本科毕业论文-马铃薯营养粉丝(条)的研制

PAGEPAGE44分类号：TS236.5单位代码：10193密级：学号：2009583硕士学位论文马铃薯营养粉丝（条）的研制StudyonPreparationofNutritionFortifiedPotatoNoodle作者姓名：学位类别：农学硕士专业名称：粮食油脂及植物蛋白工程研究方向：油脂化学与油脂产品工艺指导教师：所在学院：食品科学与工程学院年月分类号：TS236.5单位代码：10193密级：学号：2009583 硕士学位论文马铃薯营养粉丝（条）的研制StudyonPreparationofNutritionFortifiedPotatoNoodle学位类别：农学硕士专业名称：粮食油脂及植物蛋白工程研究方向：油脂化学与油脂产品工艺所在学院：食品科学与工程学院年月独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢所列内容外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文所有内容若有不实之处，本人愿意承担一切相关法律责任和后果。学位论文作者签名：签字日期：年月日关于学位论文使用授权的声明1、本人完全了解吉林农业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间所完成的论文及相关成果的知识产权属吉林农业大学所有，并同意将本论文的版权授权给吉林农业大学，学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。2、本人（同意/不同意，务必打印后填写）吉林农业大学将本论文版权授权给不同媒体进行电子出版、多媒体出版、网络出版以及其他形式出版（涉密学位论文解密后应遵守此协议）。3、本人声明毕业后若发表在攻读研究生学位期间完成的论文及相关的学术成果，必须以吉林农业大学作为第一署名单位。学位论文作者签名：签字日期：年月日指导教师签名： 签字日期：年月摘要本试验以马铃薯为原料，采用微波震荡破壁技术辅助提取马铃薯淀粉。并对“。”换成“，“。”换成“，”，删去“并”(1)研究微波辅助提取马铃薯淀粉的工艺条件。通过单因素单因素试验和正交试验研究微波功率、微波时间、破碎粒度、料水比这四个因素对淀粉提取率的影响。结果表明微结果表明：波功率、微波时间、破碎粒度、料水比均是影响淀粉提取率的极显著因素。在微波功率500w、微波时间4min、破碎粒度60目、料水比1:1(g/mL)时淀粉提取率最高，达93.85%，比同类报道高出4.28%。单因素试验结果表明：(2)对淀粉颗粒性质及理化性质进行研究，并与常规方式提取的马铃薯淀粉进行比较。结果表明制备结果表明：采用微波辅助技术提取的马铃薯淀粉，的马铃薯淀粉颗没有“颗”吧，颗粒大的为贝形，小的为圆形，平均粒径为23.1μm，直链淀粉含量为34.60%，淀粉糊透明度、溶解度和膨润力降低，凝沉性提高，结晶程度提高，峰值粘度为1332BU。结果表明：采用微波辅助技术提取的马铃薯淀粉，没有“颗”吧(3)本文删除：本文以马铃薯淀粉为主要原料，添加一定比例的营养强化剂，以粉丝的感官评分和品质特性(断条率、糊汤率、膨润度、硬度)为评价指标，采用高压挤出改性技术生产营养粉丝。通过单因素试验及正交试验，优化粉丝生产工艺。结果表明：一次挤出温度90℃、二次挤出温度90℃、水分添加量为32%时，粉丝品质最好。用此种工艺生产的粉丝具有良好的感官品质和蒸煮特性。删除：本文关键词：马铃薯粉丝，营养强化，微波，挤压AbstractThemicrowave-assistedextractionofpotatostarchfrompotatowasoptimizedinthispaper.Thegranulepropertiesandphysicochemicalpropertiesofpotatostarchsampleweredeterminedinthepaper.Thehot-extrusionformingwasusedtomakenutritionfortifiedpotatonoodle.Thecontentandconclusionsoftheresearchincludedthefollowingaspects:(1)Themicrowave-assistedextractionofpotatostarchfrompotatowasoptimizedinthispaper.Todothis,theeffectsoffourfactorsincludingmicrowavepower,microwavetreatmenttime,particlesizeandmaterial/liquidratioontheextractionrateofpotatostarchwereexploredbysingle-factorsandorthogonaldesignmethods.Theoptimalextractionswereextractionpowerof500w,microwavetreatmenttimeof4min,particlesizeof0.2mmandmaterial/liquidratioof1:1.Undertheseoptimalconditions,theextractionrateofpotatostarchfrompotatowasupto93.85%,itwasincreased4.28%thanthesamereport.(2)TheParticlepropertyandphysic-chemicalcharacteristicsofpotatostarchsampleweredetermined,coveringchemicalcompositions,granulemorphology,granulesizeandsolubilityandswellingpower,clarity,pasteviscosity.Resultsshowedthattheamylasecontentwas34.60%,withgranuleshapeofshellorrotundityandtheaveragegranulesizewas23.1μm.claritysolubilityandswellingpowerofMicrowavepotatostarchwasdipper,sedimentationwasstronger,thecrytalinitywasincreased,peakviscositywas1332BU.