利用荸荠加工废料开发新型功能粉皮的研究(最终版)

利用荸荠加工废料开发新型功能粉皮的研究严勇强 陈花蕾 马绮园 林湘鹏（华南农业大学食品学院 广州 510642）摘要：荸荠加工废料含有丰富的黄酮类化合物和膳食纤维。本研究将热水浴浸取和微波提取法综合使用来提取荸荠皮中的黄酮类化合物，提取后的渣用酶-化学法提取膳食纤维。为降低生产成本，本研究以荸荠淀粉为主料，再配以价格实惠的玉米淀粉、马铃薯淀粉和红薯淀粉，在单因素试验的基础上进行正交试验，得到既可降低成本又能改善粉皮质量的最优工艺配方，即荸荠淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉分别占总淀粉含量为68%，8%，8%，16%。在上述最优配方的基础上，再对黄酮类化合物和膳食纤维的添加量做正交试验，得到黄酮类化合物的最佳添加量为0.08mg/g淀粉，膳食纤维添加量为0.1g/g淀粉，在此工艺条件下得到的荸荠功能粉条外观性能和感觉评定结果都较优，且黄酮类化合物和膳食纤维的活性较强。关键词：荸荠加工废料 黄酮类化合物 膳食纤维 荸荠淀粉 功能粉皮前 言荸荠是一种富含营养素的食品，研究证明荸荠具有很高的保健营养价值1，正因为此荸荠已开始被人们进行深入的精加工，包括荸荠罐头、荸荠糕、荸荠果脯、荸荠脆片、荸荠糖等25。这些产品在生产加工中，都要去掉荸荠果皮，产生的大量荸荠加工废料被直接扔掉或者作为动物饲料。而荸荠加工废料含有较丰富的黄酮类化合物，且具有很强的抗氧化作用6，已经被证实含具有很好的抗菌性作用7；荸荠加工废料中含有大量的膳食纤维【23】，是人们摄取膳食纤维的一大来源；还有荸荠加工废料的色素也是人们生产食用色素的良好原料。如果荸荠加工中产生的废料不能够有效利用，可能还会对环境造成影响。因此荸荠加工废料的综合开发具有重大的意义。粉皮是中国传统食品，在某些北方地方更是作为主食，传统粉皮工艺简单，效率较低，原料单一，成本较高，而且营养价值不高，虽如此，目前对于开发功能性粉皮这方面的研究还是比较小，在拥有巨大潜力的保健品市场的中国，开发具有食用广泛、经济实惠的保健食品是未来中国保健品市场发展的一大趋势。以荸荠加工废料为原料，研制开发新型“荸荠功能粉皮” 。其主要富含的功能成分有黄酮类化合物和荸荠膳食纤维，以改善传统功能成分单一，营养价值低下的难题，增加传统粉皮的营养成分，使人们在日常饮食中即可摄入一定量的膳食纤维和黄酮类化合物，以满足人们需求摄入量的营养成分。本文将荸荠加工废料中有效成分加入到粉皮中，制成功能性粉皮，对其制作工艺进行研究，努力为荸荠的综合开发利用开辟一条新途径。1 实验材料与仪器1.1 实验材料荸荠加工废料，荸荠淀粉，玉米淀粉，马铃薯淀粉，红薯淀粉。1.2 实验试剂无水乙醇，亚硝酸钠，硝酸铝，氢氧化钠，中性洗涤剂溶液（配法如2.2.2.1），耐高温a-淀粉酶，石油醚，十氢钠（萘烷），丙酮，芦丁标准品，DPPH自由基。1.3 实验仪器粉碎机，微波炉，水浴锅，分光光度计，烘箱，电子秤，温度计，电炉。2 实验方法2.1 荸荠加工废料中黄酮的提取、测定和活性的测定2.1.1 荸荠加工废料中黄酮的提取工艺流程：荸荠加工废料干燥粉碎75热水浸提微波提取热水浸提：固液比=1：40，浸提时间2h微波提取：中档微波，时间4min 2.1.2 荸荠加工废料中总黄酮的测定采用分光光度法，以芦丁标准品为标准样进行测定。 2.1.2.1 最大吸收波长的确定采用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH体系络合化学吸光法，分别测定各样品提取液和芦丁标准品的吸收曲线，在510nm处均有1个强吸收峰，因此选择510nm为测定波长。2.1.2.2 标准曲线的制作精密称取芦丁10mg（120干燥至恒重），用体积分数30乙醇（V体积比，下同）溶解，转至100mL容量瓶，用30乙醇定容，摇匀并定容至100ml。