【毕业学位论文】（Word原稿）健康素材即煮干燥甘薯块丁开发及其抗氧化性之研究-生物科技研究所

中华医事科技大学医事技术系 暨生物科技研究所 硕士论文 健康素材即煮干燥甘薯块丁开发 及其抗氧化性之研究 究 生：陈俊兴 (指导教授：林苑晖博士 ( 中 华 民 国 100 年 1 月 录 目录 目录 iv目录 志 文摘要 文摘要 写表 一 章 : 可 用 于 煮 饭 及 粥 之 干 燥 甘 薯 块 之 最 适 条 件 开 发一节、前言 第二节、文献整理 一、甘藷介绍 二、甘薯营养成份 、加工对于甘薯的影响 第三节、材料与方法 0 一、研究材料 、研究方法 0 第四节、结果与讨论 1 一、薯块 丁之热风干燥与外观 2 二、甘薯干燥块丁的 L*a*b*分析 5 三、 甘薯干燥块丁的复水率试验与品评试验 1 第五节、结论 二章、 浸泡异抗坏血酸干燥甘薯之 一节、前言 6 第二节、文献整理 6 一、甘薯的种类 、自由基与抗氧化物质 1 、甘薯所含机能性成份 6 第三节、材料与方法 0 一、研究材料 7 二、研究方法 0 第四节、结果与讨论 9 第五节、结论 9 参考文献 9 目录 ： 第一 章、 可用于煮饭及粥之干燥甘薯 块之最适条件开发 图 1. *a*b*值座标轴 7经 三种温度热风干燥图 6经 三种温度热风干燥图 4. 100 热风干燥甘薯成品外观图 5. 新鲜甘薯块丁烹煮后成品图 6. 7 100 热风干燥未杀菁组甘薯块丁以不同水量煮饭之外 观图 7. 7 100 热风干燥未杀菁组甘薯块丁以不同水量煮粥之 外观图 8. 7 100 热风干燥杀菁组甘薯块丁以不同水量煮饭之外观图 9. 7 100 热风干燥杀菁组甘薯块丁以不同水量煮粥之外观图 10. 6 100 热风干燥未杀菁组甘薯块丁以不同水量煮饭之外观图 11. 6 100 热风干燥未杀菁组甘薯块丁以不同水量煮粥之外观图 12. 6 100 热风干燥杀菁组甘薯块丁以不同水量煮饭之外观图 6 100热风干燥杀菁组甘薯块丁以不同水量煮粥之外观图 目录 :第 二章 、 浸泡异抗坏血酸干燥甘薯之 量与抗氧化分析 图 胡萝卜素标准品线性图 注射 3. 经 90 热风干燥 之 6 杀菁组甘薯块丁 萃取液之萃取液 4. 经 90 热风干燥 之 6 杀菁组甘薯块丁 萃取液之总酚含量 5. 经 90 热风干燥 之 6 杀菁组甘薯块丁 萃取液之类黄酮含量 目录 ： 第一 章、 可用于煮饭及粥之干燥甘薯块之最适条件开发 表 1民国 95年台湾主要甘薯生产县市统计 2 历年来台湾地区甘薯生产统计 3甘藷可食部份每 100 4 不同处理方式之 7 甘薯块丁 L*值 5 不同处理方式之 7 甘薯块丁 a*值 6 不同处理方式之 7 甘薯块丁 b*值 7不 同处理方式之 6甘薯块丁 L*值 8不同处理方式之 6甘薯块丁 a*值 9 不同处理方式之 6 甘薯块丁 b*值 10 100 时干燥之 7 甘薯块丁之不同烹煮水量复水率 11 100 时干燥之 6 甘薯块丁之不同烹煮水量复水率 12未杀菁组粥及杀菁组粥差异性分析 13 未杀菁煮饭组及杀菁煮饭组差异性分析 目录 ：第二章 、 浸泡异抗坏血酸干燥甘薯之 量与抗氧化分析 表 1 人体内之抗氧化物辅助因子 2 7甘薯块丁经 80 热风干燥 之 收 3 7 甘薯块丁经 90 热风干燥 之 收 4 7 甘薯块丁经 100 热风干燥 之 收 5 6 甘薯块丁经 80 热风干燥 之 收 6 6甘薯块丁经 90 热风干燥 之 收 7 6甘薯块丁经 100 热风干燥 之 收 志 在这几年的研究生活中，学了许多事，无论实验技巧或是一些做人处事的道理，虽然历经了许多失败，实验过程有甘有苦且获益匪浅。 