紫薯薯片的配方及工艺设计论文

中文摘要紫薯营养丰富， 其营养价值和应用前景日益引起人们的重视， 但是加工程 度低，经济效益不高，本文主要以感官评价的分数为评价指标，研究了紫薯营 养薯片的配方优化及工艺设计，实验结果如下。 （1） 紫薯营养薯片配方单因素试验结果表明， 当紫薯薯泥和辅料的配比为 1:1 时，辅料中糯米粉占薯泥总量的 25.0%，玉米粉为薯泥总量的 10.0%，添加的 大豆蛋白为总量的 5.0%进行营养强化；在单因素试验的基础上，采用 L9（34） 正交试验设计对紫薯营养薯片的配方进行了进一步的优化， 实验结果表明， 糯 米粉的添加量为 30.0%、玉米粉为 8.0%、大豆蛋白粉为 2.5%时薯片的品质较 好。 （2）紫薯营养薯片微波加工工艺研究单因素试验结果表明，紫薯粉团混匀搓 成柱状，切片厚度约为 3mm，置于微波炉中在 400W 的条件下烘烤 180s 时为 较适条件；在单因素试验的基础上，采用 L9（34）正交试验设计对紫薯营养薯 片的微波加工工艺进行了进一步优化，结果表明，微波功率为 400W，微波时 间为 180s，紫薯薯片为 3mm 时，品质较好。关键词：紫薯；薯片；微波；感官评价ABSTRACTPurple sweet potato nutritious, its nutritional value and application prospect has attracted much attention, but a low degree of processing, economic efficiency is not high, the paper mainly sensory evaluation scores for the evaluation study of the purple potato chips nutritional formulations and process optimization design, the experimental results below. (1) purple potato crisps nutrition recipe single factor test results show that when the purple potato mashed potatoes and accessories ratio of 1:1, accessories accounted for 25.0% of glutinous rice flour mashed potatoes total, total corn flour to mashed potatoes 10.0% of the amount of soy protein added to 5.0% of the total were fortified; On the basis of single factor experiments, using orthogonal experiment purple potato crisps nutrition formulations were further optimized, the experimental results show that the glutinous rice dosage powder 30.0%, 6.0% corn flour, soy protein powder is preferably 2.5% when the quality of the chips. (2) purple potato crisps microwave nutrition research process single factor test results show that the purple knead flour and mix columnar group, slice thickness of about 3mm, when placed in a microwave oven baking 180s under conditions more suited to 400W Conditions; On the basis of single factor experiments, using orthogonal experiment purple potato crisps nutrition microwave processing technology has been further optimized, the results show that the microwave power 400W, microwave time of 180s, purple potato chips when 3mm, better quality.Keywords: purple sweet potato; chips; microwave; sensory evaluation目录第 1 章 绪论........................................................................................... 11.1 目的与意义 .................................................................................................1 1.1.1 紫薯的营养成分 .............................................................................. 1 1.1.2 紫薯的主要食用产品 ...................................................................... 