别适宜老人和儿童食用。经营养强化后的复配马铃薯全粉更是全球公认的全价营养食品。1.3.2风味好马铃薯颗粒全粉细胞破碎率较小，大部分细胞组织都未受到损伤，在复水后能更好地恢复为新鲜薯泥的性状，更好地保持了马铃薯的风味物质，具有鲜薯泥的香味和沙口感。1.3.3用途广马铃薯全粉只需加水即可还原成无论是外观还是口感、口味都可与新鲜马铃薯泥相媲美的复水马铃薯泥。采用马铃薯泥可以很方便地制作多种形状的炸薯条、马铃薯沙拉、薯饼等。我们可以像给蛋糕做奶油花那样用薯泥来美化一道菜肴。食品工厂以马铃薯全粉代替鲜马铃薯可方便生产各种外观高度一致的小食品，简装复合薯片、空心薯条、各种造型传神的三维中空休闲小食品。马铃薯全粉的增稠性、持水持油性、填充增量性、成壳性等在方便食品、冷冻食品、调理食品的加工制造中有着广泛的应用。1.3.4易贮存马铃薯全粉储运安全、费用低廉，保质期较长。采用马铃薯全粉代替鲜马铃薯可使生产过程大大的简化，降低成本，提高生产率。马铃薯全粉的储存、运输成本远远低于鲜马铃薯的储存、运输成本。442马铃薯全粉的加工工艺2.1马铃薯全粉的加工工艺简述马铃薯的营养价值不应在加工过程中受到过多破坏，应尽量避免细胞受到损害，使天然营养价值和化学成分尽可能保留。为了减少细胞破裂，在颗粒全粉的加工过程中，特别是拌粉制粒工序，设备对马铃薯的机械动作应特别圆滑、轻柔，避免机械硬性的操作加工(例如强力挤压等)。这需要多道相对复杂的工序完成。目前国外主流生产工艺是采用“回填”法[7]。马铃薯雪花粉与马铃薯颗粒全粉生产工艺在蒸煮制泥工序之前基本相同。仅有几个工序不同。马铃薯雪花全粉是马铃薯经去皮、切片、蒸煮等工序后，采用挤出机制泥，然后被输送到滚筒干燥机将挤成糊状的物料干燥，最后再破碎、分装，得到的薄片状产品，工艺设备相对简单。马铃薯全粉的生产工艺流程图[8]：马铃薯原料→去石清洗→去皮→切片→预煮→冷却→蒸煮捣碎制泥打浆制泥↓↓冷却调质滚筒干燥回↓↓填一次干燥粉碎↓↓二次干燥马铃薯雪花粉↓分级↓三级干燥↓马铃薯颗粒全粉2.2马铃薯全粉加工中关键技术的研究进展马铃薯全粉加工中，对于马铃薯颗粒全粉和马铃薯雪花全粉，在选择加工工艺参数时需要考虑的问题基本相同，马铃薯全粉加工过程中需要注意的关键技术有以下几项。552.2.1防止酶及非酶引起的褐变为防止加工过程中马铃薯的褐变，影响产品品质，童军茂[9]等的研究表明脱皮的马铃薯经清洗水流喷淋洗后，采用1.0％Vc、1.5％柠檬酸、0.1％CaCI2，处理20min护色效果最佳。潘锋[10]等研究马铃薯全粉加工过程如何防褐变，发现高温蒸煮或者常温添加护色剂均有很好的防褐变效果，考虑到经济性，可在常温下进行护色处理，而无需在高温下进行热烫护色。Vc、柠檬酸和CaCI2这3种护色剂中Vc表现出最好的防褐变效果，最佳防褐变参数为：马铃薯切片在5mm～8mm时，浸泡于浓度为0.8％的Vc溶液中10min护色效果最好。孙平[11]等发现护色的最佳配比为用0.10%Vc、0.30%柠檬酸、0.35%L-Cys，温度控制在70℃，浸泡20min进行护色处理，效果最佳。周清贞[12]通过研究筛选出最佳护色条件为热烫时间2min，护色温度70℃，护色时问20min。当亚硫酸钠浓度大于0.35％时，对全粉褐变的抑制效果趋于稳定，但检测出全粉中二氧化硫(S02)残留超标。采用非硫护色剂进行护色，得出全粉最佳护色组合为Vc0.10％，植酸0.30％，柠檬酸0.40％，L.Cys0.35％，在此条件下能很好的控制马铃薯全粉的褐变。2.2.2减少细胞破损率解决细胞的破碎是生产中的技术关键对于全粉加工至关重要，其中涉及细胞结构的复杂变化和一系列的生化反应。