韓祿嬋，李弘文，靳燕，蔡雯雯，馮翠萍

（山西農(nóng)業(yè)大學 食品科學與工程學院，山西 太谷030801）

近年來，紫薯在國內(nèi)外市場上十分走俏，經(jīng)常食用紫薯有減肥、健美健身、抗衰老和防癌等作用，越來越受女性朋友青睞。我國現(xiàn)階段市售的紫薯主要以粗加工的干果類為主，在口感、方便性和營養(yǎng)利用方面尚有不足。紫薯速溶食品有著廣闊的市場空間，可帶動紫薯產(chǎn)地的經(jīng)濟發(fā)展。

紫薯（學名：Sol anum tuber dsm）又叫黑薯［1］，是我國傳統(tǒng)的特色農(nóng)產(chǎn)品，它含有豐富的淀粉、膳食纖維、胡蘿卜素、維生素A、B、C、E及鉀、鐵、銅、硒、鈣等10種微量元素和亞油酸等［2］，營養(yǎng)豐富，被營養(yǎng)學家們稱為營養(yǎng)最均衡的抗癌保健食品。紫薯中特有的花青素有美容養(yǎng)顏延緩衰老的效果［3］。紫薯中富含賴氨酸，添加小米粉、奶粉等作為輔助材料，速溶產(chǎn)品具有口感細膩、香味濃郁、營養(yǎng)豐富、攜帶方便、吸收效果好等特點。紫薯速溶產(chǎn)品擺脫傳統(tǒng)的紫薯制作工藝，不但帶給消費者強烈的感官沖擊，且采用粉末狀沖調(diào)的形式，迎合了消費者安全、健康的食品消費觀。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

市售新鮮紫薯、伊利全脂奶粉、市售散二十一號小米、護色劑（檸檬酸、乙二胺四乙酸二鈉、異抗壞血酸鈉）、麥芽糊精（DE為15～20）。

1.2 主要儀器設(shè)備

DJM50L型膠體磨（上海東華高壓均質(zhì)機廠）、GYB60－6S型高壓均質(zhì)機（上海東華高壓均質(zhì)機廠）、ZE－6000型色差儀（上海季諾科貿(mào)有限公司）、SY－6000小型高速噴霧干燥儀（上海世遠生物設(shè)備工程有限公司）、電子天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）、FK－A型組織搗碎機（江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠）、JXFM110錘式旋風磨（上海賽霸精密儀器有限公司）等。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

新鮮紫薯→挑選、清洗→去皮→切分→護色→蒸煮→加入適量的奶粉、小米粉、麥芽糊精、水進行調(diào)配→打漿→用檸檬酸調(diào)酸調(diào)色→膠磨→高壓均質(zhì)→噴霧干燥→收集包裝→成品

1.3.2 工藝操作要點

1）原料的選擇與處理 選擇無腐爛、無病變的新鮮紫薯，洗去表面的泥沙，用刀切去兩端和和不可食用的部分，削去表皮。

2）護色 將切分過的紫薯放入配置好的護色液（檸檬酸∶0.15%；EDTA－2 Na：0.1%；異抗壞血酸鈉：0.02%）中進行護色1 h［4］，護色液浸沒過紫薯即可。

3）調(diào)配 紫薯、小米粉、奶粉按10∶2∶1的比例混合，再加入20%DE為15～20的麥芽糊精，水與紫薯（重量）按4∶1的比例補充水量，按實驗設(shè)計混合。

4）膠磨、均質(zhì) 將調(diào)配好的料液加入膠體磨進行膠磨2次，在40 MPa、55℃的條件下進行高壓均質(zhì)，使體系均一穩(wěn)定。

5）噴霧干燥 將均質(zhì)好的紫薯液體噴霧干燥，選擇進風溫度120℃，出風溫度控制在60℃左右。

6）收集包裝 所得成品為干燥粉末，極易吸濕回潮［5］，噴霧干燥后應(yīng)立即收集包裝。

1.4 單因素試驗

研究輔料麥芽糊精、料液調(diào)配、噴霧進風溫度3個因素對料液感官和集粉率（集粉率＝噴霧干燥后產(chǎn)品質(zhì)量／噴霧干燥前料液質(zhì)量＊100%）的影響。

