楊世雄，張 玲，張雪梅，李 雪，張歡歡，梁葉星，高飛虎

（重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶 401329）

甘薯全粉可根據(jù)其不同特性添加至各類食品中或制成速溶代餐粉等產(chǎn)品[1-9]，甚至可做脂肪替代品或提取其活性成分制成抗氧化面膜等產(chǎn)品[10-11]。甘薯全粉水分含量低（7%～8%），易貯藏，不但解決了甘薯貯藏期間易霉?fàn)€、貯藏期短的問題，而且加工過程環(huán)保、用水少、無廢料[12]。隨著生活水平日益改善，消費(fèi)者對(duì)健康飲食也有了更高的標(biāo)準(zhǔn)和追求。目前，國(guó)內(nèi)甘薯多為鮮食或用作飼料，精深加工率極低，要推動(dòng)甘薯產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，勢(shì)必要研發(fā)健康、營(yíng)養(yǎng)、感官等方面均可被消費(fèi)者接受的產(chǎn)品，而富含高膳食纖維、營(yíng)養(yǎng)成分全面的甘薯全粉則是甘薯高值化利用的重要手段。

甘薯富含膳食纖維、胡蘿卜素等多種活性物質(zhì)，其膳食纖維含量高達(dá)1.2%，是大米的12 倍[13-14]。甘薯全粉基本包含了新鮮甘薯除薯皮外的全部干物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)豐富，其作為一種優(yōu)質(zhì)的食品原料便于制作各種食品，近年來在國(guó)內(nèi)外得到迅速發(fā)展。論述甘薯全粉的制備工藝及特性，并對(duì)如何提高甘薯全粉在主食化食品和其他行業(yè)中的應(yīng)用及促進(jìn)甘薯產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展進(jìn)行了展望，以期為甘薯全粉標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)和高值化利用奠定基礎(chǔ)。

1 甘薯全粉的制備

1.1 基本工藝

甘薯全粉是一種甘薯脫水制品，以新鮮甘薯為原料，通過清洗、去皮、切片、護(hù)色、蒸煮、干燥、粉碎等工藝處理，得到細(xì)粉末狀、顆粒狀或片屑狀產(chǎn)品[15-16]。具體工藝流程如下：

新鮮甘薯→篩選→清洗→去皮→切片→再清洗→護(hù)色→蒸煮→干燥→粉碎→包裝→甘薯全粉。

（1） 篩選。選擇形狀規(guī)則、無破損、無蟲害、無發(fā)芽，且還原糖含量低、干物質(zhì)含量高的甘薯作為制備全粉的原料。

（2） 去皮。主要有手工去皮法、機(jī)械去皮法、蒸汽去皮法、化學(xué)去皮法及輻射去皮法[17]。

（2） 切片。切成3～5 mm 薄片。

（3） 護(hù)色。一般采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%的抗環(huán)血酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06%的檸檬酸進(jìn)行護(hù)色。

（4） 熟制。采用100 ℃蒸汽蒸熟，時(shí)間為20 min左右。

（5） 干燥。一般采用熱風(fēng)方式進(jìn)行干制，溫度設(shè)定為55～60 ℃，含水率控制在10%以內(nèi)。

（6） 粉碎。采用粉碎機(jī)粉碎，過80～100 目篩。

1.2 不同去皮工藝比較

甘薯全粉5 種去皮工藝的特點(diǎn)不同，可根據(jù)實(shí)際情況自行選擇。

甘薯全粉5 種去皮工藝比較[18-20]見表1。

表1 甘薯全粉5 種去皮工藝比較

1.3 不同烘干工藝比較

在甘薯全粉的加工中，不同干燥工藝對(duì)其理化特性及感官品質(zhì)有著重要影響[21-23]。熱風(fēng)干燥仍是目前應(yīng)用最廣、最為經(jīng)濟(jì)的干燥工藝，但隨著其制備工藝的日益完善和對(duì)產(chǎn)品屬性及品質(zhì)要求的提高，近些年出現(xiàn)了真空干燥、冷凍干燥、紅外干燥、微波干燥、噴霧干燥及變壓溫差膨化等其他干燥工藝。下面就常見甘薯全粉不同干燥工藝的特點(diǎn)進(jìn)行比較。

甘薯全粉不同烘干工藝比較[24-26]見表2。

表2 甘薯全粉不同烘干工藝比較

2 甘薯全粉的特性

2.1 基本成分

不同品種及不同工藝均會(huì)造成甘薯全粉基本成分的差異，淀粉含量較高的品種原料可以用來制作甘薯淀粉或者微生物發(fā)酵基料[11]，還原糖含量較高的則可用來加工果脯、薯干等休閑食品，蛋白含量較高的原料可以用來提取蛋白，花青素、膳食纖維等；含量較高的原料可以加工富含膳食纖維的功能性食品等[42-46]。不同的加工工藝會(huì)造成甘薯全粉基本成分的不同，如熟全粉的還原糖含量較生全粉還原糖高，這是因?yàn)樵谡糁筮^程中有部分淀粉轉(zhuǎn)化為還原糖。

