（农产品加工及贮藏工程专业论文）利用微波油炸技术降低马铃薯片含油量的工艺研究.pdf

利用微波油炸技术降低马铃薯片 含油量的工艺研究 中文摘要 目前我国市场上出售的油炸马铃薯片大多是采用传统油炸工艺生产的，其 产品存在两大问题，一是含油量高达3 5 3 4 4 5 ；二是含油量高的食品在贮 藏过程中易氧化变质，所以探求一种生产低油马铃薯片的新工艺已成为必要。并 且传统油炸工艺对原料要求严格，要求原料于物质含量高，还原糖含量低的专用 品种，但是我国却没有充足的合格的专用品种。因此，有待于寻求降低薯片含油 量和拓宽加工原料的选择范围的马铃薯片加工工艺。本研究采用涂油或喷油与微 波相结合的工艺，研制出低油含量并且综合品质不劣于传统油炸工艺所生产的马 铃薯片。本论文主要研究内容如下； 一、马铃薯片微波干燥特性的研究 为了掌握马铃薯片微波干燥特性，为生产应用提供参考，本部分研究在不同 的马铃薯切片厚度( 1 2i i l m 2 0 r a m ) 和不同的微波发射功率下( 9 6w g 1 6 w g ) 对马铃薯片进行微波干燥试验，测定了微波干燥过程中物料温度和湿含量的变 化。试验结果表明：马铃薯片在微波干燥过程中温度变化经历预热、恒温和快速 升温三个阶段，在预热阶段马铃薯片的湿含量变化很小，物料干燥脱水少；物 料干燥脱水大部分发生在恒温阶段，干燥速率最大；快速升温阶段试样干燥速率 逐渐减小，在相同的微波发射功率条件下，微波于燥速率不受马铃薯切片厚度的 影响。对于相同厚度的马铃薯片，微波发射功率是控制产品温度和干燥速度的主 要因素。发射功率越大，所需干燥时间越短。在后期快速升温阶段，降低低微波 功率可以避免高温造成的产品质量恶化。采用热风或远红外与微波联合干燥的方 式，有助于提高产品品质。 二、利用微波油炸技术降低马铃薯片含油量的工艺条件探讨 本部分研究通过单因素试验，对利用微波生产低油马铃薯片工艺中影响产品 脆度、色泽和含油量的一些因素进行了探讨。结果表明：利用微波生产马铃薯片 可以降低薯片含油量到2 0 以下；原料热烫后的预干燥处理( 8 5 热风干燥 3 0 m i n 3 5 m i n ) 、干燥前食盐水溶液浸泡处理( 1 5 。o - - 2 o 食盐水溶液浸泡5m i l l ) 和涂油前用豆奶粉裹衣处理，均能降低产品的含油量，提高马铃薯片的脆度；同 时，适量的豆奶粉裹衣处理，能赋予产品良好的色泽，豆奶粉的用量在4 - 6 之间比较适宜；冷冻处理能加深产品的色泽，但是对产品的脆度和含油量的影响 不大。 三、利用微波油炸技术生产低油马铃薯片的工艺参数的优化 本部分研究根据单因素试验结果选择马铃薯品种、预干燥时间、食盐水溶液 浓度和裹衣料用量四个因素，其中品种为三水平，其他各因素两水平l 1 2 ( 3 1 2 4 ) 进行正交试验，对微波生产低油马铃薯片的最佳工艺参数进行了优化设计，并将 微波产品与传统工艺生产的薯片品质进行了比较。结果表明：微波生产的薯片含 油量在1 2 以下，其脆度和丙烯酰胺含量跟传统油炸薯片相当，色泽好于传统油 炸薯片薯片，其过氧化值和酸价均在国家标准允许范围之内，属于安全性食品。 虽然原料马铃薯的品种变化会影响到微波薯片的品质( 在本试验中费乌瑞它的产 品品质最好) ，但是任意品种的微波产品品质均优于传统油炸薯片的品质。微波 功率和微波烘烤时间也会影响到产品的最终品质，微波烘烤前期选择较高功率， 后期选择较低功率，有利于产品综合品质的提高。微波功率通过试验所得微波生 产马铃薯片的最佳工艺参数为选择最优品种费乌瑞它，去皮切片成1 2 m m ，立即 用水漂洗，在沸水中热烫1 5 m i n 后经1 5 的食盐水溶液浸泡5 r a i n , 再置于热风 干燥箱中在8 5 c 的温度下进行热风干燥3 0 m i n ；用4 的豆奶粉对干燥后的薯片 进行裹衣，涂油进行微波烘烤；微波烘烤功率为前期功率和后期功率，分别是 8 0 0 w 和4 8 0 w ，在不同的功率下各烘烤2 m i n 。 关键词：微波马铃薯片低油丙烯酰胺 s t u d i e so np r o c e s s i n gt e c h n o l o g yo f d e c r e a s i n gt h eo i lc o n t e n to fp o t a t o c h i p sb ym i c r o w a v ef r y i n g a b s t r a c t s n o w a d a y s ，t h em o s to f p o t a t oc h i p ss o l di nt h em a r k e ti no u rc o u n t r ya l ep r o d u c e d b yt r a d i t i o n a ld e e p - f r yt e c h n i q u e ，w h i c hh a v et w od i s a d v a n t a g e s ，o n ei st h eh i g l lo i i c o u t e u ta r r i v e da t3 5 3 t o4 4 5 ，t h eo t h e ri st h es h o r ts h e l f - l i f ed u et ot h eh i g l lo i l c o n t e n t 耶1 e r e f b r e i ti sn e c e s s a r yt of r e dan e wp r o c e s s i n gt e c h n o l o g yd e c r e a s i n gt h e o i lc o n t e n to f p o t a t oc h i p s a tm e a n t i m e t h et m d i t i o n a ld e e p - f r yt e c h n i q u ei ss t r i c t e r o nc h o o s i n gr a wp o t a t ot u b e r s ，w h i c ha r er e q u i r e dl o wc o n t e n to fr e d u c i n gs u g a r sa n d h i g l lc o n t e n to fd r ym a t e r i a l b u tt h e r ea l en o te n o u l g he l i g i b l es p e c i a lv a r i e t i e sf o r p r o c e s s i n gp o t a t oc h i p s s ow es h o u l dd i s c u s san e wt e c h n o l o g yt ow i d e nt h er a n g eo f c h o o s i n gv a r i e t i e sf o rp r o c e s s i n gp o t a t oc h i p s w i t hc o a t i n go rs p m y i n go i lc o m b 砌 m i c r o w a v eb a k i n g ，w ep r o d u c e dl o wo i lc o n t e n tp o t a t oc h i p sw h o s eo v e r a l lq u a l i t i e s w e l et h es a m ea st h a tp r o d u c e db yt r a d i t i o n a ld e e p - f r yt e c h n i q u e 耶垃m a i nr e s u l t s w e r es u m m a r i z e da sf o l l o w i n g ： 1 s t u d y o nc h a r a c t e r i s t i c so f m i c r o w a v ed r y i n go f s l i c e dp o t a t o i no r d e rt ou n d e r s t a n dt h eb e h a v i o r so fs l i c e dp o t a t oi nm i c r o w a v ed r y i n gs oa st o p r o v i d eb a s i cd a t af o rp r a c t i c a ld e s i g n , t h es l i c e dp o t a t o e so ft h i c k n e s sr a n g i n gf r o m 1 2m mt o2 0 m mw e r es e l e c t e da ss a m p l e sa n dt h ed r y i n gt e s t sw e r ec a r r i e do u ta t m i c r o w a v ep o w e rl e v e l sf r o m9 6 f g 1 6 w g a l s o ，t h et e m p e r a t u r ea n dm o i s t u r e c h a n g e sw e r es o l v e d i ti n d i c a t e st h a tt h es l i c e dp o t a t o e se x p e r i e n c et h r e ep e r i o d s d o l i n gd r y i n g ：ap r e h e a t i n gp e r i o dw i t ho n l ys m a l la m o u n to fm o i s t u r er e m o v e d ，a n i s o t h e r m a lp e r i o di nw h i c hm o s tm o i s t u r el o s e sa n df o o dt e m p e r a t u r ed e p e n d so nt h e m i c r o w a v ep o w e rl e v e la n ds a m p l et h i c k n e s s a n daf i n a lp e r i o dw i t hd r y i n gr a t