本科生毕业论文（设计） 文献综述
中文题目 紫薯营养薯片的配方优化及工艺设计 英文题目 Purple potato chips nutritional formulation optimization and process design
学生姓名 班级 学号 学 院 生物与农业工程学院 专 业 食品科学与工程专业 指导教师 职称 副教授 紫薯营养薯片的配方优化及工艺设计 摘要：紫薯富含花青素类色素和硒元素，其营养价值和应用前景日益引起人们重视
主要阐述了紫薯的营养价值，综述了近年来国内外对紫薯产品的开发情况，红薯薯片、马铃薯薯片、木薯薯片的配方和工艺设计，同时展望了紫薯的应用价值及发展前景。
关键词：紫薯；薯片；微波
1、前言 紫薯富含蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、氨基酸、维生素及多种矿物质。紫薯营养丰富具有特殊保健功能，其中的蛋白质氨基酸都是极易被人体消化和吸收的。其中富含的维生素A可以改善视力和皮肤的粘膜上皮细胞，维生素C可使胶元蛋白正常合成, 防治坏血病的发生, 花青素是天然强效自由基清除剂。薯富含纤维素，可增加粪便体积，促进肠胃蠕动，清理肠腔内滞留的粘液、积气和腐败物，排出粪便中的有毒物质和致癌物质，保持大便畅通，改善消化道环境，防止胃肠道疾病的发生。具有普通红薯的营养成分外，还富含花青素、硒元素和铁元素。硒和铁是人体抗疲劳、抗衰老、补血的必要元素，特别是硒被称为“抗癌大王”，易被人体吸收，可留在血清中，修补心肌，增强机体免疫力，清除体内自由基，抑制癌细胞中DNA的合成和癌细胞的分裂与生长，预防胃癌、肝癌等癌病的发生。在日本国家蔬菜癌症研究中心公布的抗癌蔬菜中名列榜首。另外，紫薯还可去皮烘干粉碎后加工成粉，色泽美观，营养丰富，是极好的食品加工原料，可作为各种糕点的主料或配料，同时紫红薯还将成为提取花青素的主要原料之一。紫薯从茎尖嫩叶到薯块，均具有一定保健功能，是当前无公害、绿色、有机食品中的食品。 紫薯在我国南方的大部分地区均有种植，是一种产量较高的经济作物，抗病性和耐贮性强，耐旱耐瘠、适应性强，目前我国紫薯食用产品主要有紫薯仔、紫薯粉、紫薯干等，加工程度低，经济效益不高，因此，寻找一种实用、经济的深加工方式至关重要。签于目前，薯片广泛受各国人们的喜爱，已成为人们茶余饭后、居家旅行必备的零食，又因为薯片的成本较低、原料来源广泛、制备方法简单，所以将紫薯经过加工制成香脆可口的薯片是拓宽紫薯销售的一大途径。
2紫薯的加工应用现状 随着人们生活水平的提高，寻找并研究开发相应的具有特定保健功能的新型食物资源及其活性成分，成为食品与营养学研究开发领域的热点之一，紫薯全身都是宝，除了直接蒸煮食用紫薯的块根外，丰富的紫薯产品也不断被研究人员开发出来。目前，紫薯产品的开发类型主要以下方面。
2.1紫薯色素 由于紫薯很适合在我国大多数省区种植，且产量高、色素含量丰富，因而紫薯色素原料来源丰富、价格低廉、再加上紫薯色素色泽、稳定性、水溶性优于其他天然植物红色素，所以，它可用作为安全无毒的食品着色剂用于食品、化妆品、医药等方面。紫薯色素良好的生物活性预示其在这些领域必将会大有作为。目前，国内也有多个科研院所在开展紫薯色素及其活性成分的研究。
