劉振亞，曹曉虹，張佳佳，韓立宏,2*

1(北方民族大學(xué) 植物性農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,寧夏 銀川，750021) 2(寧夏瑞春雜糧股份有限公司，寧夏 固原，756000)

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)又名洋芋、土豆，山藥蛋等，茄科，茄屬，在我國(guó)已有460余年的種植歷史，廣泛分布于東北、西南、西北等地。馬鈴薯是世界第四大糧食作物，僅次于水稻、小麥和玉米。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)的最新統(tǒng)計(jì)，2014年，中國(guó)馬鈴薯的種植總面積和總產(chǎn)量分別為564.5萬(wàn)nm2和9 608.8萬(wàn)t，均排名世界第一。馬鈴薯塊莖是全球公認(rèn)的全營(yíng)養(yǎng)食品，富含人體所需的碳水化合物、蛋白質(zhì)、膳食纖維、維生素及礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)素。其中，馬鈴薯中的蛋白質(zhì)為完全蛋白，含有人體所必需的18種氨基酸，氨基酸的含量和比例也符合人體所需，而且賴氨酸含量豐富，能夠與大米、小麥等主糧互補(bǔ)[1]；馬鈴薯塊莖中維生素的含量非常豐富，每100 g鮮薯中含VC27mg、VB10.08 mg、VB20.04 mg、VE0.34 mg、胡蘿卜素30 mg，其中VB1的含量居常用蔬菜之冠[2]；馬鈴薯塊莖中還含有多種礦物質(zhì)，包括鈣、鐵、鋅、鉀、鈉、鎂、磷、硒等元素，有利于人體的生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝；此外，馬鈴薯塊莖中含有優(yōu)質(zhì)的膳食纖維和大量的木質(zhì)素，幾乎不含脂肪，含有的淀粉熱量低，使人容易產(chǎn)生飽腹感，不易引起體重的增加[3]。已有研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯還具有較好的藥用價(jià)值，如抗衰老、抗氧化，促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，保持呼吸道和消化道的潤(rùn)滑，預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化，抗癌等作用[4-6]。

鮮馬鈴薯中水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)79.50%[7]，不利于貯藏和運(yùn)輸，同時(shí)限制了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，對(duì)馬鈴薯進(jìn)行加工，就顯得尤為重要。2015年初，農(nóng)業(yè)部印發(fā)的《2015年種植業(yè)工作要點(diǎn)》中提出，推進(jìn)馬鈴薯主食產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和工藝流程改進(jìn)，提升馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化水平，為消費(fèi)者提供更多更好更營(yíng)養(yǎng)的主食產(chǎn)品。馬鈴薯全粉加工是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)，是馬鈴薯大規(guī)模轉(zhuǎn)化增值的有效途徑[8-9]，既可以充分利用我國(guó)的馬鈴薯資源、改善居民的膳食結(jié)構(gòu)，又可以提高薯農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入，是實(shí)現(xiàn)馬鈴薯主糧化的可靠著陸點(diǎn)。

1 馬鈴薯全粉及其加工工藝

1.1 馬鈴薯全粉及其分類

馬鈴薯全粉是以鮮馬鈴薯為原料，經(jīng)過(guò)清洗、去皮、切片、漂燙、冷卻、蒸煮、混合、調(diào)質(zhì)、干燥、制粉等一系列工序制成的顆粒狀或粉末狀產(chǎn)品，以馬鈴薯細(xì)胞單體或多個(gè)細(xì)胞的聚合體的形態(tài)存在[10-12]。馬鈴薯全粉有兩大顯著特點(diǎn)：一是含水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%以下，能夠長(zhǎng)時(shí)間保存；二是最大程度地保證了細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性，保留了除馬鈴薯皮以外幾乎所有的干物質(zhì)[13]，復(fù)水后的產(chǎn)品具有新鮮馬鈴薯的風(fēng)味、口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。馬鈴薯全粉具有成本低，貨架期長(zhǎng)，貯存穩(wěn)定性好，便于運(yùn)輸、再加工性能良好等優(yōu)點(diǎn)[14]，克服了鮮馬鈴薯的限制，得到了日益廣泛的關(guān)注。