准确吸取上述芦丁溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml，分别置于10ml容量瓶，各加入30乙醇成5ml，然后先加5亚硝酸钠溶液0.3ml，摇匀，放置6min，再加10硝酸铝溶液0.3ml，摇匀，再放置6 min，最后加入4氢氧化钠溶液4ml，再用30乙醇稀释至刻度，在波长510nm下，测吸光值（第一管作空白），以吸光度为横坐标，浓度为纵坐标，绘制标准曲线。用最小二乘法作线性回归，得出芦丁浓度C（mg/ml）与吸光度A的关系曲线的回归方程式：C=0.0831A0.00007，相关系数=0.9981，在00.05mg/ml范围内呈良好的线性关系。2.1.2.3 黄酮提取液的测定8分别精密量取上述提取液分别精密吸取上述提取液1.0ml，按2.1.2.2项方法测定其吸光度值，代入方程，计算荸荠加工废料黄酮类化合物提取量的浓度。2.1.3荸荠总黄酮抗氧化活性的测定【21】 DPPH法：分别吸取提取物甲醇溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1ml于10ml的具塞试管，各加0.2mM的DPPH.甲醇溶液1ml，再加甲醇至4ml，摇匀，室温下密封避光放置30min后，用甲醇作参比测定在517nm处吸光度值Ai，同时测定1ml0.2mM的DPPH.甲醇溶液和3ml无水甲醇混合液在517nm处的吸光度值Ac，以及未加DPPH.甲醇溶液的提取物甲醇溶液与甲醇混合液在517nm处的吸光度Aj值。记录Ai、Aj和Ac，按照下式计算提取物的清除率K（%）。以Vc溶液为阳性对照物。 K（%）=1-(AiAj)/Ac100%样品清除自由基能力常以IC50来比较。IC50的定义为：使自由基数目减少50%时所需样品的浓度。在此指可使DPPH.甲醇溶液在波长517nm下吸光度值下降50%的样品浓度，浓度以mol/L表示。2.2 荸荠加工废料中膳食纤维的提取与测定92.2.1 荸荠加工废料中膳食纤维的提取工艺流程：提取过黄酮的荸荠加工废料干燥粉碎酶解灭酶干燥碱解干燥膳食纤维干燥：80干燥恒重酶解：耐高温a-淀粉酶液0.3ml/g渣，酶解温度65，酶解1.5h灭酶：100灭酶10min碱解：65，3NaOH溶液，固液比1：2，碱解1h制得的膳食纤维磨碎后过40目筛，干燥保存待用。2.2.2 荸荠加工废料中膳食纤维的测定2.2.2.1中性洗涤剂配制A.准确称取18.61g乙二胺四乙酸二钠和6.81g四硼酸钠，于250ml蒸馏水中加热溶解。B.称取30g十二烷基硫酸钠和吸取10ml乙二醇乙醚溶于200ml热水中，混匀并入A液中。C.称取4.56g磷酸二钠溶于150ml热水中，并入A液。D.用磷酸调节上述混合液至pH值6.9-7.1，并稀释定容至1000ml，使用时如果出现沉淀，可加热达60，使沉淀溶解。2.2.2.2 a-淀粉酶溶液配制分别配制0.01mol/L磷酸氢二钠溶液以及0.1mol/L磷酸二氢钠溶液各500ml，然后混匀，配成pH值5.8-5.9的缓冲溶液。称取a-淀粉酶12.5mg，用以上缓冲溶液溶解并定容至250ml。2.2.2.3采用中性洗涤纤维法进行测定精确称取0.500-1.000g经磨细过40目筛的样品，置于300ml三角烧瓶中，用20ml石油醚萃取3次进行脱脂，如果样品脂肪含量低时，可省略脱脂步骤。向三角烧瓶中依次加入100ml中性洗涤剂，2ml十氢钠（萘烷）溶液及0.05g无水亚硫酸钠，装上冷凝管，置石棉网上加热，使之在5-20min内沸腾，从微沸开始计时，并保持微沸状态1h整。将洗净的玻璃垂熔漏斗在110烘箱内干燥4h，然后放入干燥器内冷却至室温后称量。将三角烧瓶中的内容物全部倒入垂熔漏斗中抽滤，再用不少于300ml的沸水分3-5次充分洗涤残渣。用5ml淀粉酶液洗涤上述残渣，以除去残渣中的水分。然后塞住垂熔漏斗的底部，加入20ml淀粉酶液，并将其置于（372）培养箱中培养1h以水解其中的淀粉。取出垂熔漏斗，拔掉塞子，抽滤至干，再用不少于500ml的沸水分数次洗去酶液，最终用25ml丙酮洗涤并抽干。将垂熔漏斗于110烘箱中干燥8h以上，取出放入干燥器中冷却至室温后称量。