e d r o p p i n go f fa n dt e m p e r a t u r er i s i n gr a p i d l y u n d e rt h es a m em i c r o w a v ep o w e rl e v e l c o n d i t i o n , t h ed r y i n gr a t ew a sn o tr e l a t e dw i t ht h es a m p l et h i c k n e s s w h e nt h es a m p l e sh a dt h es a m et h i c k n e s s ，m i c r o w a v ep o w e rm a i n l yc o n t r o l l e dd r y i n gr a t ea n d t e m p e r a t u r eo ft h ep r o d u c t s t h eh i g h e rm i c r o w a v ep o w e rw a s t h es h o r t e rd r y i n g t i m eh a d d u r i n gt h ef m a lp e r i o dw i t l ld r y i n gr a t ed r o p p i n go f fa n dt e m p e r a t u r er i s i n g r a p i d l y , r e d u c i n gt h em i c r o w a v ep o w e rc a na v o i dd e t e r i o r a t i o no ft h ep r o d u c t s q u a l i t yd u et ot h eh i g ht e m p e r a t u r e d u r i n gm i c r o w a v ed r y i n g ，t a k i n gt h em e t h o dt h a t c o m b i n e dw i t ht h eh o ta i rd r y i n go rf a r - i n f r a r e dd r y i n gc a ni m p r o v et h eq u a l i t yo f p o t a t oc h i p s 2 d i s c u s s i o no nt h ec o n d i t i o n so fm i c r o w a v et e c h n i q u e sp r o d u c i n gl o wo i l c o n t e n tp o t a t oc h i p s t h eo b j e c t i v eo f t h i sw o r kw a st od e t e r m i n et h ee f f e c to f s o m et r e a t m e n t so v e rt h e m q u a l i t yo fp r o d u c t s ( c r i s p n e s s ，c o l o ra n do i lc o n t e n t ) d u r i n gp r o d u c i n gl o wo i lc o n t e n t p o t a t oc h i p sb ym i c r o w a v eb a k i n g t h et r i a l si n d i c a t e dt h a tw ec o u l dd e c r e a s et h eo i l c o n t e n to fp o t a t oc h i p sb ym i c r o w a v eb a k i n g ( t h eo i lc o n t e n tb e l o w2 0 1 a n dt h e p r e d r y i n gt r e a t m e n ta f t e rb l a n c h i n g ( a i r - d r yt e m p e r a t u r e8 5 。c ，a i r - d r yt i m e3 0m i n 3 5 m i n ) ，i m m e r s i o n i n s a l t y w a t e rp r i o rt o p r e d r y i n g t r e a t m e n tn 5 2 0 c o n c e n t r a t i o no fs a l t yw a t e li m m e r s i o nt i m e5m i n ) ，a n dc o v e r i n gw i t hs o ym i l k p o w d e ro nt h es u r f a c eo f p o t a t oc h i p sb e f o r eb a s t i n ga l lc o u l dd e c r e a s et h eo i lc o n t e n t o fp o t a t oc h i p sa n