馬鈴薯全粉可分為馬鈴薯顆粒全粉(potato granules)和雪花全粉(potato flakes)兩種[15]。由于加工工藝不同，導(dǎo)致2種全粉的形態(tài)和理化指標(biāo)有顯著差異，具體如表1所述。

表1 不同馬鈴薯全粉的特點(diǎn)Table 1 Characteristics of different potato flour

1.2 馬鈴薯全粉加工工藝及要求

1.2.1 馬鈴薯全粉加工工藝

目前馬鈴薯全粉的加工工藝主要有3種[16]：回填法、凍融法和滾筒干燥法，其中回填法和凍融法主要用于馬鈴薯顆粒全粉的生產(chǎn)，滾筒干燥法主要用于馬鈴薯雪花全粉的生產(chǎn)?；靥罘ㄉa(chǎn)馬鈴薯顆粒全粉，具有連續(xù)性高，產(chǎn)量大，能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外都較普遍；但是也有對(duì)原料和設(shè)備要求嚴(yán)格，設(shè)備較為大型，投入高，產(chǎn)品的質(zhì)量不易控制等缺點(diǎn)[15]。凍融法對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單，投入小，產(chǎn)品的質(zhì)量容易控制，得到的顆粒全粉營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失少：但適合于小規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)量低，能耗高。馬鈴薯雪花全粉的生產(chǎn)流程同回填法基本相同，只是缺少回填流程以及干燥工藝不同。馬鈴薯雪花全粉生產(chǎn)采用的是滾筒干燥技術(shù)，與顆粒全粉生產(chǎn)相比，具有生產(chǎn)可操作性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單，能耗低，生產(chǎn)周期短，出粉率高等優(yōu)點(diǎn)；但也有產(chǎn)品顆粒結(jié)構(gòu)破壞較嚴(yán)重，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失較多，復(fù)水后的產(chǎn)品不能完全具有鮮馬鈴薯的風(fēng)味、口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等缺點(diǎn)[17]。馬鈴薯全粉的3種加工工藝流程如圖1所示。

圖1 馬鈴薯全粉加工工藝流程Fig.1 Technological process of potato flour

1.2.2 馬鈴薯全粉生產(chǎn)要求

最大限度地保證細(xì)胞的完整性，避免營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失，是馬鈴薯全粉加工的重要原則。但生產(chǎn)中的蒸煮、干燥、粉碎等過(guò)程都會(huì)導(dǎo)致馬鈴薯細(xì)胞受損，影響產(chǎn)品品質(zhì)[18]。馬鈴薯顆粒全粉和雪花全粉的微觀結(jié)構(gòu)如圖2所示[20]，兩種全粉的細(xì)胞結(jié)構(gòu)都遭到了不同程度的破壞。在馬鈴薯顆粒全粉生產(chǎn)中，采用的氣流干燥技術(shù)和回填工藝流程，使馬鈴薯塊在脫水過(guò)程中自然碎裂為顆粒狀，細(xì)胞破壞程度小、完整性好，游離淀粉少，其中采用凍融法生產(chǎn)的顆粒全粉，細(xì)胞完整率可以達(dá)到90%以上，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保留較好。馬鈴薯雪花全粉的生產(chǎn)過(guò)程中，蒸煮、制泥、干燥、粉碎等工序都會(huì)導(dǎo)致不同數(shù)量的細(xì)胞受損，尤其在滾筒干燥過(guò)程中，較高的溫度和剪切力是引起細(xì)胞破碎的重要原因[19]。因此，馬鈴薯雪花全粉細(xì)胞破壞程度較大，含有一定比例的游離淀粉，黏度較大。但是，目前馬鈴薯雪花全粉憑借著工藝流程短，能耗低，成本少等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)著廣大市場(chǎng)。

a-馬鈴薯顆粒全粉;b-粉末狀雪花全粉;c-薄片狀雪花全粉圖2 馬鈴薯顆粒全粉和雪花全粉電鏡照片(100×)Fig.2 SEM images of potato granules and flakes(100×)

2 馬鈴薯全粉加工關(guān)鍵工藝研究進(jìn)展

無(wú)論馬鈴薯顆粒全粉還是雪花全粉，從選擇材料到獲得終產(chǎn)品，每個(gè)關(guān)鍵工藝都會(huì)影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量[21]。因此，為保證獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品以及提高經(jīng)濟(jì)效益，需要不斷優(yōu)化加工工藝或運(yùn)用新的技術(shù)。