计算：中性洗涤纤维含量=（m1m0）/ m100%式中，m0为玻璃垂熔漏斗质量，g；m1为带有残渣的玻璃垂熔漏斗的质量，g；m为样品质量，g。2.3 粉皮的生产工艺2.3.1 粉皮的制作20g荸荠粉皮+配料40ml60的温水预糊化40ml开水冲成稀糊倒入蒸发皿蒸煮3-5min室温放置1h切条80烘干，每30min翻动一次2.3.1.1 蒸煮时间的选择通过预实验可知，粉皮蒸煮时间在4min左右，所以蒸煮时间分别取2、2.5、3、3.5、4min，以糊化度（糊化度是指已糊化的淀粉占全淀粉的比例）为指标，确定最佳蒸煮时间。其中糊化度是使用在420nm波长吸光值来计算【22】 糊化度=测定样品吸光值-空白光吸收/全糊化样品吸收-空白光吸收X100%2.3.1.2 干燥温度的确定通过预实验可知，粉皮干燥温度在50左右，故干燥温度分别取45、50、55、60、65，以糊化度为指标，确定最佳干燥温度。2.3.1.3 粉皮质量的判断选取10根粉皮G1（各粉皮长约10 cm），加300 mL100蒸馏水煮沸30 min后用纱布过滤摊凉10 min，称重（G2）。将称重后的粉皮用常压干燥法烘干至恒重（G3）。煮沸损失（%）=（G1-G3）100/ G1膨润度（%）=（G2- G3）x100/ G3拉伸力度用拉断粉皮需要物体的重量来衡量。以上各实验要求平行3次，平行间误差不超过2%。2.4 功能粉皮的生产2.4.1 三种淀粉添加量的单因素实验以荸荠粉为主要淀粉，按添加量占总淀粉量的10、20、30、40、50添加马铃薯淀粉，玉米淀粉，红薯淀粉，分别做单因素实验。并测定所制得的荸荠粉皮的断条率、煮沸损失和拉伸力度，以评定粉皮质量，选择质量较好的三个添加量10。2.4.2 三种淀粉添加量的正交实验在单因素试验的基础上，为达到寻找最优粉皮质量的配方，本试验选取玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉三种淀粉，添加量分别为20、30、40进行正交试验，从而筛选主要影响因素和最佳比例。按表1的试验方案，采用L9（34）正交试验表进行试验，确定最佳组合11。表1 正交试验因素与水平因素水平A玉米淀粉（g）B马铃薯淀粉（g）C红薯淀粉（g）11.61.61.622.42.42.433.23.23.22.4.3黄酮类化合物和膳食纤维添加量的正交试验根据成年人每日摄入黄酮类物质不少于40mg，每日摄取的膳食纤维量最少量为25g，假设一个成年人每日吃500g淀粉做的粉皮。而本实验是按20g淀粉为总量。因此，选择黄酮添加量为1.6mg，2.4mg，3.2mg，膳食纤维添加量为1g，1.2g，1.4g进行正交实验，并测其膨润度，拉伸力度，煮沸损失率，作为粉皮质量的判断依据，按表2的试验方案，采用L9（34）正交实验表进行试验12，以确定功能粉皮的最优配方。表2 试验因素与水平因素水平A黄酮（mg）B膳食纤维（g）11.6122.41.233.21.42.4.4 感官评定按照模糊综合评判法对最后制成品进行感官评定。模糊评定方法：建立评判对象的因素集，所谓的因素集，即影响被评判对象质量指标集合。评语集的建立。评语集是被评对象所属质量级别的集合。权重A的确定。所谓权重是指一个因素在评价因素中影响和所处地位。通常要求权重集的总和为1，这称归一化原则。建立单因素评判。确定单因素隶属度R。综合评判，确定A和R后利用距阵B=A*R进行模糊变换。最后再由最大隶属度原则确定感官质量所属评语，以确定产品质量13。2.4.5 成品中黄酮类化合物活性、含量，膳食纤维含量的测定 黄酮类化合物活性测定 按照2.1.3方法黄酮类化合物含量的测定 按照2.1.2方法膳食纤维含量测定方法 按照2.2.2方法3 实验结果与分析3.1 荸荠加工废料中黄酮含量和活性的测定3.1.1荸荠提取液中黄酮类化合物含量实验测得的吸光值分别为A1=0.295，A2=0.299，经计算得黄酮的浓度为C=0.123mg/ml。3.1.2荸荠提取液中黄酮类化合物活性测定对上述荸荠加工废料的提取液用DPPH法进行抗氧化活性测定，该提取液对DPPH自由基的清除率曲线如图1所示。