1）料液中添加麥芽糊精0%、10%、15%、20%、25%、30%時，對料液粘稠度、氣味、口感等感官指標的影響，重復3次。感官評定標準按100分制進行評分，評分標準為組織狀態(tài)60分，風味20分，色澤10分，沖調(diào)性10分。

2）料液調(diào)配比（鮮紫薯與水按1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10的重量比進行調(diào)配）對集粉率的影響。

3）噴霧干燥進風溫度（100、120、140、160、180、200、220、240℃）對集粉率的影響。

1.5 復因素試驗

紫薯產(chǎn)品原料配比對產(chǎn)品感官的影響試驗設(shè)計見表1，感官評定的方法同1.4。護色劑復配對產(chǎn)品色差的影響試驗設(shè)計見表2。

表1 紫薯速溶粉配方因子正交試驗設(shè)計表Table 1 Purple sweet potato instant powder for mulation factor table oforthogonal test design

表2 護色劑復配因子正交試驗設(shè)計表Table 2 Color protection agent factor table oforthogonal test design

2 結(jié)果與分析

2.1 麥芽糊精用量的確定

選用的增稠劑為麥芽糊精，能使產(chǎn)品具有良好的口感，速溶增稠乳化效果好，避免沉淀分層現(xiàn)象，延長保存期，在固體飲料中的參考用量為10%～30%［6］。分 別 加 入 0%、10%、15%、20%、25%、30%的麥芽糊精，由圖1可見，麥芽糊精的添加量為20%時產(chǎn)品感官最好。

2.2 料液的調(diào)配

料液的粘稠度決定了料液的流動性，直接影響噴霧干燥效果［7］。去皮后的鮮紫薯與水按1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10的重量比調(diào)配，再進行膠體磨、均質(zhì)機、噴霧干燥機，計算出產(chǎn)品的集粉率。由圖2可見，1∶2比例的料液太過粘稠，影響噴霧效果；1∶4比例的料液濃度適宜，噴霧效果很好；1∶6、1∶8、1∶10比例的料液太稀，噴霧效果很好，但生產(chǎn)效率太低。試驗中鮮紫薯與水按1∶4的比例調(diào)配。

圖1 麥芽糊精的用量對產(chǎn)品感官的影響Fig.1 Effect of maltodextrin and the amount of product sensory

圖2 料液比對集粉率的影響Fig.2 The ration of material to liquid on the effects of powder rate

2.3 噴霧干燥溫度的確定

噴霧干燥溫度是指進風口的溫度，受出風口溫度和泵的流量的影響［8］。試驗所用的SY－6000小型噴霧干燥機要求出風溫度為30～120℃，蠕動泵流量定在中檔位置。在噴霧前將進風溫度調(diào)至240℃，待穩(wěn)定后，開啟蠕動泵進行噴霧，觀察噴霧室內(nèi)的變化，然后逐漸降低溫度20℃，觀察噴霧室內(nèi)的噴霧情況，記錄出風溫度的變化。由圖3可見，進風溫度低于120℃時，紫薯粉開始出現(xiàn)粘壁現(xiàn)象，說明紫薯粉中濕度太大；當溫度在120～170℃時噴霧塔內(nèi)紫薯粉下落均勻，不粘壁；當溫度大于170℃出現(xiàn)焦粉現(xiàn)象［9］。溫度應(yīng)該控制在120～170℃之間，因為溫度越高，紫薯中花青素變化越大，產(chǎn)品越不穩(wěn)定，較低的溫度能夠很好地保持食品天然的色澤、營養(yǎng)和風味。噴霧干燥進風溫度120℃最佳。

