全 文 ：粮食与油脂
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加工因素对张溪香芋全粉品质影响
童晶晶 1，赖富饶 1，吴　晖 1，张晓元 2，3，李铁成 1
（1. 华南理工大学轻工与食品学院，食品安全与检测研究中心，　广东广州　510641；
2. 韶关市华工高新技术产业研究院，　广东韶关　512029；
3. 华南理工大学工业技术研究总院，　广东广州　510641）
摘　要：以张溪香芋为原料，采用析因实验设计，研究了加工因素，如切片厚度、蒸煮时间及其交互
作用，对香芋全粉品质的影响，优化香芋全粉的加工工艺。实验中对不同切片厚度和蒸煮时间制
备的香芋全粉的碘蓝值、糊化度、吸水性、吸油性进行品质评价，为香芋全粉的工厂实践提供理论
依据。结果表明：切片厚度和蒸煮时间对香芋全粉的品质存在显著性（ρ＜0.05）影响。香芋全粉
在切片厚度为 3 mm、蒸煮时间为 15 min时，全粉的碘蓝值 3.18、吸水性 6.20、吸油性 1.02，各个样
品的糊化度均在 90%以上。将其应用到婴幼儿奶粉、老人的营养早餐中，有利于消化、吸收，具有
很大的开发应用前景。
关键词：张溪香芋；全粉；切片厚度
Effect of processing factors on Zhangxi taro lours quality
TONG Jing-jing1，LAI Fu-rao1，WU Hui1，ZHANG Xiao-yuan2，3，LI Tie-cheng1
（1. Food Safety and Inspection Research Center，School of Light Industry and Food Science，
South China University of Technology，Guangzhou 510641，Guangdong，China；
2. High and New Technology Industry Research of Institute of South China University of
Technology in Shaoguan City，Shaoguan 512029，Guangdong，China；
3. Industrial Technology Research Institute of South China University of Technology，Guangzhou
510641，Guangdong，China）
Abstract：Zhangxi taro from Le Chang city was took as the raw materials. Effect of processing factors，
including slice thickness，cooking time and their interaction，on taro flours quality were researched
by factorial experiment design. Flour obtained from the slices were evaluated for their degree of
gelatinization，blue value index，water absorption capability，oil absorption capability. From these
experiment，the slice thickness and cooking time have significant effect （ρ＜0.05） on Zhangxi taros
quality. when the slice thickness is 3 mm，cooking time is 15 min，the blue value index is 3.18，water
absorption capability is 6.20，oil absorption capability is 1.02，the degree of gelatinization is above
90%. It can be applied to the infant milk powder and the old mans nutrition breakfast for its digestion
and absorption easily，and possess a great development prospect.
Key words：zhangxi taro；flour；slice thickness
中图分类号：TS215 文献标识码：A 文章编号：1008―9578（2014）08―0020―05
收稿日期：2014–04–28
基金项目：韶关市科技攻关项目（2013CX/N05）