(3)Thehot-extrusionformingwasusedtomakenutritionfortifiedpotatonoodle.Potatostarchwasusedasthemainrawmaterial,acertainpercentageofNutritionFortifierswereaddedin.usinggeneralsensitivityevaluationscoresandqualities(brokenrate,cookingloss,cookedweight,rigidity)ofcookingpotatonoodleasevaluationindicator,bysinglefactorexperimentandorthogonalanalysis,theoptimalformulafornutritionfortifiedpotatonoodleswereasfollows:extrusiontemperatureⅠ90℃，extrusiontemperatureⅡ90℃.Theamountofwater32%.Thepotatonoodlehadthebestqualitywithhighgeneralsensitivityevaluationscoresandboilingresistance.Keywords:potatonoodles;NutritionFortifiers;microwave;extrusion目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IAbstract II目录 III1.前言 11.1我国马铃薯产业现状 11.2粉丝产业发展现状 21.3营养强化食品概述 41.4立题的背景及意义 51.5本课题研究的主要内容及创新点 62.材料与方法 72.1材料 72.2试验方法 83.结果与分析 153.1马铃薯主要化学成分分析 153.2微波辅助提取马铃薯淀粉结果与分析 153.3淀粉检测结果与分析 193.4营养粉丝研制结果与分析 294.讨论 375.结论 38参考文献 39作者简介 43致谢 44吉林农业大学硕士学位论文1.前言1.前言1.1我国马铃薯产业现状1.1.1马铃薯简介马铃薯（学名：Solanumtuberosum，英文：Potato）又名洋芋、土豆、山药蛋等，是一种一年生高产茄科作物[1-3]。马铃薯最早起源于秘鲁南部，到16世纪马铃薯的种植还只局限于南美洲，直到18世纪末，马铃薯才在欧洲大部广泛种植，成为该地区主要农作物之一。马铃薯在我国的传播可追溯到17世纪下半叶[4]。目前马铃薯在世界各地广泛种植，在全球二百多个国家和地区中约2/3以上种植马铃薯，马铃薯年产量约30亿吨[5-6]。马铃薯已经成为仅次于小麦、玉米、水稻之后的第四种主要作物[7]。马铃薯属块茎类作物，具有生长周期短、适应力能强、用途广、耐储藏等诸多特点。马铃薯可食部分为地下块茎。马铃薯块茎是缩短而肥大的变态茎，是其在生长过程中积累并储备营养物质的地方。马铃薯具有很高的营养价值，是一般粮食和蔬菜不能比拟的。马铃薯富含碳水化合物、蛋白质、纤维素、矿物质、维生素等多种营养成分。其中马铃薯蛋白属完全蛋白质，含有人体必需的8种氨基酸，并且必需氨基酸平衡性优于其它植物蛋白，与鸡蛋蛋白及牛奶蛋白相当，而且无致敏性。马铃薯富含铁、镁、钾、磷等多种矿物元素，其灰分呈碱性，具有平衡食物酸碱度的显著作用[1]。可以说马铃薯是一种营养丰富的健康食物。马铃薯（学名：Solanumtuberosum，英文：Potato）又名洋芋、土豆、山药蛋等，是一年生高产茄科作物[1-3]。马铃薯最早起源于秘鲁南部，到16世纪种植还只局限于南美洲，直到18世纪末，才在欧洲大部广泛种植，成为该地区主要农作物之一。马铃薯在我国的传播可追溯到17世纪下半叶[4]。目前，马铃薯在世界各地已广泛种植，在全球二百多个国家和地区中约2/3以上种植马铃薯，年产量约30亿吨[5-6]，已经成为仅次于小麦、玉米、水稻之后的第四种主要作物[7]。马铃薯属块茎类作物，具有生长周期短、适应力能强、用途广、耐储藏等诸多特点。马铃薯可食部分为地下块茎，块茎是缩短而肥大的变态茎，是其在生长过程中积累并储备营养物质的地方。马铃薯富含碳水化合物、蛋白质、纤维素、矿物质、维生素等多种营养成分及铁、镁、钾、磷等多种矿物元素，具有很高的营养价值，是一般粮食和蔬菜不能比拟的。其中，马铃薯蛋白属完全蛋白质，含有人体必需的8种氨基酸，并且必需氨基酸平衡性优于其它植物蛋白，与鸡蛋蛋白及牛奶蛋白相当，而且无致敏性。马铃薯灰分呈碱性，具有平衡食物酸碱度的显著作用[1]。可以说马铃薯是一种营养丰富的健康食物。表1-1马铃薯块茎营养成分Tab.1-1Compositionofthepotato单位：%淀粉粗蛋白质脂类矿物质维生素8~290.7~4.60.04~0.10.4~1.90.2~马铃薯生产现状马铃薯在我国已有近400年的栽培史。在过去20年间，发达国家马铃薯种植面积逐年减少，与之相反的是在发展中国家马铃薯种植面积却逐年上升。在我国种植结构调整过程中，唯一种植面积没有减少反而有所增加作物就是马铃薯[8]。目前，加“，”我国马铃薯种植面积超过1亿亩，单产突破1200公斤，产量占世界马铃薯产量的20%，种植总面积和总产量均居世界首位[9]。我国马铃薯主产区主要分布在黑龙江、吉林、内蒙古、山西和云、贵、川等地[10]。加“，”1.1.3马铃薯加工利用现状马铃薯集粮、菜、饲、工业原料用于一身，是全球经济贸易中的重要组成部分。大力发展马铃薯产业对保障粮食安全、促进农民增收具有重大意义[11]。据分析人士估计，目前，在国际市场上销售的马铃薯数量尚未达到其总产量的5%。在马铃薯消费形式上我国与欧美发达国家存在明显差异。在我国绝大多数地区马铃薯以蔬菜形式消费，仅在少数地区以主食形式消费，而在欧美国家马铃薯主要以主食形式消费。在广大的马铃薯产地，由于受到交通运输条件的限制，收获的鲜薯不能及时运出销售，约20%的马铃薯因贮藏不当而腐烂变质，造成资源的极大浪费，影响薯农经济收入。由于缺乏深加工技术和设备，马铃薯高产高效优势不能充分发挥。薯农只能将大部分没有鲜销的马铃薯加工成廉价的薯干或薯片，有些直接作为动物饲料消费，薯农种薯经济回报低，打击了薯农种薯积极性，影响了马铃薯产业的良性发展。我国马铃薯加工业总体水平远落后于欧美发达国家，不仅加工数量有限，而且加工深度不够，产品单一，食用安全性低[12-14]。我国马铃薯加工产品主要是粗淀粉、粉丝、粉条等，加工方式粗放，经济效益低[15-16]。在我国市场上尤其是北方市场马铃薯加工制品以粉丝、粉条等传统加工制品最为常见。传统粉丝（条）生产工艺落后，为提高粉丝（条）的成条性及柔韧性，都添加营养阻碍因子“明矾加上学名”，这就使得粉丝（条）的食用存在安全隐患，从而影响了这一传统美食的良性消费。而且传统粉丝生产过程中产生大量的蛋白水，几乎不做任何处理的自然排放，不仅造成了资源的巨大浪费，同时也带来严重的环境问题。如何高效利用蛋白水以及如何真正取消明矾在粉丝（条）中的应用，成为制约马铃薯产业发展的瓶颈。加上学名1.2粉丝产业发展现状1.2.1粉丝简介粉丝（条）是以淀粉含量丰富的豆类、薯类和杂粮等为主要原料，加工制成的丝状或条状干燥淀粉制品。