论文的完成，首要感谢吾师 林 苑晖博士和叶佳圣博士在学习过程中的悉心指导与启发，及丰富无虞的学习空间与资源应用，并于待人处事的殷殷教诲，始得顺利完成实验、学业及取得硕士学位，师恩浩瀚衷心感激，以及台南新化镇农会曾清海董事长提供甘薯，让实验得以顺利进行，在此致上最诚挚的谢意。 论文初稿承蒙中华医事科技大学餐旅管理系纪学斌教授 、 南台科技大学餐旅管理系叶佳圣教授 ， 以及中华医事科技大学餐旅管理系林苑晖教授 ， 百忙之中拨冗审阅 ， 详加斧正与诸多精辟见解 ， 使论文更加完善 ， 在此深表谢意 。 在这两年半的学习中，感谢直系学姊利秀、佳颖的指导，同时感谢同窗彦成 、 嘉君、怡祥、侑澄、金燕以及韵霖，及学弟振峰、致中、兴玮、彦宏、祈华在学习中的帮忙，在学习生涯中有你们的支持与陪伴，让学习生活增加了许多欢乐 ， 最后感谢最挚爱的家人 爸爸 、妈妈 、 大哥与弟弟的支持与鼓励，让我得以顺利完学业。 陈俊兴 仅志于 私立中华医事科技大学医事技术系暨生物科技研究所 中华民国 100年 1 月 文摘要 本研究欲开发可直接放入饭或粥中烹煮食用及储存性高之甘薯块。首先采用新化地区台农 57 (7)及台农 66 (6)甘 薯，探讨经不同温度、时间热风干燥甘薯块之 L*a*b*值。分别经 80 (5.5 h)、90 (4.5 h)及 100 (3.5 h)热风干燥甘薯块丁之 L*a*b*值，各组均以杀菁组之 a*与 b*值较未杀菁组高，显示杀菁处理可减少甘薯内色素之破坏，而且以温度愈高且短时间处理组之 a*及 b*值较高并接近生鲜甘薯之颜色，但超过 100 后会有焦化反应反而表现过深颜色。两品种则以 6 有较佳之外观颜色。将各组干燥样品实际加入饭及粥中烹煮，结果杀菁组成品之颜色均较鲜艳，用于煮饭时 6与 7复水率为 40，且两品种以杀菁组之复水率较高；用于煮粥时则有更好的复水率约为 60，同样以杀菁组有较佳之复水率。各组经品评之口感与生鲜组均接近，但复水率越高者，其口感及接受度愈佳且复水后之外观愈接近生鲜组。综上所述，以 6 品种采用 100 3.5 h 热风干燥并经杀菁处理组为本实验之最适条件。 机能性研究采用新化地区产出之 7 及 6 甘薯经 80 5.5 90 4.5 h、 100 3.5 h 热风干燥处理后分析其 量。结果 7 组甘薯有接 近白色之外观并均仅含微量 6 杀菁组之甘薯含较高之 以 90 4.5 h 处理 达到 225.2 mg/g (高，未杀菁组则较低。接着以异抗坏血酸 (泡甘薯块丁，再以 90 4.5 h 热风干燥，结果不论杀菁与否 有助于保留两品种甘薯较多的 5 % 泡后 7 90 杀菁组之 32.4 mg/g 提升至 44.9 mg/g，而 6 组更由 225.2 mg/g 升至 280.7 mg/g。 6 甘藷 90 热风干燥杀菁组对 由基之清除作用则随浸泡 度越高而升高，浸泡 0、 3 及 5 %之 10 藷萃取液 (相当于 0.5 g 干重甘薯 )之清除作用约为 ；而浸泡 5 %之 25 00 %。甘薯萃取物之总酚及类黄酮含量均随着抗坏血酸浸泡浓度增加而递减，推论浸泡 要可能是藉由 保留 表现出抗氧化性。 关键词 ： 色差、甘薯、复水率、杀菁、 异抗坏血酸、 氧化性。 