甘薯淀粉的食品应用研究进展

杨世雄， 张 玲， 张欢欢， 张雪梅， 李 雪， 梁叶星， 高飞虎

(重庆市农业科学院， 重庆 401329)

0 引言

甘薯〔Dioscoreaesculenta(Lour.)Burkill〕又名番薯、山芋和红苕等，是世界上第六大重要的农作物，其块茎是一种药食兼用的食物，具有较高的营养价值，富含亚油酸和微量元素等[1-2]，《本草纲目》记载甘薯补虚、健脾开胃和强肾阴等功效。我国是薯类生产大国，其种植面积和年产量均居世界首位，大部分地区均可种植甘薯，主要分布于淮海平原、长江流域和东南沿海各省(市)，种植面积较大的有四川、河南、山东、重庆、广东和安徽等省(市)。淀粉是甘薯块茎的主要部分，占其干重的50%～80%[3]。甘薯淀粉作为一种优质淀粉资源在食品工业上应用广泛，除可制作粉丝、粉条、凉粉和粉皮等传统的凝胶食品外，还可作为稳定剂、增稠剂和增强剂等改善食品体系的质构、物化特性和提高食品的贮藏品质[4-5]。国内外学者对甘薯淀粉的制备工艺、性质改良等已进行了广泛深入研究。目前，国内对甘薯淀粉的生产技术及其理化性质的研究已取得较大进展，其加工产品已广泛应用于食品、医药和化工等领域。为进一步拓宽甘薯淀粉在食用领域中的应用，在介绍甘薯淀粉的制备及其特性的基础上，从凝胶食品、米面制品和烘焙食品等方面概述了甘薯淀粉在食品中的应用状况。

1 甘薯淀粉的制备及其特性

1.1 制备

淀粉作为甘薯加工的主要产品，其制备主要是利用淀粉不溶于冷水、比重比水大及淀粉与非淀粉成分比重不同等性质而进行的物理分离过程[6]。甘薯淀粉生产可分为湿法与干法两种制粉工艺，干法制粉成本高，我国多采用湿法工艺生产甘薯淀粉[7]。湿法生产淀粉的主要方法有传统酸浆法与旋流分离法；此外，较为常见的还有重力沉降法、酶法及碱法等。工艺流程：甘薯→清洗→粉碎磨浆→初级分离→多级分离→抽滤→干燥→淀粉[8]。

1.2 特性

甘薯淀粉主要由支链淀粉和直链淀粉组成，其中直链淀粉含量较高，为17.5%～26.7%[9]。甘薯淀粉具有高黏性，糊化后黏度较高，糊液透明度高，弹性好，韧性强；高聚合度，成膜性高；对口味温和的食品不产生任何遮掩作用等特性[10]。甘薯淀粉的结构、组成及其特性是决定其应用的重要指标，甘薯淀粉呈球形、椭球形与不规则多边形，部分呈铃铛状，粒径为3.4～45.0 μm[11]，甘薯淀粉以其独有的特性在食品行业中得到广泛应用。

2 甘薯淀粉在食品中的应用

2.1 凝胶食品

甘薯淀粉具有独特的高黏性，用其制作的凝胶类食品具有较强的弹性，有劲道，并且耐煮、透明度较高，是制作凝胶食品的理想原料。赵晨阳等[12]研究表明，芡粉种类对甘薯粉丝品质的影响较大。YANG[13]研究表明，添加4%的玉米淀粉，0.5%的磷酸络合物和0.3%的黄原胶，可显著提高无明矾甘薯粉丝的质量。向卓亚[14]报道，自然晾干和热风干燥的甘薯粉丝品质存在差异，并初步探讨了其品质差异产生的原因。ZHANG[15]研究了甘薯粉丝的加工技术，其最佳工艺配方下生产的甘薯粉丝色泽鲜亮，具有独特的甘薯风味，断条率低，口感好。孙震曦等[16]探讨了不同种类甘薯淀粉混合对其物化特性及粉条品质的影响，为甘薯粉条的生产提供了理论依据。王林等[17]通过正交试验方法对紫薯豌豆凉粉的制备工艺进行了优化，其最佳制备工艺条件下制作的紫薯豌豆凉粉外表光滑不粗糙、弹性好、凝胶效果好，质地和风味最佳。

2.2 米面制品

近年来，随着人们对健康的日益重视，甘薯主食化利用已取得一定的研究成果，如甘薯杂粮面条、馒头等。许蒙蒙等[18]研究表明，添加适量甘薯淀粉可改善面条的品质特性，如面团的稳定性提高，面条的延伸及黏弹特性得到改善。KOLARI等[19]研究了富含甘薯淀粉面条的质地、流变学和感官特性及其抗性淀粉含量。王洁洁等[20]利用籼米添加紫薯粉制备挤压重组紫薯米，对挤压重组紫薯米工艺进行了优化，最终获得的挤压重组紫薯米呈现亮紫色，其对DPPH和ABTS的清除率分别为86.71%和87.55%，具有良好的抗氧化特性。范会平等[21]研究发现，甘薯淀粉的理化性质对面条品质影响很大，直链淀粉的含量及凝沉性等与面条品质的相关性显著；制作面条时可选择适宜的甘薯(品种)淀粉，以提高面条的品质。MENON等[22]研究表明，添加15%的甘薯抗性淀粉面条血糖指数最低，感官评分最高。赵登登等[23]研究发现，添加适量甘薯淀粉可改善面条的蒸煮特性、质构特性及感官品质。