粉丝（条）是我国的传统美食，在我国至少有1400年的加工历史。粉丝（条）富含碳水化合物、膳食纤维、蛋白质以及多种矿物质，具有良好的附味性，能吸收各种鲜美调料的味道，清嫩适口，爽滑耐嚼，深受广大消费者喜爱，在大众饮食中占有重要地位[17]。1.2.2粉丝现状粉丝（条）在我国历史悠久，享誉中外。在传统粉丝（条）加工过程中为提高出品率，改善产品的物理性口感，都添加明矾，业内有“无矾不成条”之说。我国食品添加剂使用标准（GB2760-2011）规定产品中铝的含量不得超过100mg/kg（干样品，以Al计），折算成明矾的用量不得超过千分之一（干样品）[18]。而普通粉丝（条）中明矾含量远高于这一规定。近年来的研究表明，铝对人体的危害主要表现为：（1）损害中枢神经系统，导致脑能量代谢混乱，出现神经功能障碍症[19-21]。（2）毒害人体免疫系统，影响细胞免疫功能，导致人体免疫力下降[22]。（3）影响胚胎发育，导致胚胎畸形发生率升高[23]。（4）影响成骨细胞生长发育，降低血磷浓度，导致骨质脱钙[24]。明矾限制了粉丝（条）的良性消费，成为粉丝（条）打入国际市场的绿色屏障[25]。研究表明大部分食物均含有铝，造成这一结果的原因主要有三个：=1\*GB2⑴铝元素天然存在于食物中。=2\*GB2⑵使用铝制烹饪用具加工烹调食物。=3\*GB2⑶含铝食品添加剂的使用。删除研究表明天然存在于食物中的铝元素很少，一般少于5mg/kg；使用铝制烹饪用具或锡纸，食物中的铝含量增加微乎其微。食物含铝的主要原因是含铝食品添加剂使用，这也是一般人从食物中摄入铝的主要来源[26]。考虑到铝在发育和认知等方面的毒性特征，以及食物中铝的主要来源，人们正在研究减少或取消硫酸铝钾和硫酸铝铵等含铝添加剂在食品中的应用，并探索用新的物质和方法取代其在食品中的应用。删除当前用于粉丝（条）加工的原料已不再局限于绿豆和甘薯淀粉，已经扩展到各种杂粮、大米、马铃薯等多种淀粉。来源不同的淀粉因其颗粒形状、分子量、直链淀粉含量等方面的不同，导致淀粉在糊化特性及老化特性上存在很大差异。也就是说淀粉品种将直接影响粉丝质量[27]。由于原料淀粉性质以及明矾用量等方面的原因，粉丝（条）常常出现不耐煮、易糊汤、质脆易断等质量问题。综合考虑粉丝质量和食品安全两方面，解决粉丝质量问题可以通过在粉丝生产过程加入辅料及一些不含铝食品添加剂来实现。近年来，有关粉丝（条）的明矾替代物及其作用机理的研究时有报道，并取得了一定的研究成果，但是直到目前为止尚未找到理想的明矾替代物[28-31]。粉丝行业是我国传统食品行业，近年来随着食品工业的迅猛发展，各地相继建立了许多粉丝（条）加工厂，但是在我国粉丝（条）生产大多数还是沿用传统的家庭作坊式生产模式[32]。不符合国家倡导的资源节约型、环境友好型及食品安全型企业模式。传统粉丝（条）加工工艺如下：淀粉→打芡→调粉→漏粉→煮粉→冷却→理粉→冷冻→干燥→成品此种方法不仅劳动强度大、效率低而且粉丝质量不稳定。在食品安全信任危机背景下，安全、营养、绿色、优质成为企业登陆市场的核心竞争力。加大技术创新，改变传统工艺，实现工艺创新，提高产品质量，已迫在眉睫。粉丝行业作为传统食品行业，必将走上规模化、自动化、标准化生产道路。1.3营养强化食品概述1.3.1营养强化食品定义根据营养需求在食物中添加一种或多种营养素或某些天然食品，以提高食品营养价值的过程即为食品营养强化。食品营养强化是对食物中重要营养素的补充和添加。经过营养强化的食品称为营养强化食品[33]。1.3.2营养强化剂及种类在营养强化过程中所添加的各种营养素或含有营养素的物质即为营养强化剂。食品营养强化剂主要包括维生素、氨基酸、矿物质、脂肪酸这个顺序跟下面介绍的顺序最好一致这4大类。此外还包括用于营养强化的天然食品及其制品[20]。在食品中添加营养强化剂，不仅可以弥补天然食物存在的营养缺陷，还可以改善食品中营养成分及其比例，满足人们对营养素的需求[35-37]。这个顺序跟下面介绍的顺序最好一致矿物质矿物质是构成人体组织和维持机体正常生理活动的重要物质。人体不能合成矿物质，但矿物质会随人体代谢排出体外，因此，需要不断从膳食中补充[38]。通过食品强化矿物质以维持人体的正常生理功能，是完全有必要的。我国食品营养强化剂使用标准规定了Ca、Fe、Zn、Mg、Cu、Mn、I和Se等8种允许使用的矿物质的使用范围和在食品中的强化量。在食品中强化钙、铁、锌最为常见。铁缺乏是全球尤其是发展中国家面临的最主要的营养问题之一，缺铁性贫血以及成为全球亟待解决的问题之一，铁强化是减少缺铁性贫血最有效的途径之一[39-42]。锌和钙也是人体极易缺乏的元素，强化锌、钙对减少和预防锌、钙缺乏症及因为缺乏锌、铁所引起的其他并发症有显著的效果[43-45]。在进行营养强化时，需根据食品的特点选择不同的矿物盐，其原则是吸收利用率要高，对食品的色、香、味、形没有影响，价格尽可能低廉。维生素维生素是维持人体正常生理功能的一类有机化合物。虽然人体对各种维生素的需要量都很少，但是维生素的作用却是极其重要的。最常用的维生素主要有：维生素A、维生素B1和B2、维生素C、维生素D、维生素E、叶酸及其衍生物[46-47]。氨基酸氨基酸是机体组织不可缺少的物质，氨基酸是构成机体蛋白和其他生命活性物质的重要原料。常用的氨基酸主要是人体必需的8种氨基酸及其衍生物。脂肪酸常用脂肪酸主要是多不饱和脂肪酸如：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、DHA和EPA等。1.3.3营养强化的重要性据统计，营养缺乏问题导致发展中国家每年在经济上损失约3%~5%的GDP标上全称。我国区域性营养调查结果显示，在我国营养缺乏问题普遍存在，并已成为当前亟待解决的重大问题。根据居民的营养状况、营养缺乏水平和营养需要，在广泛消费的食物（载体）中添加特定营养强化剂以补充所缺乏的营养素，能在不改变居民饮食习惯的前提下达到营养强化的目的[48]。标上全称以食品为载体补充营养素，能在不改变居民饮食习惯的前提下达到营养强化的目的。以食品为载体，实现营养强化，是目前最简便易行且最积极有效方式。1.4立题的背景及意义马铃薯是世界上仅次于小麦、水稻和玉米的第四种主要作物，是一种营养成分较全面的食物资源[1]。我国是马铃薯生产大国，马铃薯种植总面积和总产量均居世界首位。目前，我国马铃薯种植面积已超过1亿亩，单产突破1200公斤，产量占世界总产量的20%。吉林省马铃薯种植面积超过120万亩，产量超过300万吨，单产居全国第二位。与其他作物相比，马铃薯集粮、菜、饲、工业原料兼用于一身与前面黄色的部分不一样，不知道那个是正确的，是新世纪最有发展前景的高产经济作物之一。马铃薯在全球经济贸易中占有主要地位，在世界农产品市场上，其销售量列居第三位，与谷物相当。马铃薯营养丰富，鲜薯块茎含20％左右的碳水化合物，2%左右的蛋白质，1%左右的无机盐以及丰富的维生素C（40mg/100g）。