to of be by in in or in 7 (7) 6(6) of *a*b* 0 (5.5 h), 90 (4.5 h) 00 (3.5 h) of *a* b* a* b* is of in of a* b* to of 00 , of be 6 of of 7 6 0，is a of 0， r, In 6 00 3.5 h is In 7 6 0 5.5 h, 90 4.5 h， 100 3.5 h of 7 a of 6 0 4.5 h 25.2 g ( is is of 0 4.5 h or of 5 % 7 90 by 2.4 g 4.9 g， 6 is by 25.2 g 80.7 g， 6 90 of is ,3 % 10 l of .5 g of in 2.4 ; % of 5 l of he as 00 %， is be by 写表 ( , 1- 第一章 可用于煮饭及粥之干燥甘薯块之最适条件开发 第一节 前言 现今全世界每年每人可分配之平均粮食仍然缺乏，且台湾的耕地面积逐年萎缩，需每年进口大量小麦、杂粮贴补缺口。甘藷（ L） 世界各地广泛栽培，是旋花科番藷属植物，其品种在热带、温带地区约有数 百种容易得到高产量，与其他农作物相较之下为较抗病虫害、耐旱、耐瘠的根茎作物 (& 2007)，亦为新兴之健康食品，可延缓癌症恶化，抑制自由基产 (1999)，含多量膳食纤维可助肠内益菌生长，抑制细菌繁殖，防止胃肠道粘膜病变，预防大肠瘤形成 (全， 2003)，但是由于饮食习惯之改变，使甘薯产量及其耕种面积逐年下降，所以在全世界、台湾粮食、蔬菜之生产问题仍旧是悬而未决时， 目前台湾地区栽培甘薯面积约 10,000公顷，北部地区以金山、三芝、石门、大园、新屋、杨梅及竹东栽培面积最多，一年四皆有产，盛产期集中于 3月至9月，以前是用作为猪的饲料，现今主要供鲜食用，以台农66号红心甘薯为大宗，但台农 66号之块根易产生裂痕，生育期也较长，约需 150天才可采收 (行政院农业委会， 2010)，近年来，国人受西方饮食文化及社会经济地位提升的影响， 类海鲜的消费量已逐渐凌驾于甘薯之上，国人膳食纤维普遍摄取不足， 由于甘藷性喜温暖，在热带地区栽培容易，适应性大及安定性较其他农作物高，在台湾各地区四季皆适宜栽培，甘薯是一种营养价值 高的食品，像是含丰富碳水化合物、蛋白质、醣类、脂质、维生素和矿物质等，及丰富的维生素 A、 B、 C、 热量较米食、面食低，食用之后易产生饱足感，又可促进肠胃蠕动，增加排泄顺畅，预防便秘，对于经常食用精制食物的现代文明人极有益健康，每 100 .2 预防近代人们所拥有的文明病，诸如体重过重、脂肪摄取过量、及碳水化合物摄取不足，造成慢性疾病的发生， (1984, 究采用热带地区常见的 28种纤维含量丰富的水果和蔬菜 ，发现甘薯是最有效与胆固醇结合的样品 ，有助于人体将多余的胆固醇排出体外， 1992年 究中指出适量食用甘薯也可预防心脏病、高血压和高血脂症 ( 1992)(本草纲目 )中记有：甘藷味甘性平，又 补虚乏，益气力，健脾胃，强肾阴 ，有补脾胃，养心神，消疮肿之功效。所以适量食用对于人体有相当大的帮助。 甘薯传统上的利用多为直接切块加入米饭中烹煮成甘薯饭或甘薯粥，但随着工商社会发达，不易随时取得新鲜 薯，加上甘薯之储存过程容易发芽导致利用价值下降，因此 本实验研究目的为增加甘藷之加工产品及延长保存期限为本实验 之目的，而在先前文献中并无看到将甘薯制成块丁的相关产品，大都是将甘薯切片后经过油炸的形式较多， 为了促进甘薯的消费，特别专注于其有效成份的保留， 以健康为原则不经油炸，甘薯制品的缺点在于，经高温处理后容易产生褐变。