红薯葛根复合糊的工艺优化研究

何胜生

（龙岩市农业科学研究所，福建 龙岩364000）

红薯葛根复合糊的工艺优化研究

何胜生

（龙岩市农业科学研究所，福建 龙岩364000）

以红薯和葛根粉为主要原料制作红薯葛根复合糊产品，通过正交实验对相关工艺参数进行优化。结果表明，红薯块采用柠檬酸质量分数0.2%，植酸质量分数0.1%复合护色，护色处理2.5 h，可使BD值最低，护色效果显著；干燥条件的适宜工艺参数为三段式温度干燥10 h；复合糊配方为红薯超微粉加入量100 g，葛根粉加入量50 g，大豆粉加入量8 g，白糖粉加入量35 g，植脂末加入量8 g品质最佳。

红薯；葛根粉；复合糊；工艺优化

红薯营养丰富，含有大量淀粉、可溶性糖、多种维生素和多种氨基酸外，还含有食物纤维以及钙、铁等矿物质，是非常好的天然营养食品。我国红薯每年产量高达1.5亿，占世界产量的80%［1］，同样，现代科学研究表明，葛根是一种营养独特、药食兼优的绿色保健食品，富含人体必需的氨基酸和钙、铁、硒、锌等微量元素，富含葛根素、黄豆甙、黄豆甙元等异黄酮类物质，具有清心明目、降血压、抗癌等作用［2］。随着现代加工研究日益广泛与深入，寻求将不同原料的营养、保健成分相结合成为研究的热点［3］。

采用气流旋涡式超微粉碎技术，以红薯和葛根粉为主要原料，制成一种营养均衡、一冲即糊、低热量高膳食纤维的即食健康食品。我国农村地区大量种植甘薯及葛根，所以该产品原料来源极为丰富［1，4］。重点探讨红薯葛根复合糊生产中无硫复合护色剂的选用、干燥条件的选择、产品配方等关键工艺参数，为红薯葛根复合糊的工业化生产奠定基础。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

红薯：“岩薯5号”品种，龙岩市农科所提供，该品种可溶性糖质量分数 5.79%，淀粉质量分数11.7%。（其中可溶性糖含量采用直接滴定法；淀粉含量测定采用GB/T 5009.9-2008食品中淀粉的测定方法）。

“泉水叮当”牌葛根粉：福建龙岩闽西好食品有限公司提供；大豆粉：黑龙江省完达山乳业股份有限公司提供；白糖粉：市售；植脂末：食品级。

TGL-16G型离心机：上海安亭科学仪器厂产品；WFJUV-2000型紫外-可见分光光度计：龙尼柯（仪器）有限公司产品；HK-230多用粉碎机：杭州赛旭食品机械有限公司产品；FCW-400超微粉碎机：即墨超微粉碎机厂产品；SDJ-300夹层锅：诸城市商鼎机械有限公司产品；冷却槽：福建龙岩闽西好食品有限公司自行研制；全自动搅拌机：昆山好用食品机械有限公司产品；DXDK80C全自动包装机：江苏南京星火全自动包装机械厂产品；恒温蒸汽烤房：上海试欣仪器设备有限公司产品。

1.2生产工艺流程

红薯→清洗→去皮→切块→护色→烫漂→冷却→干燥→粉碎→甘薯全粉→超微粉碎→配比混合→包装→成品

1.3操作要点

1.3.1原料选择选用新鲜红薯。收购装运过程做到通风透气，产地到加工运输时间掌握在10 t内。原料要求新鲜良好，薯块大小均匀、光滑，无病虫害、无霉烂发芽现象。原料运输途中必须用编织袋包装，尽量避免原料在装袋、运输过程中出现破皮现象。

