淮山加工技術(shù)的研究進(jìn)展

徐燕婷，林毅雄，孫鈞政，陳藝暉，林河通

(1.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福州350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后技術(shù)研究所,福州 350002)

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淮山加工技術(shù)的研究進(jìn)展

徐燕婷1,2，林毅雄1,2，孫鈞政1,2，陳藝暉1,2，林河通1,2

(1.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福州350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后技術(shù)研究所,福州 350002)

摘要：淮山具有很高的藥用和食用價值，對淮山的加工現(xiàn)狀和加工新技術(shù)進(jìn)行了介紹，指出了淮山目前加工技術(shù)中存在的問題及對策分析，同時展望了淮山加工技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：淮山；加工；新技術(shù)；研究進(jìn)展

0引言

淮山(Dioscorea opposite.Thunb)也稱山藥，為薯蕷科植物的干燥塊莖，屬多年生纏饒根草本植物[1]。淮山是中國傳統(tǒng)的藥食同源食物之一，也是中國保健食品重要原料之一[2]，在中國的福建、廣東、臺灣等省及地區(qū)廣泛種植。福建省種植淮山的歷史悠久，種植面積大，主要分布在安溪、云霄平和、建陽等地[3]。淮山產(chǎn)量很高，營養(yǎng)成分全面，碳水化合物和蛋白質(zhì)的含量較高，其干品和谷物相比也毫不遜色，是國際性的重要糧食作物?；瓷椒N類繁多，主要含有淀粉、多糖(包括粘液質(zhì)及糖蛋白)、蛋白質(zhì)，并含有皂苷、甘聚露糖、淮山素、多巴胺、粗蛋白氨基酸、膽汁堿和尿素囊、淀粉酶以及多種微量元素等[4-5]?；瓷叫詼匚陡?，溫補(bǔ)而不驟，微香而不燥，李時珍在《本草綱目》將其功效概括為“益腎氣、健脾胃、止瀉痢、化痰涎、潤皮毛”。近年來研究表明，淮山還具有降糖、抗衰老、調(diào)節(jié)免疫、抗突變、降血脂等新功能[6-8]。最近幾年，淮山在中國的栽培面積不斷增加、總產(chǎn)量也隨著上升，發(fā)展非常迅速，但淮山在采摘過程中比較費力，采收期比較集中，加上淮山含水量高、酶類代謝旺盛、占地面積大，采后易變色、變質(zhì)、難以長時間貯運和遠(yuǎn)距離輸送；而且目前中國淮山加工企業(yè)規(guī)模較小，深加工研發(fā)相對滯后，因此加強(qiáng)淮山采后深加工技術(shù)的研究有利于減少淮山采后損耗、延長其貯藏期、平衡季節(jié)和地區(qū)供應(yīng)，對提高淮山經(jīng)濟(jì)價值具有現(xiàn)實意義[9]。

1淮山加工現(xiàn)狀

山藥具有頗多的生理功能。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，淮山多糖以其光譜的藥理作用尤其引人矚目。許多研究證實多糖及其衍生物因其特殊的功能而具有多種功效，如抗炎、降血脂、調(diào)節(jié)免疫。山藥中的粘蛋白對人體心血管有特殊的保健作用、能預(yù)防類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、硬皮病等膠原病的發(fā)生。陳艷等報道[10]，淮山中蛋白質(zhì)和氨基酸含量豐富，而且必需氨基酸齊全，營養(yǎng)價值較高?；瓷讲粌H可以鮮食，而且可加工成多種制品，淮山干制品、淮山粉、淮山飲料、淮山保健食品是主要的產(chǎn)品形式，其中淮山干制品和淮山粉是最主要的產(chǎn)品，市場上供不應(yīng)求，深受消費者喜愛。

1.1淮山干制品

目前，淮山干制品的加工仍采用傳統(tǒng)的干燥方式，將熏硫處理后的淮山通過曬干、烘干和風(fēng)干等方式干制成品，雖然生產(chǎn)成本較低，但是產(chǎn)品存在硫含量超標(biāo)等危害，不符合現(xiàn)代人們的生活理念，而且傳統(tǒng)的干燥方式營養(yǎng)損失嚴(yán)重，生產(chǎn)效率低，導(dǎo)致企業(yè)規(guī)模小，淮山干制品的大規(guī)模生產(chǎn)與銷售受限[11]。