di n c r e a s et h e i rc r i s p n e s s a tm e a n t i m e ，c o v e t i n gw i t hap r o p o r d o s a g eo fs o ym i l l 【p o w d e rc o u l dg i v ep o t a t oc h i p sf a v o r a b l ec o l o r t h er i g h td o s a g e o fs o ym i l kp o w d e rw a sa t4 6 h o w e v e r , f r e e z i n gt r e a t m e n tp r i o rt op r e - d r y i n g t r e a t m e n td a r k e n e dp r o d u c t s c o l o ra n ds h o w e das l i g h te f f e c to nc r i s p n e s so ro i l c o n t e n t 3 s t u d yo nt h eo p t i m u mp a r a m e t e r so f m i c r o w a v et e c h n i q u e sp r o d u c i n gl o wo i l c o n t e n tp o t a t oc h i p s a c c o r d i n gt ot h er e s u l t so fs i n g l ee l e m e n te x p e r i m e n t , w ec h o s ef o u re l e m e n t s s u c ha sp o t a t ov a r i e t y , p r e - d r y i n gt i m e ，c o n c e n t r a t i o no fs a l t yw a t e ra n dc o v e t i n g d o s a g e st od e s i g nl 1 2 ( 3 1 2 4 ) o r t h o g o n a le x p e r i m e n t b y l ce x p e r i m e n tw eg o tt h e m i c r o w a v ep r o d u c t sa n dc o m p a r e dw i t ht h ep r o d u c t sp r o d u e e db yt r a d i t i o n a ld e e p f r y t e c h n i q u e n er e s u l t ss h o wt h a tp o t a t oc h i p sp r o d u c e db ym i c r o w a v ec o n t a i no i l b e l o w1 2 w h o s ec r i s p n e s sd e g r e ea n da c r y l a m i d ec o n t e n ta r ea tt h e $ a m el e v e l s c o m p a r e dw i t ht h ep o t a t oc h i p sp r o d u c e db yt r a d i t i o n a ld e e p f r yt e c h n i q u e 1 1 记c o l o r i sb e t t e rt h a nt h el a t t e r i t sp e r o x i d ev 甜n ea n da c i dv a l u ea r ei nt h ep e r m i s s i o na r e ao f c o u n t r ys t a n d a r d i tb e l o n g st os a f ef o o d w i t hm i c r o w a v eb a k i n g ，a l t h o u g ht h ep o t a t o c h i p sq u a l i t i e sa r ei n f l u e n c e db yt h ep o t a t o e s v a r i e t i e s ( t h ef a v o r i t eq u a l i t yi st h eb e s t i nt h i sp a p e r ) p o t a t oc h i p sf r o mav a r i e t yo fp o t a t oa tw i uw i t hm i c r o w a v eb a k i n g e x c e lo v e rt h ep o t a t oc h i p sp r o d u c e db yt r a d i t i o n a ld e e p - f r yt e c h n i q u e n 圮p o w e ro f m i c r o w a v ea n db a k i n gt i m eb o t hi