王 漫，陈静慧，黄凯信

（广东展翠食品股份有限公司，广东 潮州 521000）

0 引言

山药，为薯蓣科植物薯蓣的干燥根茎，属多年缠绕草木植物[1]，其中当属怀山药品质最佳，主产于河南焦作市的温县、武陵、博爱、沁阳等地，药食兼优[2]。张重义、薛建平等人[3-4]研究表明，怀山药中不仅含有较多的淀粉、蛋白质及丰富的微量元素，还含有尿囊素、麦角甾醇等；入药具有健脾、补脾、固肾、益精、助五脏、强筋骨、益气力之功效[5-10]。现代医学研究表明，山药能治疗虚弱、消化不良、慢性肠炎、糖尿病等症[11]。

挤压膨化技术是集混合、搅拌、破碎、加热、杀菌、膨化及成型为一体，能够实现一系列单元连续操作的新型加工技术[12]，在高压、高温、高剪切力的条件下，物料由粉状变成粒状，水分急剧气化，淀粉发生糊化、裂解，蛋白质变性、重组，纤维发生部分降解、细化，致病菌被杀死，物料被膨化后，形成结构疏松、多孔的膨化产品[13-14]。通过该技术制成的米果等食品口感独特、入口易化，备受消费者喜爱。

试验以怀山药粉为主料，玉米粉、大米粉、木薯淀粉为辅料，研究不同辅料添加量对挤压膨化产品特性的影响，筛选出最佳配方，为生产怀山药米果提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料

怀山药粉、玉米粉、大米粉、木薯淀粉，购于当地农贸市场。

1.1.2 设备与仪器

DSE-25型双螺杆挤压膨化机，德国Brabender OHGDuisburg产品；JZT-300型色差计，上海平轩科学仪器有限公司产品；TEX-100N型质构仪，日本岛津公司产品；DHG-9003型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司产品。

1.2 方法

1.2.1 色差值的测定

将怀山药米果平铺于石英皿中，用色差计选用Lab模式直接测定。

1.2.2水溶性指数（WSI）的测定[15]

将怀山药米果磨成60目粉末，准确称取1.6～2.0 g样品，记下读数W1，放入质量为W2的离心管中，加入25 mL蒸馏水，振荡，直至样品粉末完全分散，于30℃条件下水浴30 min，每隔10 min手摇30 s。离心管放置于离心机中，以转速4 000 r/min离心15 min，取出上清液于恒质量的玻璃称量皿中，记下上清液和称量皿读数W3，放入电热恒温鼓风干燥机中，120℃干燥至恒质量，记下读数W5。计算公式如下：

1.2.3 容重的测定

取完整的样品用分析天平称量，记下其质量M，然后将样品于1 500 mL的量杯中，当样品的上表面到达1 000 mL的刻度线时，加入颗粒度大于40目的山药粉，填满1 000 mL以下剩余空隙，使上表面与刻度线持平。倒出样品，并记下量杯中山药粉的体积V，样品容重计算公式如下：

1.3 试验设计

1.3.1 挤压膨化工艺参数

进料速度20 kg/h，主机转速30 Hz，旋切15 Hz。

1.3.2 物料参数

物料水分16%～17%。

1.3.3 单因素试验及正交试验设计

以怀山药粉为主料，分别添加不同比例玉米粉、大米粉、木薯淀粉，通过单因素试验，获得各辅料较好的添加量，再采用L9（34）正交试验，分析不同比例对产品感官、水溶性指数和容重的影响，并选择出最优方案。

单因素试验设计见表1。

表1 单因素试验设计/%

2 结果分析

2.1 辅料种类及配比的确定

以怀山药粉为基料，分别研究玉米粉、木薯淀粉和大米粉添加量对怀山药米果品质的影响，筛选出最佳添加量。

2.1.1 玉米粉单因素试验

（1）玉米粉添加量对产品色泽的影响。

玉米粉添加量对产品色泽的影响见表2。

由表2可知，玉米粉添加量为20%，40%，50%时产品的L值较小，差异不显著；玉米粉添加量为10%和30%时，产品L*值较大，差异不显著；40%的添加量时产品L*值最小，与10%和30%添加量的产品差异显著。从b*值看，50%添加量时产品的b*值最小，与其他4组差异显著。

综上分析，L*值较小，b*值较大，产品呈现黄色；L*值较大，b*值较小，产品呈现白色。50%玉米粉添加量的产品呈现黄色，40%，20%，10%，30%颜色由黄逐渐转为白色。

（2）玉米粉添加量对产品水溶性的影响。水溶性指标是衡量挤压谷物食品淀粉降解程度的一个重要指标，淀粉分子在挤压过程中，淀粉受到强烈挤压摩擦作用而降解使糊化度升高。降解度和糊化度高使产品产生黏牙感。