1.2淮山粉

淮山全粉和淀粉，改變了傳統(tǒng)的飲食方式，契合快節(jié)奏生活方式，市場潛力巨大?；瓷饺凼且孕迈r淮山為原料，加工具有淮山天然風(fēng)味和固有營養(yǎng)價值的產(chǎn)品，它的傳統(tǒng)工藝流程為山藥、清洗、去皮、切分、熱燙滅酶、曬干、粉碎、過篩、包裝[12-13]?；瓷降矸鄄粌H可以作為嬰兒強(qiáng)化營養(yǎng)米粉的原料，而且在其他沖調(diào)食品可當(dāng)做配料[14]，因其較好的吸水膨脹性、糊化性能。聶凌鴻將淮山通過選料[15]、清洗、去皮、切分、護(hù)色、打漿、浸泡、過濾、離心分離、洗滌、干燥等工序制取淮山淀粉。將烘干或凍干后的淮山再粉碎是淮山粉的主要加工方式，但是這種粗放簡單的加工方式存在營養(yǎng)損嚴(yán)重、得率較低、品質(zhì)較差等缺陷。

1.3淮山保健食品

中醫(yī)認(rèn)為淮山具有健脾、補(bǔ)氣、益肺、固腎、益精等多種功效，是優(yōu)良藥用保健功能的食品資源。宋照軍等以淮山為原料開發(fā)出淮山保健果凍[16]，該產(chǎn)品質(zhì)地均勻，光滑有彈性，營養(yǎng)價值高。Kim等將0.2%~0.6%的淮山粉末加入到鮮奶中[17]，經(jīng)巴氏殺菌、發(fā)酵，生產(chǎn)功能性酸奶，使酸奶的種類豐富，具有良好的營養(yǎng)價值、保健功效。軟糖[18]、面包[19]、稠酒[20]、飲料[21]、面條等系列淮山保健食品正處于理論分析和應(yīng)用研究的中試階段[22]。

2淮山加工新技術(shù)

傳統(tǒng)的淮山干制方式，加工周期長，不能保障產(chǎn)品的質(zhì)量，且嚴(yán)重?fù)p耗營養(yǎng)價值；淮山深加工屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，較長的加工周期，嚴(yán)重限制了淮山的規(guī)?；a(chǎn)[23]。

2.1淮山原料預(yù)處理

無硫護(hù)色。多酚氧化酶是大多數(shù)果蔬的酶促褐變是主要原因，在加工過程中淮山內(nèi)的多酚氧化酶受到損傷釋放出來，在氧的催化作用下呈現(xiàn)褐色[24]。酶促反應(yīng)非常迅速，外觀、風(fēng)味和營養(yǎng)價值變差，使產(chǎn)品質(zhì)量下降，食用價值、藥用價值和商業(yè)價值降低。Akissoé等研究發(fā)現(xiàn)[25]，在加工山藥粉時，山藥需在60℃的水中燙漂20 min才可保證產(chǎn)品具有較好的色澤。趙喜亭等研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)0.25% 檸檬酸+0.1% 植酸+0.25% CaCl2處理的山藥可以在一定程度抑制淮山的褐變[26]，使產(chǎn)品保持較好色澤，可代替淮山加工過程中的含硫護(hù)色劑。李紅濤等為了解決淮山加工過程中的褐變[27]，將淮山經(jīng)熱燙和復(fù)合護(hù)色劑護(hù)色處理，確定護(hù)色液的最佳配方為植酸0.15 g/kg+抗壞血酸0.2 g/kg+檸檬酸10 g/kg+ EDTA-2Na 0.2 g/kg。

2.2淮山干制技術(shù)

2.2.1熱風(fēng)干燥

熱風(fēng)干燥技術(shù)在果蔬脫水干制中應(yīng)用廣泛，它的傳熱機(jī)制是熱量由表面向內(nèi)部擴(kuò)散，料溫也逐步由外向內(nèi)升高，促使物料水分不斷向外遷移。熱風(fēng)干燥技術(shù)起源較早，在淮山采收集中季節(jié)，能夠大批量、連續(xù)化操作，大大緩解淮山的鮮銷壓力；并且設(shè)備組成簡單、易操作、加工成本低。陳艷珍等通過對無硫護(hù)色后的淮山在不同風(fēng)溫[28]、風(fēng)速下進(jìn)行干燥試驗，研究出淮山干燥曲線和干燥速率曲線，結(jié)果表明較高的風(fēng)溫和風(fēng)速都將影響淮山藥片的干燥品質(zhì)。趙玉生等研究了淮山的熱風(fēng)干燥特性[29]，分析探討了淮山的干燥機(jī)制，發(fā)現(xiàn)淮山脫水基本上都處在降速干燥階段，提高溫度能明顯提高干燥速率、縮短干燥時間。