n f l u e n c et h eq u a l i t yo fp o t a t oc h i p s t h e r e f o r e c h o o s i n gh i g h e rp o w e r a tf i r s ta n dl o w e rp o w e rl a t e rc a l li m p r o v et h ei n t e g r a t eq u a i i t y o fp o t a t oc h i p s t h r o u g ht h ee x p e r i m e n t ，t h er e s u l ts h o w st h eo p t i m u mt e c h n i q u e p a r a m e t e r si nt h em i c r o w a v eb a k i n g t h a ti sc h o o s i n gt h eb e s tv a r i e t y ( f a v o r i t e ) ， p e e l i n go f fa n ds l i c i n g1 2 m m , i m m e d i a t e l yw a s h i n gi t w i t l lc o l dw a t e r , b l a n c h i n g 1 5 m i na tb o i lw a t e r t h e nd i p p i n gi n1 5 s a l t yw a t e r5m i n , h e a t e d a i rd r y i n g3 0 m i n a t8 5 。s w a t h i n gi tw i t h4 s o ym i l kp o w d e r , b a s t i n ga n db a k i n gw i t hm i c r o w a v e 1 1 砖m i c r o w a v ep o w e rc o n t a i n sp r e p o w e ra n da f t e r - p o w e r t h e ya r es e p a r a t e l y8 0 0 w a n d4 8 0w t h eb a k i n gt i m ei s2m i na te a c hp o w e r 吖w o r 出：m i c r o w a v e p o t a t oc h i p sl o wo i lc o n t e n t a c r y l a m i d e i v 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得湖南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 己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 噌瓠 时间：功年占月g - 1 7 t 关于论文使用授权的说明 本人完全了解湖南农业大学有关保留、使用学位论文的规定，e p ：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。同意湖南农业大学可以用不同方式在不 同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：t 铷 帆砷年月 - j - i 了 一辄j 锋乙盱帆吁“以 第一章绪论弟一早珀t 匕 1 微波技术及其在食品工业中的应用 1 1 微波技术应用原理 微波( m i c r o w a v e ) 是一种频率在3 0 0 m h z 3 0 0 g h z 之间，波长 为1 衄l m 的高频电磁波。在食品工业中应用微波技术主要是利用 它的热效应i l 2 l 。微波产生高频电磁场，食品中的水和其它极性分子 在电磁场的作用下，由原来随机分布的状态转向依照电场的极性排列 取向，致使分子急剧摩擦、碰撞，使物料内各部分在同一时间获得热 量而升温。因为电磁场的频率极高，极性分子振动的频率很大，所以 产生的热量使食品迅速加热、干燥。由于微波加热方式跟传统加热方 式不同，它属于介电加热，不需要热传导的过程，内外同时加热，并 且在加热时，物料内部各部分都能均匀渗透，产生热量，所以微波加 热有它自己的特点：( 1 ) 加热速度快，加热效率高；( 2 ) 加热具有选 择性，加热均匀；( 3 ) 穿透性；( 4 ) 灵活性，易于控制；( 5 ) 保持食 品的营养成分和风味；( 6 ) 节能高效【3 “】。 1 2 微波技术在食品工业中的应用 微波能技术作为应用科学产生于2 0 世纪4 0 年代，在此后的2 0 年 间，伴随着大功率磁控管的研制成功，英美等国相继开发了多种类型 的微波加热器，微波能逐步应用于食品、药品等领域中。我国进行微 波能技术研究与开发始于2 0 世纪7 0 年代，目前在冶金、化工、食品 加工等领域已被广泛应用 5 - 7 1 。 1 2 1 微波技术在食品干燥中的应用 微波技术在食品干燥过程中可以单独使用，也可以联合其它传 统干燥方式如热风干燥、远红外干燥、真空干燥、冷冻干燥等进行。 