图1 原料提取液对DPPH自由基的清除率曲线图2 Vc溶液对DPPH自由基的清除率曲线通过计算得IC50=1.025g/mL，从图1、2可以看到提取液抗氧化活性比Vc抗氧化活性要强。证明荸荠提取液中的黄酮类化合物抗氧化性很强。3.2 蒸煮糊化时间的选择先向20g荸荠淀粉中加入60的温水40ml进行预糊化，再加入40ml开水冲成稀糊并倒入蒸发皿蒸煮，蒸煮完后测其吸光值，实验结果如图3所示。图3 蒸煮时间对粉皮糊化度的影响由图3可以看出，蒸煮3分钟，淀粉的糊化度较高，能使荸荠淀粉糊化较好。这是因为淀粉糊化要经过3个阶段，第一阶段，随着温度的增加，颗粒吸收少量水份，体积膨胀较少 ，颗粒表面变软并逐渐发粘，但没有溶解，水溶液粘度也没有增加，如若脱水干燥后仍为颗粒状态；第二阶段，随着温度升高到一定程度，淀粉颗粒急骤膨胀，表面粘度大大提高，并有少部分溶于水中，因此溶液的粘度也开始上升，一般把这种现象所发生的温度称作淀粉糊化起始温度。在最后阶段，随着温度继续上升，淀粉颗粒增大到数百倍甚至上千倍，大部分淀粉颗粒逐渐消失，体系粘度逐渐升高，最后变成透明或半透明淀粉胶液，这时称作淀粉完全糊化。而在蒸煮的过程中，糊化的同时还伴随老化的发生，所以开始的时候糊化度是随着时间的增长而增加，但是过了3 min后，糊化度就随之减少了。3.3 干燥温度的确定蒸煮好的粉皮在室温下放置1h后切条，然后放进烘箱干燥，每30min翻动一次，烘干后测其吸光值，实验结果如图4所示。图4 干燥温度对粉皮糊化度的影响粉皮的干燥主要是利用荸荠淀粉的老化，淀粉的老化是淀粉胶束以羟基或氢键结合而成有序的平行排列的束状结构，导致溶解度降低，晶体沉淀，从而使淀粉糊具有硬的整体结构的结果。所以淀粉老化是难以抗拒的。老化后的淀粉形成凝胶沉淀。直链淀粉老化后，及时加热加压，也难以再溶解，但与支链淀粉相混合，仍有加热成糊的可能。影响淀粉老化的因素：淀粉的种类，溶液的浓度，无机盐的种类，溶液的pH值，温度的高低，冷冻的速度。可以说，老化是糊化的反方向，所以随着温度的升高，老化程度增加，糊化度就对应的减少了。由图4可以看出，经过实验，确定干燥的最佳温度控制在50。3.4 淀粉添加量单因素试验结果以荸荠淀粉为主料，以玉米淀粉、马铃薯淀粉和红薯淀粉为配料，三种粉均以0%、10%、20%、30%、40%、50%，五个添加量做单因素试验，以粉皮拉伸力度、膨润度、煮沸损失率为质量指标来考察各添加量的优劣。3.4.1 添加量对粉皮煮沸损失率的影响选取10根粉皮G1（各粉皮长约10 cm），加300 mL100蒸馏水煮沸30 min后用纱布过滤摊凉10 min，称重（G2）。将称重后的粉皮用常压干燥法烘干至恒重（G3）。按照公式：煮沸损失（%）=（G1-G3）100/ G1，计算煮沸损失率，各种淀粉不同添加量对粉皮煮沸损失率的影响如图5所示。图5 三种淀粉不同添加量对粉皮煮沸损失率的影响从图5可以看出加入10和20的玉米淀粉，马铃薯淀粉，红薯淀粉都可以减少粉皮的煮沸损失率。而且从上图可以看出玉米淀粉对煮沸损失率的影响较其他两种稳定（振幅在1%左右），而且都比空白实验的要低。而马铃薯和红薯淀粉对粉皮损失率的影响的振幅都比较大，但马铃薯淀粉在添加量为10%时达到最小值，而且总体比红薯淀粉的损失率的值都小。所以对于煮沸损失率的产生好的影响为玉米淀粉马铃薯淀粉红薯淀粉。从图中还可以观察到当加入量为10%，20%，30%时煮沸损失率都比较小，对质量产生了较好的影响。而且随着加入的量的增加，粉皮的损失率呈增加的趋势。 粉皮煮沸损失率主要是淀粉糊化后淀粉链间结合的紧密度，一般的直链淀粉越高，其结合度越好，煮沸损失越低。而一般玉米淀粉直链淀粉含量在20%-27%，马铃薯淀粉为15%-20%，红薯淀粉为15%-17%，玉米淀粉直链淀粉含量较高，所以煮沸损失率较小。3.4.2 三种淀粉添加量对粉皮拉伸力度的影响分别取2根均匀的以不同添加量制成的粉条，用细小绳子系在粉条中间，绳子的另一端系一个已装适量水的小塑料杯，一人用两只手的大拇指和食指分别捏住粉条两端，两端各距离粉条中间3厘米并保持粉皮水平，同时垂直抬高小塑料杯，使其悬在半空中。