作者简介：童晶晶（1988~ ），女，在读硕士，研究方向：食品工程。
通信作者：吴晖（1967~ ），男，博士生导师，教授，研究方向：食品安全、微生物工程及天然产物化学。
芋头（Colocasia esciclenta（L.）Schott）别名为芋
魁、土芝，俗称芋艿，天南星科魁芋属植物〔1〕。芋头具
有增强机体免疫力，预防老人糖尿病、骨质疏松症、白
内障及心血管等疾病的功能，有利于提高人体造血功
能，改善儿童大脑发育，还可以防癌抗癌〔2〕。
张溪香芋，原产地是广东省韶关市乐昌市张溪
村，因此名曰“张溪香芋”。又因为形似炮弹，国内
又叫炮弹芋头〔20〕。2008 年 10 月 31 日经国家质检
总局审核，决定对张溪香芋实施国家地理标志产品
保护〔3〕。
目前用于全粉加工的薯芋类品种有马铃薯〔4〕、甘
薯〔5–6〕、葛根〔7〕、山药、木薯〔8〕、紫薯〔9–10〕等，对香芋全
粉加工的研究没有得到足够重视，国外的香芋全粉研
究已日趋深入，国内相关研究报道较少。香芋全粉是
由香芋经去皮、切片、蒸煮、干燥、粉碎后得到的粉末
状产品。将香芋加工成全粉，保留了新鲜香芋的风味
和营养成分，如膳食纤维、黏液蛋白等，同时具有新鲜
香芋所没有的新特性，如储藏期长、容量小、节约固定
资产投资、为食品加工业提供原料、供应没有季节性
限制、不易霉变腐烂等，具有广阔的市场前景。
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本文以张溪香芋为研究对象，采用析因实验设计
优化加工因素，探讨切片厚度、蒸煮时间及其交互作
用对香芋全粉品质的影响，优化香芋全粉的制备工
艺，为香芋全粉的加工生产提供理论依据。
1 材料和仪器
1.1 试剂
香芋：广东省韶关市乐昌市张溪村；碘、碘化钾、
氢氧化钠、钼酸、DL– 酒石酸、硫酸锌、磷酸（85%）、硫
酸铜、钨酸钠、乙酸钠、冰乙酸、碳酸钠：均为分析纯，
广州卯林仪器有限公司；一级大豆油：益海嘉里；300
U/mL 淀粉葡萄糖苷酶：NO.A7095，Sigma 公司。
缓冲液（pH 4.5）：将 4.1 g 乙酸钠溶于 100 mL
水中，加 3.7 mL 冰乙酸，用水定容至 1 L，混匀，并用
冰乙酸或乙酸钠将 pH 调至 4.5±0.05。
酶溶液：将 540 mg 淀粉葡萄糖苷酶溶于水中配
制 1 080 U/mL 酶液。
蛋 白 沉 淀 剂：100 g/L ZnSO4 溶 液；0.5 mol/L
NaOH 溶液。
铜试剂：将 40 g NaCO3 溶解于 400 mL 水中，加
7.5 g 酒石酸，溶解后加 4.5 g CuSO4·5H2O，溶解并定
容至 1 L。
磷钼酸试剂：取 70 g 钼酸和 10 g 钨酸钠，分别加
入 100 g/mL NaOH 溶液和水各 400 mL，煮沸 30 min，
冷却，加水至 700 mL，加 250 mL H3PO4。
1.2 实验仪器
JW–1016 型低速离心机：安徽嘉文仪器装备有限
公司；WH–2 型微型涡旋混合仪：上海沪西分析仪器
厂有限公司；FA2204B 型电子天平：上海精密科学仪
器有限公司；GZX–9140MBE 型数显鼓风干燥箱：上
海博讯实业有限公司；HR2003 型搅拌机：Philips 公
司；ZHZ–82A 型恒温振荡器：太仓市实验设备厂。
1.3 实验方法
1.3.1 香芋全粉制备工艺
香芋→洗净→去皮→切片→蒸煮→冷却→
干燥→粉碎→过筛→成品
切片：将香芋分别切成 1、3、5、10 mm 厚度来探
讨切片厚度对香芋品质的影响。
蒸煮：将香芋切片在加热沸腾的钢精锅中分别蒸
5、10、15、20、25、30 min。
冷却：将糊化的香芋在室温下冷却 30 min。
干燥：在 60 ℃〔11〕下进行干燥使全粉的水分含
量降到 6.0%~8.0%，便于保存。干燥后粉碎，过 80
目筛（0.25 mm），用保鲜袋包装放置在干燥器中储存
备用。
1.3.2 香芋全粉碘蓝值测定
根据 Njintang 等〔11〕的方法有所修改。
精确称量 0.1 g 香芋全粉，加入 10.0 mL 蒸馏水，
在 60 ℃ 下 水 浴 振 荡 1 h，然 后 5 000 r/min 离 心 30
min。取 0.5 mL 上清液，加入 0.5 mL I2/KI（0.075%，
0.75%）试剂，加蒸馏水至 10.0 mL，用分光光度计在
620 nm 处测吸光度。用单位质量吸光度来计算碘蓝
值大小。
1.3.3 香芋全粉糊化度测定
糊化度的测定参考熊易强〔12〕方法。
1.3.4 香芋全粉吸水性测定
准确称取 1.0 g 样品置于已恒重的 10 mL 离心管
中，加入 10 mL 70 ℃的水，振荡 30 s，2 000 r/min 离心
15 min，弃去上清液，倒置 2 min 后称量离心管重。吸
水性以每克样品吸收水的质量表示。