2.1 加工原料的選擇

加工原料的質(zhì)量直接影響終產(chǎn)品的品質(zhì)。馬鈴薯品種多，種植分布廣，不同品種或不同地區(qū)的同一品種馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)成分差異較大。因此，原料的選擇對(duì)馬鈴薯全粉加工業(yè)顯得尤為重要。用于馬鈴薯全粉加工的薯種要求干物質(zhì)含量高，還原糖含量低，多酚氧化酶含量低且活性弱，糖苷生物堿等有毒物質(zhì)含量低，無(wú)病害，無(wú)機(jī)械損傷，薯皮薄，薯形圓潤(rùn)，芽眼少。有時(shí)為了生產(chǎn)專用的馬鈴薯全粉，需要選擇專用的薯種或指定栽培環(huán)境下的馬鈴薯。

侯飛娜等[22]選擇22個(gè)主要的馬鈴薯品種，研究同一工藝條件下全粉的蛋白質(zhì)品質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)概況，結(jié)果表明，不同品種馬鈴薯全粉的水分和干物質(zhì)中粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、淀粉、灰分含量差別很大，其中蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高的是大西洋品種馬鈴薯制得的全粉。HAASE[23]研究發(fā)現(xiàn)不同品種或同一品種馬鈴薯在不同加工工藝下所得全粉中游離葡萄糖、總糖和淀粉含量存在顯著差異。CARILLO等[24]選擇有機(jī)馬鈴薯為原料，采用不同的熱處理工藝，生產(chǎn)適合素食主義者食用的專用馬鈴薯全粉，并對(duì)其營(yíng)養(yǎng)概況做了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)環(huán)境下種植的馬鈴薯相比，有機(jī)馬鈴薯淀粉含量較低，而蛋白質(zhì)和必須氨基酸的含量更高(分別高出32.9%和20.4%)。因此，原料的選擇不僅要考慮基因型這樣的內(nèi)部因素，還要考慮到種植環(huán)境、加工方式等外部因素[25]，做到專用薯，專門(mén)種，以便生產(chǎn)可以滿足不同需求且消費(fèi)者歡迎的全粉制品。

2.2 去皮

薯皮中含有豐富的纖維，與薯肉的成分差異很大，相同加工條件下，不去皮很難保證終產(chǎn)品的質(zhì)量；薯皮中還含有一定濃度的有毒化合物(如糖苷生物堿、硝酸鹽等)，去皮可以顯著降低終產(chǎn)品的毒性，起到脫毒的作用。因此，去皮技術(shù)在馬鈴薯全粉產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中起決定性作用。糖苷生物堿主要位于馬鈴薯皮及皮下1.2～2 mm處，中央髓和內(nèi)皮層的含量非常低[26-28]。根據(jù)馬鈴薯塊莖大小，去皮工藝和品種的不同，完全去皮后，馬鈴薯總糖苷生物堿的含量可以降低80%～96%，不完全去皮可以降低20%～35%[29-31]。ELZBIETA[32]的研究也表明，在馬鈴薯全粉加工過(guò)程中，去皮能夠顯著降低糖苷生物堿和硝酸鹽的含量。

歐美國(guó)家馬鈴薯深加工產(chǎn)業(yè)比較成熟，對(duì)馬鈴薯去皮工藝研究也較多；國(guó)內(nèi)馬鈴薯深加工產(chǎn)業(yè)起步較晚，對(duì)馬鈴薯去皮工藝研究比較少[33]。國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的馬鈴薯去皮方法有機(jī)械去皮、蒸汽去皮、化學(xué)去皮、火法去皮、紅外輻射去皮等。各種去皮方法的比較如表2所示。蒸汽去皮是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的一種方法，技術(shù)和設(shè)備都比較成熟。

