摘要以尤金品種馬鈴薯為試驗(yàn)材料，通過(guò)單因素試驗(yàn)得出最佳的熟化方法，并對(duì)馬鈴薯干片傳統(tǒng)加工方法及加工工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，最佳的熟化方法是熱水漂燙，達(dá)到所需熟化程度需6 min，馬鈴薯片最適厚度為0.5 cm，40、50、60、70、80℃干燥溫度下，馬鈴薯片的干燥時(shí)間分別為9、8、8、6、6 h。優(yōu)化方法比傳統(tǒng)方法更節(jié)省干燥前的加工時(shí)間和人工成本，2種方法所需的干燥時(shí)間相同，漂燙熟化法的營(yíng)養(yǎng)損失量略高于蒸制熟化法。

　　馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)豐富，糧菜兼用。在種植方面，馬鈴薯的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求低，耐干旱貧瘠，產(chǎn)量高，因此在世界范圍內(nèi)廣泛種植[1-3]，與麥、稻、玉米、高粱并稱世界五大糧食作物[4-7]。在存儲(chǔ)方面，馬鈴薯產(chǎn)量巨大，但由于馬鈴薯塊莖含水量高、易發(fā)芽、難儲(chǔ)存的特點(diǎn)，導(dǎo)致馬鈴薯貨架期短，極易腐爛，很難運(yùn)輸和長(zhǎng)期儲(chǔ)藏。鮮食馬鈴薯在時(shí)間上具有局限性，往往在收獲季節(jié)過(guò)后，會(huì)有大量馬鈴薯庫(kù)存，增加了種植和銷售風(fēng)險(xiǎn)，降低了收益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，秋冬馬鈴薯的貯存損失率在5%～15%，相當(dāng)于損失66.67萬(wàn)hm2左右的年產(chǎn)出。從而制約了馬鈴薯的種植面積和推廣范圍。

　　我國(guó)馬鈴薯近50%的產(chǎn)量進(jìn)行留種、鮮食和飼用，5%用于出口，只有約14%用于加工淀粉、粉條、全粉、薯?xiàng)l薯片等[8]。美國(guó)馬鈴薯的消耗量占總產(chǎn)量的76%，加上加工淀粉、飼料和酒精的消耗，總加工量可達(dá)85%左右[9-10]。日本馬鈴薯年產(chǎn)351.2萬(wàn)t，年加工鮮薯占總量的86%。德國(guó)年進(jìn)口200多萬(wàn)t馬鈴薯食品，英國(guó)每年用于食品生產(chǎn)的馬鈴薯約450萬(wàn)t[11-12]。綜上所述，全球馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)處于如日方升的發(fā)展階段，我國(guó)馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)亟待發(fā)展。

　　近年來(lái)，干制蔬菜的需求呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)。隨著生活節(jié)奏加快，人們追求烹調(diào)簡(jiǎn)便化，餐館、食堂對(duì)半加工產(chǎn)品和速食產(chǎn)品需求量增大。馬鈴薯干片是將馬鈴薯熟化后切片，通過(guò)晾曬或加熱干燥去除大部分水分。食用方法多以浸泡復(fù)水后炒或燉的形式。該傳統(tǒng)方法能夠有效延長(zhǎng)馬鈴薯的保質(zhì)期，并且創(chuàng)造了馬鈴薯干片獨(dú)特的口感和風(fēng)味。同時(shí)，干制馬鈴薯質(zhì)量和價(jià)格比鮮薯穩(wěn)定，無(wú)不可食用部分，且易儲(chǔ)存。傳統(tǒng)加工方式采用手工進(jìn)行，先熟化再需手工剝皮后切片，蒸熟時(shí)間、切片厚度等都通過(guò)經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制，這種方式容易導(dǎo)致厚度不均勻、熟化程度不一致，人工切片導(dǎo)致碎塊太多、損失較大，造成不必要的浪費(fèi)，而且人工成本較大、產(chǎn)量小、耗時(shí)費(fèi)力。

　　該試驗(yàn)采用熱風(fēng)干燥方式，通過(guò)對(duì)加工工藝的優(yōu)化，在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，先切后熟化，機(jī)器精確調(diào)控切制規(guī)格和蒸煮時(shí)間，形成一套完備、合理、高效的制作加工技術(shù)。

　　1、材料與方法

　　1.1試驗(yàn)材料

　　試驗(yàn)材料為黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院種植的尤金品種馬鈴薯。原料選擇飽滿、無(wú)芽變的馬鈴薯為原料。