另一人迅速往杯中加流速相同的水，当粉条断开时，迅速接住杯子，使里面的水不溢出。称量小塑料杯和杯里水的总重量。实验结果如下图6所示。图6 各种淀粉不同添加量对粉皮拉伸力度的影响从上图可以看出对于粉皮拉伸力度的影响，玉米产生的振幅最大，当加入10%时为韧性最好，拉伸力度最大，当加入20%时，产生的拉伸力度最小，韧性最小。对于红薯淀粉来说，其影响是三个淀粉中最稳定和最好的。从尽量维持荸荠淀粉粉皮韧性和拉伸力度来説，过高和过低的拉伸力度都不是最终目的，所以对粉皮拉伸力度影响大小为：红薯淀粉马铃薯淀粉玉米淀粉。当红薯淀粉和马铃薯淀粉加入量为10%，20%，30%时的拉伸力度最接近空白。拉伸力度主要受淀粉链之间的结合度的影响还有链的稳定性和淀粉分子结构的松散度影响。从图中看到在混合粉中马铃薯和红薯淀粉的加入都可以增加淀粉总的拉伸力度，增加淀粉链的结合度，加固了淀粉分子结构的紧密度。 3.4.3 三种淀粉添加量对膨润度的影响选取10根粉皮（各粉皮长约10 cm），加300 mL100蒸馏水煮沸30 min后用纱布过滤摊凉10 min，称重（G2）。将称重后的粉皮用常压干燥法烘干至恒重（G3）。按照公式：膨润度（%）=（G2- G3）x100/ G3，计算煮沸损失率，各种淀粉不同添加量对粉皮膨润度的影响如图7所示。图7各种淀粉不同添加量对粉皮膨润度的影响从上图可以看出对于膨润度的影响，玉米淀粉随着加入量的增加，膨润度先是增加，后是减少，而且在加入30%和50%时减少的幅度最大。红薯淀粉膨润度呈着平稳中渐渐增大的趋势，是三个淀粉中效果最好的。而马铃薯淀粉总体是下降的趋势，在20%时达到最小值。粉皮膨润度受淀粉糊化后非亲水基团的影响和分子结合度的影响，一般的直链淀粉大的淀粉其非亲水基团都比较外露，与水的结合能力较弱，还有结合度大的淀粉结合水的能力也弱，而马铃薯淀粉中因为其含有磷酸基团，可以增强其结合水的能力，所以在马铃薯的膨润度一般是比较大的。马铃薯淀粉与荸荠淀粉后其分子结构会产生变化，还有磷酸基团被覆盖，所以造成了混合淀粉的膨润度产生反常现象。3.5三种淀粉添加量的正交试验结果通过正交实验得出添加三种淀粉对荸荠粉皮质量的影响的最佳方案在单因素实验基础上和实际经济角度考虑，我们在实验中以荸荠淀粉为主要的原料占60，在40的其他淀粉中选择玉米淀粉，马铃薯淀粉，红薯淀粉分别占20，30，40也就是1.6，2.4，3.2g来做正交试验。表3 三种淀粉添加量的正交试验结果表试验号玉米淀粉（g）马铃薯淀粉（g）红薯淀粉（g）拉伸力度煮沸损失率（%）膨润度拉伸力度隶属度煮沸损失率隶属度膨润度隶属度综合分11.61.61.681.235.28274.880.8401.000.5221.62.42.477.304.89263.440.620.320.840.5231.63.23.280.475.00219.880.800.230.240.5242.41.63.284.004.81245.071.000.390.590.7252.42.41.666.444.07250.3801.000.660.4762.43.22.467.535.02241.260.060.210.540.1773.21.62.475.544.42259.790.520.710.790.6283.22.43.277.305.28248.220.6200.630.3793.23.21.679.775.19202.550.760.0700.41K10.520.620.47K20.450.450.44K30.470.370.54R0.070.250.10因素主次BCA优方案B1C3A1本例中有三个指标：煮沸损失率，膨润度，拉伸力度，这里我们把他们转换成隶属度，用隶属度来表示分数。其中隶属度的计算方法如下 指标隶属度=指标值-指标最少值/指标最大值-指标最少值然后我根据每个指标的重要性来进行权重的区分，这里我们根据对粉皮质量影响的大小分配权重为：拉伸力度：0.6，煮沸损失率：0.3，膨润度：0.1.