1 1.1.3 微波工艺的优缺点 .......................................................................... 2 1.2 薯片的国内外研究现状 ............................................................................. 2 1.3 紫薯薯片研究的可行性分析 .................................................................... 3 1.4 本文研究的主要内容 ................................................................................ 4第 2 章 材料与方法............................................................................... 52.1 材料与试剂 .................................................................................................5 2.2 仪器与设备 .................................................................................................5 2.3 评分标准 ..................................................................................................... 5 2.4 工艺流程 ..................................................................................................... 6 2.5 工艺要点 ..................................................................................................... 6 2.6 紫薯薯片配方的优化 ................................................................................. 7 2.7 紫薯薯片的微波加工工艺研究 .................................................................8第 3 章 结果与分析............................................................................. 113.1 紫薯薯片的配方优化结果分析 ............................................................... 11 3.1.2 辅料中糯米粉和玉米粉的添加量 ................................................ 11 3.1.4 泡打粉用量 .................................................................................... 14 3.1.5 紫薯薯片正交试验的配方优化 .................................................... 15 3.2 紫薯薯片的工艺设计结果分析 ............................................................... 16 3.2.1 微波功率对紫薯薯片品质的影响 ................................................ 16 3.2.1 微波时间对紫薯薯片品质的影响 ................................................ 17 3.2.1 脱水率对紫薯薯片品质的影响 .................................................... 18吉林大学学士学位毕业论文3.2.2 紫薯薯片正交试验的工艺设计 .................................................... 18第 4 章 结论......................................................................................... 214.1 结论 ........................................................................................................... 21 4.2 创新性 ....................................................................................................... 21 4.3 展望 ........................................................................................................... 