表2 不同去皮方法的比較Table 2 Comparison of different peeling methods

宗望遠(yuǎn)等[34]通過(guò)正交試驗(yàn)，研究蒸汽去皮法中影響馬鈴薯去皮效果的相關(guān)因素。結(jié)果表明，去皮的效果主要取決于蒸汽溫度和加熱時(shí)間2個(gè)因素，最優(yōu)的工藝參數(shù)組合為：蒸汽溫度133 ℃，加熱時(shí)間180 s，蒸汽壓力0.16 MPa，此工藝條件下馬鈴薯去皮率達(dá)98.6%，表層熟化厚度為3 mm。與化學(xué)去皮[35-37]相比，蒸汽去皮的得率更高，對(duì)芽眼等凹面部位去皮效果更好，且薯皮的回收利用率高，更符合食品生產(chǎn)中“健康、綠色、環(huán)?！钡睦砟?。但蒸汽去皮也存在表面熟化層過(guò)厚，不利于切片，浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題。BISHAI等[38]開(kāi)發(fā)了一種酶法去皮的新工藝，采用響應(yīng)面法(response surface method, RSM)優(yōu)化工藝參數(shù)，在60 ℃，pH 6.0的復(fù)合酶溶液(纖維素酶-木聚糖酶混合物與淀粉酶的比例為1∶1)中處理4 h，完整的馬鈴薯皮容易剝離，且損失率僅為0.52%。通過(guò)掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)和原子力顯微鏡(atomic force microscope,AFM)觀察發(fā)現(xiàn)，酶處理后的薯皮細(xì)胞壁出現(xiàn)了降解，薯皮的粗糙度降低，有利于薯皮從完整的塊莖上脫落。從去皮效果和食品安全的角度來(lái)看，酶法去皮完全可以取代傳統(tǒng)的去皮方法，但是是否可以應(yīng)用到大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)中，仍須進(jìn)一步研究。其次，去皮技術(shù)還需生產(chǎn)設(shè)備的革新，一直以來(lái)，工程師們根據(jù)不同去皮方法的原理，不斷研發(fā)節(jié)能、高效的去皮設(shè)備[39-41]，對(duì)馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有立竿見(jiàn)影的作用。

2.3 護(hù)色

去皮和切片后的馬鈴薯需要及時(shí)進(jìn)行護(hù)色處理以防褐變發(fā)生，護(hù)色的效果是決定終產(chǎn)品色相和品質(zhì)的關(guān)鍵。在全粉加工中，酶促褐變對(duì)產(chǎn)品顏色變化的影響最為明顯[42]。目前解決馬鈴薯酶促褐變的主要措施有：將其浸泡在低pH值的有機(jī)酸溶液(如醋酸、檸檬酸等)中，或經(jīng)過(guò)漂燙等處理，使多酚氧化酶和過(guò)氧化物酶活性降低甚至失活；將其浸泡在還原性的溶液(如VC溶液、亞硫酸鈉溶液、抗壞血酸溶液等)中，保護(hù)酚類物質(zhì)不被氧化成褐色的醌類物質(zhì)；分別選取合適的有機(jī)酸溶液和還原性的溶液，配制成護(hù)色效果更佳的復(fù)合護(hù)色劑。其次，非酶褐變也會(huì)影響馬鈴薯全粉的品質(zhì)。抑制非酶褐變，主要從降低馬鈴薯中還原糖的含量入手，可以選擇還原糖含量低的馬鈴薯品種作為原料，也可以將去皮或鮮切后的馬鈴薯浸泡在低pH值的酸性溶液中，使馬鈴薯中部分還原糖流失，同時(shí)也能利用低pH環(huán)境抑制美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)的速率[43]。

