張 淼，李燮昕，張振宇，賈洪鋒，李曉賓

（1.四川烹飪高等專科學(xué)校，四川成都 610100；2.四川紫金都市農(nóng)業(yè)有限公司，四川成都610100）

紫薯又名黑紫薯，富含豐富的紫色素、花色素苷、胡蘿卜素、粘液蛋白、多糖等營養(yǎng)物質(zhì)。20世紀(jì)90年代，我國紅薯研究人員從日本成功引進(jìn)紫薯，目前主要種植的紫薯種類有：濟(jì)薯18號、京薯6號、德國黑薯、山川紫等[1]。由于紫薯具有獨(dú)特的營養(yǎng)價值和保健功能，深受消費(fèi)者的親睞。紫薯全粉是新鮮紫薯經(jīng)去皮、護(hù)色、蒸煮、破碎和干燥后得到的包含除薯皮外全部干物質(zhì)的粉狀產(chǎn)品[2]，其化學(xué)成分除淀粉外，包含多種營養(yǎng)物質(zhì)，保健功能成分損失率極低，屬于薯類中高級增值產(chǎn)品。復(fù)水后紫薯全粉具備新鮮紫薯果肉色澤，風(fēng)味和口感，其利用率可達(dá)85%以上。同時，將其作為輔料或添加劑添加到一些加工性食品中，既保留了紫薯的風(fēng)味和口感，又增加了產(chǎn)品的感官特色。目前我國種植的紫薯品種繁多，主要研究方向?yàn)樽鲜砣奂庸すに噧?yōu)化以及將紫薯全粉作為輔料的休閑食品開發(fā)，國內(nèi)對紅薯全粉特性研究的較多，但對紫薯全粉基本特性的研究不多，因此限制了紫薯全粉的精深加工。本文對不同品種的紫薯全粉的基本成分及特性進(jìn)行了測定和分析，旨在為我國紫薯全粉的進(jìn)一步加工提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

徐紫3-73、煙紫337、徐紫201、京6、寧紫1、山川紫 以上品種均由四川紫金都市農(nóng)業(yè)有限公司提供；HCl、NaOH、無水乙醇、無水乙醚、3，5－二硝基水楊酸、醋酸鉛、濃硫酸、硼酸、正辛醇、石油醚等實(shí)驗(yàn)室常用試劑 以上試劑均為分析純；金龍魚調(diào)和油市售。

Sh10A型水分快速測定儀 武漢創(chuàng)杰科技有限公司；BS224S型上皿電子天平 德國賽多利斯；TU-1800PC型紫外可見分光光度計 日本島津；KDN-01A型定氮儀、SLQ-6型粗纖維測定儀 博大精科技實(shí)業(yè)有限公司；SX-4-10型馬福爐 上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司；TCL-16C型離心機(jī) 常州普天儀器制造有限公司；NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計 上海尼潤。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 紫薯全粉的制備 根據(jù)本項(xiàng)目前期實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果，按照最佳制作工藝進(jìn)行紫薯全粉的制備。

工藝流程：原料→清洗→去皮修整→切分→漂燙→蒸制→瀝水冷卻→干燥→粉碎→包裝→成品。

操作要點(diǎn)：采用流動水清洗去除表面污垢；人工去皮后將薯塊用流動水洗凈，并剔除了芽眼及病變部分；將洗好的紫薯切成小塊，體積為4cm×4cm×4cm，在沸水中進(jìn)行漂燙8min，只有在漂燙熟化至一定程度后，紫薯的特征風(fēng)味才能形成；撈出濾水冷卻，冷卻時間應(yīng)滿足使薯丁的中心溫度降至25℃以下；在溫度為60℃的條件下進(jìn)行熱風(fēng)干燥，干燥后物料的水分含量控制在10%以下；利用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，然后過100目篩，即得到紫薯全粉。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.2.1 基本成分的測定[3]采用酸水解法測定淀粉含量；采用3，5－二硝基水楊酸比色法測定總糖含量；采用凱氏定氮法測定粗蛋白質(zhì)含量；采用粗纖維測定儀測定粗纖維含量。

1.2.2.2 持水特性測定 吸水指數(shù)參照美國專利4110478中介紹的方法進(jìn)行測定[4]，即取適當(dāng)容積的離心管，稱量后加入2g樣品和30mL蒸餾水，充分混勻。將上述混合液在30℃的條件下水浴30min，每15min振蕩一次，然后在轉(zhuǎn)速3000r/min下離心15min，棄去上清液，倒置2min后稱重，吸水指數(shù)（WAI）按式（1）計算。