21致 谢 ................................................................................................... 23 参考文献 ............................................................................................... 25第 1 章 绪论第 1 章 绪论1.1 目的与意义1.1.1 紫薯的营养成分 紫薯是一种营养丰富具有特殊保健功能的食品， 富含蛋白质、 淀粉、 果胶、 纤维素、氨基酸、维生素及多种矿物质，其中的蛋白质和氨基酸都是极易被人 体消化和吸收的营养物质；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 可促使合成蛋白质，预防坏血病的发生；富含的花青素是天 然的强效自由基清除剂。紫薯富含纤维素，促进肠胃蠕动，清理肠腔内滞留的 腐败物， 排出粪便中的有毒和致癌物质， 保持排泄的畅通， 改善消化道的环境， 防止胃肠道疾病的发生。除了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。硒和铁元素是人体抗疲劳、抗衰老的重要元素，特别是硒被称 为“抗癌大王”，易被人体吸收留在血清中，增强机体免疫力,修补心肌，清除 体内的自由基，抑制癌细胞的分裂与生长，预防胃癌和肝癌等癌症的发生,紫 薯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， 去皮烘干 粉碎后的紫薯加工成粉，营养丰富,色泽美观，是极好的食品加工原料，可作 为各种糕点的主料或配料，另外,紫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。 1.1.2 紫薯的主要食用产品 我国南方的大部分地区均有种植紫薯，紫薯是一种产量较高的经济作物， 抗病性和耐贮性好，适应性强，耐旱耐土地贫瘠，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 实用又经济的深加工方式至关重要。 鉴于目前薯片深受各国人们的喜爱， 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为低廉、原料来 源较为广泛、 制备方法较为简单， 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。1吉林大学学士学位毕业论文1.1.3 微波工艺的优缺点 微波对淀粉类食品的脱水是又快速又安全、高效节能[1]的，加热淀粉类的 食品时， 由于与淀粉相结合的结合水游离出来而引起食品组织的软化， 之后自 由水的增加，水的蒸发量突然加大，而出炉后温度突然下降，食品又会出现吸 湿，一部分的自由水又成为结合水，使食品的组织迅速失水导致硬化。除此之 外， 长时间的微波作用不但会引起食品硬化， 而且还造成内部的局部硬化而影 响食用[2]，还极有可能出现丙烯酰胺类[3]致癌物超标的现象，因此实验时应该 注意避免这些问题。 实验表明， 微波对蛋白质的含量影响不大， 适当的微波处理能很好的促进 提高大豆蛋白的营养价值[4]。此外，和传统焙烤方法相比较，微波可适当提高 其蛋白质的营养价值，但是蛋白质极其容易失活。在微波加热的过程中，会出 现两种可溶性蛋白，并且微波加热会使色氨酸、赖氨酸、芳香族氨基酸和含硫 氨基酸的浓度降低[5]。虽然它们没有中毒的报道，但实验时值得注意。1.2 薯片的国内外研究现状目前，国内外对于薯片的研究仅仅局限于土豆薯片、红薯薯片、木薯薯片 和混合薯片，伍雨江等[6]研究了常压油炸马铃薯片后的油炸油，通过实验综合 分析得出了抑制油炸油油氧化的最佳参数； 胡小泓等[7]在红薯中添加适量的辅 料，通过微波加热技术处理，将红薯泥加工成一种新型无油工艺食品；张容鹄 等[8]研究了油炸木薯薯片的加工工艺；张宇凡等[9]研究了土豆和红薯混合薯片 的主要配料、老化条件、干坯含水量和油炸温度，以及对香菇营养薯片质量的 影响， 建立了适宜该产品生产的配方和主要条件。 紫薯薯片国内尚无有人研究， 成为薯片中的一大空白， 国外对于紫薯的研究十分丰富， 但一般局限于对其药 用价值的研究，孙金辉等[10]研究了紫薯花色苷的组成结构、稳定性、保健功 能及其食品、化妆品等行业中的应用；朱珠等[11]研究了溶剂萃取法提取色素， 考察了不同提取剂对紫薯色素提取效果的影响；沈静文等[12]研究了利用酶解 法提取紫薯中膳食纤维，同时测定分析其提取率、膨胀能力和持水能力。Han K H[13]研究大鼠喂食高胆固醇饮食对胆固醇代谢的的影响[14]。 紫薯薯片中的磷2第 2 章 材料与方法和多酚类物质能够降低胆固醇，促进盲肠发酵、类固醇的排泄[15]，目前国内 外的紫薯产品比较简单，除了紫薯仔、紫薯干外，还有紫薯速溶食品、紫薯饮 料、紫薯全粉等，加工传统单一，没有进行深加工，经济价值没有完全开发出 来。1.3 紫薯薯片研究的可行性分析紫薯薯片不仅吃起来口感酥脆， 而且营养价值高具有特殊保健功能， 富含 蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、氨基酸维生素及多种矿物质，还富含有硒元素 和花青素等多种营养物质，比起普通的土豆薯片、红薯薯片更加有营养，它不 仅可以增强免疫力和抵抗力，还因为富含更多的维生素 B 族，而很好的保持 皮肤弹性，预防疾病；不但含有丰富的膳食纤维，帮助缓解便秘，减轻体重， 同时比米饭低很多生糖指数和热量，益于糖尿病患者的辅助治疗，降低血糖。 传统工艺生产的薯片是油炸的，油脂含量高，美拉德反应[16,17]产生的有害物质 多，尤其是丙烯酰胺类[3]致癌物超标，非常不利于人的身体健康[18]。现在制备 红薯薯片的技术已经相对比较成熟， 利用非油炸工艺的技术比较少， 只要将红 薯薯片的制备工艺进行改良优化， 抑制紫薯在氧化酶的作用下氧化褐变而影响 风味和色泽，就可以得到好的产品。