由于我国马铃薯产区主要集中在“三北”（东北、西北、华北）、大西北地区，经过冬储后马铃薯的营养素损失严重。据统计在我国每年约50％马铃薯用于鲜食和饲用，约20％的马铃薯由于贮存不当而腐烂或变质而被废弃，而用于深加工的马铃薯约为年产量的30％，“薯贱伤农”、“丰产不丰收”的现象时有发生。因此，为促进马铃薯产业良性发展，马铃薯采后精深加工势在必行。国外马铃薯食品工业强大，对马铃薯生产、贮藏、产品加工以及生产过程的质量控制和产品的市场营销等多方面都进行了系统、全面、深入的研究。在美国、英国、德国、瑞典、法国等国马铃薯食品工业发展十分迅速，马铃薯人均消费量远高于我国。在美国，马铃薯在人们日常食品中的消费量仅次于牛奶。删除我国马铃薯食品加工业起步较晚，上世纪80年代中后期从欧美引进了薯片生产线及膨化食品生产技术，消耗少量的马铃薯。市场上马铃薯加工制品主要以粉丝（条）等传统加工品最为常见。粉丝（条）是以淀粉含量高的豆类、薯类和杂粮为主要原料加工制成的丝状或条状干燥淀粉制品，在我国已有千余年的加工历史。粉丝（条）富含碳水化合物、膳食纤维、蛋白质以及多种矿物质，具有良好的附味性，能吸收各种鲜美调料的味道，清嫩适口，爽滑耐嚼，深受广大消费者喜爱，在大众饮食中占有重要地位。在我国粉丝年消费量约500多万吨，并大量出口。但是传统粉丝（条）加工过程中为提高出品率，改善产品的物理性口感，都添加健康抑制成分“明矾”，业内有“无矾不成条”之说，大大限制了粉丝（条）这一传统美食的良性消费。与前面黄色的部分不一样，不知道那个是正确的删除营养、优质、安全是我国传统粉丝食品未来发展的主要方向。利用来源广泛、价格低廉的马铃薯淀粉，代替资源少、价格高的绿豆淀粉；采用高压挤出改性技术生产营养、优质、安全的马铃薯营养粉丝（条），取消了明矾的添加，消除铝对人体的危害，保证食品安；同时添加营养强化剂，强化微量营养素钙、铁、锌，生产高品质马铃薯营养粉丝无论是对马铃薯加工业还是对广大消费者都具有重要意义。1.5本课题研究的主要内容及创新点1.5.1本课题研究的主要内容（1）微波辅助提取马铃薯淀粉工艺研究。（2）微波辅助提取工艺对马铃薯淀粉性质影响的研究。（3）营养粉丝（条）的研制。1.5.2本课题的创新点（1）采用微波破壁技术对破碎后的马铃薯进行处理，进一步破坏马铃薯细胞壁，促进马铃薯淀粉和蛋白的解离，提高淀粉游离率，提高马铃薯淀粉的提取率。马铃薯淀粉提取率可达90%以上，较传统工艺（75%~82%）提高8%以上。（2）采用高压挤出改性技术生产马铃薯营养粉丝（条），与传统方式相比，工艺简单，无需打芡、煮粉，具有省时、节能、节水的特点，不仅大大降低粉丝生产成本，还实现了清洁生产，产生巨大的经济、环境效益；而且产品质量稳定，适合企业连续化、规模化生产。（3）无矾强化营养配方不仅取消了明矾的添加，消除铝对人体的危害，还实现了安全生产。在广泛消费的食物（粉丝）中强化钙、铁、锌，在不改变人们的饮食习惯的前提下实现钙、铁、锌营养强化的目的。吉林农业大学硕士学位论文2.材料与方法2.材料与方法2.1材料2.1.1材料与试剂马铃薯市售葡萄糖（分析纯）天津市北方天医化学试剂厂甲基红（分析纯）天津市大茂化学仪器供应站甲基橙（分析纯）天津市科密欧化学试剂开发中心碘化钾（分析纯）天津市光复精细化工研究所乙酸铅（分析纯）中国医药集团上海化学试剂公司硫酸铜（分析纯）北京化工厂石油醚（分析纯）北京化工厂溴化钾（分析纯）北京化工厂无水乙醇（分析纯）北京化工厂氢氧化钠（分析纯）北京化工厂无水乙醚（分析纯）天津市富宇精细化工有限公司酒石酸钾钠（分析纯）北京化工厂亚铁氰化钾（分析纯）天津市化学试剂三厂无水硫酸钠（分析纯）沈阳市新西试剂厂亚硫酸氢钠（分析纯）北京化工厂碘（分析纯）中国医药集团上海化学试剂公司盐酸（分析纯）北京化工厂MPS实验室自制CPS实验室自制硫酸（分析纯）北京化工厂硼酸（分析纯）北京化工厂电镜用硅片立晶光电科技有限公司马铃薯直链淀粉（标准品）Sigma公司马铃薯支链淀粉（标准品）Sigma公司哈药牌钙铁锌口服液哈药集团制药总厂2.1.2主要仪器与设备NN-J993微波炉Panasonic公司PHS-3DpH计上海精密科学仪器有限公司WSD=3\*ROMANIII白度仪北京康光仪器有限公司SX-8-10箱式电阻炉天津市泰斯特仪器有限公司HR2841多功能粉碎机PHLIPS公司KDC-1042低速离心机安徽中科中佳科学仪器有限公司803201布拉班德粘度仪德国布拉班德公司DY-40电动粉末压片机天津市科器高新技术公司X-射线衍射仪日本岛津公司BF-45A型搅拌机长春市盛达食品工业研究所机械厂JC-60IT通用挤出机长春市盛达食品工业研究所机械厂ASC-F型电子计价秤上海第二天平仪器厂GB204电子分析天平METTLERTOLEDOTA.XTplus物性测试仪英国StableMicroSystems公司SSX-550扫描电子显微镜日本岛津公司BPG-9240A精密鼓风干燥箱上海一恒科学仪器有限公司SHB-B95A循环水式多用真空泵郑州长城科工贸有限公司TU-1901双光束紫外可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司IRPrestige-21傅里叶变换红外光谱仪日本岛津公司2.2试验方法2.2.1马铃薯主要化学成分分析水分的测定采用GB5009.3-2010《食品中水分的测定》中的常压干燥法；淀粉的测定采用GB/T5009.9-2008《食品中淀粉的测定》中的酸水解法；脂肪的测定采用GB/T5009.6-2003《食品中脂肪的测定》中索氏抽提法；蛋白质的测定采用GB5009.5-2010《食品中蛋白质的测定》中的分光光度法；灰分的测定采用GB5009.4-2010《食品中灰分的测定》中灼烧重量法。2.2.2本试验每次称取500g清洗并已切块的马铃薯，进行破碎处理，将破碎后的马铃薯浆置于微波炉中在一定条件下微波震荡破壁处理，提取马铃薯淀粉。本试验不考察工艺用水对淀粉提取率影响，工艺用水量固定，料水比为1:4（g/mL)。马铃薯淀粉提取率计算公式如下：（公式2.1）微波辅助提取马铃薯淀粉工艺流程马铃薯→清洗去皮→破碎→调整料水比、微波处理→筛分分离（100目筛筛分粗纤维、200目筛筛分细纤维）→洗涤精制→脱水干燥→微波马铃薯淀粉（Microwavepotatostarch简写为：MPS微波辅助提取马铃薯淀粉单因素试验（1）微波功率对淀粉提取率的影响称取500g马铃薯，在破碎粒度40目、微波时间4min、料水比为1:1条件下，分别采用300w、400w、500w、600w、700w五个功率水平提取马铃薯淀粉，以马铃薯淀粉提取率为评价指标，考察微波功率对马铃薯淀粉提取率的影响。（2）微波时间对淀粉提取率的影响称取500g马铃薯，在破碎粒度40目、微波功率500w、料水比1:1、条件下，分别采用2min、3min、4min、5min、6min五个时间水平提取马铃薯淀粉，以马铃薯淀粉提取率为评价指标，考察微波时间对马铃薯淀粉提取率的影响。