1、速冻马铃薯条加工工艺技术的研究进展速冻马铃薯条加工工艺技术的研究进展郭 楠，叶金鹏，林亚玲，杨延辰，刘 斌，杨炳南，申江涛【摘 要】与欧美发达国家相比，我国速冻薯条在实际生产过程中存在工艺技术落后、质量及出品率低等问题，加工工业技术有待研究。为此，主要阐述了速冻马铃薯条生产过程中品种的选择及贮藏、预处理、调理、干燥、预油炸5个方面的研究进展及优化选取的工艺结果，并针对速冻薯条的评价指标、影响因素进行总结分析，以期为速冻马铃薯条的生产提供参考依据及改善建议。经归纳分析发现，原料是影响速冻薯条品质的首要因素；主要加工工段对速冻薯条品质的影响是交互的。【期刊名称】农机化研究【年(卷),期】2014(
2、000)011【总页数】4【关键词】速冻马铃薯条；研究进展；品质；工艺技术0 引言据联合国粮农组织统计，2011年全世界种植马铃薯的国家和地区达155个，收获总面积0.193 5亿hm2，总产量3.743 822 74亿t。其中，中国马铃薯总产量达88 350 220t，位居世界首位。尽管我国是鲜薯的生产大国，但国产速冻马铃薯条加工技术却相对滞后，生产中存在技术装备不完善、质量和出品率低、落后产能占较大比例等问题。据中国食协统计，国内速冻薯条生产量达年产9.8万t1，全世界速冻薯条总产量约800万t2，国内消费市场中约有20万t进口马铃薯薯条。荷兰、美国是生产速冻薯条的主要大国，荷兰3有80%
3、的马铃薯用于加工，23家马铃薯加工厂中有17家生产薯条；全美马铃薯的出口总额中59%为速冻薯条4。与国际速冻薯条的加工相比，国内加工业技术相对落后。要实现我国速冻马铃薯薯条加工品种专业化、生产规模化及自动化，需要及时调整产业结构，根据实际情况调整工艺。针对速冻薯条的回软、色泽、口感等问题，就影响速冻薯条品质的主要因素，分别从品种选择、加工工艺两方面进行总结及探讨，以期为国内速冻马铃薯薯条生产存在的不足与问题提供改善建议。1 研究进展1.1 品种的选择及贮藏品种的选择及贮藏对薯条品质起着决定性作用，优质的鲜薯品种是生产速冻薯条的基础。炸条专用薯要求还原糖含量低于0.25%，干物质含量高于20%，
4、淀粉含量14%17%，密度1.081.12，其中还原糖及干物质含量是选择原料需考查的主要因素。夏波蒂及布尔班克是国际生产速冻薯条普遍应用的加工品种。夏波蒂5白肉，芽眼浅，干物质含量在19%23%，还原糖含量在0.2%左右。李景茹6综合比较了大西洋、克新一号、夏波蒂的品种特性，对3个品种分别进行干物质、淀粉及还原糖含量的测定，测得夏波蒂的还原糖含量低达0.199%，淀粉含量为26.2%，各项指标均优于其他两个品种，因而夏波蒂被认为适宜炸条用的品种，可见引进国外优质加工薯品种成为加工速冻薯条有待解决的首要问题。腾卫丽6对布尔班克、抗疫白和夏波蒂在生育期产量性状及贮藏期间品质指标的变化做了一系列研究
5、，结果显示此类加工品种的固有特性均达标且其特性相对稳定。国内关于炸条专用品种的选育层出不穷，如美加二号7、大西洋、斯诺顿、考外特、卡斯泰尔8、克新16号9、克新17号10等，新品种是否适合作为生产速冻薯条的原料仍有待考察。马铃薯贮藏过程中淀粉及还原糖含量随着贮藏条件的变化而变化。巩慧玲11发现贮藏温度不同可引起还原糖含量显著变化；淀粉与还原糖含量之间无显著相关性；将马铃薯置于18回温处理可缓解马铃薯“低温糖化”现象；随着贮藏时间的延长马铃薯干物质及淀粉含量会随之下降。胡小松12发现10与4下贮藏相比，4条件下马铃薯还原糖及总糖含量都有所增加且低温对造粉体双层膜有影响，鉴于马铃薯低温糖化现象选择
6、10下贮藏。潘晓春13阐述加工薯原料的贮藏技术中，认为马铃薯刚入库时温度应迅速降至1013并维持1520天；随后温度逐渐降至810，湿度维持在85%93%之间，在此贮藏条件下可较大程度地维持原料薯的固有品质，为速冻薯条加工提供稳定的原料保障。段伟伟14认为鲜薯的贮藏温度不应超过7，湿度在85%90%之间，控制二氧化碳浓度及适当的光照可延长加工薯的贮藏时间、实现增值。综上所述，马铃薯贮藏于1012为宜，加工前一周应进行回温处理。1.2 预处理1.2.1 漂烫漂烫是薯条加工中的一个重要环节，漂烫工艺对薯条的色泽、质构、坚挺度、含油量均有影响。漂烫可灭酶、去糖、杀菌，亦可使薯条部分淀粉糊化，改善原料