1.2.2.3 持油特性測定 將5.0g樣品置入試管中，稱質(zhì)量M1，用移液管準(zhǔn)確加入30mL金龍魚調(diào)和油，在沸水中加熱20min，在3000r/min條件下離心15min，小心傾倒出上層游離油，然后將離心管倒置15min，瀝盡油后稱質(zhì)量M2。持油能力（OHC）用1.0g樣品所吸油的質(zhì)量來表示[5]，按式（2）計算。

1.2.2.4 凍融穩(wěn)定性測定 取適當(dāng)容積的離心管，稱量后加入2g樣品和30mL蒸餾水，充分混勻。將上述混合液在沸水中水浴30min，每15min振蕩一次，然后在轉(zhuǎn)速3000r/min下離心15min，棄去上清液，倒置2min后稱重m1，再將離心管放入-18℃冷柜中冷凍24h后解凍至室溫，然后在轉(zhuǎn)速3000r/min下離心25min，棄去上清液，倒置2min后稱重m2，用凍融析水率來反應(yīng)凍融穩(wěn)定性的大小[6]。凍融析水率按式（3）計算。

1.2.2.5 透光率測定 將1g樣品置于25mL具塞試管中，加入20mL 0.05mol/L的HCl溶液稍加振蕩，靜置24h，待沉淀完全后，取上層清液，以0.05mol/L的HCl作參比樣，用1cm比色皿在670nm波長處測定紫薯全粉糊的吸光度A[7]。按照式（4）轉(zhuǎn)化為透光率T。

1.2.2.6 流變特性測定 配制質(zhì)量濃度為25%的紫薯全粉糊，使用旋轉(zhuǎn)黏度計，選用21號轉(zhuǎn)子，在29℃下測定其在不同轉(zhuǎn)速下的黏度變化[5]。重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，取每次測定結(jié)果的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同紫薯全粉基本成分比較

6種紫薯全粉基本化學(xué)成分見表1。由表1可以看出，徐紫3-73的淀粉含量高，適合制取紫薯淀粉；徐紫201的粗纖維含量高，可作為功能性食品利用；京6的蛋白質(zhì)含量高，適宜進(jìn)行產(chǎn)品精深加工；山川紫灰分含量高，表明其礦物質(zhì)含量較高；煙紫337的總糖含量高；寧紫1各基本成分含量較為均一。

表1 各種紫薯全粉的基本化學(xué)成分（%）Table 1 Chemical composition of purple sweet potato flours（%）

2.2 不同紫薯全粉持水性比較

持水力的差異與淀粉內(nèi)部束水的位置不同有關(guān)，主要是由淀粉分子內(nèi)部羥基與分子鏈或水形成氫鍵和共價結(jié)合所致[5]。羥基與水分子結(jié)合的作用大于與淀粉分子的結(jié)合作用，則具有較高的持水力，反之則具有較低的持水力。持水力越大，在以紫薯全粉為基料的食品配方中加入的水量應(yīng)增大。六種紫薯全粉的持水性見表2。由表2可以看出，煙紫337和山川紫具有較高的持水性，能夠提高面團(tuán)的吸水能力。而京6與徐紫201具有較低的持水性。研究發(fā)現(xiàn)持水性與直鏈淀粉的含量成反比[5]，由此可見，煙紫337和山川紫直鏈淀粉含量較低，京6與徐紫201支鏈淀粉含量較低。

表2 各種紫薯全粉的持水性Table 2 Water holding capacity of purple sweet potato flours

2.3 不同紫薯全粉吸油率比較

吸油率可以受很多因素的影響，如加工條件、蛋白質(zhì)的種類、結(jié)構(gòu)等，蛋白質(zhì)中含非極性尾端較多的蛋白質(zhì)含量越高，吸油率也較高[8]。以甘薯全粉為基料的食品配方中加油量的多少可以以甘薯全粉吸油率的高低來判斷，吸油率越高，就可在配方中添加更多量的油脂。六種紫薯全粉的吸油率見表3。煙紫337與徐紫201吸油率較高，添加到煎炸食品及肉類制品中，可以形成一層屏障，防止水分的蒸發(fā)及油脂的散失，以改善產(chǎn)品的口感。

表3 各種紫薯全粉的吸油率Table 3 Oil holding capacity of purple sweet potato flours

表4 各種紫薯全粉的凍融析水率Table 4 Water holding capacity of purple sweet potato flours after freeze and thaw