它对水分含量在2 0 以下的食品最为有效i s - i o 。微波干燥技术发展较 快，现在有微波常压干燥、微波真空干燥、微波冷冻干燥等设备。目 前很多农产品如茶叶、谷物、蔬菜、水果、大豆等都成功应用了微波 干燥，并取得了显著的经济效益。如用微波干燥方式将蔬菜干燥到含 水量在2 0 以下，可比传统方法效率高1 0 倍【1 1 j 。美、法、日本等国 于2 0 世纪8 0 年代开始进行工业化微波真空脱水干燥技术的研究及干 燥设备的开发。研究单位主要集中在美国u n i v e r s i t yo fw i s c o n s i n 、 p e n n s y l v a n i as t a t eu n i v e r s i t v 、c a l i f o r n i as t a t eu n i v e r s i t yi nf r e s n o 、 加拿大u n i v e r s i t yo fb r i t i s hc o l u m b i a 、希腊n a t i o n a lt e c h n i c a l u n i v e r s i t y 等几所大学【1 2 ：”j 。土豆片、通心粉等食品都已经有完备的 微波常压干燥机器。近年来，微波真空干燥技术在法国、日本、美国 已经推广到工业化生产。美国加州大学与某公司合作，使用微波真空 干燥无籽葡萄干，保持了葡萄原有的形状和颜色，避免了过去的传统 工艺产品颜色、形状、风味和营养成分变化的缺点，产品质量大大提 高。法国国际微波公司制造的微波真空干燥机加工速溶桔粉，产品不 仅保有原有的色香味，其维生素的保留也远远高于喷雾干燥 1 4 , 15 l 。 我国已具有相当成熟和先进的微波真空脱水技术和设备。真空冷冻微 波升华干燥的食品、果品、蔬菜等能保持原有的色、香、味、形状和 营养成分，是国际市场上的走销产品1 1 6 , 1 7 。 1 2 2 微波技术在食品焙烤和膨化中的应用 微波可用于焙烤食品，如面包烤制，不仅使产品质量大为改善， 而且可缩短生产时间，延长产品的货架期。微波可以快速杀灭面粉中 a 一淀粉酶，用该法烤制面包，其内芯不粘牙。雀巢公司用24 5 0m h z 、 1 0k w 微波设备焙烤可可豆，加工时间为5m i n 1 0r a i n ，比传统焙 烤时间缩短一半 6 1 。但是应用微波焙烤食品的最大缺点就是不利于表 皮的形成和上色，没有由于焦糖化反应而产生的烘焙食品特有的香味 和金黄色u 。l 。 微波膨化是利用微波的加热特性。微波加热时，物料的排湿和 热量迁移方向、传热方向、蒸汽压迁移方向都一致，即由物料内部指 向表面。这样有利于物料内部蒸汽的产生和积累，使得物料内部气体 温度急剧上升，物料很快升温，内部蒸汽的形成速率高于蒸汽的迁移 速率，物料出现蒸汽压梯度，当压力超过纤维组织结构强度的承受能 力时，就能通过这种压力使物料膨化 1 9 “2 1 l 。二十世纪五、六十年代 美国的c c h u x s a l 等研究利用微波技术干燥土豆片和苹果片，开创了 微波膨化食品的先河 s l 。目前，采用真空微波技术对果蔬进行脱水膨 化处理，在某种情况下会产生类似煎炸膨化产品的质地。国内李远志 1 2 2 1 、李里特 2 3 1 等人已经在这方面作了一些研究，得到了较好的膨化 效果。当然，在微波焙烤或膨化过程中，由于加热时间短，食品的风 味和口感可能不及传统焙烤工艺所生产的产品。为了解决风味和口感 方面的问题，在微波烘烤过程中适当的添加一些食品添加剂是必要 的，乳化剂、变性淀粉和胶体都可以被选用d s ) 。 2 2 马铃薯的营养利用价值 马铃薯( s o l a n l i mt u b e r o s u ml ) 别名土豆、洋芋，属茄科 ( s o l a n a c c a c ) 植物，含有丰富和齐全的营养素。其最显著的特点是 富含淀粉，每l o o g 鲜马铃薯中含淀粉可以高达2 4 9 ，并含有少量的 非淀粉性多糖、蔗糖、还原糖等，马铃薯是人类获得碳水化合物的一 个重要来源。其次是含有多量维生素c ，每1 0 0 9 马铃薯含有1 5 m g ， 刚收获的新鲜马铃薯可达4 0 m g ，比去皮的苹果高一倍。一个人一天 吃2 0 0 9 3 0 0 9 新鲜马铃薯就足够补偿人一昼夜里维生素c 的消耗。 马铃薯还含有丰富的蛋白质，其蛋白质是完全蛋白质，能很好地被人 体吸收和利用。每1 0 0 9 马铃薯中高含钾5 0 2 m g ，马铃薯是少有的“高 钾蔬菜”之一。此外，还含有脂肪、纤维素、糖、碳水化合物、胶质、 柠檬酸、磷、铁、镁、胡萝卜素、维生素b l 、维生素b 2 等十五种营 养成分。它所含的各种维生素分别超过胡萝卜、大白菜、蕃茄和苹果， 是一般粮食和蔬菜不能比拟的，被国外营养学家认为是一种“十全十 美”的食物。因此，欧洲人称马铃薯为“第二面包”；西班牙人把它 称为“上等食品”，法国人称它为“地下苹果”。美国农业部就曾对马 铃薯作出这样的评价“每餐只吃全脂奶粉和马铃薯，便可得到人体所 需的一切营养元素”。 马铃薯不仅营养丰富，同肘还具有许多药用保健功能。马铃薯味 甘、性平，入胃、大肠两经，有补中益气、健脾和胃、养脏益神、消 炎散结、延年益寿的功效，有治疗胃溃疡、习惯性便秘、皮肤湿疹等 疗效。