2.3 烘焙食品

向小麦粉中添加甘薯淀粉不仅可丰富面包种类满足消费者的需求，还可改善面包的质构和感官品质。王强毅等[24]研究表明， 添加质量浓度为20%的甘薯淀粉、烘焙45 min和烘焙温度160℃制作的蛋糕感官评价得分最高，为92分。陈聪莉[25]报道，添加15%的甘薯慢消化淀粉，饼干的色泽、外观、味道和总分均高于对照组。HUNG等[26]研究表明，添加20%的甘薯改性淀粉代替相同量的小麦粉，饼干的抗性淀粉含量提高及血糖生成指数降低。孙莹等[27]优化了基于模糊数学综合感官评价的甘薯淀粉面包的制作工艺，最佳工艺制作的甘薯淀粉面包色泽金黄，外形饱满，柔软适口，具有甘薯淀粉面包特有的风味。张芸[28]研究表明，添加适量抗性淀粉制作饼干，其外观、色泽、味道和总体得分均较高。

2.4 肉制品

加工肉制品时添加适量的甘薯淀粉，可改善其制成品的品质。向世琼等[29]研究表明，柠檬酸甘薯淀粉酯可降低齐口裂腹鱼肌肉的脂肪含量，提高肌肉的硬度、粘附性、胶着度和咀嚼性及肉质紧实度，改善鱼肉品质。唐春[30]报道了甘薯氧化淀粉的制备及其在速冻裹涂鸡排肉中的应用。WILLIAMS等[31]研究发现，添加适量的甘薯淀粉对阿拉斯加鳕鱼鱼糜质地等特性具有正向作用。胡潇等[32]研究表明，添加适量紫薯粉不仅可保留传统猪肉丸原有的食用品质，还可平衡其营养成分，风味组成更加丰富。徐志杰[33]报道，添加适量的甘薯可提高冷冻鱼丸的凝胶强度/硬度、咀嚼性、黏度和剪切结构恢复力等品质特性。YUAN等[34]研究表明，玉米淀粉和甘薯淀粉均能改善草鱼鱼糜凝胶的质构特性，且甘薯淀粉的改善作用更明显。

2.5 发酵饮料

甘薯淀粉含量高，酶解后的淀粉可被酵母菌利用，发酵成营养丰富、风味独特的甘薯酒。陈燕[35]研究了甘薯淀粉的液化及糖化工艺，其最佳工艺制得的甘薯烧酒色泽金黄、清亮透明、香气协调、口感醇厚、酒体丰满。马永昆等[36]研究了红薯果啤饮料工艺，制作出的新型红薯发酵饮料酸甜适口，果香味纯正，泡沫洁白丰富。RAY等[37]研究表明，紫薯酒具有较好的抗氧化性和良好的感官品质。张碧莹[38]对甘薯原汁和酶解汁的工艺条件进行了优化，比较了良种甘薯汁的营养和感官品质，以及酶解汁的体内抗氧化能力和产品稳定性。

2.6 其他食品

甘薯淀粉在速冻食品等领域同样应用广泛。KALE等[39]探讨了酶改性甘薯淀粉在冰淇淋配方中的应用，以添加20%的酶改性淀粉的冰淇淋样品感官得分最高。王丽霞等[40]利用响应面法优化了紫薯魔芋硬糖配方，最佳配方的糖体呈紫色，色泽分布均匀，外形完整，甜味纯正，不粘牙，具有紫薯风味。陈朝军等[41]分析了添加不同比例甘薯粉的汤圆质构特性和感官评价相关性。ALLAN等[42]探讨了甘薯淀粉的理化性质和甘薯薯条质构特性间的相关性。丁燕燕等[43]研究表明，添加适量紫薯淀粉可增强小麦淀粉凝胶的网络结构，改善小麦淀粉的凝胶特性。EZEGBE等[44]探究了添加不同比例甘薯淀粉和玉米淀粉混合而成的奶油冻样品的理化性质和感官特性，并对蛋羹配方进行了评估。崔静静等[45]对甘薯燕麦红枣冲调式食品配方进行了优化，最佳配方所得产品颜色、风味和口感俱佳，且食用方便和营养价值较高。

3 小结与展望

目前，针对甘薯及其改性淀粉的制备工艺、理化性质等方面的研究应用较多。淀粉作为甘薯加工的主要产品，其在食品中的应用以传统的凝胶食品甘薯粉条等为主，应用较为单一。下一步的研究方向：一是甘薯制粉技术，装备提升及其产品开发，解决废水排放、薯渣废弃污染严重等问题；二是甘薯粉条等传统凝胶食品工业化生产关键技术研究及其多样化方便快餐食品开发；三是选择绿色、安全、高效的物理、酶法等改性方式对原淀粉进行改性，拓宽其在食品领域中的应用；四是甘薯淀粉的功能特性及碳水化合物组件配方特异食品等的开发研究。