回填法生产马铃薯颗粒全粉过程中，蒸煮时间对薯块破碎和细胞破损起到重要作用[8]。蒸煮的目的就是使马铃薯熟化。将预煮冷却后的马铃薯片送入螺旋蒸煮机、带式蒸煮机或隧道式蒸煮机中蒸煮，使其充分糊化。蒸煮后淀粉的糊化有利于细胞间的分离，但并不导致细胞的破损，随着蒸制时间的延长，细胞壁逐渐分解溶出，当此反应进行到一定程度时细胞壁发生破损，这是马铃薯颗粒全粉加工过程中细胞破碎的主要原因。童军茂[9]等的研究表明蒸煮温度控制在90～100℃，蒸煮时间满足使薯片均匀软化的要求，即用两指夹压切片时，不出现硬块且趋向粉碎状态时为合适，时间控制在25～35min之间。潘锋[13]等研究马铃薯颗粒全粉的加工工艺，发现在90℃下蒸煮时间20min产品品质较好，马铃薯全粉中指标要求营养成分破坏小，游离淀粉率低。张士泉[14]等对马铃薯全粉的制作研究也表明蒸煮温度应该控制在92℃，最高不超过超过102℃。用0.1%～0.2%亚硫酸钠溶液浸泡薯片10分钟,可有效防止原料及成品色泽变为褐色。662.2.3干燥条件不同干燥方式对马铃薯全粉的感官品质、吸水和吸油能力等都有较大影响，委凌燕[14]微波加热干燥对马铃薯全粉品质的影响研究表明，在感官品质方面，马铃薯全粉采用微波真空干燥质量最好，其次是微波干燥，最后是热风干燥。在色泽、香气、粘口性和颗粒感方面，微波真空干燥优于微波干燥和热风干燥；在色泽、口味、粘口性、弹性凝聚性和颗粒感方面，微波干燥优于热风干燥。在吸水和吸油能力方面，马铃薯全粉采用微波真空干燥要明显强于热风干燥和微波干燥，而采用微波干燥要略强于热风干燥。徐坤[15]等对马铃薯全粉的生产工艺探讨表明应将薯片按照3～6Kg/m3的装载量装入烤盘中，在混合式隧道干制机中干燥至含水量达到7%以下，烘烤温度不超过65～70℃。张岩[16]等研究了不同干燥方法对马铃薯全粉干燥品质的影响发现对撞流干燥得到的马铃薯全粉，在感官品质方面优于气流干燥、滚筒干燥和烘箱干燥，其所得产品复水后的色泽、香气、滋味、粘口性、弹性和凝聚性、以及颗粒感等指标的综合得分情况最好。在提高干燥后产品的颗粒分散性方面，对撞流干燥也优于气流干燥、滚筒干燥和烘箱干燥。童军茂[9]等将制好的薯泥通过输送泵送入滚筒干燥机进行干燥，其水分控制在10%以下。滚筒的干燥温度为145℃，回转速度：0.25—0.45m/s，将干燥后的半成品破碎成2—8mm的雪花粉[6]。3马铃薯全粉的品质指标3.1马铃薯颗粒全粉色泽为浅黄色颗粒粉状；直径一般在0.25mm以下；非黏性干粉状；易于溜泄且无结块；游离淀粉≤4％；水分≤9％；散装密度0.75～0.85g/cm3[7]。马铃薯颗粒粉由于在生产工艺中采用了气流／流化床干燥和大量回填的程序，使薯块在筛分过程中自然碎裂为粉状，细胞破裂的很少，细胞的完好率一般在90％以上[13]。马铃薯颗粒全粉的吸油能力吸水能力均小于马铃薯雪花全粉，但还原糖含量高于雪花粉。马铃薯颗粒全粉复水后即可迅速恢复成新鲜薯泥的状态，保持具有鲜薯泥的香味、口感及较全面的营养成分[8]。但生产过程的能源消耗较大，出品率稍低，生产成本也相对较高。773.2马铃薯雪花全粉色泽从乳白色到黄色；产品呈薄片状；散装密度0.25～0.55g/cm3；淀粉形态ɑ化；游离淀粉≥4％；水分≤7％。雪花全粉在生产过程中由于生产工艺与颗粒全粉不同，有较多的游离淀粉被分离出来，细胞的完好率一般在79％左右，保持大部分原有养分及风味物质[7]。虽复水后的口感、风味及营养成分远不如颗粒全粉，但水量比较容易控制，其生产成本较低，复水后也比较均匀。马铃薯雪花全粉的吸油能力和吸水能力均大于马铃薯颗粒全粉，雪花全粉的还原糖含量比颗粒全粉的要高，雪花全粉的颜色