综合来看，紫薯薯片无论是在营养方面还 是技术方面是非常可行的。 当前薯片的研究材料有马铃薯、红薯、木薯[19]，传统制备薯片的工艺是 高温短时油炸[20]，薯片脱水迅速，有效的防止马铃薯的水溶性营养成分尤其 是维生素在加工中的损失[21]，但是 Tomquistl[22]等发现一些食品在油炸时易产 生丙烯酰胺，其生成机理目前研究者虽多但尚不清楚[23]，因此降低薯片的含 油量和丙烯酰胺的生成的确有利于消费者的身体健康[24]，更容易被消费者接 受。因此，要选择一种非油炸，有害物质少的加工工艺，微波加工是一种节能 高效，无污染，有害物质少[25]的加工工艺，目前虽然广泛应用在各个领域， 但是在食品方面发展较为缓慢[26]。综合考虑，为了避免有害物质的产生，降 低营养物质的损耗，采用微波加工工艺是最好的选择。3吉林大学学士学位毕业论文1.4 本文研究的主要内容（1）紫薯营养薯片的配方优化研究 以紫薯薯片中薯泥和辅料的配比、辅料中玉米粉和糯米粉的添加量、大豆 蛋白的添加量作为单因素，进行单因素试验；在单因素试验的基础上，采用 L9（34）正交试验设计对大豆蛋白粉、玉米粉与糯米粉的添加量进行优化。 （2）紫薯营养薯片微波加工工艺研究 以微波时间、微波功率作为单因素，进行单因素试验；采用 L9（34）正交 试验设计对微波时间、微波功率和厚度进行优化。 选取 20 个经过培训合格的食品科学与工程专业的学生组成评价小组，对 紫薯营养薯片的颜色、质地、风味、形态和组织状态等进行感官评价，最终通 过评分得出最适宜配方及工艺参数。4第 2 章 材料与方法第 2 章 材料与方法2.1 材料与试剂表 2-1 紫薯薯片的原材料 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 产品名称 新鲜紫薯 玉米粉 糯米粉 香甜泡打粉 大豆蛋白粉 柠檬酸 食盐 调味料 来源 购于每日多超市 中粮集团 泰国初兴米粉厂 桂林市红星化工有限责任公 司 谷神生物科技集团 山东潍坊英轩实业有限公司 中粮集团 江苏经一商贸2.2 仪器与设备表 2-2 仪器与设备 编号 1 2 3 设备名称 格兰仕微波炉 美的电磁炉 电子天平 型号 P70D21N1P-S1 LBC-N20C2.3 评分标准选取 20 个经过培训合格的食品科学与工程专业的学生组成评价小组，对 进行正交试验的紫薯营养薯片的颜色、质地、风味、形态和组织状态等进行感5吉林大学学士学位毕业论文官评价，要求色泽淡紫、口感酥脆、紫薯风味浓厚、形态厚薄均匀、组织疏松 多孔[12]，每项的满分为 10 分，共 100 分。表 2-3 紫薯薯片正交试验的感官评价表 项目 组织状态 指标 薯片疏松多孔,质地很脆 薯片较为疏松多孔,质地较脆 薯片稍疏松多孔,质地稍脆 色泽淡紫,均匀好看,无焦糊的褐色 色泽淡紫,较均匀,微有焦糊的褐色 色泽为焦糊的褐色,不均匀 有浓厚的紫薯风味、淡淡的玉米和糯米香味 香气较弱，有较浓的紫薯风味 毫无香气，并伴有令人不快的焦糊味 细腻爽滑，有连续质感 口感酥脆，香甜可口 口感较好，较为香甜可口 颗粒感强，口感不够酥脆 薯片形状很圆，厚薄均匀 薯片形状较圆，厚薄较为均匀 薯片形状形状不规则，厚薄不均匀 分数 16～20 11～15 6～10 16～20 11～15 6～10 16～20 11～15 6～10 16～20 11～15 6～10 16～20 16～20 11～15 6～10 总分值 20色泽20风味20口感20形态202.4 工艺流程紫薯挑选→清洗→去皮→护色→蒸煮→冷却→添加辅料混合→成型→烘 烤→添加调味料调味→评价2.5 工艺要点（1）挑选 选用新收获的新鲜紫薯，要求无霉烂、发芽现象，质地较硬，色泽鲜亮， 个头比适中。 （2）清洗 用干净的清水洗去紫薯表面泥沙。6第 2 章 材料与方法（3）去皮 用刀子切除紫薯的首尾两端，削去表面薯皮，薯皮不要削的太多，应该削 的薄而干净。 （4）护色 紫薯富含多酚类物质、花青素，容易在氧化酶的作用下发生氧化褐变，使 紫薯块的色泽和风味[27]降低，为抑制氧化褐变的发生，在试验中将去皮的紫 薯切成块在 2%NaCl 溶液中以及在 0.3%柠檬酸溶液中进行漂烫，进行灭氧化 酶[28,29]。 （5）蒸煮 将灭氧化酶后的薯块放入烧开的 100℃ 的热水中蒸 17min 至粘软。 （6）冷却 将粘软的薯块用勺子捞出防置于盘子里，在室温下冷却 10min 至完全冷 却。 （7）添加辅料混合 冷却后的薯块将其压成泥，按比例添加糯米粉、玉米粉、大豆蛋白粉以及 其他辅料，加蒸馏水揉搓和匀，成团。 （8）成型 将和匀的薯泥团搓成 20mm 左右的圆柱状，将其切成 20mm 的圆柱段,用 擀面杖擀压成直径为约 30mm、厚度为约 2～4mm 的厚薄比较均匀的圆片状。 （9）烘烤 将成型薯片放入盘子中摆好，在薯片的底部和面上均刷上大豆油，之后放 入微波炉中， 在不同的功率条件下烘烤不同的时间， 隔一定时间后取出放置在 电子天平上称重， 计算薯片的脱水率。 最后确定最适宜的微波功率进行加热烘 烤，制备紫薯薯片。 （10）添加调味料调味 将提前配好的调味料撒到已经烘烤好的薯片上调味。2.6 紫薯薯片配方的优化2.6.1 薯泥与辅料的比例对紫薯营养薯片品质的影响7吉林大学学士学位毕业论文紫薯薯泥和辅料的比例很大的影响产品的质量。 在试验中， 称取一定量的 薯泥与辅料以 1:1，2:1，3:1，4:1 的比例混合成型，制备成薯片，通过感官评 定，最终确定较合适的薯泥和辅料的比例。 2.6.2 辅料中糯米粉和玉米粉的添加量对紫薯营养薯片品质的影响 添加糯米粉能有效改善紫薯薯片的口感， 但是糯米粉增水性比较好， 使吸 水速度变缓慢，在薯泥中形成吸水不均匀的状态。加入一定量的玉米粉后，薯 泥的吸水性、 口感以及糯米粉糊化后较黏的特性得到很好地改善。 