1.3.2去皮清水洗净红薯表面泥沙，用刀除去红薯两端，削去表面薯皮或采用机械摩擦去皮方式。

1.3.3切块将护色好的红薯原料切块，厚度1～2 mm之间。

1.3.4护色将清洗的红薯放入柠檬酸质量分数0.2%，植酸质量分数0.1%复合护色液中护色处理1.5 h，护色液漫过红薯即可。

1.3.5烫漂及冷却切块后的红薯放入约95℃的温水中烫漂2～3min后放入冷水中冷却。

1.3.6干燥将冷却后红薯块放入烤房干燥，烘制水分质量分数6%～8%。烤房干燥条件选择为三段式干燥10 h。

1.3.7粉碎将干燥后的红薯块放入多用粉碎机中进行粉碎，得红薯全粉。

1.3.8超微粉碎将粉碎好的甘薯全粉放入超微粉碎机中进行超微粉碎。

1.3.9配料混合红薯粉、葛根粉、白糖粉、植脂末、大豆粉等几种配料放入全自动拌料机中混合均匀，应注意控制混合机的速度与混合时间，以便使物料充分混匀。

1.4试验方法

1.4.1无硫护色剂的选择褐变是甘薯产品加工中常出现的不良现象，护色是其加工中防止褐变的重要工序。亚硫酸氢钠价格低廉，护色效果良好，食品行业应用广泛。但考虑到亚硫酸氢钠在护色的过程中释放的SO2对人体健康存在危害 ，为保证食品中的SO2残留量不超标，作者进行无硫护色剂护色。使用单一护色剂时，护色效果均欠佳，应选配适合的复合护色剂［5-6］。在参考大量文献基础上，选择柠檬酸、植酸以一定比例混合为互补［7-8］。考虑到护色时间对红薯色泽的影响，作者选取护色液质量分数（A）、质量配比（柠檬酸：植酸）（B）和护色时间（C）为影响护色效果的主要因素。在单因素实验基础上，进行正交实验。以褐变度为主要考察指标，以期优化出最佳复合护色剂的护色工艺参数。正交因素水平见表1。

表1　因素水平表Table 1　Factors and Levels

1.4.2干燥温度的选择以“岩薯5号”红薯干率25%计算［9］，根据产品要求，薯块在含水率6%～8%、即薯块失重率在67%～69%之间工艺达到要求。烘干温度过高，会导致薯块水分散失过快，颜色加深而且表面干硬，外观皱缩；温度太低，内部水分不容易出来，干燥所需的时间长，能耗大，不适宜现代化生产。为此，我们进行试验选择3段温度（起初60℃烘烤，2 h后70℃烘烤，最后在60℃定型 ）、70℃、60℃3阶段温度的对比实验，测定失重率变化情况，并根据感官品质进行综合评定。

1.4.3配方正交实验设计作者以红薯超微粉为主要原料，选用葛根粉、大豆粉、白糖粉、植脂末的配方不同，直接影响产品的综合品质。在单因素实验的基础上，取红薯超微粉100 g，以葛根粉添加量、大豆粉添加量、白糖粉添加量、植脂末添加量作为实验因素，进行葛根粉、大豆粉、白糖粉、植脂末4因素3水平实验，以产品冲调性、冲调后的色泽、冲调后滋味综合品质评分，通过级差与方差分析确定最优工艺条件。正交因素水平见表2。

表2　因素水平表Table 2　Factors and levels

1.5指标检测和感官评价

1.5.1褐变度（BD值）的测定取样品3 g快速碾磨，加10倍体积的冰蒸馏水，在3 500 r/min的离心机中离心15min，进行过滤，用分光光度计在420 nm处测定吸光值A420nm，BD值以A420nm×10表示［10-11］。

1.5.2失重率的测定失重率=（（烘干前薯块质量一烘干中薯块质量）/烘干前薯块质量）×100%。

1.5.3感官评定方法采用100分制，由5位食品行业专业人员和20位食品企业人员组成感官评价小组，通过感官对产品冲调性、冲调后的色泽、冲调后滋 味的进行综合评分，取平均值。具体评分标准包括3方面 ：一是冲调性的品评，总分40分，以温水润湿调匀后，用90℃以上沸水冲调，1 min内均匀溶胀糊化，不接团，为30～40分；以温水润湿调匀后，用90℃以上沸水冲调，1 min内溶胀糊化，略有接团，为24～29分；以温水润湿调匀后，用90℃以上沸水冲调，1 min内溶胀糊化，接团多，为0～25分；二是滋味的品评，总分40分，具有红薯、葛根天然复合香气和滋味，爽口润滑、清甜可口，无异味，为30～40分；略有红薯、葛根天然复合的香气和滋味，口感一般，无异味，为24～29分；无红薯、葛根天然复合的香气和滋味，有轻微异味、为0～23分；三是冲调后的色泽品评，总分20分，半透明粘胶状，稠度均匀，色泽均匀呈微红玉色，有光泽，为15～20 分 ；半透明粘胶状，稠度一般，色泽无光泽为10～14分；无透明，稠度一般，色泽差，为0～9分。

1.5.4数据处理分析采用SAS分析软件进行数据统计分析，运用方差分析法（analysis of variance，ANOVA）进行显著性分析。

2　结果与分析

2.1无硫复合护色剂最佳复配方案的确定

无硫复合护色剂配方正交实验见表3，方差分析见表4。

表3　正交实验表Table 3　Orthogonal experiments

表4　方差分析Table 4 ANOVA

由直观分析图可看出，影响得分的各因素主次顺序为A＞B＞C，即护色液质量分数对薯块的褐变度（BD值）影响最大，其次为柠檬酸/植酸，最后为护色时间。实验得出无硫复合护色剂最优组合是A2B2C3。在护色液质量分数对0.3%、复合护色液的质量配比（柠檬酸/植酸）为2∶1，即复合护色液中柠檬酸质量分数0.2%，植酸质量分数0.1%时，护色处理2.5 h，可使BD值最低，由此配比得到的薯块透明.颜色金黄。