（3）破碎粒度对淀粉提取率的影响称取500g马铃薯，在微波功率500w、微波时间5min、料水比1:1条件下，分别采用20目、40目、60目、80目四个破碎粒度水平提取马铃薯淀粉，以马铃薯淀粉提取率为评价指标，考察破碎粒度对马铃薯淀粉提取率的影响。（4）料水比对淀粉提取率的影响称取500g马铃薯，在微波功率500w、微波时间4min、破碎粒度40目条件下，分别采用1:1、1:2、1:3、1:4（g/mL）四个料液比提取马铃薯淀粉，以马铃薯淀粉提取率为评价指标，考察料水比对马铃薯淀粉提取率微波辅助提取马铃薯淀粉正交试验设计在单因素试验基础上，为了得到最佳工艺条件，以微波功率、微波时间、破碎粒度、料水比为试验因素，选出3个较为合适的试验水平进行L9（34）正交试验（表2-1）表2-1因素水平表Tab.2-1Factorsandlevelsinorthogonalarraydesign水平因素A/微波功率（w）B/微波时间（min）C/破碎粒度（目）D/料水比（g/mL）14003201:125004401:236005601:32.2.3本试验每次称取500g清洗并已切块的马铃薯，进行破碎，破碎粒度80目。本试验不考察工艺用水对淀粉提取率影响，工艺用水量固定，料水比为1:4（g/mL)。马铃薯淀粉提取率计算公式同公式2.1。常规马铃薯淀粉提取工艺流程如下：马铃薯→清洗、去皮→破碎→筛分分离→洗精制→脱水干燥→马铃薯淀粉（Conventionalpotatostarch简写为：CPS）.4.1淀粉感官指标分析淀粉理化指标分析水分采用GB/T12087—2008《淀粉水分测定》中的烘箱法；灰分采用GB/T22427.1—2008《淀粉灰分测定》；蛋白质采用GB/T22427.10—2008《淀粉及其衍生物氮含量测定》；脂肪采用GB/T22427.3—2008《淀粉总脂肪测定》；细度采用GB/T22427.5—2008《淀粉细度测定》；白度采用GB/T22427.6—2008《淀粉白度测定》；斑点采用GB/T22427.4—2008《淀粉斑点测定》；pH采用GB/T8884—2007《马铃薯淀粉：pH值的测定》；纯度采用GB/T20378—淀粉颗粒性质研究（1）淀粉颗粒形貌、大小的研究将准备好的样品取微量，涂抹于电镜用硅片上使其均匀分散，干燥后用导电胶布粘到载物台上。将载物台置于离子溅射仪中进行镀金处理，将处理好的样品放入扫描电子显微镜下观察淀粉颗粒形貌并拍照，工作电压为15KV[49-50]。（2）淀粉颗粒偏光十字测定将准备好的淀粉样品取少量置于载玻片中央，加少量蒸馏水使其均匀分散，盖上盖玻片（注意避免出现气泡），然后在偏光显微镜下观察淀粉颗粒的偏光十字，并拍照[51-52]。（3）淀粉颗粒结晶结构测定用X-射线衍射仪采用步进扫描法进行测定[53]。样品准备：称取样品2g，用无水乙醇洗涤后在50℃干燥5h，研磨后用自动X-射线衍射仪分析。测定条件：粉末法，特征射线Cu-Kα，管压40kV，电流30mA，扫描范围3~70°，4°/min（12°/min淀粉理化性质研究（1）直链、支链淀粉含量测定采用双波长比色法测定马铃薯淀粉中直链淀粉和支链淀粉含量[54]。（2）淀粉糊透明度和凝沉性的测定称取一定量的淀粉样品置于烧杯中，加蒸馏水配成质量分数为1%的淀粉乳，沸水浴30min，并不断搅拌保持淀粉乳体积不变，冷却至室温，用分光光度计，以蒸馏水为空白，在620nm波长下，测定淀粉糊的吸光度[55]。将100ml配制好的质量分数为1%的淀粉乳，放入带塞量筒中，室温下静置24h记录上层清液和下层沉淀物体积。用下层沉淀物体积占糊总体积百分数表示淀粉糊的凝沉性[56]。（3）淀粉糊粘度的测定称取5g淀粉（绝干）加蒸馏水配制成5%的淀粉乳，置于Brabender测量杯中，以7.5℃/min的速率从35℃升温至95℃，95℃保温5min，再以7.5℃/min的速率降温至50℃，50℃保温1min，Brabender粘度仪自动绘制出一条随时间和温度变化的连续粘度曲线。测量范围为700cmg，转速250r/min，粘度单位为BU[57]。（4）淀粉凝胶特性研究配制质量分数为4%和6%的马铃薯淀粉乳，置于沸水浴中加热30min，使之完全糊化，不断搅拌并不时加入蒸馏水补足蒸发的水分。将完全糊化的淀粉糊取出冷却后，置于4℃冰箱中冷藏24h，使其形成淀粉凝胶。采用TA.XT.Plus质构仪进行凝胶性质测定，探头型号为P/0.5。按照以下条件进行测定：下压速度1.0mm/s，接触凝胶后下压速度为1.0mm/s，上升速度1.0mm/s，两次压缩间隔时间5s，压缩程度50%，感应力5g，数据提取速率为200pps[58-59]。测定4个平行样取平均值。（5）红外光谱分析使用IRPrestige-21型傅里叶变换红外光谱仪，采用KBr压片法对淀粉样品进行傅里叶变换红外光谱测定，测量范围4000-400cm-1，光谱分辨率为0.01cm-1。称取淀粉样品2mg，置于玛瑙研钵中研磨成细粉状，加入200mg已经干燥的KBr，充分混匀并研磨至平均颗粒尺寸2µm左右即可。将研磨好的淀粉与KBr的混合物均匀的放入模具中，采用电动粉末压片机压片。将透明的锭片，放入仪器光路中进行测定[60-62]。（6）淀粉溶解度与膨润度的测定（公式2.2）（公式2.3）式中：A为上清液蒸干恒重后的质量，g；m为绝干样品质量，g；P为离心后沉淀物质量，g。2.2.5营养粉丝的不用加“条”不用加“条”了本试验采用MPS为主要原料添加一定比例的营养强化剂，采用高压挤出改性技术生产马铃薯营养粉丝。工艺流程马铃薯淀粉®添加一定比列营养强化剂®调整水分含量（拌料）®一次挤出糊化®二次挤出成型®定长切割®晾粉老化®干燥®成品操作要点（1）营养强化剂添加量确定参照农业部《中国食物与营养发展纲要（20011-2020年）》中国居民膳食营养参考摄入量中的人均每日钙、铁、锌推荐摄入量，确定三种营养素在试验原料的添加量为每100g淀粉中添加钙198mg、铁2.78mg、锌2.64mg。（2）拌料利用搅拌机将马铃薯淀粉、营养强化剂、水以及食盐（每100百克淀粉添加食盐0.2克）混合搅拌均匀。（3）挤出、定长切割将拌好的混合料通过JC-60IT通用挤出机一次挤出糊化，二次挤出成型，将从二道挤出机挤出的粉丝进行初步疏散后定长切割。（4）晾粉、干燥单因素试验（1）一次挤出温度对粉丝品质的影响在二次挤出温度80℃、水分添加量为30%（原料淀粉水分含量为14.56%）时，一次挤出温度分别采用70℃、80℃、90℃、100℃、110℃五个温度水平，分别以粉丝的感官评分、断条率、膨润度、糊汤率、硬度为评价指标，考察一次挤出温度对粉丝品质的影响。（2）二次挤出温度对粉丝品质的影响在一次挤出温度为90℃、水分添加量为30%（原料淀粉水分含量为14.56%），二次挤出温度分别采用70℃、80℃、90℃、100℃、110℃五个温度水平，分别以粉丝的感官评分、断条率、膨润度、糊汤率、硬度为评价指标，考察二次挤出温度对粉丝品质的影响。