圖3 噴霧干燥進風溫度對集粉率的影響Fig.3 Spray drying of inlet air temperature on the effect of powder rate

2.4 配方的選擇

選用新鮮紫薯、小米、奶粉的配方不同直接影響產(chǎn)品的綜合品質(zhì)，其因子水平和正交試驗結(jié)果見表3。

表3 紫薯粉配方因子L 9（3 3）正交試驗結(jié)果Table 3 Purple sweet potato powder formula factor L9（3 3）orthogonal test results

由R可見，3個因素影響的顯著水平由大到小為：A＞B＞C，即這3種因素對紫薯速溶粉風味影響強弱順序為：紫薯用量＞小米粉用量＞奶粉用量。據(jù)感官評定3個因素的最終得分，確定紫薯速溶粉的最優(yōu)配方為A2B2C3，紫薯粉用量50 g，小米粉用量10 g，奶粉用量10 g，原料紫薯粉、小米粉、奶粉的添加量比為5∶1∶1。

2.5 護色劑復配對紫薯速溶產(chǎn)品色澤的影響

2.5.1 正交試驗設(shè)計

選用檸檬酸、異VC鈉和乙二胺四乙酸二鈉3種護色劑進行復配，護色劑用量的不同直接影響產(chǎn)品色澤［10］，其因子水平和正交試驗結(jié)果見表4。

由表4可見，最優(yōu)組合為A3B1B1，即檸檬酸0.15 g·kg－1，乙二胺四乙酸二鈉0.1 g·kg－1，異VC鈉0.02 g·kg－1。從極差值可知，因素影響大小為檸檬酸＞乙二胺四乙酸二鈉＞異VC鈉。

2.5.2 方差分析

為了確定各因素影響的顯著程度，對數(shù)據(jù)進行方差分析，其結(jié)果見表5。

表4 護色劑復配因子L 9（3 3）正交試驗結(jié)果Table 4 Color protection agent factor L 9（3 3）orthogonal test results

表5 方差分析結(jié)果Table 5 Results of variance analysis

由表5方差分析可知，3種護色劑間差異不顯著，檸檬酸用量影響最大，其次是乙二胺四乙酸二鈉的用量，異VC鈉的用量的影響最小，與極差分析結(jié)果相同。

3 討論

隨著社會的進步，生活節(jié)奏的加快，很多人營養(yǎng)失衡，不健康的飲食習慣和不協(xié)調(diào)的飲食結(jié)構(gòu)使各種惡性慢性疾病（糖尿病、高血壓、冠心病、動脈硬化癥、癌癥等）的發(fā)病率逐年上升。近幾年食品安全事件頻發(fā)，食品添加劑的安全性更受重視，合成色素的使用越來越受限。

紫薯特有的色素有很高的利用價值。紫薯中色素的主要成分為氰定酰基葡糖苷和甲基花青素?；咸擒眨?1］。紫薯花青苷的花青苷有很好的耐光性和耐熱性，還有成本低、產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富等優(yōu)點，在自然界中很少有能與高花青苷的紫薯相媲美的植物。越來越多的紫薯食品將出現(xiàn)在日常飲食中，發(fā)展紫薯經(jīng)濟，充分利用紫薯的營養(yǎng)保健和藥理價值，提高紫薯的加工使用率和提高紫薯的附加值，將推動我國薯類經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起推動作用［12］。

4 結(jié)論

通過對紫薯速溶產(chǎn)品的研究，確定工藝原料紫薯粉、小米粉、奶粉最佳添加量比為5∶1∶1；護色劑檸檬酸、EDTA－2Na、異抗壞血酸鈉的添加量分別為0.15%、0.1%、0.02%；增稠劑麥芽糊精的用量為20%；按水、紫薯（重量）為4∶1的比例補充水量；在40 MPa、55℃條件下進行高壓均質(zhì)；噴霧干燥進風溫度為120℃。

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