2.2紫薯全粉 新鲜优质的紫薯经清洗、去皮、低温烘干、粉碎后可以制成全粉。紫薯全粉保留了紫薯除皮以外的全部干物质：蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质及膳食纤维等。复水后的紫薯全粉，其色泽、香气、滋味、口感与新鲜紫薯蒸熟捣泥的状态相同。紫薯全粉因含有天然色素—花青素而色泽艳丽自然，添加至各种食品中，具有很好的着色效果，适合中高档次食品中使用。
2.3紫薯饮料 紫薯饮料以紫薯为原料，配以有机米麴进行发酵调制而成，富含花青素、柠檬酸、氨基酸、VE等多种营养元素能有效改善血液循环，消除疲劳，长期饮用可以达到防止老化、提高身体免疫力的效果。李俊玲等人已经进行了红薯茎叶饮料的开发研制。母丽萍等人对新鲜紫薯饮料的制备工艺做了相关研究。 国内各大科研院所还对紫薯的休闲食品做了研究，如紫薯果脯、紫薯枣、油炸紫薯片、紫薯火腿等，这些休闲食品的开发大大丰富了紫薯产品的种类，为人们带来了色、香、味俱全的食品。
3、紫薯的配方及加工工艺的优化 3．1马铃薯薯片配方及加工工艺优化 目前世界各地制备薯片采用的原料有马铃薯、红薯、木薯等，有些薯片采用两两混合的方式，但是口感不是很好，传统薯片原料是马铃薯，虽然马铃薯产量高、成本低，但马铃薯营养不是很全面，涩味比较重，因此不得不采用油炸的方式，油炸的确可以有效防止马铃薯中的水溶性营养成分在加工中的损失[1]，但在油炸过程由于美拉德反应[2,3]会产生丙烯酰胺[4]，为保障消费者的身体健康，减少薯片中的丙烯酰胺和含油量至关重要。张华江等[5]在薯片中添加某些添加剂，例如NaHSO3、CaCl2、半胱氨酸等，因其对淀粉类油炸食品中有一定的抑制作用，3种添加剂的抑制效果随添加剂的浓度的增加而逐渐增加。一般来说，多数会选择CaCl2作为抑制剂添加到薯片中，CaCl2
不仅有抑制作用，还能有效护色、保脆[6,7]，至于添加剂对油炸淀粉类食品的抑制作
用的机理还有待研究[8]。 土豆薯片的配方不是唯一的，但是制备过程比较单一，一般来说土豆薯片的制备主要为油炸，操作要点为：原料选择→清洗→去皮→修整→切片→漂洗→护色→烘干脱水→油炸→脱油→调味→冷却→称量包装，Tomquist1[9]等发现一些食品在油炸时会产生丙烯酰胺，丙烯酰胺的前体为天冬酰胺，广泛做在于各类食品材料中，如土豆，绿豆，小麦，鸡，苹果等[10,11]，由此可以得知天冬酰胺酸也是土豆和谷类中的主要氨基酸之一[12]。丙烯酰胺的形成也与葡萄糖、果糖关[13]。Haase[14,15]等人曾实验出土豆中的还原糖和天冬酰胺的含量可以通过漂烫、浸泡降低[16]，因此，需要在影响因素如温度、时间、厚薄、含油量等筛选出能有效降低土豆片中还原糖和天冬酰胺的工艺方法，抑制丙烯酰胺的产生。 4.1.1油炸薯片的含油量随着切片厚度的增加而逐渐下降。这是因为物料厚度与其表面积和重量之比成反比[17]。薯片厚度过大时，随着油炸时间的增长，薯片内部难以炸透，然而薯片边缘焦糊化[18]；厚度过小时，油炸时容易炸焦、易碎。因此较适宜的切片厚度为1.0～2.0mm。 4.1.2油炸薯片的含水量和含油量随着烘干时间的增长而降低。试验表明，烘干时间过小，薯片含油量普遍较高，有利于改善产品外观；烘干时间过大，味道、口感和形状都较差。因此较适宜烘干时间为50～60min之间。 4.1.3油炸时间超过2.0min时，丙烯酰胺的生成量急剧增加。当油炸时间过大时，薯片会发黑、焦糊；油炸时间过小时，薯片没有炸熟，产品口感欠佳。因此，最适宜的油炸时间为2.0min。