7、组织结构，减少油炸时表面淀粉层对油的吸收，提高坚挺度并加快脱水速率。漂烫温度和时间是要控制的主要参数。1)低温漂烫。晏绍庆15在研究漂烫对马铃薯质地特性的影响中发现，在含有氯化钙的65或100水中漂烫可改善马铃薯质地：一方面，低温对细胞壁损伤小，能较好地维持马铃薯质地；另一方面，氯化钙与果胶脱酯产物形成网状凝胶结构，增加马铃薯的组织硬度。亦有研究16选取75、135s为漂烫参数，此工艺下薯条还原糖含量变化小，适宜加工。赵玉生17从流变学特性分析了漂烫对马铃薯组织结构的影响，认为长时间低温处理可改善马铃薯组织结构的流变学特性。2)高温漂烫。卫学青18的研究中发现微波、超声波与热水漂烫间无显著差异
8、，考察不同温度不同时间对多酚氧化酶(PPO)活性的影响，结果显示PPO在不同温度下均表现为5min基本失活，通过优化选取90漂5min。江敏19的研究中发现随着漂烫时间延长、温度升高，薯条细胞被破坏程度加大，组织硬度呈下降趋势；PPO易失活而过氧化氢酶较耐高温难灭活，因而以过氧化氢酶失活作为漂烫充分的标准，选择100，3min。3)两级漂烫。李韵涛20提出两次漂烫的观点，先用热水处理，再用一定浓度的葡萄糖和焦磷酸钠混合溶液，经过两次预煮可改善薯条品质并防止褐变。综上所述，低温长时间漂烫可以较大程度地保持细胞的原有结构并有效去糖；高温短时间漂烫可充分灭酶(过氧化氢酶)并使薯条形成良好的质地。马铃
9、薯干物质的82%86%为淀粉，因而淀粉在漂烫中起重要作用;6268时淀粉颗粒会吸收水膨胀造成细胞壁结构和形状的改变，使薯条内部质地发生变化。漂烫过度会破坏细胞壁从而造成薯条空心；漂烫不足会造成细胞壁强度增大从而使得薯条内部质地不佳；合理的漂烫程度可产生高质量的粉状内部质地，建议低温长时与高温短时混合使用。此外，漂烫参数需根据品种不同作调整，达到漂烫目的的同时应尽量缩短漂烫时间，以较大限度地维持薯条的原有品质。1.2.2 调理马铃薯加工过程中存在褐变21问题，处理不当会影响薯条的色泽、口感及风味，通过调理可达到护色、硬化的辅助效果。李韵涛20指出葡萄糖(0.1%)、焦磷酸钠(0.5%)、氯化钙(
10、0.2%0.3%)、1%的糊化淀粉和全粉(1:1配比)混合液浸泡薯条15min，可改善薯条色泽并使其颜色均一；全粉的加入则防止因糊化淀粉形成致密的膜而阻止薯条水分散失的问题，使薯条表面形成的膜具有不连续的网状结构，便于脱水和油炸；氯化钙可增加薯条组织硬度，保证薯条经速冻和油炸后有良好的外观，氯化钙对丙烯酰胺34的形成也有抑制作用。国产速冻薯条薯香味不足、颜色均一性差等问题与调理工艺密切相关。可见，调理液的组成、配比，调理的温度及时间等参数有待探讨、改进；速冻薯条主要工艺与调理间的相互关系，主要工艺对速冻薯条品质的交互影响等问题有待研究。1.3 干燥烘干的目的是除去薯条中部分水分，改变其固形物与
11、水分的比率，使固形物含量达到成品要求，便于油炸和品质的形成。用于食品加工的干燥技术主要有热风干燥、滚筒干燥、真空冷冻干燥、红外干燥、微波膨化干燥及挤压膨化干燥等。选择适当的干燥方式、提高产品品质、加快出品率、降低生产成本，成为行业关注的重点。薯条的油炸过程可看作水油互换的动态过程22，含油量与初始水分含量成正比，因而干燥后薯条水分含量将影响油炸时特有品质的形成。江敏20的研究中综合考虑干燥对薯条口感、色泽、含油量的影响，选择85干燥50min。张蓉蓉23的研究中指出热风干燥可使薯片部分淀粉糊化、表面组织形成固形物覆盖，增加薯片酥脆度，再进行微波处理(具有加热均匀、从物料内部加热的特点)，将两种