1.3.5 香芋全粉吸油性测定〔5〕
样品质量
吸水性=
离心后离心管质量―离心管质量―样品质量
采用 AACC 56–20 的方法测定。即将 2 g 样品分
散于盛有 40 mL 花生油的离心管（已恒重）中，经混合
（10 min）、离心（2 500 r/min，15 min）、弃去上清液、倒
置 5 min 后称量离心管重量。持油能力以每克样品吸
收油的质量表示。
样品质量
吸油性=
离心后离心管质量―离心管质量―样品质量
1.3.6 数据分析
采 用 SPSS 17.0 对 数 据 进 行 显 著 性 分 析，采 用
Excel 2007 和 Origin 7.5 进行绘图。
2 结果与分析
2.1 加工因素对香芋全粉品质影响
切片主要是为了减少蒸煮时间和干燥时间。切
片过薄，风味易受影响；切片过厚，干燥不易，能耗大。
香芋蒸煮过程中淀粉的糊化速率与蒸煮温度有关，在
70~90 ℃，糊化速率与切片厚度显著相关，在水中蒸
煮时会导致糖、酚类物质及其它营养物质的损失〔13〕。
适当蒸煮有利于细胞分散，提高细胞抗破损能力，保
证细胞的完整性〔14〕，也可以使香芋充分糊化。冷却过
程中淀粉发生老化，游离淀粉降低，可以保持产品原
有风味和口感。高温条件下干燥可以大大地缩短干燥
时间，但会破坏全粉的结构特征〔11〕，使全粉褐变，影
响全粉的品质〔15〕，降低全粉的吸水性和水溶性指数。
低温热风干燥与其它干燥方法相比，全粉具有最大的
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体外抗氧化性〔16〕。所以，在全粉加工中尽量避免高温，
干燥温度大于 60 ℃会显著降低香芋全粉中碳水化合
物的体外消化性〔11〕。采用低温热风干燥时，一般选温
度在 50~60 ℃〔16〕，有利于保持全粉原有的品质。本
研究中，探讨切片厚度、蒸煮时间及其交互作用对香
芋全粉品质的影响，主要从碘蓝值、吸水性、吸油性、
糊化度四方面进行讨论。数据分析见表 1。
2.2 加工因素对香芋全粉碘蓝值影响
碘蓝值反应细胞破损的程度，细胞破损越大，
游离淀粉越多，碘蓝值则越大；而碘蓝值越低，则
细胞越完整，更能保留全粉的全部营养物质和风味
成分。
表 1　切片厚度和蒸煮时间对香芋全粉品质影响
指标 蒸煮时间
t/min
切片厚度 /mm
1 3 5 10
5 4.40±0.10Ca 3.65±0.07Da 5.95±0.07Ac 5.40±0.07Bd
碘蓝值 10 4.10±0.12Ca 3.08±0.10Db 6.85±0.03Aa 5.58±0.10Bcd
15 4.48±0.11Ba 3.18±0.10Cb 6.53±0.06Ab 6.61±0.07Aa
20 4.32±0.11Ca 2.58±0.00Dc 6.60±0.04Ab 5.63±0.05Bc
25 4.50±0.01Ca 2.39±0.02Dd 5.07±0.10Bd 6.20±0.09Ab
30 2.90±0.07Ba 2.35±0.09Cd 5.15±0.07Ad 5.19±0.07Ae
5 5.71±0.15ABab 6.50±0.17Aa 5.56±0.44Babc 5.41±0.29Bb
10 5.73±0.30Bab 6.65±0.07Aa 5.86±0.44ABa 5.45±0.29Bb
吸水性 15 6.22±0.32Aa 6.45±0.06Aa 5.74±0.18Aab 6.09±0.39Aa
20 5.68±0.04Aab 5.89±0.46Aa 6.25±0.07Aa 5.70±0.08Aab
25 5.02±0.26Bb 6.21±0.23Aa 5.02±0.09Bbc 5.76±0.02Aab
30 6.03±0.45Aa 5.91±0.49Aa 4.85±0.32Bc 3.74±0.03Cc
5 0.99±0.01Aa 0.99±0.00Aa 0.93±0.00ab 0.93±0.07Aab
10 0.96±0.02ABb 1.00±0.02Aa 0.92±0.05ABab 0.88±0.04Bbc
吸油性 15 0.90±0.01Bd 1.02±0.01Aa 0.90±0.04Bab 0.81±0.04Cc
20 0.94±0.00Abc 0.94±0.01Ab 0.96±0.04Aa 0.96±0.02Aab
25 0.95±0.01ABb 0.92±0.02Bb 0.91±0.02Bab 1.02±0.05Aa
30 0.92±0.00BCcd 0.95±0.01ABb 0.84±0.05Cb 1.03±0.04Aa
5 97.67±2.29Aa 99.93±0.16Aa 96.67±1.70Aa 91.68±0.81Bc
10 99.79±2.21Aa 100.86±1.28Aa 101.36±1.25Aa 97.42±2.05Ab