（3）正交试验设计在单因素试验基础上，为了得到最佳工艺参数，以一次挤出温度、二次挤出温度、水分添加量为试验因素，每个因素选出3个较为合适的试验水平，不考虑交互作用，选用正交表L9（34）表2-2因素水平表Tab.2-2Factorsandlevelsinorthogonalarraydesign水平因素A/一次挤出温度（℃）B/二次挤出温度（℃）C/水分添加量（%）18070282908030310090322.2.6本试验邀请具有粉丝品评经验的专业人士10人，从粉丝色泽、形态、手感、口感、杂质、食味等方面进行感官评定。在自然光下对粉丝的色泽、形态、杂质进行检验。将粉丝在沸水中煮5min后品尝，对粉丝的口感（柔软度、爽滑度、韧性）、食味进行评价。并对粉丝的质构特性和烹煮品质（断条率、膨润度、糊汤率率）进行测定[63-67]。感官评定粉丝感官评价参照GB19048-2003进行，表2-3粉丝感官评分表Tab.2-3Thequalityscoringstandardsofstarchnoodles项目评分标准分值（分）项目评分标准分值（分）色泽（10）淡黄色，有光泽，呈半透明状8~10柔软度（20）柔软适中15~20色泽发暗，微有光泽5~8稍硬或稍软10~15色泽暗淡，无光泽1~5太硬或太软1~10形态（10）粉丝粗细均匀，无并条，表面光滑致密10~15粘度（20）爽口、不粘牙15~20部分弯曲，有并条，粗细欠均匀，表面粗糙有裂痕5~10较爽口、少粘牙10~15弯曲严重，粗细不均匀，有并条1~5不爽口、发粘1~10杂质（5）无外杂质4~5韧性（20）有咬劲、富有弹性20~25有少量杂质2~4一般12~20有大量杂质1~2咬劲差、弹性不足1~12手感（5）四个格式不一样四个格式不一样柔韧有弹性4~5食味（10）无异味8~10发硬、易断条2~4基本无异味4~7发硬、酥脆、极易断条1~2稍有异味1~粉丝断条率测定截取50根长度为20cm的无机械损伤的粉丝，于1000mL烧杯中加水900mL，水沸后放入粉丝并加盖表面皿，微沸煮25min，滤去水分，用玻璃棒数粉丝总条数，计算断条率[68]（公式2.4）式中：X——煮后总条数按上述方法试验3次，取平均值。粉丝膨润度及糊汤率测定参照Li和Vasanthan等人的方法并加以改进[69]。将长3cm左右的样品3.0000g（计W0）于常压下105℃烘4h，测定干物质质量W1，然后在100mL沸腾的蒸馏水中加热15min，轻轻搅拌，中途不断补充沸腾蒸馏水，以保证蒸馏水量为100mL。粉丝煮好后应迅速冷却，用吸水纸吸去粉丝表面附着水，测定含水物质量W2，再将含水物质于105℃烘4h，测得干物质质量W3[（公式2.5）（公式2.6）粉丝硬度的测定选取无裂纹、无弯曲、粗细均匀的样品粉丝10根，每根长度10cm，在200mL蒸馏水中煮沸10min，捞出，用冷蒸馏水淋洗放入蒸馏水中待测定。测定时先用吸水纸吸去表面水分，每根剪成5cm长，并用游标卡尺在不同的3个部位量取直径，取平均值，记录di，再在TA.XTplus物性测试仪上用HDP/VB探头按照以下条件进行测量[71]。测定条件：感应力5g，测试形变100%，测试前速度2.0mm/s，测试速度2.0mm/s，测试后速度2.0mm/s。每次测量一根，重复测量4根，取平均值[72]。Fmax应该是下标吧为最大剪切力，即剪切粉丝全部断裂（即测试形变100%）所达到的力（g）。应该是下标吧（公式2.7）吉林农业大学硕士学位论文3.结果与分析3.结果与分析3.1马铃薯主要化学成分分析结果按照国家标准测定马铃薯的各项指标，结果见表3-1。表3-1马铃薯基本成分结果Tab.3-1ResultsofmainingredientsinPotato成分水分（%）淀粉（%）脂肪（%）蛋白蛋白质（%）蛋白质灰分（%）马铃薯78.78.43.2微波辅助提取马铃薯淀粉结果与分析3.2.1单因素试验结果微波功率对马铃薯淀粉提取率的影响马铃薯淀粉生产的主要目的是尽可能多的提取马铃薯中所含的淀粉。微波是一种频率从300MHz至300GHz的高频电磁波能使物质在电磁场中加热的非电离能量。微波具有很强的穿透力，能使细胞液迅速升温，导致细胞内压增加，细胞破裂。微波辐射还能使水分子极化，降低固液扩散阻力\。由图3-1可知道删，删微波功率对淀粉提取率影响较大。起初淀粉提取率随着微波功率的增大而迅速提高，当微波功率超过500w，淀粉提取率随功率增大变化不大。原因是微波功率300w~500w范围时随着微波功率的增加，微波震荡破壁效果增强，淀粉游离率提高，淀粉提取率提高。当微波功率超过500w后，淀粉游离率随着功率的增大增加幅度不大，大功率微波震荡导致料液中细小薯渣数量增多，增大筛分分离难度，筛分损失淀粉增多。此外随着微波功率的增大，料液温度升高，淀粉溶解度增大，增大淀粉损失。因此，微波功率为500w左右为宜。图3-1微波功率对马铃薯淀粉提取率的影响Fig.3-1Effectofmicrowavepoweronextractionrateofpotatostarch微波时间对马铃薯淀粉提取率的影响由图3-2可知，微波时间对淀粉提取率影响很大。起初淀粉提取率随着微波时间的延长迅速提高，当微波时间超过4min后，淀粉提取率随时间延长增幅不大。原因是微波时间在2~4min范围时随着微波时间的延长，微波破壁效果增强，淀粉游离率提高。当微波时间超过4min后，料液中未破壁的细胞数量减少，淀粉游离率基本保持不变。延长微波处理时间，料液中细小薯渣数量增多，增大筛分分离难度，筛分损失增大。此外随着微波时间的延长，料液温度升高，淀粉溶解度增大，增加淀粉损失。因此，选择微波时间为4min左右为宜。图3-2微波时间对马铃薯淀粉提取率的影响Fig.3-2Effectofmicrowavetreatmenttimeonextractionrateofpotatostarch破碎粒度对马铃薯淀粉提取率的影响由图3-3可知，破碎粒度对淀粉提取率影响很大。起初淀粉提取率随着机械破碎效果的增强迅速提高，当破碎粒度超过60目后，淀粉提取率随机械破碎效果的增强变化不大。原因是破碎不充分，细胞破坏不完全，淀粉游离率低，导致淀粉提取率低。破碎过细增大筛分难度，同时增加能耗。因此，选择破碎粒度为60目左右为宜。图3-3破碎粒度对淀粉提取率的影响Fig.3-3Effectofparticlesizeonextractionrateofpotatostarch料水比对马铃薯淀粉提取率的影响由图3-4可知，料水比对马铃薯淀粉提取率影响很大。马铃薯淀粉提取率随料水比的增加而降低，在1:1时淀粉提取率最大。原因是随着料水比的增加，微波破壁效果减弱，料液还存在大量未破壁的马铃薯细胞，淀粉游离率降低，导致淀粉提取率降低。因此，选择料水比1:1（g/mL）为宜。