3.2红薯薯片配方优及加工艺优化 红薯中富含多酚类物质,因此容易氧化,为防止其影响产品的色泽和风味,防止褐变,将红薯浸入2%NaCl溶液和0.3%柠檬酸溶液漂烫,灭氧化酶[19,20]，这样还会使薯片有一定的盐味，色泽美观。 红薯薯泥为改善口感需要添加糯米粉和玉米粉，糯米粉增加薯泥的粘连感，玉米粉增加薯片的酥脆感，当糯米粉和玉米粉的配比是4:1时口感和黏连性最好；薯泥与辅料的配比为3:1时，红薯风味和口感最好。香甜泡打粉的添加使薯片松脆可口，其独特的盐味是红薯风味更加可口，添加量在0.8%～1.0%比较合适[21]。 选择优质红薯，洗净去皮泡于水中，煮熟后捣烂成泥，冷却后配料，成型，放入微波炉烘烤，得产品。在制备过程中，微波功率、膨化率、烘烤时间对薯片有着重要的影响。由实验得知，功率相同，薯片含水量会随着微波时间的增长而下降，若功率过高，脱水速度过快，薯片易焦糊；功率过小，薯片不易酥脆，480W功率制备的薯片颜色鲜亮，口感酥脆[22]。 薯片的膨化率随水分的减少而上升[23]，当水分低于50%时，膨化率显著上升。一般来说，为把薯片水分降至50%以下，采用光波脱水360s，再采用微波炉烘烤。 在光波脱水时间为360s，微波功率为480W，由实验所得，最佳微波烘烤时间是130s。
3.3木薯薯片配方优化 木薯是世界三大薯类作物之一，是非洲人的主要粮食作物[24]，营养丰富[25]，产量高，种植普遍，价格低廉，但是，目前木薯薯片的开发利用并不是很充分。 目前木薯薯片采用油炸的方式制备,为使木薯薯片质量和口感俱佳,将热烫后的木薯片浸入1%NaCl溶液,10%白糖溶液和混合八角、小茴香、桂皮、花椒等调料水煮，冷却后加入适量白糖和食盐，再进行油炸，这样不仅掩盖了木薯原味，使木薯片香脆可口，还使其颜色色泽金黄，新鲜好看。 3.3.1切片厚度 切片太薄，木薯片容易变形破裂，切片太后，油炸时间长，色泽口感差，最适宜切片厚度为1.0～2.0mm[26]。 3.3.2硬化处理 为使木薯片由致密坚硬的结构、酥脆的口感，最适宜的处理方式是用CaCl2溶液浸泡木视频30min。 3.3.3热烫时间和温度 热烫会使木薯片透明度增加，色泽改善，品质优良。经实验所得，最适宜的热烫条件为95℃，热烫时间120s。
4微波技术在薯片加工中的应用 微波对食品作用的方式是微波致热生物效应和微波非热生物效应。使食品的分子与分子之间急剧的摩擦、碰撞、振动、挤压等的作用产生热能，使物料内各部分在同一瞬间获得热量而升温。微波的能量虽不能使牢固的共价键解离，但对氢键、范德华力、疏水键、盐键等次级键具有一定的破坏作用，可使其松弛、断裂和重组，也对 美拉德反应、自由基的生成等反应有促进效应，因其加热的形式、加热速度与常规加热方式不同，所以，微波加热具有选择性和即时性，具有高效节能、穿透性好等特点。 大剂量的微波辐射却能使蔗糖、葡萄糖发生美拉德反应、脱水变为焦糖等一系列的变化，而失去营养价值。因此，加工高糖量食品时，要注意这类问题。由于天门冬酰胺、还原糖、脂肪酸和高温是食品中形成丙烯酰胺的关键因素。用微波进行焙烤或煎炸食品时产生致癌物丙烯酰胺的可能性很大。因此，要用微波炉焙烤或煎炸食品时要注意此类问题。 在食品加工中，维生素是人们需要重点保护的成分，因为任何的加工都会对维生素的含量有一定的影响。但是，微波对维生素(VA、VB、VC、VD 等) 和黄酮及黄酮类化合物的破坏比常规加工要小得多。所以，从维生素营养价值方面来衡量，微波对维生素的加热是高质量的。