在实验中将使用7及 6之甘薯进行不同条件之加工， 分为杀菁 (沸水煮 3分 )与未杀菁组再经热风干燥 (80 /5.5 h)(90 /4.5 h)(100 /3.5 h)之加工，使在口味及 进台湾甘薯农业之发展， 使在口味及保存期限上能开创新产品，促进台湾甘薯农业之发展。 第二节、文献整理 一、甘薯介绍 甘薯属于旋花科 (牛花属 (为蔓性草本植物。甘薯又名番薯或地瓜它是属于全世界排名第七重要的作物(& 2007)，目前大约有 111个国家种植 (& 2003)，台湾甘薯的栽培，是在十七世纪，即明末荷兰占领台湾时期，由福建传入，至今已有四百多年历史 (李 ， 1994)，而甘薯因栽培容易，过 缺乏米食时，常被穷苦人家用以代替主食用，常被误认为 (劣级食品 )，直至现今其营养价值已被医学界及食品营养专家所肯定 (李，1995)，甘薯的高产量原因有以下几点， (1)甘藷较一般作物抗病、耐虫害。 (2)得到同样的单位面积，甘薯比其他大多数作物较不需照顾。 (3)在特殊地形或区域时，由于环境因子的关系，当其他作物没有任何收成时，某些甘薯品种仍具有相当的产量 (林， 1994)。甘薯品种有台农 15、 57、 66、 68、 71、 72号，而 57号及 66号是南部地区生产较多的品种， (台农 57号 )是 民国 39年杂交， 44年选出由农试所嘉义分所命名推广至今， 由 嘉 义农业试验分所在 1950年以日本时代就有的，台农 27号和美国的 皮黄肉的口感较为松软，煮好后香味较为浓郁，适合烤地瓜，是全台产量最多的品种，产期为农历 11月至 3月份之间，产地分布有云林、台南、高雄。 (台农 66号 ) (红皮红肉 )俗称：红心尾仔蕃薯、为嘉义农业试验分所于民国 64年秋作自逢机交配集团第四代 后裔中选出命名推广，原品系代号 色呈橙红色，质地松软，甜度高而皮红 肉的 (台农 66号 )吃起来感觉较为紧实、绵密，吃起来也较甜，适合煮稀饭。 (新化镇农会食用甘薯产销班，2010)， 民国前 11年台湾甘薯栽种面积约 4万公顷，到了 29年约有 13万两千公顷，当时甘薯为贫困农村社会提供粮食的 要来源， 3959年间需求量较大，为了提供农村猪只饲料，栽培面积达到了 23万公顷，年产量为 220340万公吨，是台湾甘薯生产量的高峰期，民国 78年以后至今约维持在 1万余公顷，至今随着生产技术的改进、改良出的新品种及肥料培养的管理与病虫害防治技术的改良，使生产单位面积逐年提升，从民国前 11年的 5公 吨至 95年 22公吨，甘薯产区主要集中在中南部，主要生产县市为云林县 (、彰化县 (台中县， (赖， 2007)，台湾甘薯生产期大约集中在秋里作约占 41 %，其次为夏作占 29 % ，春作占17 %，冬作占 13 %。 二、甘藷的营养成份 甘薯别名地瓜、红薯、番薯等，在植物学分类上为旋花科，依薯块肉色不同，可分为红薯、芋头蕃薯、黄薯、白薯等， 在世界各地广泛栽培，是旋花科番薯属植物，其品种在热带、温带地区约有数百种，它，且容易得到高产量，与其他农作物相较之下为较抗病虫害 、耐旱、耐瘠的根茎作物 (& 2007)，已有研究指出甘薯提供的营养除了蛋白质和烟碱酸之外，至少有 90 %人体所需的营养 (1985)，甘藷含丰富的 赖 ， 2007)，可 缓癌细胞恶化而 也可使癌症不易恶化，维他命 则可保护细胞之含量， (财团法人台湾癌症基金会， 2003)，多酚类化合物、膳食纤维等 (2000)，甘藷肉中含有 6080 %的水和1030 %的淀粉，具有高纤维含量，可预防冠 状 动 脉 硬化、高血压、高血脂症 ， 且高纤维食物能吸收肠 内 水分 ，可使排泄物体积膨胀刺激肠壁，使之顺利排出体外，是一种较为经济天然的健康食品( 1992)， 也含有核 黄 素、 烟 碱素、甲硫胺酸等成分。 