2.4 不同紫薯全粉凍融穩(wěn)定性比較

六種紫薯全粉的凍融析水率見表4。凍融穩(wěn)定性與淀粉的結(jié)構(gòu)有關(guān)，包括直支鏈淀粉比例、濃度及其他組分。所有含有直鏈淀粉的淀粉糊經(jīng)過冷凍和解凍過程都會出現(xiàn)吸水現(xiàn)象，這種現(xiàn)象主要是由于在冷凍過程中直鏈淀粉與支鏈淀粉的直鏈部分通過氫鍵互相結(jié)合，產(chǎn)生結(jié)晶，發(fā)生凝沉，破壞糊的膠體性質(zhì)，當(dāng)解凍融化后析出水分[9]。凍融穩(wěn)定性的評判指標(biāo)為析水率，析水率越小，說明淀粉糊的凍融穩(wěn)定性越好。由表4可以看出煙紫337和徐紫3-73凍融穩(wěn)定性較好，適宜添加在速凍食品中。京6、徐紫201凍融穩(wěn)定性較差。

2.5 不同紫薯全粉透光率比較

透光率大小的主要影響因素是全粉的來源和種類，其次是全粉中的淀粉在糊化后分子重新排列互相締合的程度，高直鏈淀粉的淀粉分子流動力學(xué)半徑較大，容易形成分子內(nèi)氫鍵呈卷曲狀態(tài)，全粉糊透明度較低[5]。紫薯全粉的透光率見圖1。六種紫薯全粉透光率大小依次為：京6＜徐紫201＜徐紫3-73＜寧紫1＜山川紫＜煙紫337。京6與徐紫201全粉糊透明度較差，則直鏈淀粉含量較高，容易發(fā)生老化。山川紫與煙紫337全粉糊透明度較好，則支鏈淀粉含量較高。添加到烘焙食品中可延緩老化現(xiàn)象，增加產(chǎn)品的透明度。

圖1 各種紫薯全粉的透光率Fig.1 Diaphaneity of purple sweet potato flours

2.6 不同紫薯全粉流變特性比較

六種紫薯全粉的粘度特性見圖2。粘度大小依次為：寧紫1＜徐紫201＜山川紫＜京6＜徐紫3-73＜煙紫337。由圖2中各曲線可以看出，在恒定的溫度下，隨著固定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的提高，紫薯全粉原漿的表觀黏度均呈下降的趨勢，且表觀黏度下降的速率逐漸趨于平緩，這說明存在剪切稀化現(xiàn)象[10]，6種紫薯全粉均屬于假塑性流體。在紫薯全粉加工過程中，游離淀粉的含量表示細(xì)胞破損的程度，游離淀粉含量越高，細(xì)胞破碎度越大，全粉糊粘度就越高，徐紫3-73和煙紫337粘度較高，則游離淀粉含量較高，寧紫1和徐紫201表現(xiàn)出較好的耐剪切性，表明細(xì)胞完整度高，營養(yǎng)物質(zhì)保留較好。

圖2 各種紫薯全粉糊的粘度特性Fig.2 Viscosity of purple sweet potato flours

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)通過對6種紫薯全粉的基本成分及特性的測定發(fā)現(xiàn)：

徐紫3-73淀粉含量最高，適宜制取紫薯淀粉；其具有較好的凍融穩(wěn)定性，可作為輔料添加到速凍食品中。

煙紫337具有較高的持水性和凍融穩(wěn)定性，可添加到速凍面點(diǎn)制品中提高面團(tuán)的水合能力；其吸油率最高，適宜添加到油脂含量較高的食品中；透光率最高，則支鏈淀粉含量較高，能延緩食品老化，提高產(chǎn)品的透明度。

徐紫201透光率較低，直鏈淀粉含量較高，可增加產(chǎn)品的脆度；其吸油率較高，適宜添加到肉制品和煎炸食品中，增強(qiáng)產(chǎn)品風(fēng)味，防止油脂散失。

京6蛋白質(zhì)含量高，透光率低，直鏈淀粉含量高，抗拉伸力較強(qiáng)，能夠增加產(chǎn)品的脆度和強(qiáng)度，適合添加到膨化食品中。

寧紫1表現(xiàn)出較好的耐剪切性，細(xì)胞完整度高，營養(yǎng)物質(zhì)保留較好；蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)符合FAO/WHO提出的參考蛋白質(zhì)的模式[11]，添加到食品中能增強(qiáng)食品的營養(yǎng)價值。

山川紫持水性較高，可增強(qiáng)面團(tuán)的水合能力；透光率較高，支鏈淀粉含量較高，能延緩面點(diǎn)制品的老化，提高產(chǎn)品的透明度和松脆性。

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