ZHAO等[44]研究發(fā)現(xiàn)，添加抗壞血酸、植酸、檸檬酸和L-半胱氨酸按照0.30%、0.35%、0.25%和0.30%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成的復(fù)合護(hù)色劑對(duì)馬鈴薯全粉的護(hù)色效果顯著優(yōu)于單一成分。周文萍等[45]的研究中也有類似的結(jié)論。MOSNEAGUTA等[46]將馬鈴薯切片分別浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的硫酸鈉(SAS)、檸檬酸(CA)、異硫氰酸鈉(SE)、蘋(píng)果酸(MA)、焦磷酸鈉(SAPP)和SAS-CA-SE的溶液中，研究不同物質(zhì)對(duì)鮮切馬鈴薯褐變、氣味和微生物生長(zhǎng)的作用。結(jié)果表明，SAS和SAS-CA-SE處理的抗酶促褐變效果最顯著，也能有效抑制微生物生長(zhǎng)，且不改變馬鈴薯氣味。沈耀衡等[47]結(jié)合漂洗、護(hù)色劑浸漬、漂燙、干燥等技術(shù)對(duì)馬鈴薯全粉進(jìn)行護(hù)色研究，結(jié)果得到的最佳護(hù)色組合為400 mg/L亞硫酸鈉溶液、浸泡時(shí)間為3 min、漂燙時(shí)間為20 s。該研究還指出，抗壞血酸、檸檬酸和亞硫酸鈉中護(hù)色效果最佳的是亞硫酸鈉，這是因?yàn)閬喠蛩猁}既能抑制酶促褐變，還能與葡萄糖等發(fā)生加成反應(yīng)，阻斷了羰基化合物(還原糖類)和氨基化合物間的反應(yīng)，降低了美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)引起的褐變[48]。關(guān)于漂燙的護(hù)色作用，也有文獻(xiàn)報(bào)道過(guò)[49]，漂燙能使鮮切馬鈴薯的多酚氧化酶(Polyphenol oxidase，PPO)和過(guò)氧化物酶(Peroxidase，POD)失活，抑制酶促褐變反應(yīng)，也可以使一部分還原糖流失，減少非酶褐變，同時(shí)也能降低馬鈴薯中糖苷生物堿、硝酸鹽等有毒物質(zhì)的含量[32]。

2.4 熟化

馬鈴薯是還原性較高的食物，其塊莖中含有豐富的還原性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如VC、VE、多酚類物質(zhì)、類胡蘿卜素、紫色馬鈴薯中的花色苷等[6]。在馬鈴薯的加工中，熟化很容易使上述營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失。此外，馬鈴薯塊莖中的淀粉、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在高溫熟化過(guò)程中會(huì)發(fā)生復(fù)雜的理化反應(yīng)，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化。但是，在馬鈴薯全粉加工過(guò)程中，熟化后的馬鈴薯經(jīng)過(guò)制泥，有利于后續(xù)的干燥和粉碎，大大提高了生產(chǎn)的連續(xù)性和效率。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于馬鈴薯的熟化方法有普通蒸煮、高壓蒸煮、微波加熱、紅外線烘焙等，普通蒸煮對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，節(jié)約成本，在馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用最為普遍。

劉娟等[50]的研究表明，普通蒸煮后馬鈴薯塊莖中蔗糖和還原糖含量增加，口味變甜。綠原酸的含量和馬鈴薯塊莖富集金屬離子的能力是影響蒸煮前后塊莖色澤變化的重要因素，綠原酸能與塊莖中的金屬離子反應(yīng)，生成穩(wěn)定的化合物而使塊莖的顏色變深[51-54]。馬鈴薯塊莖中纖維含量是決定蒸煮后硬度的主要因素，還與塊莖中淀粉糊化、果膠降解、細(xì)胞壁破損、細(xì)胞降解等有關(guān)[55]。王榛等[56]比較了蒸、煮、烘烤和微波烘烤4種熟化方法對(duì)紫色馬鈴薯?yè)]發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)形成的影響，發(fā)現(xiàn)不同熟化方式對(duì)其主體揮發(fā)性風(fēng)味化合物的影響各不相同，烘烤的馬鈴薯產(chǎn)生的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)最豐富，而微波烘烤產(chǎn)生的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)最單調(diào)。烘烤是溫度最高的熟化方式，馬鈴薯塊莖內(nèi)發(fā)生的理化反應(yīng)，如焦糖化反應(yīng)、美拉德反應(yīng)、脂質(zhì)和淀粉的降解等，使馬鈴薯的香味最濃郁。微波加熱的機(jī)理不同于其他3種熟化方式[57]，其快速加熱效應(yīng)會(huì)對(duì)馬鈴薯淀粉等物質(zhì)的亞顯微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[58]，微波及其產(chǎn)生的熱效應(yīng)對(duì)馬鈴薯淀粉顆粒大小、狀態(tài)、極化交叉、熱特性等也都有影響[59]，這可能是微波烘烤的馬鈴薯?yè)]發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)單調(diào)的原因。目前，有研究者提出運(yùn)用紅外輻射、歐米伽加熱等新的熟化技術(shù)，但這方面的研究還鮮有報(bào)道。

