孔雀 吳俊彩 孫萬成

摘要 以馬鈴薯生全粉為原料，料液比為1∶70混合均勻后，再添加30%鮮榨蘋果漿。經預煮、糊化、噴霧干燥等工藝處理后以麥芽糊精、單甘酯、白砂糖、牦牛奶粉等添加劑研發(fā)馬鈴薯生全粉早餐粉。確定了生產馬鈴薯早餐粉的工藝參數為料液比1∶70，進風口溫度180 ℃，轉速17 r/min，麥芽糊精添加量為5%;早餐粉配方最適添加量為60%的噴霧干燥馬鈴薯全粉、單甘酯5%、白砂糖15%、牦牛奶粉15%。

關鍵詞 早餐粉;馬鈴薯生全粉;噴霧干燥;集粉率

中圖分類號 TS215 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2020）03-0171-04

Abstract The potato raw powder was used as raw material， and 70 times water was added to mix evenly， and then 30% fresh apple pulp was added. After pretreatmenting， gelatinizationing， spray drying， malt dextrin， monoglyceride， white granulated sugar， yak milk powder and other additives were added to develop potato powder. The technological parameters for the production of potato breakfast powder were determined： material liquid ratio 1∶70， air inlet temperature 180 ℃， rotating speed 17 r/min， the amount of maltodextrin is 5%. The optimum formulation of breakfast powder was 60% spray dried potato powder， monoglyceride 5%， white granulated sugar 15%， yak milk powder 15%.

Key words Breakfast powder;Whole potato flour;Spray drying;Flour collecting rate

馬鈴薯屬于堿性食品，能夠中和人體內過多酸性食品所帶來的酸度，具有保持人體內酸堿均衡的作用。脂肪含量僅0.2%，屬于低脂肪食品，有減重減脂的功效。同時它含有維持人類生命所必需的7類營養(yǎng)物質和8種氨基酸，富含VC、VB、胡蘿卜素、類胡蘿卜素、纖維素、復合碳水化合物以及其他多種微量成分。它被公認為是一種全營養(yǎng)食品，享有“地下蘋果”“第二面包”和“珍貴作物”等美譽。馬鈴薯所含有的干物質約占自身重量的20%，主要物質是淀粉，含量為132%～20.5%，有2種不同的結構形態(tài)，包括直鏈淀粉與支鏈淀粉[1-3]。

噴霧干燥技術是用噴霧的方法，使物料以霧滴狀態(tài)分散于熱氣流中，物料與熱空氣在短時間充分接觸，在瞬間完成傳熱和傳質的過程[4]。具有傳熱快、水分蒸發(fā)迅速和干燥時間短的特點，且制品質量好，質地松脆，溶解性能也好，能改善某些制劑的溶出速率，適用于熱敏性藥物[5-6]。

目前市面上的早餐粉多以雜糧為原料，如黑芝麻糊、米粉、藕粉、豆奶粉[7-8]，但以馬鈴薯作為主要原料的早餐品種較少。2015年1月，我國政府提出馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，即將馬鈴薯作為第四大主糧進行主食產品研發(fā)及產業(yè)開發(fā)。在不久的將來會涌現出一批以馬鈴薯生全粉為原料的主糧產品，以馬鈴薯生全粉為原料的食品開發(fā)將更加廣泛[9]。

該研究以馬鈴薯生全粉為材料，研發(fā)馬鈴薯早餐粉，改善傳統(tǒng)的以含大量淀粉的谷物作為原料的早餐粉沖調性不佳的問題。筆者選擇馬鈴薯生全粉為主要原料，混合蘋果漿以增加膳食纖維含量并進一步提高速溶性，采用噴霧干燥工藝對馬鈴薯生全粉早餐粉的生產工藝和配方作了優(yōu)化研究，以期開發(fā)出具有特色的馬鈴薯全粉產品，為馬鈴薯生全粉加工提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬鈴薯生全粉（青海省互助縣青薯9號）;麥芽糊精（秦皇島鵬遠淀粉有限公司）;白砂糖（江西巧嫂食品有限公司）;單甘酯（河南恩苗食品有限公司）;牦牛奶粉（青海雪峰牦牛乳業(yè)有限責任公司）;檸檬酸、氯化鈉、氫氧化鉀、鹽酸、碘均為分析純。

1.2 儀器與設備

LPG-5高速離心噴霧干燥機（江蘇無錫市尚德干燥設備有限公司）;臺式高速離心機（湖南赫西儀器裝備有限公司）;B13L-I可調式電爐（青海天地樂科技有限責任公司）;精密電子秤（沈陽市龍騰電子有限責任公司）;電熱恒溫鼓風干燥箱（上海一恒科學儀器有限公司）;UV-2600分光光度計（島津企業(yè)管理有限公司）;磁力攪拌器（上海力辰科技有限公司）;糊化鍋（諸城凱朗恩有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 馬鈴薯早餐粉技術路線。圖1為馬鈴薯早餐粉制作工藝。