图3-4料水比对淀粉提取率的影响Fig.3-4Effectofmaterial/liquidratioonextractionrateofpotatostarch3.2.2正交试验结果与分析采用SPSS16.0进行无空列正交试验方差分析，正交试验结果见表3-2，方差分析结果见表3-3。表3-2正交试验结果Tab.3-2Arrangementandexperimentalresultsoforthogonalarraydesign试验号ABCD淀粉提取率%1111187.22±0.072122287.70±0.073133392.75±0.054212290.17±0.075223193.72±0.056231290.00±0.057313292.18±0.188321390.36±0.059332190.94±0.17k189.2289.8689.1990.62k291.3090.5989.6089.96k391.1691.2393.0391.09极差R2.081.374.761.13注：结果表示为4个平行样的平均值±标准差。NOTE:Theresultswereexpressedastheaverageoffourparallelsamples±standarddeviation.由表3-2可知，微波辅助提取各因素对马铃薯淀粉提取率影响主次顺序为：C>A>B>D，即破碎粒度是影响马铃薯淀粉提取率的最主要因素，其次为微波功率、微波时间，料水比影响最小。由正交试验结果得到最佳工艺组合为A2B3C3D3，即微波功率500w由表3-3可知，微波功率、微波时间、破碎粒度、料水比均是影响马铃薯淀粉提取率的极显著影响因素。表3-3正交试验结果方差分析Tab.3-3Varianceanalysisoforthogonalarraydesignexperimentalresults变异来源SSdfMSF值显著性A32.294216.1475.084E3**B11.32125.6601.782E3**C98.116249.0581.545E4**D7.80323.9011.228E3**误差0.086270.003总变异149.61935注：*表示在α=0.05水平上显著；**表示在α=0.01水平上极显著。Note:*indicatessignificantα=0.05level;**saidattheα=0.01levelverysignificantly.3.2.3验证试验根据正交试验的K值分析得到最佳的试验组合为A2B3C3D3，未被包含在正交表的9个试验中，为验证结果，采用正交试验最优水平A2B3C3D3平行实验4次。验证实验显示提取率为93.93%。对试验组合A2B3C3D1平行试验四次，结果显示提取率为93.85%。采用SPSS16.0对组合A2B3C3D3和组合A2B3C3D1进行显著性分析，结果表明两组合在淀粉提取率上差异不显著。考虑到增大料水比会增加蛋白水量，不利于蛋白水的有效利用。最终确定A2B3.3淀粉检测结果与分析3.3.1淀粉感官及目前国家和行业标准对淀粉纯度没有硬性规定，淀粉质量的衡量一般用产品的斑点、蛋白、灰分、酸度、细度、水分等理化综合指标进行限制。由表3-4、表3-5可以看出，微波辅助提取的马铃薯淀粉（MPS）无论是感官指标还是理化指标均符合国家标准（GB/T8884-2007）的相关规定。表3-4淀粉感官指标Tab.3-4SensoryindicatorsofMPSandCPS项目指标MPSCPS色泽洁白带光泽气味无异味口感无砂齿杂质无外来物表3-5淀粉理化指标Tab.3-5PhysicalandchemicalindicatorsofMPSandCPS项目CPSMPS水分/（%）14.8714.56灰分（干基）/（%）0.310.25蛋白质（干基）/（%）0.250.13斑点/（个/cm2）1.201.01细度，100目筛通过率质量分数/（%）99.8099.80粘度，4%（干物质计）700cmg/BU12001150白度，457nm蓝光反射率/（%）9091PH值7.37.4纯度（干基）/（%）97.9498.4.1淀粉颗粒形貌研究结果与分析扫描电子显微镜非常适合用来研究淀粉颗粒的表面特征，是研究淀粉颗粒强有力的工具。利用扫描电子显微镜观察淀粉颗粒的形貌及大小见图3-5。从放大400倍、500倍电镜图可以看出，MPS见图A，颗粒形态完好，大的呈椭圆形，小的呈圆形，大小较均匀。CPS见图B，颗粒形态完整，大的呈不规则的牡蛎壳状，小的呈圆形，大小不均匀。用扫描电子显微镜上的微尺测两种淀粉样品的粒径，并进行比较。由表3-6可知，MPS粒径范围为14~83μm，平均粒径为23.1μm；CPS粒径范围为14~83μm，平均粒径为31.7μm。原因可能是微波在保持淀粉结构的情况下作用于糖苷键，使淀粉降解，分子量降低，导致微波淀粉平均粒径减小。AAABB图3-5马铃薯淀粉SEM图Fig.3-5TheSEMpictureofstarchesA-MPSB-CPS表3-6淀粉粒径Tab.3-1Theparticlesizeofstarchgranules样品粒径范围/µm平均粒径/µmMPS14-8323.1CPS14-83.2淀粉颗粒偏光十字观察在偏振光下的双折射特性是所以天然淀粉的一个重要特征。当淀粉颗粒在交叉的两极下观察时，可以看到一个黑色的“马耳他”十字。淀粉颗粒的品种决定了偏光十字的位置、形状以及明显程度。由图3-6可见，在偏光显微镜下观察，马铃薯淀粉颗粒的偏光十字十分明显，它将淀粉颗粒分成了四个白色的区域。大的淀粉颗粒的十字接近于颗粒的一端，较小的淀粉颗粒的十字交叉位于淀粉颗粒中心。MPS、CPS偏光十字均存在且十分明显，没有显现差异，说明两种提取方式所提取的马铃薯淀粉颗粒中均存在微晶结构，微波辅助提取处理并没有引起无序排列。AAB图3-6淀粉偏光十字Fig.3-6Light-micrographsinpolarizedmodeofstarchesA-MPSB-CPS淀粉颗粒结晶结构测定结果完整的淀粉颗粒具有A型、B型、C型三种类型的X射线衍射图谱。研究表明马铃薯淀粉为B型，湿热处理，能使B型的马铃薯淀粉转变成A型。经微波处理淀粉的结晶度发生变化。原因是微波能引起淀粉颗粒内部直链淀粉和支链淀粉发生迁移，从而使淀粉分子排列更加有序，淀粉无定形区减少，淀粉结晶程度增大。.3.1直链淀粉含量通过作图法确定马铃薯直链淀粉、支链淀粉含量的四个检测波长。λ1（535nm）和λ2（570nm）用于直链淀粉测定，λ3（665nm）和λ4（550nm）用于支链淀粉含量的测定。按照下列公式计算直链淀粉与直链淀粉含量：（公式3.1）（公式3.2）式中：x1为根据直链淀粉检测标准曲线计算的样品液中直链淀粉含量，mg；x2为根据支链淀粉检测标准曲线计算的样品液中支链淀粉含量，mg；m为样品质量，mg。