2.5 干燥

干燥也是馬鈴薯全粉加工的重要工序。常見(jiàn)的干燥方法有熱風(fēng)干燥、滾筒干燥、過(guò)熱干燥、真空冷凍干燥、噴霧干燥、微波干燥、紅外輻射干燥等。不同干燥方法的比較如表3所示。

表3 不同干燥方法的比較Table 3 Comparison of different drying methods

楊薇等[60]研究發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)干燥薯泥時(shí)明顯分為升速、恒速和降速3個(gè)階段，恒速階段溫度越高，干燥速率越快；70 ℃時(shí)的干燥速率是50 ℃的2倍；溫度低于50 ℃時(shí)，恒速和降速階段延長(zhǎng)，整個(gè)干燥周期變長(zhǎng)，得到的全粉顏色較深，品質(zhì)下降。YADAV等[19]對(duì)比了滾筒干燥和熱風(fēng)干燥制得的全粉的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)滾筒干燥的全粉直鏈淀粉含量增加，消化率增高，淀粉顆粒表面結(jié)構(gòu)受損，結(jié)晶度非常低。魏奇等[61]利用過(guò)熱蒸汽-真空聯(lián)合干燥技術(shù)制作馬鈴薯全粉，最佳工藝參數(shù)為過(guò)熱蒸汽干燥溫度105 ℃，轉(zhuǎn)換時(shí)間30 min，真空干燥溫度70 ℃。轉(zhuǎn)換時(shí)間對(duì)全粉品質(zhì)影響最大，其次是過(guò)熱蒸汽干燥溫度和真空干燥溫度。輻射干燥生產(chǎn)馬鈴薯全粉的研究還鮮有報(bào)道，但微波和紅外輻射干燥馬鈴薯切片的研究較多。JUNQUEIRA等[62]研究預(yù)處理和輻射功率對(duì)鮮薯切片微波干燥時(shí)間的影響，結(jié)果表明滲透脫水處理和增大功率都能顯著降低干燥時(shí)間。MOLLEKOPF等[63]通過(guò)微波處理研究馬鈴薯淀粉性質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)微波對(duì)馬鈴薯淀粉的形態(tài)有顯著的影響，在干燥期間淀粉顆粒收縮，堆積密度增加，干燥后期顆粒表面開(kāi)裂，吸水能力的提高。沈存寬等[64]采用了一種閃蒸干燥工藝生產(chǎn)馬鈴薯全粉，干燥工藝為預(yù)干燥(通過(guò)氣流流化床，溫度80 ℃，時(shí)間15 min)和閃蒸干燥(使用渦流閃蒸干燥機(jī)，溫度140 ℃，時(shí)間8 min)。與傳統(tǒng)的滾筒干燥和熱風(fēng)干燥相比，此工藝生產(chǎn)的全粉蛋白含量和灰分含量比較低，還原糖比較高，淀粉顆粒結(jié)構(gòu)更完整，糊化度下降了80%以上，碘藍(lán)值比雪花全粉下降了45%，凍融穩(wěn)定性更好。總之，閃蒸干燥工藝得到的全粉再加工性能好，適用性強(qiáng)，但礦物質(zhì)與蛋白質(zhì)的損失需進(jìn)一步研究。