1.3.1.1

調漿。將蘋果洗凈、削皮，切成1 cm3的小塊，加入檸檬酸與氯化鈉護色，并將其與馬鈴薯生全粉和麥芽糊精混合均勻后轉移入糊化鍋中。

1.3.1.2 預煮糊化。加熱期間不間斷攪拌，使之受熱均勻，煮沸后繼續(xù)加熱3 min使其糊化完全。

1.3.1.3 過濾、濃縮。對漿液進行過濾，濃縮至原體積的1/2。

1.3.1.4 再潤濕。對噴霧干燥完成的馬鈴薯蘋果干粉使用0.2%的大豆卵磷脂溶液進行噴涂。

1.3.1.5 過篩。待二次調配完成后將產品用60目篩子過篩，充分混勻，及時包裝防止吸潮。

1.3.2 助干劑選擇。

選擇麥芽糊精[10]為助干劑，在噴霧干燥之前加入，使其質量分數為馬鈴薯生全粉的6%、8%、10%、12%，以不加干燥助劑為對照，固定物料濃度為70%。進風口溫度為180 ℃，出風口溫度為80 ℃，轉速為17 r/min，經過噴霧干燥后，計算出當麥芽糊精添加量為10%時出粉率最高。

1.3.3 集粉率[11]計算。

集粉率=集粉瓶中收集的粉質量噴霧干燥前料液的固形物質量×100%

1.3.4 糊化度。

改進Birch方法[12]，將樣品全部通過60目篩網，取樣品0.2 g懸浮于98 mL蒸餾水中，加2 mL 10 mol/L的KOH溶液，磁力攪拌5 min后，4 500 r/min離心10 min。取0.2 mL上清液，加0.2 mL 0.2 mol/L的HCl溶液，再加入15 mL蒸餾水，最后加入碘溶液（1 g碘、4 g碘化鉀溶解到100 m/L蒸餾水當中）0.2 mL，在600 nm紫外分光光度計下測定吸光度，此時得到吸光度A1。

另取0.2 g樣品懸浮于95 mL蒸餾水中，加入5 mL 10 mol/L KOH溶液，磁力攪拌5 min，4 500 r/min離心10 min。取上清液0.2 mL，加入0.5 mol/L HCl溶液02 mL中和，再加入15 mL蒸餾水，最后加入碘液0.2 mL，在600 nm條件下比色測定吸光度，此時得到吸光度A2。糊化度計算公式為：

糊化度=A1A2×100%

1.3.5 感官評價。

為確定各因素添加量對馬鈴薯早餐粉感官品質的影響，邀請10位相關人員，5名男生5名女生組成感官評定小組，參照表1進行感官評分[13]。

1.3.6 護色劑選擇。

由于蘋果在打漿過程中易與空氣接觸而發(fā)生褐變，所以選用檸檬酸與氯化鈉對蘋果漿進行護色，以保護蘋果漿原有顏色。將新鮮蘋果去皮、破碎后浸泡在水中，分別加入0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%檸檬酸和0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%氯化鈉作為護色劑進行護色[14]。

48卷3期 孔 雀等 馬鈴薯早餐粉工藝優(yōu)化

1.4 單因素和正交試驗設計

1.4.1 單因素試驗設計。分別考察料液比[1∶50、1∶60、1∶70、1∶80、1∶90（g∶mL）]、進風口溫度（160、170、180、190、200 ℃）、進料轉子速度（13、15、17、19、21 r/min）對噴霧干燥效果的影響。

1.4.2 正交試驗設計。選擇料液比、進風口溫度、進料轉子速度3個因素，采用L9（34）正交試驗設計，以噴霧干燥產品集粉率為主要指標，優(yōu)化噴霧干燥參數，試驗因素水平見表2。集粉率是以集粉瓶中的粉末質量為計算基準，可以間接反映糊化后馬鈴薯生全粉的黏壁與噴干粉的收集情況，可以用于考察馬鈴薯早餐粉噴霧干燥工藝參數的優(yōu)劣。

1.5 馬鈴薯早餐粉調味配方優(yōu)化

采用L9（34）正交試驗，以產品感官評分為指標，確定最佳調味配方，試驗因素水平見表3。馬鈴薯早餐粉的感官評價按100分制進行評分，評分標準為色澤20分、組織狀態(tài)20分、口感30分、沖調性30分。

2 結果與分析

2.1 噴霧干燥助劑量的確定

由圖2可以得出，隨著麥芽糊精添加量的增加，集粉率不斷增加。但添加量超過5%，集粉率增加不明顯。綜合費用、添加量等情況確定噴霧干燥助劑添加量為5%。

2.2 蘋果漿添加量的確定

從圖3可以看出，當蘋果漿的添加量為30%時集粉率最高，原因是當蘋果漿添加量增大時，料液中的含糖量也會增加，使料液黏度增大，不利于噴霧干燥。

2.3 蘋果漿護色劑的選擇

由表4可知，檸檬酸添加量為0.35%或0.40%，氯化鈉添加量為1.0%或1.1%時，蘋果漿的褐變程度最輕，護色效果最好，最接近蘋果原有的顏色，因此選用0.35%檸檬酸與1.0%氯化鈉共同作為護色劑，可最大限度地保持蘋果漿原有的色澤，獲得最佳護色效果。