　　1.2試驗(yàn)設(shè)備

　　FD53型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(德國(guó)賓得公司);通用型電子天平(上海海康電子儀器廠，精度0.001 g);SD-1193型果蔬切片機(jī)(lekker品牌);ZBDG-38型多功能電熱蒸鍋(眾寶電器廠，額定輸入功率2 100 W)。

　　1.3試驗(yàn)方法

　　1.3.1馬鈴薯干片的傳統(tǒng)加工方法和優(yōu)化加工方法。

　　1.3.1.1傳統(tǒng)手工方法。選擇飽滿、無(wú)芽變的馬鈴薯作為原料，清洗干凈，煮至七八成熟，撈出晾涼后剝皮切5～8 mm厚片，自然晾干或烘干。

　　1.3.1.2

　　優(yōu)化方法。選擇飽滿、無(wú)芽變的馬鈴薯作為原料，清洗干凈后去皮切5 mm片，水中浸泡清洗去表面淀粉，水煮至七八成熟，撈出過(guò)涼水，自然晾干或烘干。

　　1.3.2馬鈴薯干片干燥工藝流程。

　　試驗(yàn)前將待測(cè)馬鈴薯樣品恢復(fù)至室溫，清洗后去皮，使用切片機(jī)將馬鈴薯切成一定厚度，為保證試驗(yàn)的一致性，將馬鈴薯片的橫截面統(tǒng)一規(guī)格為3 cm×3 cm，切片后清水中浸泡5 min，去除表面的淀粉，當(dāng)鍋中水沸騰時(shí)，將馬鈴薯片平鋪在蒸籠上或倒入沸水中，經(jīng)不同方法熟化后投入涼水中冷卻5 min，瀝干水分平鋪在物料盤中，干燥箱中烘干。

　　根據(jù)試驗(yàn)設(shè)置，選擇不同的熟化方法(熱蒸汽法和熱水漂燙法)、不同的熟化時(shí)間(0、2、4、6、8、10 min)、不同的馬鈴薯片厚度(0.4、0.5、0.6、0.7 cm)、不同的干燥溫度(40、50、60、70、80℃)、不同的加工方法(傳統(tǒng)方法和優(yōu)化方法)。干燥過(guò)程中，每隔1 h測(cè)定質(zhì)量，直至含水率降至0.1 g/g以下停止干燥。

　　1.4指標(biāo)測(cè)定方法

　　1.4.1干基含水率的測(cè)定。

　　不同干燥時(shí)間的馬鈴薯干基含水率同尹慧敏[14]的計(jì)算公式：

　　Mt=mt-mgmg

　　式中，mt為t時(shí)刻馬鈴薯質(zhì)量(g);mg為馬鈴薯干物質(zhì)質(zhì)量(g)。

　　1.4.2干燥速率的測(cè)定。計(jì)算公式如下：

　　DR=Mt1-Mt2t2-t1

　　式中，Mt1和Mt2為t1和t2時(shí)刻的干基含水率(g/g)。

　　1.4.3淀粉、蛋白質(zhì)和還原糖含量的測(cè)定。

　　使用上海羽朵生物科技有限公司提供的試劑盒測(cè)定。

　　2、結(jié)果與分析

　　2.1熱蒸汽熟化時(shí)間對(duì)馬鈴薯片干燥過(guò)程的影響

　　分別設(shè)置0、2、4、6、8、10 min熱蒸汽熟化時(shí)間，熟化后70℃熱風(fēng)干燥，每1 h測(cè)一次質(zhì)量，至質(zhì)量恒定。由圖1可知，6種熟化時(shí)間干燥曲線趨勢(shì)基本相同。初始干基含水率平均值為3.47 g/g。隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，干基含水率逐漸下降，0、2、4 min在第7小時(shí)時(shí)干基含水率無(wú)限趨于0，6、8、10 min在第8小時(shí)時(shí)干基含水率無(wú)限趨于0。

　　2.2漂燙熟化時(shí)間對(duì)馬鈴薯片干燥過(guò)程的影響

　　分別設(shè)置0、2、4、6、8、10 min熱水漂燙熟化時(shí)間。由圖2可知，干燥曲線趨勢(shì)基本相同。初始干基含水率平均值為4.09 g/g。隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，干基含水率逐漸下降，0、2、4、6 min在第6小時(shí)時(shí)干基含水率趨于0，8、10 min在第7小時(shí)時(shí)干基含水率無(wú)限趨于0，可見(jiàn)干燥所需時(shí)間隨著熟化時(shí)間延長(zhǎng)而增加。