2.2.2微波干燥技術(shù)

微波干燥技術(shù)在食品工業(yè)上的應(yīng)用，已是人們關(guān)注的熱點之一，研究報道也日益增多。它具有干燥速度快、加熱均勻、能耗低、易實現(xiàn)自動化控制等特點。另外，微波不但能作為干燥的熱源，而且也可以起到殺菌的功效，大大延長了產(chǎn)品的貨架期。張薇等試驗了在不同能量的微波輻射[30]、不同厚度條件下淮山樣品在干燥過程溫度水分的特征變化,并建立了微波干燥淮山藥的數(shù)學(xué)模型。任廣躍等研究認(rèn)為[31]，淮山藥的微波干燥的優(yōu)化參數(shù)為微波功率600 W、切片厚度為5 mm、單位質(zhì)量微波功率為8 W/g，此工藝條件下多糖得率達(dá)到最高為15.29%。

微波的膨化效應(yīng)可使食品物料組織膨松，且能最大限度保持物料營養(yǎng)價值。在膨化的同時又完成干燥、殺菌等工序，既節(jié)約能源又縮短時間。劉璐等研究了微波膨化山藥脆片工藝[32]，將預(yù)干燥后的山藥進(jìn)行微波膨化，結(jié)果表明，當(dāng)切片厚度為1.5 mm、3%氯化鈉溶液的濃度浸泡、70℃條件下干燥80 min，然后在420 W微波膨化60 s為最佳工藝，此時所得山藥脆片營養(yǎng)價值高、產(chǎn)品品質(zhì)好。

2.2.3真空冷凍干燥

真空冷凍干燥，也稱冷凍升華干燥，簡稱凍干，是一種新型的干燥加工技術(shù)。由于該技術(shù)干燥過程是在較低的溫度下進(jìn)行，雖然投入成本較大、運行成本高，但是它具有能最大限度地保留生物活性物質(zhì)和物料原有形態(tài)等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用。于詩芬報道了凍干山藥能最大限度的保存原料的營養(yǎng)成分、感官質(zhì)量[33]?；瓷街械亩喾友趸富钚愿撸装l(fā)生褐變，極大地影響產(chǎn)品的感官品質(zhì)，需采用燙漂或護(hù)色液浸泡的方式滅酶，來改善凍干山藥復(fù)水后的品質(zhì)。李瑜等用407.6 W的微波功率處理60 s有效鈍化淮山的氧化酶活性[34]，使得淮山能夠長時間貯存，且能保持較高的營養(yǎng)成分。孫慧將漂燙、浸泡液處理預(yù)處理后的淮山在有強(qiáng)對流鼓風(fēng)的速凍生產(chǎn)線-30℃條件下對山藥片凍結(jié)[35]， 5℃保持6 h完成升華干燥，35℃保持2 h 完成解析干燥，該優(yōu)化凍干參數(shù)能縮短凍干周期，節(jié)約成本加工，凍干后的山藥片感官品質(zhì)好，且易于復(fù)水。

2.2.4熱泵干燥

熱泵干燥是利用干燥介質(zhì)進(jìn)行閉路循環(huán)，在干燥設(shè)備中引入冷凝除濕裝置，進(jìn)而達(dá)到干燥的目的[36-37]。它高效節(jié)能，另外，由于干燥溫度低，還適合熱敏性果蔬原料的干燥，能避免干燥過程中由于過高的干燥溫度而導(dǎo)致的產(chǎn)品品質(zhì)變差。雖然中國熱泵干制新技術(shù)起步較晚，但蔬菜的熱泵干燥加工是熱泵技術(shù)的主要研究方向之一，在蘑菇、洋蔥、木薯及蘿卜脫水干燥取得了令人滿意的效果。李麗等探究了山藥在不同溫度[38]、切片厚度下的熱泵干燥特性，并對三種常用的模型進(jìn)行擬合得到Page模型擬合效果好，復(fù)水性、色澤及感官品質(zhì)較熱風(fēng)干燥好。李暉等研究了山藥在不同熱泵溫度[39]，風(fēng)速，切片厚度的干燥曲線，并以L值、復(fù)水率為指標(biāo)，優(yōu)化了工藝參數(shù)。