2.6 降低細(xì)胞破損率

最大程度地保證細(xì)胞完整率是馬鈴薯全粉加工中最關(guān)鍵的工藝。導(dǎo)致細(xì)胞破損的原因主要涉及熱和機(jī)械處理兩方面。高溫或長(zhǎng)時(shí)間的熱處理，以及高強(qiáng)度的機(jī)械處理都容易破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流出，導(dǎo)致馬鈴薯全粉的品質(zhì)下降。優(yōu)化與熱和機(jī)械處理相關(guān)的工藝，避免高溫或長(zhǎng)時(shí)間的熱處理和強(qiáng)度過(guò)高的機(jī)械處理；增強(qiáng)細(xì)胞的抗破壞能力，增加細(xì)胞壁的強(qiáng)度，可以提高細(xì)胞完整率。黃洪媛等[65]研究游離淀粉含量低和色素保留較好的紫色馬鈴薯全粉生產(chǎn)工藝時(shí)發(fā)現(xiàn)，較適合的工藝為二次蒸煮+回填制粉，二次蒸煮的最佳工藝為浸鈣質(zhì)量濃度30×10-6g/mL，預(yù)煮(70 ℃，28 min)，冷卻，蒸煮(32 min)；回填制粉的最佳工藝為乳化劑(單硬脂酸甘油酯)的加量為0.30%，回填比例1∶2，攪拌時(shí)間2.5 min，此工藝條件下得到的80目全粉游離淀粉含量最低，顏色保留最好。預(yù)煮既可抑制酶促褐變，還能改變細(xì)胞間的作用力，同時(shí)使直鏈淀粉溶解并糊化，冷卻后老化成型，強(qiáng)化細(xì)胞壁，提高蒸煮過(guò)程中薯塊破碎力，有利于保持細(xì)胞完整[15,66]。在馬鈴薯全粉的工業(yè)生產(chǎn)中，常采用分級(jí)干燥來(lái)降低馬鈴薯細(xì)胞破損率。沈存寬[67]采用流化閃蒸二段干燥工藝生產(chǎn)馬鈴薯生全粉，與傳統(tǒng)干燥工藝相比，這種分段干燥工藝得到的全粉游離淀粉含量低，淀粉糊化度顯著降低，細(xì)胞完整性更好。預(yù)干燥可以活化薯泥中的水分和細(xì)胞間起粘結(jié)作用的可溶性物質(zhì)，使淀粉顆粒膨脹；在干燥過(guò)程中，膨脹的淀粉是細(xì)胞容易分離的內(nèi)源動(dòng)力，活化的水分能夠在高溫下迅速運(yùn)動(dòng)，避免物料表面水分蒸發(fā)過(guò)快而使細(xì)胞破損。KIM等[68]用果膠酶處理馬鈴薯制備全粉，與未處理的全粉相比，淀粉浸出少，但蛋白和灰分含量降低，表現(xiàn)出較高的黏度和溶解溫度，膨脹能力提高；電鏡下可以看到，經(jīng)果膠酶處理后，薄壁細(xì)胞呈橢圓形，細(xì)胞壁受損而皺縮，緊緊包裹淀粉顆粒。因此，保護(hù)和增強(qiáng)細(xì)胞壁，有利于馬鈴薯細(xì)胞在加工中維持完整，最大程度地保留營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。鈣是細(xì)胞壁和膜系統(tǒng)的重要成分，也參與許多酶促反應(yīng)，能夠維持細(xì)胞壁的穩(wěn)定性。黃洪媛等[65]的研究表明，隨著浸鈣質(zhì)量濃度增加，碘藍(lán)值和色澤均呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)隨著鈣質(zhì)量濃度的增加，細(xì)胞壁的硬度增強(qiáng)，但過(guò)高質(zhì)量濃度鈣的反作用需進(jìn)一步研究。梅新等[69]也有相似的結(jié)論。溫度較低的熱處理可以活化果膠甲酯酶(Pectin methylesterases,PME)，催化高甲氧基果膠轉(zhuǎn)化為低甲氧基果膠，從而結(jié)合更多的CaCl2，使細(xì)胞壁強(qiáng)度增加，提高馬鈴薯全粉加工過(guò)程中的細(xì)胞完整率[66,70]。

3 展望

(1)我國(guó)馬鈴薯資源豐富，馬鈴薯品種多，種植廣。應(yīng)深入研究馬鈴薯品種和種植環(huán)境與其深加工產(chǎn)品品質(zhì)之間的關(guān)系，選育出適合生產(chǎn)馬鈴薯全粉的專用薯種，并做到專用薯，專門(mén)種，以生產(chǎn)適合特定需求的高品質(zhì)全粉。

(2)進(jìn)一步研究馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)淀粉酶、果膠甲酯酶等活性物質(zhì)的作用機(jī)理，優(yōu)化最佳的預(yù)處理工藝，既可以降低淀粉酶的活性，又能增強(qiáng)果膠甲酯酶的活性，最大程度地保持馬鈴薯細(xì)胞完整。

(3)在優(yōu)化馬鈴薯全粉生產(chǎn)工藝的同時(shí)，注重生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)。高效、節(jié)能的加工設(shè)備有利于馬鈴薯全粉加工業(yè)的推廣。