于是每个实验号的综合分数=拉伸力度x0.6+煮沸损失率x0.3+膨润度x0.1。评分结果和以综合分数作为总指标进行的直观分析如上表所示。可以得出最佳方案为B1C3A1。 从上表可以看出影响因素主次为马铃薯淀粉红薯淀粉玉米淀粉，而且马铃薯影响较其他两个影响大，因此加入马铃薯对粉皮质量有较好的影响。 单从拉伸力度上，粉皮质量要求是在一定范围内越高越好，上表中对拉伸力影响大小为红薯淀粉玉米淀粉马铃薯淀粉。单从膨润度上，粉皮中要求有很好的膨润度，对膨润度影响的因素大小为马铃薯淀粉红薯淀粉玉米淀粉。单从煮沸损失率上，粉皮要求最少的煮沸损失率，对煮沸损失率影响的因素大小为红薯淀粉马铃薯淀粉玉米淀粉。考虑到影响粉皮质量的因素主次关系，结合综合评分结果，我们选择B1C3A1，即荸荠淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉分别占总淀粉含量的68%，8%，8%，16%为最佳方案。从价钱上讲，一般市面上，马铃薯售价为5元/斤，红薯淀粉为4元/斤，玉米淀粉为3元/斤。荸荠淀粉为11元/斤，如果采用最优方案，就可以节省了2.24元/斤。3.6 添加黄酮类化合物和膳食纤维的正交试验结果我们在以上的最佳方案基础上通过添加黄酮类化合物和膳食纤维，改善粉皮的营养性成分，增加粉皮的保健功能。同样以粉皮煮沸损失率，拉伸力度，膨润度为粉皮质量指标，选出最佳方案。由于我们上面已经测出黄酮密度为0.115mg/ml，换算体积我们要加入13.90ml，20.87ml，27.83ml。表4 黄酮和膳食纤维添加量的正交试验结果表试验号黄酮（ml）膳食纤维（g）拉伸力度煮沸损失率（%）膨润度拉伸力度隶属度煮沸损失率隶属度膨润度隶属度综合分113.90196.395.93225.890.550.760.730.65213.90298.035.74237.710.680.831.000.77313.903101.945.33193.511.001.0000.90420.87193.107.78215.930.2800.510.19520.87297.126.76213.990.610.420.460.52620.87396.657.47206.720.570.130.300.37727.83196.526.20204.170.560.640.240.56827.83290.456.53202.990.070.510.210.26927.83389.597.16208.9900.250.350.14K10.770.47K20.360.52K30.320.47R0.450.05因素主次AB优方案A1B2试验采用综合评分的方法来确定最佳方案。因为通过预实验发现加入膳食纤维对粉皮的煮沸损失率影响较大，因此在综合评分的权重方面进行了调整，适当增加了膳食纤维的权重，权重分配分别为，拉伸力度：0.5，煮沸损失率：0.4，膨润度：0.1。通过综合评分法可知，A1B2为最佳方案，即添加的黄酮为13.90ml,膳食纤维为2g。3.7 感官评定的结果选择感官评定的对象为：色泽、气味、粘度、硬度、弹性五个指标，评语为优，良，中，差这四个级别。首先请10个学生评委A，BJ对以上9个实验样品按04评判法进行权重打分，结果如下14。表5 粉皮感官评定结果因素 A B C D E F G H I J 总分色泽 10 9 8 8 6 10 5 10 7 9 82气味 6 12 8 6 9 8 9 8 7 10 83粘度 6 6 7 9 9 6 8 7 7 8 73硬度 8 7 7 6 6 6 8 7 9 6 70弹性 10 6 10 11 10 10 10 8 10 7 90将各项因素所得总分除以全部因素总分之和便得到权重系数。A=（0.205，0.207，0.183，0.175，0.230），这代表人们对各项指标侧重度不同，弹性气味色泽粘度硬度。