　　2.3不同熟化方法對(duì)馬鈴薯片干燥過(guò)程的影響

　　試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蒸制和漂燙2種熟化方法達(dá)到相同七八成熟程度時(shí)，漂燙所需時(shí)間為6 min，蒸制需8 min。當(dāng)漂燙加熱4 min時(shí)，馬鈴薯片硬度大，不易折斷;但加熱6 min時(shí)，硬度明顯減小，用勺子即可將馬鈴薯摁壓折斷。對(duì)達(dá)到相同熟化程度的干基含水率進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，漂燙6 min的初始干基含水率高于蒸制8 min馬鈴薯片的干基含水率，漂燙6 min的干基含水率下降速率較蒸制8 min的速率快，漂燙6 min的干基含水率在第6小時(shí)時(shí)無(wú)限趨于0，蒸制8 min的干基含水率在第8小時(shí)時(shí)無(wú)限趨于0。因此，可認(rèn)定漂燙6 min所需的干燥時(shí)間比蒸制8 min的干燥時(shí)間短。

　　2.4不同熟化方法對(duì)馬鈴薯干片品質(zhì)的影響

　　分別對(duì)蒸制和漂燙不同時(shí)間的馬鈴薯干片的淀粉、蛋白蛋和還原糖進(jìn)行檢測(cè)，隨著熟化時(shí)間的延長(zhǎng)，淀粉含量、還原糖含量和蛋白質(zhì)含量都在逐漸減少，分析可能原因是熟化過(guò)程三者有消耗和分解為其他物質(zhì)。并且漂燙的熟化過(guò)程的淀粉含量和蛋白質(zhì)含量比蒸制的含量略低，分析可能原因是隨著在水中停留的時(shí)間延長(zhǎng)，部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)一定的通路位移到馬鈴薯片的表面進(jìn)而游離于水中，時(shí)間越長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失越多。

　　2.5不同厚度馬鈴薯片對(duì)熟化時(shí)間和干燥速率的影響

　　選擇0.4、0.5、0.6和0.7 cm 4種厚度的馬鈴薯片，進(jìn)行70℃熱風(fēng)干燥處理，記錄干燥所需時(shí)間。0.4和0.5 cm厚度的馬鈴薯片達(dá)到干燥分別需5和6 h，0.6和0.7 cm厚度的馬鈴薯片干燥時(shí)間相同，均為7 h。4種厚度的馬鈴薯片初始干基含水率處于同一水平，干基含水率的下降趨勢(shì)相似。0.4 cm厚度的馬鈴薯片干基含水率的下降速率比其他3個(gè)處理稍快。在各個(gè)測(cè)量的時(shí)間點(diǎn)，除初始干基含水率外，0.4 cm厚度的馬鈴薯片的干基含水率都比其他3個(gè)處理低，而0.7 cm厚度的馬鈴薯片的干基含水率都較其他3個(gè)處理高。說(shuō)明厚度能夠影響馬鈴薯片的干燥過(guò)程。

　　2.6不同干燥溫度與干燥時(shí)間的關(guān)系

　　為確定干燥溫度與干燥時(shí)間的關(guān)系，分別設(shè)置40、50、60、70、80℃對(duì)馬鈴薯片進(jìn)行干燥試驗(yàn)，以確定不同干燥溫度下的干燥時(shí)間。由表1可知，各處理初始干基含水率在3.62～4.25 g/g，差異不顯著;平均干燥速率0.40～0.69 g/(g·h)，從方差分析結(jié)果可知，70℃與80℃之間的平均干燥速率差異不顯著，但與其他3個(gè)處理(40、50、60℃)的差異達(dá)到了顯著水平。80℃干燥處理過(guò)程中最大干燥速率達(dá)2.18 g/(g·h)，與其他4個(gè)溫度處理之間達(dá)到了極顯著水平。

　　2.7傳統(tǒng)工藝與優(yōu)化工藝生產(chǎn)馬鈴薯干片品質(zhì)對(duì)比分析

　　2種方法的干燥時(shí)間均為6 h，干基含水率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)下降的趨勢(shì)相似。傳統(tǒng)方法和優(yōu)化方法的初始干基含水率差異較大，傳統(tǒng)方法的馬鈴薯片初始干基含水率高于優(yōu)化方法的馬鈴薯片，且差異達(dá)到了顯著水平。在干基含水率下降的過(guò)程中，傳統(tǒng)方法干基含水率下降速率高于優(yōu)化方法。