2.4 料液比對噴霧干燥效果的影響

由圖4可知，隨著料液比的增加，集粉率呈先增大后減少的趨勢，當料液比小于1∶70時，固形物含量增大，單位時間內需要干燥霧化的液滴數也相應增加，而系統(tǒng)供給的熱量一定，致使較多液滴不能完全干燥而產生黏壁[15]。當料液比大于1∶70時，固形物含量降低，水分含量較高，在干燥塔內不能充分干燥，黏壁較為嚴重，料液比過高或者過低均會導致物料在干燥塔內不能充分干燥，所以確定料液比為1∶70。

2.5 進風口溫度對噴霧干燥效果的影響

如圖5所示，隨著進風口溫度的升高，集粉率先升高后降低。當進風口溫度較低時，物料在干燥塔內無法充分干燥，從而發(fā)生黏壁現象，導致集粉率降低。當進風口溫度過高，物料表面水分蒸發(fā)加快，其表面形成硬殼，阻止了水分的擴散與蒸發(fā)，同時物料內部蒸氣壓增大，使粉粒開裂、水分外溢，回潮[4，16]，從而發(fā)生黏壁現象，甚至導致干燥塔內黏附的粉粒發(fā)生焦糊。當溫度達180 ℃時，集粉率最高，所以確定最佳進風口溫度是180 ℃。

2.6 轉子速度對噴霧干燥效果的影響

由圖6可知，隨著轉子速度的增大，集粉率呈先增大后減小的趨勢。當轉速過高時，進料速度增大，未被霧化的液滴體積增大，有較多液滴不能被干燥完全，水分不能徹底蒸發(fā)，在干燥塔表面產生黏壁。另外液滴直徑的增大會影響噴霧干燥的時間，更易發(fā)生黏壁現象。轉速為19 r/min時，集粉率最高，所以確定最佳轉速為19 r/min。

2.7 噴霧干燥正交試驗結果

從料液比、進風口溫度、轉子速度對噴霧干燥效果影響來看，影響產品集粉率的各因素主次為A>B>C，即料液比>進風口溫度>轉子速度（表5）。不考慮交互作用時，噴霧干燥產品集粉率最高的組合是A2B2C1，即當料液比為1∶70、進風口溫度為180 ℃、轉子速度為17 r/min時，噴霧干燥效果最好。

2.8 馬鈴薯早餐粉調味配方優(yōu)化

從表6馬鈴薯粉、單甘酯、牦牛奶粉、白砂糖對馬鈴薯粉感官評價值的影響結果來看，影響產品感官評定的各因素主次為B>A>D>C，即單甘酯>馬鈴薯粉>白砂糖>牦牛奶粉。由結果可知，馬鈴薯粉以A2為最佳，單甘酯以B2為最佳，牦牛奶粉以C3為最佳，白砂糖以D1為最佳。綜合來看A2B2C3D1為最佳組合，即各輔料最佳的添加量為馬鈴薯粉60%、單甘酯5%、牦牛奶粉15%、白砂糖15%。

優(yōu)化馬鈴薯早餐粉調味配方時，影響產品感官評定的各因素主次為B>A>D>C，即單甘酯>馬鈴薯粉>白砂糖>牦牛奶粉。馬鈴薯粉添加量對早餐粉感官品質的影響達到極顯著水平（P<0.01），單甘酯對早餐粉感官品質的影響達到極顯著水平（P<0.01），白砂糖對早餐粉感官品質的影響達到顯著水平（P<0.05），牦牛奶粉對早餐粉感官品質的影響差異不顯著。

3 結論

該試驗對馬鈴薯早餐粉的生產工藝以及調味配方進行了優(yōu)化。通過單因素、正交試驗確定了噴霧干燥工藝的參數和最佳調味配方，結果表明在馬鈴薯生全粉中添加5%的麥芽糊精作為干燥助劑，可以明顯提高集粉率;噴霧干燥時選擇料液比為1∶70、進風口溫度為180 ℃、轉子速度17 r/min，產品的集粉率最高，各參數對產品集粉率的影響主次因子順序為料液比、進風口溫度、轉子轉速;馬鈴薯粉、單甘酯的添加量都對產品感官品質有極顯著影響，白砂糖添加量對產品感官品質的影響顯著，影響產品感官評定的主次順序為單甘酯>馬鈴薯粉>白砂糖>牦牛奶粉，最佳配方為馬鈴薯粉60%、單甘酯5%、白砂糖15%、牦牛奶粉15%。

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