在一定重量 的薯泥的条件下，糯米粉添加量分别以 15.0%，20.0%，25.0%，30.0%的比例 进行单因素试验，玉米粉的添加量分别以 6.0%，8.0%，10.0%，12.0%的比例 进行单因素试验。最后根据感官评价确定最适宜的条件。 2.6.3 大豆蛋白的添加量对紫薯营养薯片品质的影响 大豆蛋白是一类优质蛋白，具有降低血胆固醇和预防心脑血管疾病等作 用。为进一步改善淀粉类薯片的营养构成，提高其蛋白质含量，选择添加大豆 蛋白[9]，以达到营养强化的效果，添加量分别为 2.5%，5.0%，7.5%，10.0%， 最后以感官评定的标准确定添加量。 2.6.4 泡打粉的添加量对紫薯营养薯片品质的影响 泡打粉是复合疏松剂， 主要用于淀粉类的快速发酵， 特点是省时省力和卫 生。以 0.6%，0.8%，1.0%，1.2%[30]的添加量添加到紫薯营养薯片中，最终以 感官评定来确定添加量。2.7 紫薯薯片的微波加工工艺研究2.7.1 微波加工单因素试验 在微波炉中烘烤成型的薯片，在微波 250W，400W，550W，700W 的功 率下加热 180s，由感官评价确定最适合的微波功率；在最适功率条件下，分 别加热 180s，300s，360s，480s 时根据感官评价确定最适加热时间；测定紫 薯薯片在不同功率条件下分别加热不同时间的含水量， 计算紫薯薯片在不同功 率下加热不同时间的脱水率。 2.7.2 正交试验8第 2 章 材料与方法在单因素的基础上，用正交试验表 L9（34）对大豆蛋白粉、玉米粉与糯米 粉的添加量分别进行优化；用正交试验表 L9（34）对微波时间、微波功率和厚 度分别进行优化，最后确定最适宜的配方和工艺条件。9吉林大学学士学位毕业论文10第 3 章 结果与分析第 3 章 结果与分析3.1 紫薯薯片的配方优化结果分析3.1.1 薯泥与辅料比例对紫薯营养薯片品质的影响 紫薯薯泥和辅料的比例很大的影响产品的质量。在试验中，称取一定量的 薯泥与辅料以 1:1，2:1，3:1，4:1 的比例混合成型，制备成薯片，让选取的 20 个人进行感官评定，满分为 100 分，最终确定最有效的薯泥和辅料的配比。图 3-1 薯泥与辅料比例对紫薯营养薯片品质的影响由图 3-1 可以看出，随着薯泥的比例增加，感官评价分数值是下降的。一 方面，虽然薯泥增加，紫薯薯片的风味浓厚，但是在制备薯片的过程中，薯泥 团色泽发暗，极其不易成型，给制备薯片造成了很大的困难；另一方面，薯泥 增加，酥脆度下降，质地和色泽不佳。根据感官评价结果，得分最高 90 分， 为最适宜的薯泥和辅料的配比为 1:1。 3.1.2 辅料中糯米粉和玉米粉的添加量 在薯泥和辅料的比例为最适比例 1:1 时， 以辅料中的糯米粉的百分比分别 为 15.0%， 20.0%， 25.0%， 30.0%； 玉米粉的百分比分别为 6.0%， 8.0%， 10.0%，11吉林大学学士学位毕业论文12.0%进行单因素试验，如图 3-2 所示，由于糯米粉多为支链淀粉，粘度较大， 添加量较高时会粘牙的感觉；玉米粉多为直链淀粉，粘度很小，添加量较多时 会使紫薯薯片口感很硬， 并且带有浓重玉米味。 在糯米粉中加入适量的玉米粉， 能够很好地改善紫薯薯片的口感，使其粘度和硬度都合适，口感酥脆。制成薯 片后，让感官评价人员进行评价，总分为 100 分，最终确定糯米粉和玉米粉的 添加量。图 3-2 糯米粉的添加量对紫薯营养薯片品质的影响由图 3-2 可以看出，糯米粉的添加量过多，薯片粘牙感明显，不够酥脆； 糯米粉的添加量太少， 紫薯薯片制备时又不易成型， 而且浓重的玉米味比较突 出，根据感官评价的结果，得分最高为 93 分，糯米粉的最合适的添加量为薯 泥的 25.0%。12第 3 章 结果与分析图 3-3 玉米粉的添加量对紫薯营养薯片品质的影响如图 3-3 所示， 玉米粉的添加量过少， 粘牙感突出； 玉米粉的添加量过多， 谷物味浓重，咀嚼时颗粒感明显，根据感官评价结果，得分最高的为 95 分， 较适宜的玉米添加量为薯泥的 10.0%。 当糯米粉的添加量为薯泥的 25.0%，玉米粉的添加量为薯泥的 10.0%时口 感最好， 此时紫薯薯片在制备时易成型， 不粘牙， 无浓重的玉米味， 酥脆感好， 风味独特。 3.1.3 大豆蛋白的添加量对紫薯营养薯片品质的影响 大豆蛋白是一类优质蛋白，具有降低血胆固醇和预防心脑血管疾病等作 用。为进一步改善淀粉类薯片的营养构成，提高其蛋白质含量，选择添加大豆 蛋白[6]，以达到营养强化的效果，添加量分别为 2.5%，5.0%，7.5%，最后以 满分为 100 分的感官评定的标准确定添加量。13吉林大学学士学位毕业论文图 3-4 玉米粉的添加量对紫薯营养薯片品质的影响大豆蛋白是优质蛋白，在提高紫薯薯片的营养价值方面有着重要的作用， 大豆蛋白的添加量过多，大豆味会掩盖紫薯原本的风味；大豆蛋白太少，在营 养方面又没有太大的作用。添加适量的大豆蛋白，能让紫薯薯片的口感更佳， 酥脆度更好；蛋白质使薯泥团的粘连更好，制备薯片时更易成型，不仅不易粘 黏，而且混合揉搓也更容易，因此，大豆蛋白的添加至关重要。根据感官评价 的结果，得分最高的为 91 分，较适宜大豆蛋白添加量为 5.0%。 3.1.4 泡打粉用量 泡打粉是一种复合疏松剂， 主要用于淀粉类的快速发酵， 具有省时、 省力、 卫生的特点。在配方中以 0.6%，0.8%，1.0%，1.2%用量添加到紫薯薯片中， 最终以感官评定来确定较适宜的添加量。 泡打粉中含有明矾、白矾、钾矾、钾铝矾、碳酸氢钠、碳酸钙、淀粉、糖 精钠、香兰素等成分，在向添加好的薯泥、糯米粉、玉米粉和大豆蛋白的粉团 中添加时，粉团立刻变为蓝绿色，这是由于紫薯中含有大量的花青素，花青素 是一种遇酸碱显色的色素，泡打粉中的碳酸氢钠、明矾等呈碱性，花青素和碱 性物质产生化学反应变为蓝绿色， 试验结果表明， 紫薯营养薯片加工过程中不 宜添加泡打粉。14第 3 章 结果与分析3.1.5 紫薯薯片正交试验的配方优化 在单因素实验的基础上， 用正交试验表 L9 （34） 对辅料的添加量进行优化。