12、干燥方式结合可提高干燥速率并改善物料的内部结构。对成品的质地和外观来说，控制去除水分的比率(去除薯条表面的水分应不超过水分从薯条中心向外移动的比率)很关键，若水分去除太快，水分很难从变硬的表皮中流失，在油炸过程中可能起泡，给油炸薯条的外部表皮造成永久且不可逆的损伤(变硬)。过度干燥将导致薯条表面硬化，薯条外表没有保持充足的水分以至于产生表面粗糙、红边、红尖、起泡等现象；干燥不足将导致薯条吸油量增加从而降低油的重复利用率，干燥不足的薯条携带了更多的水分、含有更多的油脂，而油脂是绝热体，从而会导致速冻效率降低。干燥对产品出成率亦有影响。不同干燥阶段对应不同的干燥形式及工艺，干燥的形式的选择要以连续
13、生产、经济适用、干燥效率和产品品质为目标。1.4 预油炸油炸是利用油脂作热交换介质，使薯条的蛋白质变性、淀粉糊化、水蒸气溢出，进而获得酥脆外壳、疏松的结构及特殊的风味。油炸对薯条的色泽、脆度、风味、含油量等有影响。油炸工艺的主要研究如下：1)油炸的形式。徐飞24在研究真空油炸时发现，真空油炸的油温及真空度可使产品中水分瞬间汽化，迅速膨胀，进而产生一定的膨化度，提高产品的酥脆程度，可见油炸形式对产品品质有影响。张敏25、徐飞26等人也分别对真空负压油炸进行了研究，认为真空度和脱油时间是主要待优化参数。郑鸿雁27在研究低温油炸马铃薯脆片的生产工艺中指出，高温油炸容易引发薯片营养流失、油脂劣变；选择
14、120炸17min，但低温长时间油炸会使产品含油量增加，此油炸工艺有待进一步优化。2)加工用油。油成分的变化对薯条品质有影响，邓云28在研究油脂极性成分中发现，食品的含油量、硬度与油脂品质变化间无明显关系，酥脆度、凝聚性随油脂降解而减少，油脂中的极性成分含量不同对产品微观结构有影响，因而应及时补充新油，防止过高油温引起油脂劣变，及时除去油炸过程中产生的废渣等。此外，牛油与棕榈油29混合使用可适当增加薯条的风味及色泽。郑鸿雁27指出油型会影响马铃薯的风味，棕榈油稳定性好，猪油有良好的起酥性。3)速冻薯条油炸工艺参数。张喻30、吴洪成31的研究中均认为180，2min为油炸参数，而江敏19的研究中
15、选择180炸40s。鉴于速冻薯条油炸工艺存在的分歧，研究此工艺是有必要的。麦当劳薯条初炸后薯条含水量65%、含油量8%，国产速冻薯条的生产正以麦当劳薯条的品质指标为标准，试图调整工艺、提高产品品质。4)食品安全。速冻薯条油炸过程中丙烯酰胺的控制是加工中要考虑的问题。何秀丽32在研究低含量丙烯酰胺的马铃薯工艺中指出油炸温度180为宜。欧仕益33从丙烯酰胺的抑制剂方面做了研究，发现经半胱氨酸(0.3%)及氯化钙(0.5%)处理后油炸薯片中检测不到丙烯酰胺。总之，油的种类、油料比、油炸方式、油炸时间及温度是油炸工艺要控制的主要参数，此工艺应根据上线原料的特性(如干物质含量、还原糖含量、成熟度、贮藏时
16、间)进行调整。影响炸后薯条回软及酥脆度的成因有待于研究。2 小结及展望速冻马铃薯条的制备经历了清洗去皮修剪切条漂烫调理干燥预油炸预冷速冻多个复杂的工序，各个工段的工艺对成品品质均有影响且各加工工序间存在相互影响与制约的关系。影响速冻薯条品质的因素有两类：马铃薯的品种和加工工艺技术。优良的马铃薯品种是生产优质速冻薯条的先决条件，专用型炸条品种夏波蒂、布尔班克的各项指标均达标且成分变化相对稳定。原料薯先低温贮藏(10)，加工前再进行回温(1416)处理，在合理的贮藏条件下应尽可能保持原料的一致性。漂烫的目的是灭酶、去糖、杀菌；使其部分淀粉糊化，产生高质量的粉状的内部质地；探索合理的漂烫技术并确定恰
17、当的漂烫程度是此工段需把握的要点。干燥的目的是去除薯条的部分水分，改变其固形物与水分的比率，使固形物含量达到成品要求，便于油炸和品质的形成；薯条内部水分蒸发的速度及程度是本工艺要考虑的主要问题。油炸的目的是进一步去除薯条水分，使薯条淀粉糊化，改变其外部质地并产生特殊的风味；油炸方式、油型、油温及油炸时间的选取应综合考虑薯条的品质及食品的安全等因素。根据不同的上线原料合理的调整工艺技术是重难点。参考文献：1 王金刚，杜宁娟. 冷冻马铃薯条生产过程中的质量控制J.粮油食品科技，2008,16(5)：55-56.2 李岚.我国马铃薯产业持续健康发展N.中国食品报，2010-04(2).3 杨彬.真空
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