甘薯较其他用 来 作为淀粉 来 源的根 茎 类作物便宜许多， 除了可作为主食，调制菜肴、制粉、饲料之外也可加工制成水饴 、蜜饯、罐头及糕饼点心等 (林， 1993)， 有数个研究也显示甘薯萃取液可抑制由 16所诱导的 肝损伤 ( 1984; & 1996; & 1997)，近期也有研究表明，甘藷具有抗癌及抗氧化的作用 (et 2007; 2008)。 三、加工对于甘薯的影响 对于发展中的国家来说，甘薯在运输过程中难以储存且容易腐烂，干燥的甘藷可利用于各种产品，像是松饼、面包、饼干、蛋糕、或是可取代部份面粉或小麦 (2000)， 经学者研究指出，将甘薯干燥至低水份含量，可使 薯长期储存 (2002)，因此快速有效率的烘干且可降低食品营养成分流失的技术已倍受关注 (et 1999)， 甘薯的干燥方法大部分都采用热风干燥法，对于食品热风干燥法可用于大量的产品且能迅速将食品中水份去除，虽然可能影响到产品外观及其营养价值，因此研究各种预处理方法避免甘薯的营养价值流失，及降低在干燥过程中能源和成本的损耗 ( 2004; & 2002)，因甘薯产量稳定且较容易抗病虫害，台湾湿热的环境也较适合其生长，由于容易生长且产量多，所以常被用来制作一些加工类食品，由于现今国人健康意识的抬头，对于养生方面相当的重视，其他一些发展过后的经济型国家也是如此，甘薯也就被当作健康食品的一种，根据前人的研究中，甘薯经烤焙后会产生一种香气化合物，可能有助于人的心情愉快 (& 1991; & 1980;& 1993; & 1985)。 食品干燥在保存过程中扮演了一 个 重要的角色，这是一种复杂的技术，涉及传热传质的变化，可能导致产品的质量变化，物理变化包 括 收缩、膨化和结晶，而化 学 反应可能导致质地、颜色和气味等的改变 (1983; 2000)，因干燥可减少食品在储存 程中大量的水分及微生物等活性物质 (et 2007)，也可降低在储存过程中的化 学 变化，因此也可降低产品的损耗量。 甘薯在加工过程中最主要的问题是，酵素性褐变及非酵素性褐变，非酵素性褐变主要是甘薯在加工过程中高温导致还原糖和氨基酸在高温下产生梅纳反应 ( 1986)，而酵素性褐变则为酚类中的 多酚氧化酵素和过氧化酶在低温加工过 程中所导致的褐变 ( 1985;& 1992; & 1984; 1980)，杀菁是种用来预防水果或 是蔬菜、根茎类等，在保存过程中产生失活的酵素反应，像是高温加工、冷冻加工、或是罐头类的产品等，或是产品冷冻、油炸或储存过程中的质量的下降 (1958)，杀菁也被证明可改变产品的组织结构 (1947)，而长时间的杀菁 会 导致食品中的营养成份的损失，像是碳水化合物、蛋白质、 水溶性矿物质、维生素和醣类 (1958)，因此目前杀菁技术主要专注于高 温 短时间的热处理，像是蒸汽或是热水它可提供均 匀加 热且传热速率高，目前是最简单且经济的方法。 