　　對(duì)傳統(tǒng)加工工藝和優(yōu)化加工工藝的馬鈴薯干片進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的檢測(cè)，分別測(cè)定蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖的含量，以鮮薯為對(duì)照，結(jié)果如表2，鮮薯的含量最高，傳統(tǒng)工藝含量次之，優(yōu)化工藝含量最低。分析原因可能是由于優(yōu)化方法采用水煮的熟化方法，隨著水流的沖刷，導(dǎo)致部分營(yíng)養(yǎng)流失。但經(jīng)加熱后，各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均有損失。

　　3、馬鈴薯片加工工藝優(yōu)化及注意事項(xiàng)

　　傳統(tǒng)加工方法采用煮制的方法進(jìn)行熟化，將整個(gè)馬鈴薯帶皮放入少量水中進(jìn)行煮制，此方法的缺點(diǎn)是受熱不均勻，熟化程度不好掌控，熟化后要等待馬鈴薯降溫后才能去皮后切片，由于馬鈴薯已經(jīng)熟化，所以只能利用人工去皮，作業(yè)量大且進(jìn)度緩慢，浪費(fèi)時(shí)間成本。切制過(guò)程中由于馬鈴薯已經(jīng)熟化，結(jié)構(gòu)松散，若刀鋒稍鈍或速度稍慢或稍快等因素，在外力的作用下較難成型，容易導(dǎo)致片型不完整，造成部分浪費(fèi)。并且薯片表面粗糙、品質(zhì)下降。優(yōu)化方法采用先去皮切片的方法，在熟化之前進(jìn)行去皮可采用馬鈴薯去皮機(jī)，可大大縮短時(shí)間成本，減少人工作業(yè)。去皮后采用馬鈴薯切片機(jī)，厚度均勻一致，片型整齊光滑，同時(shí)也能節(jié)省時(shí)間成本。熟化采用漂燙或蒸煮的方式，受熱均勻且快，溫度和熟化程度易掌握，降溫采用涼水浸洗過(guò)濾，降溫速度快，且不需要降至人體可接受溫度，可直接進(jìn)行干燥處理。該研究的不足之處是缺少色差的測(cè)定。

　　該研究結(jié)果中，漂燙處理后所需的干燥時(shí)間略短于蒸制，漂燙的干基含水率下降速度高于蒸制，這與金雪凍等[16]在對(duì)馬鈴薯干燥過(guò)程的研究中干燥速率蒸汽大于漂燙的結(jié)果不同，但與趙玉生等[17-18]報(bào)道的漂燙可以提高干燥速率的結(jié)論相同。漂燙的淀粉和蛋白質(zhì)損失量高于蒸制，這與金雪凍等[16]的研究結(jié)果在熱泵干燥中蒸汽處理的馬鈴薯片中蛋白質(zhì)能夠最大限度地保留結(jié)果一致。對(duì)于馬鈴薯片的切片厚度也有部分文獻(xiàn)報(bào)道，由于食用方法和風(fēng)味不同導(dǎo)致結(jié)果不同，王輝等[13]認(rèn)為厚度2.5 mm漂燙210 s、60℃干燥150 min的馬鈴薯片適合制作油炸的馬鈴薯干片。張鵬等[19]研究薯類切片后直接進(jìn)行熱風(fēng)干燥的特性，結(jié)果表明最佳干燥條件是7 mm厚度，干燥溫度為70℃。

　　綜上所述，通過(guò)對(duì)優(yōu)化加工方法的工藝參數(shù)的優(yōu)化，確定最佳的熟化方法是熱水漂燙，熟化程度為6 min，馬鈴薯片最適厚度為0.5 cm。40、50、60、70、80℃干燥溫度下，馬鈴薯片的干燥時(shí)間分別為9、8、8、6、6 h。蒸制和漂燙都會(huì)造成馬鈴薯片淀粉、還原糖和蛋白質(zhì)不同程度的流失，蒸制更有利于淀粉和蛋白質(zhì)的保留。優(yōu)化方法的營(yíng)養(yǎng)損失量略高于傳統(tǒng)方法。傳統(tǒng)方法與優(yōu)化方法的干燥時(shí)間相同。