2.2.5聯(lián)合干燥

聯(lián)合干燥，是將兩種或者兩種以上干燥方法進(jìn)行組合干燥的方法。它能根據(jù)物料的特性，綜合利用不同干燥技術(shù)的優(yōu)勢，避免單一干燥的缺陷，成為干燥技術(shù)研究的熱點。

滲透脫水是一種常見的前處理加工方法，能在較短時間內(nèi)除去果蔬中的水分，不破壞產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)，在糖制、腌制各種蔬菜水果中尤為常見。李麗將淮山進(jìn)行滲透熱風(fēng)復(fù)合干燥試驗[40]，結(jié)果表明，將淮山在固液比1 ∶8、濃度為5%的65℃滲透液中滲透3 h，此時干燥速率最快，用時最短，大大節(jié)省了能耗，同時保留物料原來的色澤、風(fēng)味和感官品質(zhì)。

微波真空干燥是一種新興的脫水干燥技術(shù)。微波真空干燥能維持干燥過程中的低溫低氧的真空壞境，綜合利用微波快速加熱和真空低壓條件下水分沸點降低的特點。微波真空干燥結(jié)合了真空干燥和微波干燥的優(yōu)勢，具有加熱均勻、干燥溫度低、干燥速度快、能耗低、加工品質(zhì)好、設(shè)備和操作費用低等優(yōu)點[41]，適合熱敏性成分原料的干燥[42]。陳艷珍研究了淮山的微波真空干燥特性[43]，選擇三種常見的薄層干燥模型進(jìn)行，得到Page方程模型擬合效果最好，方差分析極顯著，并分別以多糖得率、干燥時間為指標(biāo)，優(yōu)化了工藝參數(shù)。

遠(yuǎn)紅外干燥是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的脫水干燥技術(shù)，木材、谷物應(yīng)用廣泛，在果蔬的干制中有一定的應(yīng)用前景。Lin 等研究了冷凍-遠(yuǎn)紅外干燥淮山片[44]，經(jīng)過單因素試驗的篩選，以干燥起溫度、樣品與遠(yuǎn)紅外加熱器的距離、切片厚度為試驗因素，以淮山片干燥時間、保持淮山片顏色為響應(yīng)值，采用Box-Behnken 響應(yīng)面分析法進(jìn)行試驗，當(dāng)溫度為34~37℃，距離為50 mm，厚度在7~8 mm范圍內(nèi)得到的最優(yōu)工藝條件。

2.3淮山粉加工技術(shù)

2.3.1滾筒干燥技術(shù)

滾筒干燥又稱轉(zhuǎn)鼓干燥，是一種內(nèi)加熱傳導(dǎo)型轉(zhuǎn)動連續(xù)干燥方式。漿糊狀物料均勻鋪布于加熱的滾筒表面，基于金屬筒壁與物料的熱阻而產(chǎn)生溫度梯度，筒內(nèi)熱量傳導(dǎo)至料膜，使料膜內(nèi)水分向外轉(zhuǎn)移，物料表面開始蒸發(fā)，同時促使物料內(nèi)形成一定的水分濃度梯度，即產(chǎn)生蒸汽和擴(kuò)散作用，從而得到干燥產(chǎn)品。它的主要優(yōu)點有：干燥效率高、能耗及加工成本低、可連續(xù)作業(yè)、保持物料原有應(yīng)用成分。葛邦國等研究了山藥滾筒干燥制粉工藝[45]，其主要步驟是山藥→清洗→去皮→打漿→磨漿→配料→均質(zhì)→滾筒干燥→冷卻→破碎→成品，并通過響應(yīng)面優(yōu)化，得出當(dāng)?shù)矸厶砑恿繛?5%，滾筒表面溫度為135℃，滾筒轉(zhuǎn)速為3.0 r/min制得的山藥粉成膜率高達(dá)95.6±0.6%。