玉米粉添加量对水溶性指数影响见图1。

表2 玉米粉添加量对产品色泽的影响

图1 玉米粉添加量对水溶性指数影响

由图1可知，随着玉米粉添加量的增加，产品的水溶性指数总体呈下降趋势，在40%时产品水溶性指数最小，产品糊化度最小，50%和40%添加量时差异不显著。

（3）玉米粉添加量对产品容重的影响。产品容重与膨化度成反比，容重越小，膨化度越大。

玉米粉添加量对产品容重的影响见图2。

图2 玉米粉添加量对产品容重的影响

由图2可知，随着玉米粉添加量的增加，产品的水溶性指数总体呈先上升后下降趋势，在10%和40%时产品容重一致，50%时产品容重最小，但与10%和40%添加量时产品容重差异不显著。

综合以上指标，玉米粉的添加量为40%和50%时产品各项指标特性较好。

2.1.2 木薯淀粉单因素试验

（1）木薯淀粉添加量对产品色泽的影响。木薯淀粉添加量对产品色泽影响见表3。

表3 木薯淀粉添加量对产品色泽影响

由表3可知，20%和30%添加量时，产品的b*值最小且差异不显著；10%，40%，50%添加量时产品的b*值最大且差异不显著。因b*值越小，产品颜色越接近黄色，20%和30%添加量时，产品b*值较小，产品颜色较黄。而随着木薯淀粉添加量的增加，L*值差异不显著。

综上分析，木薯淀粉添加量为20%和30%时产品颜色较理想。

（2）木薯淀粉添加量对产品水溶性的影响。

木薯淀粉添加量对水溶性指数影响见图3。

图3 木薯淀粉添加量对水溶性指数影响

由图3可知，随着木薯淀粉添加量的增加，产品的水溶性指数总体呈先下降后上升趋势，在20%和30%时产品水溶性指数最小。

（3）木薯淀粉添加量对产品容重的影响。

木薯淀粉添加量对容重影响见图4。

图4 木薯淀粉添加量对容重影响

由图4可知，随着玉米粉添加量的增加，产品的水溶性指数总体呈先上升趋势，在20%最低；10%，30%，40%，50%偏高，且差异显著。

综合以上指标分析，木薯淀粉添加量在20%时产品特性较好。

2.1.3 大米粉单因素试验

（1）大米粉添加量对产品色泽的影响。大米粉添加量对产品色泽的影响见表4。

表4 大米粉添加量对产品色泽的影响

由表4可知，10%和20%添加量时，产品L*值较大且差异不显著；30%，40%和50%时产品L*值较小且差异不显著；10%时产品值最小且与其他添加量差异显著。因L*值越大，b*值越小，产品颜色越接近黄色，故10%大米粉添加量时产品颜色较黄。

综上分析，10%添加量时，产品的颜色较为理想。

（2）木薯淀粉添加量对产品水溶性的影响。

木薯淀粉添加量对水溶性指数的影响见图5。

图5 木薯淀粉添加量对水溶性指数的影响

由图5可知，随着木薯淀粉添加量的增加，产品的水溶性指数总体呈上升趋势，但差异不明显，在10%和20%时产品水溶性指数最小。

（3）大米粉添加量对产品容重的影响。

大米粉添加量对容重的影响见图6。

图6 大米粉添加量对容重的影响

由图6可知，随着大米粉添加量的增加，产品的水溶性指数总体呈缓慢上升趋势，20%时产品容重最小，与10%和30%添加量时差异不显著，与40%和50%添加量差异显著。10%，20%，30%添加量时容重最小，膨化度最大。

综合以上指标分析，10%和20%添加量时各项指标特性较好。

2.2 配方优化试验

通过单因素试验，以怀山药粉为基料（100%），确定各辅料添加量并进行三因素三水平的正交试验，并组织10位消费者对产品的感官、水溶性、容重进行综合评价，以分数为0～100分试验设计。

怀山药米果膨化正交试验因素与水平设计见表5，正交试验结果分析见表6。

表5 怀山药米果膨化正交试验因素与水平设计/%

表6 正交试验结果分析

由表6可知，最优组合为A1B2C2，即最优配方为玉米粉添加量40%，木薯淀粉添加量25%，大米粉添加量15%。从R值可以看出，试验因素存在显著性差异，其主次顺序为B＞A＞C。

3 结论

通过单因素试验研究了玉米粉、木薯淀粉和大米粉的添加量对产品L值、b值、容重和水溶性指数的影响，并通过正交试验选出最优配方为以怀山粉为基准（100%），玉米粉添加量40%，木薯淀粉添加量35%，大米粉添加量15%。此配方制得的膨化怀山粉米果的L值为58.83，b值为14.21，水溶性指数为32.55%，容重为100.73 g/L，产品各项指标优良。