甘薯全粉的基本成分[47-48]見表3。

表3 甘薯全粉的基本成分/%

2.2 表面微觀結(jié)構(gòu)

甘薯全粉SEM圖見圖1[23]。

圖1 甘薯全粉SEM 圖

由圖1 可知，在電鏡照片放大300 倍條件下觀察，甘薯全粉的顆粒大多數(shù)呈球形和橢圓形顆粒及一些片狀、碎屑狀等不規(guī)則形狀組成，有部分顆粒表面向內(nèi)凹進(jìn)，可能是由于甘薯在生長(zhǎng)過程酶的作用或者在磨粉等過程中受到機(jī)械損傷造成的。球形和橢圓形顆粒為甘薯全粉中的淀粉顆粒，而在淀粉顆粒表面附著或散落的不規(guī)則塊狀和片狀物，可能是甘薯全粉中蛋白質(zhì)、多糖、脂質(zhì)等物質(zhì)。

2.3 色澤

不同品種甘薯原料制得的甘薯全粉色澤差異較大，對(duì)比不同品種甘薯全粉會(huì)發(fā)現(xiàn)偏紫色品種甘薯全粉的a*值較高，b*值較低；杏黃色甘薯較紫色品種而言，絕大部分品種的a*值較低，b*值較高。同一品種的甘薯原料通過不同的干制手段制得的甘薯全粉色澤也不同。一般通過冷凍干燥的甘薯全粉色澤比較鮮亮，白度亮度較高，而通過熱風(fēng)干燥和熱泵干燥的甘薯全粉色澤顏色較深，因?yàn)楦适碜鳛橐环N熱敏性物質(zhì)，受熱時(shí)間過長(zhǎng)易引發(fā)褐變[12]。

2.4 碘藍(lán)值

碘藍(lán)值的大小表示游離淀粉含量的多少，而游離淀粉含量是甘薯全粉特性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，游離淀粉含量的多少代表甘薯細(xì)胞經(jīng)加工后的破損程度。品質(zhì)越好的甘薯全粉游離淀粉含量越少，碘藍(lán)值越小，游離淀粉含量的多少對(duì)甘薯全粉在蒸煮過程中水分的吸收和體積的膨脹至關(guān)重要。不同品種原料及加工工藝會(huì)顯著影響甘薯全粉的碘藍(lán)值，如不同的粉碎工藝對(duì)全粉顆粒的完整性具有較大影響，經(jīng)超微粉碎制得的全粉顆粒破碎程度較普通粉碎高。生全粉碘藍(lán)值普遍小于熟全粉，在熟制過程中，高溫加熱會(huì)破壞細(xì)胞的完整性，從而導(dǎo)致甘薯全粉的碘藍(lán)值較低。

2.5 持油性

持油性對(duì)以甘薯全粉基為基料的配方設(shè)計(jì)具有重要的參考意義。甘薯全粉持油性受到加工工藝等多方面因素的影響，冷凍干燥制得全粉持油力明顯高于熱風(fēng)干燥制得的全粉，蛋白質(zhì)中含非極性尾端較多的蛋白質(zhì)含量越高，持油性也就越高[49]。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的持油性大小來判斷，持油性越好，配方中油脂的可添加量也就越高[50]。

2.6 持水性

持水性對(duì)添加甘薯全粉食品的配方設(shè)計(jì)具有重要參考意義，持水性高時(shí)可適當(dāng)?shù)卦黾铀暮?，防止產(chǎn)品中水分的過度揮發(fā)，可有效提升食品的感官品質(zhì)[51]。持水性的差異與淀粉內(nèi)部束水基團(tuán)的位置及其含量有關(guān)[52]。不同加工工藝對(duì)全粉的持水性具有顯著差異，在冷凍干燥方式下制得的甘薯全粉持水性優(yōu)于熱風(fēng)干燥制得的全粉。熟甘薯全粉較生全粉的持水性較好，原因可能是由于熟甘薯全粉在加工過程中經(jīng)歷了蒸煮環(huán)節(jié)。在此過程中，甘薯中的淀粉發(fā)生了糊化，從而導(dǎo)致其淀粉分子內(nèi)部的直鏈淀粉溶出，分子內(nèi)部的親水基團(tuán)被暴露出來，因此，熟甘薯全粉中有更多的親水基團(tuán)可以與水分子之間形成氫鍵，使得其持水性比生全粉的持水性更好[53]。