表 3-17 薯片配方优化单因素表 单因素 1 2 3 A 大豆蛋白/% 2.5 5.0 7.5 B 空白 1 2 3 C 玉米粉/% 6.0 8.0 10.0 D 糯米粉/% 20 25 30表 3-18 配方优化正交试验设计表 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R 优水平 主次因素 A 1 1 1 2 2 2 3 3 3 264.18 212.40 172.68 88.06 70.80 57.56 30.50 B 1 2 3 1 2 3 1 2 3 144.72 215.94 216.21 72.36 71.98 72.07 0.38 C 1 2 3 2 3 1 3 1 2 208.86 225.60 214.8 69.62 75.20 71.60 5.57 D 1 2 3 3 1 2 2 3 1 214.38 215.40 219.48 71.46 71.80 73.16 1.7 综合评价（100） 85.09 90.62 88.47 75.10 69.42 67.87 56.90 55.91 59.87A1B1C2D3 A，C，D，B15吉林大学学士学位毕业论文表 3-19 配方优化正交试验方差分析表方差来源 A B C D 总和 偏差平方和 自度度 2 2 2 2 8 均方和 F比 显著性水平αSA = 1403.482 SB = 0.238 SC = 47.916 SD = 4.862 S = 1456.4981403.482 0.238 47.916 4.8625896.983-**-201.328 20.429** *F0.25(2,2)=3.00 F0.05(2,2)=19.00 F0.01(2,2)=99.00注：**：在 α=0.01 水平下显著；*：在 α=0.05 水平下显著。因此，在此次试验中，以空白实验作为误差对照，因素 A、C、D 都为显 著因素。 由表 3-18 可以看出， 主次因素的顺序为 A 大豆蛋白的添加量>C 玉米粉的 添加量> D 糯米粉>B 空白，大豆蛋白的添加量对紫薯薯片的制备影响最大， 其次为玉米粉的添加量， 影响最小的是糯米粉的添加量。 紫薯薯片的最适配方 为大豆蛋白粉的添加量为 2.5%，玉米粉的添加量为 8.0%，糯米粉的添加量为 30%。3.2 紫薯薯片的工艺设计结果分析3.2.1 微波功率对紫薯薯片品质的影响 在微波炉中烘烤成型的薯片，在微波 250W，400W，550W，700W 的功 率下加热 180s，由感官评价确定最适合的微波功率；在最适功率条件下，分 别加热 180s，300s，360s，480s 时根据感官评价确定最适加热时间；测定紫 薯薯片在不同功率分别加热不同时间的含水量。16第 3 章 结果与分析图 3-5 不同功率对紫薯薯片品质的影响3.2.1 微波时间对紫薯薯片品质的影响图 3-6 不同的时间对紫薯薯片品质的影响由 3-6 可以看出， 在紫薯薯片的加工工艺过程中,紫薯薯片的酥脆度与薯片 的厚度、微波加工的功率、烘烤时间有着直接的关系，初始含水量基本相同的 紫薯薯片经过不同时间的烘烤后其脱水率是不相同的， 因此， 其酥脆度也不同。17吉林大学学士学位毕业论文3.2.1 脱水率对紫薯薯片品质的影响图 3-7 脱水率对紫薯薯片品质的影响由图 3-7 可以看出，在同一功率的条件下，紫薯薯片的脱水率随时间的增 长而增加，但是增加的幅度逐渐减少；功率越大，薯片烘烤相同的时间，脱水 率越大。由资料得知，微波被物料吸收后，物料的极性分子，特别是水分子， 分子之间互相挤压摩擦生热，水分蒸发量增大。功率过高的话，脱水速度太快 致使紫薯薯片烧焦烧糊，产生很多有害物质；功率过低的话，紫薯薯片发软， 酥脆度不够，烘烤时间会延长，效率太低。根据感官评价结果，综合口感和效 率等各方面，紫薯薯片在 400W 功率条件下烘烤 180s 最好，口感酥脆，无糊 味。 3.2.2 紫薯薯片正交试验的工艺设计 用正交试验 L9（34）对微波时间、微波功率和紫薯薯片厚度进行优化。表 3-19 薯片工艺设计单因素表 单因素 1 2 3 A 微波时间/s 180 300 420 B 空白 1 2 318C 微波功率/W 250 400 550D 厚度/mm 1 3 5第 3 章 结果与分析表 3-20 工艺设计正交试验设计表 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R 优水平 主次因素 A 1 1 1 2 2 2 3 3 3 218.25 214.92 214.05 72.75 71.64 71.35 1.4 B 1 2 3 1 2 3 1 2 3 216.00 216.15 215.07 72.00 72.05 71.69 0.36 C 1 2 3 2 3 1 3 1 2 215.19 223.11 208.95 71.73 74.37 69.65 4.72 D 1 2 3 3 1 2 2 3 1 221.10 258.90 167.22 73.70 86.30 55.74 30.57 综合评价（10） 74.44 89.73 54.08 58.01 71.30 85.62 83.56 55.12 75.37A1B2C2D2 D，C，A，B19吉林大学学士学位毕业论文表 3-21 工艺设计正交试验方差表方差来源 A B C D 总和 偏差平方和 自度度 2 2 2 2 8 均方和 F比 显著性水平αSA = 3.271 SB = 0.230 SC = 33.623 SD = 1415.882 S =1453.0063.271 0.230 33.623 1415.88214.222 146.187 6165.009（*）-** **F0.25(2,2)=3.00 F0.05(2,2)=19.00 F0.01(2,2)=99.00注：**：在 α=0.01 水平下显著； （*） ：在 α=0.25 水平下显著。