测定50mg/L的样品标准溶液在λ1、λ2、λ3、λ44个波长下的吸光度值，MPS标准溶液在4个波长下的吸光度值分别为0.375、0.484、0.091、0.119，CPS标准溶液在4个波长下的吸光度值分别为0.157、0.234、0.109、0.264，找出在标准曲线上所对应的直链/支链淀粉含量，按上式计算马铃薯淀粉直链和支链淀粉含量。计算结果为：MPS直链淀粉含量为34.60%，支链淀粉含量为62.40%。CPS直链淀粉含量为25.16%，支链淀粉含量为71.70%。原因可能是微波降解支链淀粉，形成新的短直链淀粉，直链淀粉含量增加。图3-7作图法确定直链淀粉/支链淀粉检测波长Fig.3-7Graphicalconstructionsofdetectionwavelengthforamylaseandamylopectin图3-8直链淀粉标准曲线Fig.3-8Calibrationcurveofamylasedetermination图3-9支链淀粉标准曲线Fig.3-9Calibrationcurveofamylopectindetermination淀粉糊的透明度和凝沉性光线透过淀粉糊产生光线的穿透、折射和反射现象。透明度是淀粉糊重要的特征之一，直接关系到淀粉类产品的用途。不同品种淀粉糊化后透明度不同，同种淀粉提取工艺不同，淀粉糊透明度也不同。由图3-10可见，MPS的吸光度值比CPS高。原因可能是微波降解支链淀粉，形成直链淀粉。直链淀粉分子量小容易相互凝聚缔合使淀粉回生，光线发生反射，减弱光的穿透百分率，造成淀粉糊透明度降低。图3-10淀粉糊透明度Fig.3-10Pastetransparencyofpotatostarch凝沉体积越小，表示淀粉越易凝沉。由图3-11可知，CPS凝沉体积大，MPS凝沉体积小，说明MPS凝沉性好于CPS，原因可能是微波降解支链淀粉，使支链淀粉分子量降低，形成更多的直链淀粉。淀粉在溶液中空间障碍变小，易于空间取向发生凝沉。图3-11淀粉糊凝沉性Fig.3-11Thetransparencyofpotatostarch淀粉糊粘度的测定微波处理影响淀粉糊粘度。由图3-12可知，MPS与CPS糊化曲线的形状大致相同。由表3-7可知，MPS峰值粘度略低于CPS，但达到峰值粘度的时间明显延后，达到最大粘度时的温度显著提高。MPS的降落值低于CPS，但MPS的回生值略高于CPS，即MPS的凝胶性略高于CPS。图3-12淀粉粘度曲线图Fig.3-12Brabendercurvesofstarches表3-7淀粉糊化曲线评价表Tab.3-7Thewholeviscositybehavioursofstarche样品成糊温度（℃）峰值温度、粘度95℃粘度（B.U95℃保温5min粘度（B.U50℃粘度（B.U50℃保温1min粘度（B.U降落值（B.U）回生值（B.U）（℃）（B.U）MPS71.084.71332.01200.0768.01132.01188.0560.0332.0CPS69.279.41360.01092.0736.01048.01084.0620.0304.0凝胶强度结果具有粘弹性质的凝胶淀粉的水分散体即为淀粉凝胶。淀粉凝胶与淀粉老化本质相同，都是淀粉分子在氢键作用下有序排列而形成。由上表可知MPS和CPS凝胶的硬度、脆性、弹性、胶着性、咀嚼性、回复性以及粘着性均随浓度的增大而增大。原因可能是随着浓度的增大，体系中大分子数目增加，促进淀粉分子间有效交联，淀粉内部分子间的相互作用增加，淀粉凝胶网络结构更加坚固，。在相同浓度条件下CPS的各项TPA指标均不低于MPS的各项TPA指标。原因可能是微波降解淀粉形成短链淀粉，淀粉糊中的分子链相互缠绕程度变小，不利于淀粉分子间有效交联形成坚固的凝胶网络结构，导致淀粉糊在凝胶强度降低。表3-8TPA试验质地参数Tab.3-8ThetextualparametersofstarchbyTPA样品及浓度硬度脆性弹性胶着性咀嚼性回复性粘着性MPS/4%18.22±0.4422.30±1.410.95±0.008.65±0.718.07±0.610.02±0.0065.24±0.60MPS/6%64.09±1.8372.60±1.000.96±0.00b26.15±0.4429.71±0.180.03±0.00241.77±3.15CPS/4%34.25±1.70b36.75±2.29b0.95±0.0114.38±0.41b14.58±0.41b0.05±0.00b108.46±2.14bCPS/6%74.41±0.56d74.24±0.560.96±0.01b33.23±0.55d32.48±0.70d0.04±0.00239.80±2.85注：结果表示为4个平行样的平均值±标准差。同一行小写字母表示在α=0.05水平上的差异显著性。字母相同表示差异不显著，反之，差异显著。NOTE:Theresultswereexpressedastheaverageoffourparallelsamples±standarddeviation.Thelowercaselettersinthesamerowintheα=0.05levelofsignificanceofthedifferences.Thesameletter,saidthedifferencewasnotsignificant,andviceversa,thedifferencewassignificant.红外图谱结果及分析由图3-13、图3-14可知，MPS与CPS红外光谱图无明显差异，各特征基团吸收峰的位置、形状基本相似，说明微波辐射没有破坏淀粉的基本结构，没有新的化合物的生成。-OH所在的范围是3650~2500cm-1。氢键缔合作用，对峰的位置形状、强度有很大的影响。由图可见在3300~3400cm-1附近出现较强的-OH伸缩振动吸收峰，峰形宽钝。这是由于分子内氢键，导致-OH吸收峰的位置向低波数偏移。在2920cm-1处为-CH伸缩振动吸收峰。在1427cm-1、1456cm-1处为OH弯曲振动峰。1080cm-1、1159cm-1、1236cm-1为C-O-C伸缩振动吸收峰和C-O伸缩振动吸收峰。923cm-1为D-吡喃葡萄糖=1\*ROMANI型吸收带，854cm-1为α-D-吡喃葡萄糖吸收带，761cm-1为D-吡喃葡萄糖=3\*ROMANIII型吸收带。红外光谱检测结果，可反映淀粉的结构特征，MPS与CPS均由O-H和C-H构成。MPS与CPS均含有伯、仲醇羟基的α5005007501000125015001750200025003000350040001020304050%T图3-13MPS红外光谱图Fig.3-135005007501000125015001750200025003000350040001020304050%T图3-14CPS红外光谱图Fig.3-14淀粉溶解度及膨润力溶解度与膨润力反映淀粉与水之间相互作用的大小。淀粉膨润力说明淀粉在特定加热条件下淀粉分子的水结合能力，反映颗粒内键的结合程度。由图3-15、图3-16可知，CP