对于未来甘薯的育种及加工利用上，应注意几个要点如 : 用一些加工方法可将甘薯制成方便食用又不失健康的产品，且可促 地区特色产品之发展，并增加甘薯之消费与利用 (赖 ， 2007) 第三节、材料与方法 一、 研究材料 : 台农 57 号、 66 号，取自新化镇农会；化学药品 :抗坏血酸 ;仪器和器材 :热风干燥机 (铨麦企业股份有限公司 220V、 60 二、研究方法 : (一 )干燥甘薯块丁制备 : 先将甘薯洗净后切丁 为 2 分成杀菁与未杀菁组，杀菁条件 为 : 沸水煮 3 泡抗坏血酸分 为 0 %、 3 %、 5 %(一分钟 )后，再经不同热风干燥及不同时间进行干燥，烘 烤 温度 (80 /5.5 h)(90 /4.5 h)(100 /3.5 h)，干燥后先使用色差计测量其 L* a* b*值 。 (二 )干燥甘薯块丁的存放 : 将干燥后的块丁以夹链袋包装，并置于室温的暗处。 三、 复水率试验 作法参考 (林， 2002)，选用外观较佳之 (100 /3.5 h)组别进行煮饭及粥作复水率试验。 复水率计算 =复水重 /干燥前重 *100 %，烹煮方法 :白米 150 g+ 100 别加入 280 、 320 、 80 、 640 进行饭的烹煮， 1120 、 1280 、1440 、 1600 进行粥的烹煮 ，并将其分为杀菁 (沸水煮 3分 )与未杀菁组，再分成煮饭及煮粥的烹调方式进行试验。 四、 感官品评 采消费者官能品评试验采行总加量法 (针对甘薯加工产品，探讨样品之色度、香味、甜味、口感以及整体喜好性，采李克特 ( 分 表来衡量，依据其喜好程度来给予评分。其中非常接受为 5 分，接受为 4 分，普通为 3 分，不接受为 2 分，非常不接受为 1 分。将样品依序以 328、 416及 328*、 416*标示号码，采盲目测试 (方式。测试方式先将产品依标示倒入容器中且不得告知受访者名称，并在品评过程中提供每个产品试验受访者一杯漱口水杯，先用水漱口后，休息一分钟让口腔异味清除再品评标示号码 328 的样品，接着再次漱口，依此序进行品评。受访者在品评结束后，先勾选每个样品不同感官品质特性之喜好性，在勾选该样品之接受度。 五、 统计分析 实验数据之结果以统计分析系统 (电脑套装软体作变异数分析 (of 及 s 四节、 结果与讨论 一、 甘薯块丁之热风干燥与外观 传统上甘薯的干燥方法较常采 用热风干燥及太阳干燥(et 2008)， 热风干燥则是最常使用在食品脱水的方法之 (1999)，而 者在 1999年 研究将 12个品种的甘薯片以热风干燥机干燥 60 12小时共损失了30 %的胡萝卜素含量，而 2004年 )类似的研究指出 13种来自肯亚的橘色品种甘薯片以电箱式干燥机， 58 4小时的干燥平均损失 35 %的胡萝卜素含量，而在太阳干燥下却损失了 83 %的胡萝卜素， 2000及 2004年 )，指出以 干燥机进行干燥能较太阳干燥有效保留胡萝卜素的含量，因暴露在阳光下，紫外线的破坏及其他非控制条件的环境因素皆有可能造成影响胡萝卜素的保存， 7 及 6 干燥甘薯块丁经由三种温度及时间 (80 /5.5 h)(90 /4.5 h)(100 /3.5 h)做处理，并且将其分为杀菁组 (沸水煮 3 分 )及未杀菁组如 (图二与图三 )所示 ，与 (1958)所提到，经过杀菁后的组别确实有助于保护产品避免高 温 过度的破坏 ，台农 57号因考虑到干燥速率及节省成本的原因，将块丁表面戳洞后进行干燥，如图二所示，发现这样做是有助于加速干燥的，但这样做反而 使产品外