确定隶属矩阵，再请上述评委对粉皮感官质量根据评语各自作出评判，然后统计个因素得到的各评语次数，得到下表，将各因素得到的评语的次数除去10便得到五个因素对四项评语的隶属度，将其按因素为行排列即得隶属矩阵R。表6 因素评语统计评语 色泽 气味 粘度 硬度 弹性优 0 5 5 2 7 良 5 2 3 6 2中 5 2 2 2 1差 0 1 0 0 0R= 综合评判权重系数A与隶属矩阵R做合成运算：B=A*R=（0.205，0.207，0.183，0.175，0.230）* 可得b1=（0.2050）v(0.2070.5)v(0.1830.5)v(0.1750.2)v(0.2300.7)=0v0.207v0.183v0.175v0.230=0.23同理得到b2=0.205、b3=0.205、b4=0.1 所以B=（0.23，0.205，0.205，0.1）将B归一化得（0.31，0.28，0.28，0.14）可见b1为最大隶属度，也就是説1号实验中粉皮质量为优秀。同理2号实验中B=（0.230，0.207，0.205，0）粉皮质量为优秀同理3号实验中B=（0.230，0.207，0.183，0）粉皮质量为优秀同理4号实验中B=（0.207，0.230，0.207，0.1）粉皮质量为良好同理5号实验中B=（0.230，0.230，0.183，0）粉皮质量为优秀同理6号实验中B=（0.200，0.230，0.200，0.1）粉皮质量为良好同理7号实验中B=（0.230，0.207，0.205，0）粉皮质量为优秀同理8号实验中B=（0.230，0.230，0.207，0）粉皮质量为优秀同理9号实验中B=（0.230，0.230，0.205，0）粉皮质量为优秀根据感官评定的结果可以看出，实验中的粉皮的质量都是属于优良的，其色泽良好，口感爽滑，组织细腻，而且富有弹性。3.8成品营养成分测定3.8.1 成品中黄酮类化合物含量测定结果成品中提取黄酮类化合物溶液测得其的吸光值分别为A1=0.245，A2=0.259 ，经计算得黄酮的浓度为C=0.105mg/ml。与加入前黄酮类化合物浓度C=0.123 mg/ml相比相差不大，可认为正常损失值。3.8.2 成品中黄酮类化合物活性测定对上述成品的提取液用DPPH法进行抗氧化活性测定，该成品提取液对DPPH自由基的清除率曲线如图8所示。图8 成品提取液对DPPH自由基的清除率曲线通过计算测定IC50=2.809g/mL，与3.1.2比较相差较大，主要是因为粉皮制作时要经过高温蒸煮，对抗氧化活性物质影响较大。虽成品提取液中黄酮类化合物的活性损失较大，但与VC相比，其活性还是较强。3.8.3成品中膳食纤维含量测定实验中测得m0=32.64g，m1=32.72g，m=1.000g中性洗涤纤维含量=（m1m0）/ m100%=0.08/1100%=8%粉皮中添加膳食纤维含量为9.0%，与成品中提取出膳食纤维含量相差不大，可认为正常损失值小结：把从成品中测得的黄酮类化合物的含量，活性测定，膳食纤维含量与加入前的量比较都相差不大，证明此工艺是可行。4 讨论荸荠加工废料中含有丰富的黄酮类化合物和膳食纤维，通过浸取法，微波法可以提取荸荠加工废料中的黄酮类化合物；通过酶解、碱解除去淀粉和蛋白质的影响就可以得到膳食纤维。荸荠淀粉制的粉皮质量好但成本高，通过互配一些价钱便宜的淀粉，在改善粉皮质量的同时又可以减低生产成本。最后将从荸荠加工废料中提取的黄酮类化合物和膳食纤维添加到互配的粉皮中，使之成为经济营养的保健食品。4.1 荸荠淀粉制作原理一般食品加工都不希望充分糊化的淀粉再老化，而粉皮、粉丝（条）和龙虾片等食品，则是充分利用了淀粉糊的老化特性制成的。粉皮等食品是先糊化，再促进其老化与凝胶成型而成。淀粉糊化的本质是水分子进入淀粉粒中，使结晶相和无定形相的淀粉分子之间的氢键断裂，破坏了淀粉分子之间的缔合状态，因此，糊化的难易与淀粉分子间结合的松紧程度有关，一般颗粒大的或结构较疏松的淀粉较颗粒小的或结构较紧密的淀粉易于糊化。直链淀粉含量低的比直链淀粉含量高的易于糊化15。经完全糊化的淀粉，在较低温度下自然冷却或慢慢脱水干燥，就会使淀粉分子间发生氢键再度结合，使淀粉乳胶体内水分子逐渐脱出，发生离水作用。