2.3.2噴霧干燥技術(shù)

噴霧除干燥是在干燥室內(nèi)將液態(tài)物料霧化為細(xì)小霧滴，在與熱空氣的接觸中，水瞬間將大部分水分出去，干燥即得產(chǎn)品，具有瞬間干燥、適合于熱敏性物質(zhì)的干燥、產(chǎn)品質(zhì)量好、適于連續(xù)化生產(chǎn)等優(yōu)勢。李強(qiáng)等報道[46]，噴霧干燥法制得的淮山粉的產(chǎn)品品質(zhì)比熱風(fēng)干燥法較好，且能節(jié)省生產(chǎn)時間，即將山藥原料熱處理、護(hù)色、均質(zhì)后，進(jìn)行噴霧干燥。其中熱處理是在80 ℃熱水中熱燙5 min，并進(jìn)行了正交試驗設(shè)計，得出進(jìn)口溫度170 ℃，出口溫度75 ℃，水與山藥質(zhì)量比1∶2時干粉品質(zhì)較好。檀子貞等研究了噴霧干燥法制取山藥粉的操作工藝[47]，其主要工藝流程是：山藥→清洗、去皮→切片→護(hù)色→粉碎→高壓均質(zhì)→噴霧干燥→成品，該加工工藝簡單可行，干燥效率好。

3展望

淮山加工產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展蘊(yùn)含著巨大的潛力，為了推動淮山加工業(yè)的發(fā)展，建議應(yīng)加強(qiáng)下面幾個方面的工作：(1) 加大淮山加工技術(shù)研究，探究適宜淮山加工的高新技術(shù)，結(jié)合加工過程中計算模擬控制進(jìn)行有效預(yù)測和控制，使淮山在采收集中期時能達(dá)到最大加工量；(2) 在加工工程中注重護(hù)色處理，根據(jù)產(chǎn)品要求選擇合適的護(hù)色方法，同時結(jié)合貯藏保鮮技術(shù)，延緩品質(zhì)劣變，延長貨架期；(3)綜合利用淮山加工過程中的副產(chǎn)物進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，則可變廢為寶，增加收入。如把粘質(zhì)液等有效成分提取出來，做成飲料或作為食品中的營養(yǎng)強(qiáng)化劑；(4)加大淮山的宣傳，政府加強(qiáng)宏觀指導(dǎo)，加大市場引導(dǎo)力度，根據(jù)市場需求，參照國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制定統(tǒng)一的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)布局；(5) 加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、消化吸收和應(yīng)用，不斷改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，帶動多種技術(shù)綜合使用并開發(fā)多元化產(chǎn)品，增加產(chǎn)品種類。

總之，雖然多方面的因素制約著淮山加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但隨著加工技術(shù)的研究不斷深入，促進(jìn)了淮山加工業(yè)快速、健康地發(fā)展?；瓷降漠a(chǎn)業(yè)化將朝著高效率、高質(zhì)量、低成本、低能耗、可批量生產(chǎn)方向發(fā)展。

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Research Advances of Processing Technologies of Chinese Yam

XU Yan-ting1,2,LIN Yi-xiong1,2,SUN Jun-zheng1,2,CHEN Yi-hui1,2,LIN He-tong1,2

(1.College of Food Science,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China;2.Institute of Postharvest Technology of Agricultural Products,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China)

Abstract:Chinese yam (Dioscorea opposite.Thunb) has a very high medicinal and edible value.The current situation and new technologies of processing of Chinese yam were introduced in this paper.Main problems and its countermeasures for Chinese yam processing were analyzed.Furthermore,the prospect of development of Chinese yam processing were also predicted in this paper.

Key words:Chinese yam; processing; new technology; research advance

doi:10.3969/j.issn.1005-1295.2016.01.014

中圖分類號：TS255.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1005-1295(2016)01-0051-05

作者簡介：徐燕婷(1992-)，女，碩士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。通信作者： 林河通(1967-)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程，

通信地址：350002 福建福州市金山 福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，E-mail：hetonglin@163.com 。

基金項目：福建省重點科技項目(2007S0004 )；福建省財政廳項目(K81150003、K81150018)；福建農(nóng)林大學(xué)高水平大學(xué)建設(shè)項目(612014042)

收稿日期：2015-10-10;修稿日期： 2015-10-27