因此，在此次试验中，以空白实验作为误差对照，因素 C、D 都为显著因 素，因素 A 不显著，这可能是因为试验中存在误差。 由表 3-20 可以看出，主次因素为 D 紫薯薯片的厚度>C 微波功率>A 微波 时间>B 空白， 紫薯薯片的厚度对紫薯薯片的制备影响最大， 其次为微波功率， 影响最小的是微波时间。 紫薯薯片的工艺条件为紫薯薯片的厚度为 3mm 左右， 微波功率为 400W，微波时间为 180s。20第4章 结 论第4章 结 论4.1 结论根据感官评价的结果，在紫薯薯片配方优化的单因素试验中，当薯泥与辅 料的比例为 1:1 时，辅料中的玉米粉添加量为薯泥的 10.0%，糯米粉为薯泥的 25.0%，大豆蛋白粉为 5.0%，不添加泡打粉，紫薯薯片色泽深紫，紫薯风味浓 厚。 在单因素试验的基础上，用 L9（34）的正交试验设计对大豆蛋白粉、玉米 粉与糯米粉的添加量进行进一步优化，结果为 A 大豆蛋白的添加量>C 玉米粉 的添加量> D 糯米粉>B 空白， 大豆蛋白的添加量对紫薯薯片的制备影响最大， 其次为玉米粉的添加量， 影响紫薯薯片的制备最小的是糯米粉的添加量。 紫薯 薯片的较适宜配方为大豆蛋白粉的添加量为 2.5%，玉米粉的添加量为 8.0%， 糯米粉的添加量为 30%。 在紫薯薯片微波加工工艺的单因素试验中，在微波炉的微波功率为 400W 的条件下烘烤 180s 时，紫薯薯片口感酥脆形态厚薄均匀、组织疏松多孔。在 单因素实验的基础上，用 L9（34）的正交试验设计对微波时间、微波功率和 紫薯薯片的厚度进行进一步优化，结果为紫薯薯片的厚度 >微波功率>微波时 间>空白，紫薯薯片的厚度对紫薯薯片的制备影响最大，其次为微波功率，影 响制备薯片的最小的因素是微波时间。 紫薯薯片的较适宜的微波工艺条件为紫 薯薯片的厚度为 3mm 左右，微波功率为 400W，微波时间为 180s。4.2 创新性采用正交试验的方法，对紫薯营养薯片的配方及微波处理工艺进行优化， 得出较适宜的配方和微波处理条件。4.3 展望本试验通过正交试验得出较适宜配方为大豆蛋白粉的添加量为 2.5%，玉21吉林大学学士学位毕业论文米粉的添加量为 8.0%，糯米粉的添加量为 30%，较适宜的微波工艺条件为紫 薯薯片的厚度为 3mm 左右，微波功率为 400W，微波时间为 180s，为紫薯增 加经济效益、拓宽销售途径开辟了一条新道路。 本试验试验条件和设备有限，因此有诸多不足之处，如在机械切片和压片 的优缺点比较、 泡打粉加入紫薯薯泥中变色是否会导致食物中毒、 油炸产生的 有害物质有哪些等方面研究不足， 。 未来可以从进一步加强紫薯营养薯片的营 养价值、 优化紫薯营养薯片的工艺、 研究油炸对紫薯营养薯片营养的破坏等方 面进行研究， 相信紫薯营养薯片通过进一步的研究定会成为一种深受民众喜爱 的食品。22致 谢致谢在我的毕业论文《紫薯营养薯片的配方优化及工艺设计》即将定稿之际， 首先要向我的毕业设计指导老师董周永副教授致以最崇高的谢意， 感谢他一年 来对我的悉心指导与教诲。 在为期一年的毕业设计中， 董老师严谨踏实的治学 风范给我留下了深刻的印象，在《紫薯营养薯片的配方优化及工艺设计》的实 验和论文撰写过程中， 董老师每周都会给我们开会来解决我们的疑惑， 不断督 促我努力踏实的进行实验， 平常频繁的和我沟通交流， 在试验方法和试验思路 方面不断开拓我的思路， 鼓励我大胆创新， 使我在短短的一年时间内增长不少 知识，开阔了很多眼界，培养了我良好的实验习惯以及严谨的科研态度。董老 师以身作则、 踏实认真的科研态度给我留下了深刻的印象， 使我在毕业设计过 程中不断严格要求自己， 也使我在生活和学习态度等方面有了极大的转变。 在 此，我再次向可敬的董老师致以最真诚的感谢和崇高的敬意！ 其次， 我还要感谢师兄师姐们在毕业设计过程中对我的帮助和指导， 感谢 你们给我提供了许多宝贵的意见以及建议。 同时， 我还要感谢同一个毕业设计 小组的黄超、周淑敏、林琳、杨洋、张喜卉这五位同学，在整个毕业设计过程 中，他们也给了我很多帮助，一起交流讨论，探讨更方便简洁的实验方案。在 此，感谢这些善良而又可爱的小组成员们，也谢谢你们的陪伴。 再次，在一年的毕业设计中，很多人都给了我许多的帮助和鼓励。我要感 谢大学四年来所有的老师，感谢他们在我大学学习生活中给予我的指引和帮 助，谢谢你们的谆谆教诲，正因为有了你们的教导，我才能顺利的完成自己的 毕业设计。同时，我还要感谢跟我同窗四年的 451004 班的所有同学们，感谢23吉林大学学士学位毕业论文你们四年来不管是在学习还是生活中的给予我的双重关心与帮助， 感谢你们四 年来的陪伴，谢谢你们！ 最后， 我要感谢远在千里之外的家人， 感谢我的父母还有我的弟弟和妹妹， 谢谢你们这么些年来对我无微不至的关心与帮助。 你们永远是我坚强有力的强 大后盾，有你们的牵挂，我将在人生道路上一往无前。 在整个毕业设计过程中，我经历了很多，也收获了很多。有成功的喜悦， 也有失败的沮丧，也有刻苦的努力，也有思想的升华，青春挥洒的汗水，这必 将成为我今后生活的一道风景， 无论何时都会是我不可磨灭的美好的回忆， 我 想我会铭记这些时刻，在以后的生活中无所畏惧。在此，再一次向所有关心、 支持和帮助过我的老师们、师兄师姐们、同学们还有亲人们表示衷心的感谢！24参考文献参考文献[1] VILLAMIEL M,CORZON,MARTINEZ I,etal.Chemical changes during microwave treatment of milk [J].Food Chemistry,1996,56:385. [2] 刘晓庚,曹崇江,周逸婧.微波加工对食品安全性的影响[J].