由上表5可以看出，因素A（护色液质量分数）是极显著因素，B（柠檬酸∶植酸质量比）是显著因素，C（护色时间）是不显著因素。在实际生产中，为了节省时间成本，护色时间可以选择1.5 h。

2.2干燥条件的选择

不同干燥温度下薯块质量随时间的变化见图1。由图1可知，在起初2 h内，60℃与3段温度干燥失重速度略快于70℃干燥，3种干燥处理下薯块失重率变化都是随着时间的延长而逐渐变缓。但 就产品质量来说，薯块70℃条件下经8 h烘干后失重率67%～69%之间，达到工艺参数要求，但表面完全干硬，颜色已偏深，为暗黄色；薯块在3段温度烘烤条件下经10 h烘干后，失重率达到工艺参数要求，薯块为鲜艳的金黄色颜色；薯块60℃条件下经15 h烘干后，失重率也达到工艺参数要求，薯块为鲜艳的金黄色颜色；考虑到脱水速度和产品质量，认为三段式温度烘干10 h更适宜产品的生产。

图1　不同干燥温度下薯块失重率随时间的变化Fig.1　Time course of weight loss rates of potato tubers at different drying tem peratures

2.3配方的选择

正交实验结果见表5，方差分析见表6，最佳配比因素重复实验结果见表10。

影响得分的各因素主次顺序为为A＞B＞D＞C。由表7得出最佳配比是A2B1C3D1，即在红薯超微粉100 g中，葛根粉的添加量50 g，大豆粉的添加量8 g，白糖粉的添加量35 g，植脂末的添加量8 g。在此工艺条件下所得产品用90℃以上沸水冲调，1 min内均匀溶胀糊化，不接团，色泽均匀呈微红玉色，具有红薯、葛根天然复合香气和滋味，爽口润滑、清甜可口。

表6　方差分析Table 6 ANOVA

由表6可以看出，因素A，B，C，D都是极显著因素。按照上述分析所选的最佳配方A2B1C3D1，进行重复实验，所得结果与正交实验一致。

2.4产品质量标准

2.4.1感官指标形态与色泽半透明粘胶状，稠度均匀，色泽均匀呈微红玉色，有光泽。滋味和气味具有红薯、葛根天然复合香气和滋味，爽口润滑、不涩口，不得有异味。

2.4.2理化指标水分（质量分数）≤12.0%，总糖（以葡萄糖计）≤50.0%，淀粉 （以葡萄糖计）≥40.0%，蛋白质≥2.5%（均以质量分数计）。

2.4.3卫生指标黄曲霉毒素B1（质量分数）≤5μg/kg，铅（以Pb计）≤0.2 mg/kg，无机砷（以 As计）≤0.2 mg/kg，汞（以Hg计）≤0.02mg/kg，铬（以Cr计）≤1.0mg/kg。二氧化硫残留量（以SO2计）≤30.0mg/kg。

2.4.4微生物指标菌落总数≤10 000 cfu/g，大肠菌群≤40 MPN/hg，霉菌≤50 cfu/g，致病菌（指肠道致病菌和致病性球菌）不得检出。

3　结语

红薯切块后采用柠檬酸质量分数0.2%，植酸质量分数0.1%无硫复合护色，护色处理2.5 h时其BD值最低，护色效果显著；采用三段式温度烘干10 h后，含水量达到工艺参数要求，薯块为鲜艳的金黄色颜色；通过正交实验，最佳工艺参数为红薯超微粉的添加量100 g，葛根粉的添加量50 g，大豆粉的添加量8 g，白糖粉的添加量35 g，植脂末的添加量8 g。在上述工艺下所得产品用开水冲调后马上糊化，具有红薯、葛根天然复合风味，爽口润滑、清甜可口。

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Optim ization for the Production of a M ixed Paste of Sweet Potato and Kudzu Root

HE Shengsheng
（Agricultural Research Institute of Longyan City，Longyan 364000，China）

The processing parameters for a m ixed paste of sweet potato and kudzu root were optim ized through orthogonal experiments.Results showed that the sweet potato pieces treated w ith 0.2%citric acid and 0.1%phytic acid for 2.5 h for color protection possessed the lowest BD value. The total drying time for three sections of different temperatures was 10 h.The optimal paste formulations were 100 g sweet potato ultra fine powder，50 g kudzu root powder，8 g soybean powder，35 g sugarpowderand 8 g cream.

sweetpotato，kudzu root，m ixed paste，optim ization

S 53

A

1673—1689（2016）04—0443—05

2014-12-30

国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-11-C-07）；福建省龙岩市重点科技项目（2014LY22）。

何胜生（1969—），男，福建武平人，农学硕士，副研究员，主要从事甘薯育种及加工研究。E-mail：hecaiyi04@sina.com