这时，淀粉分子则重新排列成有序的结晶而凝沉，淀粉乳老化回生成凝胶体。这种糊化后再回生结晶的淀粉称为老化淀粉。简单地说，淀粉老化是糊化淀粉分子形成有规律排列的结晶化过程【16】。4.2添加其他淀粉对以荸荠淀粉为主要原料的粉皮的质量的影响淀粉糊化的难易与淀粉的分子结构有直接关系糊化的本质是水分子进入淀粉粒中, 使淀粉分子之间的氢键断裂, 破坏了淀粉分子之间的缔合状态, 一般颗粒大或结构松散的淀粉较颗粒小的、结构较紧密的淀粉易于糊化。淀粉糊化的难易也与直链淀粉含量有关系, 直链淀粉含量低的比含量高的淀粉易于糊化。淀粉的膨润度也与直链淀粉含量有直接关系，直链淀粉含量高，其结构比较紧密，疏水性基团较多的暴露在外面，使得淀粉与水结合能力降低，从而使得淀粉膨润度降低【11】。不仅如此，淀粉的直链含量对淀粉的弹性和拉伸力度也有影响，一般直链淀粉含量高的，其淀粉弹性较好，拉伸力度较高。在选择淀粉时不能以单指标来确定选择淀粉原料直链淀粉含量的高低，而是应该综合平衡各指标，根据大多数人的饮食习惯来确定所选择淀粉的直链淀粉含量。淀粉品质从本质上来说取决于内源淀粉的组成和结构，直链淀粉和支链淀粉是淀粉的两种基本组成成分，直链淀粉含量是决定淀粉品质最重要的因素之一。两种淀粉混合后所呈现的物理化学指标并非两淀粉各自指标的简单加和，而是可能存在一定的协同或者抑制效应。曾有报告指出，在不同淀粉的复合使用中，可能由于淀粉的分子间、分子与超分子间相互作用而导致直链淀粉含量、Brabender粘度曲线和回生趋势发生变化17。 4.2.1 马铃薯淀粉马铃薯淀粉糊化温度低，膨胀容易，糊化时吸水，保水力大，糊浆最高粘度高。糊浆透明度高。其结构特点是平均粒径比其他淀粉大，一般在25100um之间，多呈圆形或椭圆形。大的颗粒呈椭圆形，小的呈圆形。马铃薯的这种结构对其糊化产生一定的影响。马铃薯淀粉颗粒大, 结构松散,吸水膨胀力大, 结晶结构消失的早, 淀粉粒在较低的温度下容易互相接触, 变成粘稠状的糊浆, 这是马铃薯淀粉容易糊化的结构基础18马铃薯淀粉结构的松散，使得其煮沸损失率也会比较高。同时马铃薯淀粉还有一个重要的特性就是含有磷酸基团，磷酸基团的存在有助于其糊化，可以提高淀粉的粘度和提高其膨润度。本实验中添加马铃薯后淀粉质量的改变正符合这些特点。4.2.2 玉米淀粉玉米淀粉颗粒较大，结构较紧密，其含直链淀粉含量在实验中是最小的19。玉米淀粉煮沸损失率较少，膨润度也较大，可能拉伸力度较其他的要少一点。但总体而言加入玉米淀粉对粉皮质量有较好的影响。4.2.3 红薯淀粉红薯具有较小的直链淀粉含量（在实验中是最小的），但其结构松散20，具有较大的煮沸损失率，同时由于其具有很好的膨润度，可以适当的粉皮的改善口感。红薯还有一个优点就是它的价钱比较便宜，相对于其他淀粉它具有价格上的优势。4.3 膳食纤维和黄酮类化合物影响膳食纤维主要成分为不溶性纤维，其结构是由与直链淀粉一样，是D-葡萄糖呈直链状连接的，不同的是纤维素是通过-1.4糖苷键结合，同时纤维素通常和半纤维素及木质素结合在一起。纤维素不溶于水，其结构稳定，对一般的酸碱和高温都有很稳定的作用，因此把膳食纤维加入粉皮中，膳食纤维不会因为生产粉皮时代高温，搅碎而发生明显的性质改变12。由于膳食纤维的特殊的稳定性，使得在粉皮中加入膳食纤维后，淀粉糊化过程中淀粉链之间氢键的形成受到膳食纤维的阻碍，使的粉皮在糊化过程收到影响，中发现如荸荠加工废料中的膳食纤维没有经过碱解或者酶解后不灭酶，基本上是淀粉是不能糊化成型的。分析原因，碱解是除去荸荠皮中蛋白质，因为蛋白质具有较稳地的结构同时蛋白质还具有水合的能力，一般的蛋白质表面都附有一层稳定的水层。加入含有蛋白质的膳食纤维会使得淀粉糊化过程中不同链间结合会受到蛋白质水层的影响，使得淀粉氢键形成混乱，最终阻碍其有序氢键的形成。还有没有灭酶的膳食纤维对粉皮的糊化也会产生影响，因为耐高温a-淀粉酶会影响淀粉组织结构，最终影响其糊化的形成。添加黄酮类化合物对粉皮的膨润度，拉伸力度，煮沸损失率影响较少，不过黄酮类化合物