食品科学,2008, 29(5): 484-488. [3] MOTTRAM D S, WEDZICHA B L, DODSON A T. Acrylamide is formed in the maillard reaction [J].J Nature,2002,419:448-449. [4] 胡小泓,梅亚莉,李丹.微波处理油菜籽对油脂品质影响的研究[J].食品科 学,2006(11): 372-374. [5] EL-ADAWY T A. Nutritional composition and antinutritional factors of chickpeas (Cicer arietinumL undergoing different cooking methodsand germination[J].Plant Foods Hum Vutr,2002,57(1):83-97. [6] 伍雨江,谭兴和,邓洁红,等.抑制常压油炸薯片用油氧化的研究[J].农业机械, 2011 (2): 66-69. [7] 胡小泓,田耀旗,谭念.红薯片微波加工工艺的研究[J].食品工业,2009(6): 48-50. [8] 张容鹄,窦志浩,万祝宁,等.油炸木薯片工艺研究[J].安徽农业科学,2010 (027):15084-15086. [9] 张宇凡,贾冬英,张茜,等.香菇营养薯片的加工配方及主要工艺研究[J].食品 工业科技,2006,27(4):125-127. [10] 孙金辉,王微,董楠.紫薯花色苷的研究进展[J].粮食与饲料工业,2011(11): 38-40. [11] 朱珠,柳中梅,刘云派.紫薯中提取色素的工艺研究[J].Journal of Jiangxi University of Science and Technology,2013,34(3). [13] Han K H, Kim S J, Shimada K, et al. Purple potato flake reduces serum lipid profile in rats fed a cholesterol-rich diet[J]. Journal of Functional Foods, 2013, 5(2): 974-980. [12] 沈静文,王子晋,丁义龙,等.酶解法提取紫薯中膳食纤维的研究[J].上海商学 院报,2011,12(B07):111-113.25吉林大学学士学位毕业论文[14] 张华江,迟玉杰,王辉.油炸薯片的工艺参数对其产品品质影响的研究[J].食 品工业科技,2007,28(2):96-98. [15] 褚维元.新型低脂油炸红薯片的研制[J].山东食品科技,2001,3(4):9-10. [16] Pedreschi F,Kaack K,Grandy K.Reduction of acryl amide formation in potato slices during frying[J].Lebensm Wissu Technologies ,2004,37:679-685 . [17] Willians J S E.Influence of variety and processing conditions on acrylamide levels in fried potato crisps[J].Food Chemstry,2005,90:875-881. [18] CHARLESAL,SRIROTH K, HUANG T C.Proxmiate composition , mineral contents , hydrogen cyanide and phytic acid of 5 cassava genotypes[J].Food Chemistry , 2005,92(4):615-620. [19] 张华江,迟玉杰,王辉.油炸薯片的工艺参数对其产品品质影响的研究[J].食 品工业科技,2007,28(2):96-98. [20] 宋国安.马铃薯全粉及油炸薯片的加工技术[J].农产品加 工,2003(10):20-21 . [21] 马志玲,王延平,吴京洪.模式美拉德反应产物抗氧化性能的研究[J].中国油 脂,2002,27(4):68. [22] Pedreschi Franco,Kaack,etal.Reduction of acrylamide for mation in potato slice s during frying[J].Lebens mitte-lWissenschaftund-Techno logie,2004(37):679-685. [23] 张喻,谭兴和,熊兴耀,等.常压油炸马铃薯脆片加工工艺参数的研究[J].食品 科学,2006,27(7):132-135. [24] 刘晓庚,曹崇江,周逸婧.微波加工对食品安全性的影响[J].食品科学,2008, 29(5):484-488. [25] 舒彩霞,廖庆喜.微波加热对食品物性的影响[J].现代化农 业,2001(12):31-32. [26] 解灵芝.红薯脯的加工工艺及防褐措施[J].照岳农专学报,1995,(1):7-10. [27] 姜绍通,罗志刚.甘薯中多酚氧化酶活性的测定及揭变控制[J].食品科 学,2001,22(3):19-22. [28] J S Ahn,L Castle,D B Clarke,et al Verification of the findings of acrylamide in heated foods[J].Food Additive and Contant ,2002(19): 1116-1122,34. [29] 扈文盛.常用食品数据手册[M].北京:中国食品出版社,1989.1. [30] F Mendel Chemistry biochemistry and safety of acrylamide[J].Joumal of Agricultural Food Chemistry,2003(51):4504-4526.26参考文献27