2.7 凝膠特性

凝膠特性是溶膠或溶液在適當(dāng)條件下轉(zhuǎn)變?yōu)槟z的過程，是特殊的半固體狀態(tài)[53]。食品加工過程中，不僅可以利用凝膠作用形成凝膠，還可以用來增加稠度、液體穩(wěn)定性等[54]。甘薯全粉中淀粉含量較高，在加工過程中，其通過糊化作用而形成凝膠。生全粉的凝膠特性較熟全粉要好，因?yàn)樯蹖?duì)淀粉的保留程度較高。因此，便于淀粉形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.8 吸水膨脹性

甘薯全粉顆粒在水中經(jīng)加熱吸水膨脹，使得水分子進(jìn)入顆粒內(nèi)部，其晶體結(jié)構(gòu)遭到了破壞，淀粉分子和水分子間形成氫鍵，淀粉顆粒發(fā)生膨脹，而沒有與水分子結(jié)合的淀粉分子則溶入到了水中[53]。吸水膨脹性反映了甘薯全粉吸收水分的能力和直鏈淀粉的浸出程度，直鏈淀粉溶出越多，則說明親水基團(tuán)暴露的越多，吸水膨脹性越好。由于熟甘薯全粉被加熱糊化后淀粉分子發(fā)生解體，直鏈淀粉溶出比生全粉要多，因此熟全粉的吸水膨脹性比生全粉的要好。

2.9 凍融穩(wěn)定性

在食品的冷藏和冷加工過程中，其內(nèi)部水分的流動(dòng)及隨后的冷凍所帶來的食品的相變化是影響冷凍食品品質(zhì)的重要因素[54]。凍融穩(wěn)定性可以反映食品在冷加工和貯藏過程中的穩(wěn)定性，析水率越低，凍融穩(wěn)定性越好，說明越宜在低溫條件下加工和貯藏。甘薯全粉中的直鏈淀粉糊化后經(jīng)冷凍和解凍會(huì)出現(xiàn)吸水現(xiàn)象，主要是由于在冷凍過程中直鏈、支鏈淀粉的直鏈部分通過氫鍵互相結(jié)合，產(chǎn)生結(jié)晶，破壞其膠體性質(zhì)，在解凍后會(huì)析出水分[55]。Guo T 等人[56]研究了凍融處理對(duì)甘薯全粉品質(zhì)的影響，研究發(fā)現(xiàn)隨著凍融次數(shù)的增加，全粉黏度下降速度加快，持水能力和凍融穩(wěn)定性提高，所有全粉表現(xiàn)為假流塑性流體。甘薯熟全粉在加工過程中經(jīng)歷了蒸煮環(huán)節(jié)，使得淀粉發(fā)生了糊化，有更多的親水基團(tuán)可以與水分子之間形成氫鍵，使得其持水性比生全粉的持水性更好，故熟甘薯全粉的凍融穩(wěn)定性較生全粉要好。

3 結(jié)語

目前，甘薯除了鮮食和飼料用外，主要用于淀粉粉生產(chǎn)，在甘薯淀粉生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水廢渣，在生產(chǎn)上還不具備高效、低耗處理甘薯淀粉生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物，不僅造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，還導(dǎo)致了大量甘薯資源的浪費(fèi)，在很大程度上限制了甘薯產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。甘薯全粉作為食品工業(yè)原料或中間原料，不僅基本保留了鮮甘薯中營(yíng)養(yǎng)成分，更重要的是其加工過程沒有任何廢棄物，真正做到了甘薯資源的“零”剩余。因此，加強(qiáng)對(duì)甘薯全粉特性的研究對(duì)拓寬其在食品工業(yè)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。

為了甘薯全粉產(chǎn)品品質(zhì)能夠進(jìn)一步提升并得到高值化利用提出3 點(diǎn)建議：一是進(jìn)一步優(yōu)化甘薯全粉制備工藝，尤其是要加大對(duì)甘薯全粉生產(chǎn)工藝的規(guī)范化及其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化的研究，最大可能地避免因不同加工工藝造成產(chǎn)品特性、品質(zhì)及口感等的顯著差異，為甘薯全粉的利用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二是加強(qiáng)甘薯全粉功能強(qiáng)化食品的研制，尤其是要加大對(duì)富含甘薯全粉主食產(chǎn)品的研發(fā)，為甘薯全粉的綜合利用提供更多途徑，符合甘薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展需求。三是加大對(duì)甘薯全粉中類黃酮化合物等活性成分的提取研究，以便拓寬其在面膜等化妝品高附加值領(lǐng)域中的應(yīng)用。