它能预防心血管疾病的脂肪沉积，保持动脉血管的弹性，阻止 动脉粥状硬化过早发生。是中老年人理想的辅助食品。另外，马铃薯 多糖可以防止肝、肾中结蒂组织的萎缩，保持呼吸道、消化道的滑润， 同时有利于关节腔滑润，预防胶原性疾病，能与人体内无机盐一起促 进骨质形成，也是处于发育期的儿童的必需食品。经常食用富含维生 素c 的新鲜马铃薯，可以阻断体内氨一亚硝基化合物的形成，起到防 癌的作用，同时可防止因缺乏维生素c 所引发的病变。马铃薯中的钾 对治疗消化不良有好处，可收缩肾脏血管，有利尿作用。因而有浮肿 的心脏病人、肾脏病患者经常吃马铃薯有裨益。用马铃薯代替米、面 食品，可以为糖尿病人和低蛋白饮食患者解除负担 2 4 - 2 7 1 。 3 马铃薯食品的开发现状和发展前景 3 1 国内外马铃薯食品的开发现状 3 为了充分利用马铃薯的营养成分，提高马铃薯的营养品质和加 工效益是世界食品学家普遍关注的问题。国外大力发展马铃薯食品加 工业，如美国马铃薯食品加工始于二十世纪五十年代，八十年代美国 食品加工用的马铃薯己占总产量的7 0 ，现在美国的马铃薯食品占整 个美国食品市场约3 0 左右的份额，产品近百种【2 “。欧洲各国、日 本、俄罗斯的发展也十分迅速，大都形成了庞大的工业。国外对马铃 薯的开发利用，以加工马铃薯食品和开发马铃薯淀粉为主，其加工制 品有：( 1 ) 方便食品：如快餐食品、马铃薯泥、脱水马铃薯片( 泥、条) 、 马铃薯全粉、马铃薯面包、马铃薯方便面和薯糕等；( 2 ) 休闲食品： 如马铃薯脆片等：( 3 ) 马铃薯饮料；( 4 ) 油炸薯条等系列风味产品；( 5 ) 冷冻食品：如冷冻马铃薯条、速冻油炸薯条、速冻马铃薯丁、速冻丸 子、速冻马铃薯糊、冷冻马铃薯膨化食品、冷冻脱水食品等。由于马 铃薯食品品种层出不穷，产量逐渐增加，马铃薯加工产业化、规模化、 系列化获得了高速发展。发达国家的马铃薯食品加工业有一个显著的 特点，那就是集团化的联营企业，从种植到加工产品，是一个非常完 整的体系，如美国的罗杰斯公司、辛普劳特公司1 2 9 1 。以马铃薯为主 要原料的欧美食品风靡全球，已经形成了数十亿美元的稳定市场。而 在国内，虽然马铃薯年产量居世界前列，但是其加工业一直落后于欧 美等先进国家，深加工不足年产量的1 0 。目前，我国马铃薯生产总 量中，约有5 0 用做鲜食、饲用和留种；加工淀粉、粉丝粉条、全粉、 薯条、薯片等约占1 5 ( 其中用于淀粉加工的原料量约占加工总量的 8 5 9 0 ) ，口粮约占5 ，有3 0 没有出路或有待利用。在马铃薯 加工过程中存在以下问题：产品缺乏加工专用型原料；马铃薯加工产 品品种比较单一；我国马铃薯休闲食品加工企业主要集中在沿海省 市，所需原料以进口为主；在产品开发上，没有显现中国特色，使市 场推广后劲不足【”q 3 1 。 3 2 我国马铃薯食品发展前景 马铃薯的重要性已经越来越受到重视，它带来的经济效益已经被 广大农民和地方政府所认同，它投资少，回报高，生长期短，见效快。 综合各方面的情报，各地特别是那些边远省份已经普遍加大了这方面 的投入，扩大了种植面积。根据国内外实际生产和市场分析，马铃薯 加工最好是食品类加工，对于多数地区，建立适度规模的食品加工企 业比较符合我国国情。这类企业投资少，决策灵活，市场开拓创新能 力强，后续技术和设备保证顺畅。总之，立足我国马铃薯资源优势， 4 发展薯片、薯条、全粉以及薯渣高蛋白饲料等高附加值的产品，将资 源优势转化为经济优势，进而形成具有鲜明中国地方特色的新型马铃 薯种植产业和加工产业，对马铃薯产业链的形成及企业获得较好的经 济、社会生念效益具有重要的意义。 4 低油马铃薯片加工技术研究进展 我国市场上流行的马铃薯产品大多数是经高温油炸工艺生产的 油炸马铃薯片，其成品含油量高。鲜马铃薯片油炸后，如果含水量小 于4 ，则含油量可高达3 5 4 2 【3 4 】，并且含油量高的食品在贮藏过 程中易氧化变质。为了降低马铃薯片的含油量，国内外对传统的高温 油炸技术进行了不少的改进，主要采用了以下工艺，现综合介绍如下： 4 1 真空低温油炸 真空低温油炸技术是将鲜马铃薯片在真空状态下经低温油炸 ( 一般温度控制在8 0 1 2 0 ) ，使其迅速脱水干燥并熟化的工艺 p “。它可以改善食品的品质，降低油脂的劣化程度，较好地保持马 铃薯的营养成分和色泽，口感香脆，酥而不腻。 真空离心脱油是此技术中一个重要工序。因为油炸后的产品油脂 含量很高，依品种不同，含油量最高可达5 0 以上，需及时进行脱油 处理。真空离心脱油能防止脂肪受热氧化，同时能够使油脂沸点降低、 流动性增大，加速油脂外渗【35 1 。因为真空低温油炸技术采用的仍是 油炸方式，所以不仅要消耗大量的食用油，而且马铃薯片的含油量仍 然较高，有的马铃薯片的含油量还有2 0 以上，大量的油脂不利于长 期嗜食者的健康和产品的长期保存。 4 2 在油炸过程中加入添加剂的被膜技术 马铃薯片在油炸过程中的吸油率很高，国外已经有人通过实验发 现，在油炸过程中，往油炸介质油中加入添加剂或用被膜剂处理新鲜 马铃薯片，可以降低马铃薯片的含油量。往油炸介质油中加入5 0 以 上的不能被人体消化吸收的多元脂肪酸类脂，能够使薯片所含的可消 化吸收的油脂显著降低。如1 9 9 3 年美国宝洁公司采用2 4 固态八硬 脂酸蔗糖酯，3 6 液态的六油酸山梨糖醇酐酯和4 0 棉籽油作为油炸 介质油生产的马铃薯片总含脂量4 4 ，其中可消化的甘油脂含量低于 2 0 ，并且有着与全食用油油炸马铃薯片相同的口感【34 1 。但是这种技 术在国内尚未得到广泛应用。 往马铃薯片表面包裹一层胶体物质如改性淀粉、改性纤维素、明 胶等，在油炸时可形成一层油脂渗透的障碍层，能降低马铃薯片的吸 油率 3 6 , 37 1 。但是制品的含油量和酥脆感取决于胶化膜的物化性质。 因此，选择合适的胶化膜是关键。国内也有人对油炸食品吸油率的控 制机理进行了研究。陈复生1 3s j 在研究油炸机理和主要影响因素的基 础上，提出了控制马铃薯片吸油率的新方法。他指出控制油炸时间、 失水率、马铃薯片的厚度、适当前处理新鲜马铃薯片以及升高脱油温 度等均能有效控制马铃薯片的吸油率。 4 3 非油浸炸技术 虽然真空低韫油炸技术和往介质中加入添加剂以降低马铃薯片 吸油量的技术，都能克服高温常压油炸工艺的一些缺点，但它们都不 能从根本上解决浸炸工艺的缺陷。 浸炸工艺对马铃薯原料的选择较为严格。因为产品的含油量的多 少与原料的品种有很大关系，不同品种的马铃薯相对密度不相同。相 对密度大的马铃薯原料不仅可以提高原料出品率，而且可以降低产品 的含油量。欧美食品研究人员通过试验发现，马铃薯相对密度越大产 品含油量越小3 9 “们。我国虽然马铃薯种植范围广，但是油炸型马铃 薯专用品种极其缺乏。所以要发展我国的马铃薯加工业，不仅要考虑 马铃薯的品种培育，而且也要积极探索一些对原料要求不太苛刻的生 产技术。采用非油浸炸工艺生产马铃薯脆片，既能解决含油量高的问 题，又能提高原料的利用率。 4 3 1 远红外烘焙技术 4 3 1 1 工艺流程 马铃薯_ 清洗_ 切片_ 漂洗，护色斗热烫 _ 干”烘烤叶调味_ 冷却_ 分选叫包装 4 3 1 2 远红外线是波长为2 5 1 a m 1 0 0 0 肛m 的电磁波，物质吸收红外 线后，便产生自发的热效应。由于这种热效应直接产生于物体内部， 所以能快速有效地对物质加热，其加热速度快、传热效率高，食品受 热比较均匀，不会引起局部过热 4 t l 。在加工过程中烘烤温度会严重 影响到马铃薯片产品的品质，当烘烤温度高于1 3 0 时，物料中的水 分会急剧蒸发从而使马铃薯片表面产生气泡。由于在高温条件下，物 料上下面脱水不平衡，易造成产品的不规则弯曲，而且会加速美拉德 反应的进行，导致产品颜色加深，增加苦味。控制好烘烤温度与时阃， 对加工出高品质的马铃薯片非常重要。经过远红外烘焙的马铃薯片， 质地较为致密，硬度大，无疏松性，口感不好，必须添加适当的膨松 6 剂，使马铃薯片的松脆度得到改良【4 ”。远红外焙烤技术一般用于面 包和饼干的生产。但据报道，美国f r i t o l a y 公司于1 9 9 5 年使用此技 术生产了焙烤马铃薯片( b a k el a y s ) h ”，该产品脂肪含量低，口感风 味佳，因而深受消费者的欢迎。 4 3 4 利用微波加工马铃薯片 4 3 4 1 基本工艺流程 原料_ 洗净去皮叶切片_ 漂洗呻护色热烫一预干 燥叶微波烘烤叶调味叶冷却 包装 4 3 4 2为使微波加工的马铃薯片具备油炸食品的风味，可以在烘烤 前用定量的油脂喷涂薯片表面，这样在微波处理过程中可以产生“油 炸”环境，并通过对涂油量的控制降低成品的含油量，从而解决油炸 马铃薯片的低脂化及炸油老化问题1 4 4 。 4 3 4 3微波加工中影响马铃薯片松脆度的因素 在微波加工技术中提高产品的松脆度是关键，松脆度是考察马 铃薯片产品质量的一个重要指标，而马铃薯片的松脆度与其膨化率有 关。由于在微波干燥脱水过程中，是利用辅料所产生的c 0 2 和水蒸 汽进行膨化干燥，里外同时升温，在短时间内产生均匀的膨化体。所 以，不同初始水分含量的马铃薯片经微波处理后的膨化率是不同的。 马铃薯片初始水分大，经微波处理后其膨化率小，随着初始水分的 减少，马铃薯脆片膨化率呈缓慢上升趋势。但是当初始水分 4 0 时， 继续减少初始水分，膨化率增加并不明显1 4 5 。因此，为提高马铃薯 的膨化率及产品质量，应把微波加热干燥与其它干燥方式结合起来， 对马铃薯片进行预干燥处理。如可先用热风干燥【4 6 】或红外干燥等把 其水分将到4 0 以下，然后用微波烘烤熟化。 微波条件下加工马铃薯片，微波功率和微波处理时间对马铃薯的 脆度也有影响。微波功率高则失水相对较快，干燥时间短，可得到脆 度较好的马铃薯片。而合适的微波处理时问是得到脆度等品质较好的 先决条件【4 7 4 引。 在微波烘烤前对马铃薯片进行冷冻处理【47 1 ，可以获得颜色较均 匀，形态平整，具有酥脆感的脆片，同时很好地保存了马铃薯片的营 养成分，而且可基本抑制起泡和变形现象。 李远志1 46 j 等人通过实验得出，不同的真空度条件对马铃薯片的脆 度有一定的影响。在真空度o 0 8 m p a 时，马铃薯片的断裂力最小，产 品的酥脆性最好；且真空微波处理的时间比普通微波干燥短，其疏松 7 程度更大一些。 同时选择适当浓度的食盐水对鲜马铃薯片进行浸渍处理，可明显 增加马铃薯片的酥脆度。食盐溶液能改变马铃薯片的