糊化度 15 99.58±2.01Aa 100.00±1.41Aa 100.96±2.91Aa 97.74±0.35Aab
20 98.33±1.88Aa 99.50±1.47Aa 99.80±1.70Aa 100.90±1.27Aa
25 99.13±1.09Aa 100.49±2.48Aa 97.02±0.17Aa 97.16±2.05Ab
30 100.50±2.12Aa 100.17±2.26Aa 100.23±1.93Aa 100.60±0.04Aab
注： 表示平均值±标准偏差；不同小写字母（a~e）表示同一列之间有显著性差异（ρ＜0.05），不同大写字母（A~D）表示同
一行之间有显著性差异（ρ＜0.05），差异显著性分析采用 SPSS中的 Duncans法。
表 2　香芋全粉碘蓝值方差分析
因素 偏差平方和 自由度 均方 F ρ
切片厚度 78.893 3 26.298 939.800 0.000
蒸煮时间 7.809 5 1.562 55.817 0.000
切片厚度 * 蒸煮时间 7.328 15 0.489 17.459 0.000
误差 0.672 24 0.028
总计 1152.498 48
切片厚度（ρ＜0.01）、蒸煮时间（ρ＜0.01）、切片厚
度和蒸煮时间的交互作用（ρ＜0.01）（见表 2）对香芋
全粉的碘蓝值均具有显著性影响。
实验结果表明：1 mm、3 mm切片随着蒸煮时间的
延长，碘蓝值呈现缓慢下降趋势，5 mm、10 mm 切片随
着蒸煮时间的延长，总体呈现先增大后下降的趋势，
见图 1。切片厚度为 3 mm 时碘蓝值比 1 mm、5 mm、
10 mm 切片要低。3 mm 切片在 20 min 时下降缓慢最
后趋于平缓。细胞内淀粉膨胀压和细胞壁果胶物质
的溶出是导致细胞破损主要的两个因素〔17〕。由于厚
度较薄，香芋淀粉容易糊化，对细胞壁产生适当压力，
使细胞变圆，细胞与细胞表面接触面积减小，利于细
胞间的分离；同时，细胞壁中起黏连作用的果胶物质
适度的溶出也使细胞更易于分离，从而降低了细胞破
碎造成游离淀粉含量的上升，碘蓝值降低。5 mm、10
mm 曲线先增大后降低可能是由于切片较厚，香芋淀
粉不易糊化，在初始的蒸煮过程中，细胞未完全分离，
使得全粉在粉碎过程中细胞破损，碘蓝值增加，细胞
充分分离后碘蓝值降低。
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图 1　蒸煮时间和切片厚度对碘蓝值影响
0 5 10 15 20 25 30 35
2
3
4
5
6
7
ⷄ㨉
ը
0%

㧤⚚ᬢ䬠 NJO
1 mm
3 mm
5 mm
10 mm
2.3 加工因素对香芋全粉糊化度影响
本研究采用蒸的方法来处理香芋，在消除香芋抗
营养因子的同时，保留了香芋本身营养物质，具有香
芋本身的风味特性。采用蒸的方式，温度高于糊化温
度，糊化快，且蒸后的样品具有很好的柔软性，Kaushal
等〔18〕用水、罗望子溶液、柠檬溶液和蒸汽四种不同的
介质处理芋头 25 min，蒸汽处理的样品柔软性最高，
用水煮的芋头柔软性最差。
图 2　蒸煮时间和切片厚度对糊化度影响
0 5 10 15 20 25 30 35
90
95
100
105
ㇶࡂ
Ꮢ
㧤⚚ᬢ䬠 NJO
1 mm
3 mm
5 mm
10 mm
将 0.5 mm 厚的切片在沸水中煮 0、20、45、90 min
后可以获得 0%、25%、50%、75% 的糊化度〔11〕。实验
结果表明，香芋经蒸汽加热 5 min 后，糊化度达到 90%
以 上（见 图 2），香 芋 基 本 软 化，这 与 Kaushal 等〔18〕
的研究一致，即蒸汽加热比沸水煮更易使香芋糊化，
获得更好的品质。Njintang 等〔13〕指出香芋全粉的糊
化度与香芋切片的厚度呈线性关系，Birch 等〔19〕对蒸
煮大米的糊化度中研究发现，糊化度还与碘蓝值存在
相关性。导致以上结果差异性的原因可能是蒸煮的方
式、香芋品种以及粉碎程度不同。
2.4 加工因素对香芋全粉吸水性影响
吸水性是全粉重要的功能性质，反应淀粉糊化的
程度，淀粉颗粒在水中加热糊化，伴随有淀粉晶体结
构的消失，结合水能力的增加〔16〕。高吸水的全粉有更
多的亲水组分〔20〕，例如多糖。蛋白质有亲水蛋白和疏
水蛋白，它们可以和食物中的水分结合，增加吸水性。
香芋全粉中含有丰富的黏液，对香芋全粉的吸水性会
造成很大影响。
表 3　香芋全粉吸水性方差分析
因素 偏差平方和 自由度 均方 F ρ
切片厚度 * 蒸煮时间
/（mm·min）
4.519 15 0.301 1.05 0.444
切片厚度 /mm 3.877 3 1.292 4.505 0.012
蒸煮时间 /min 3.09 5 0.618 2.154 0.093
误差 6.885 24 0.287
总计 1607.421 48
切片厚度（ρ＜0.05）对全粉吸水性具有显著性影
响，其次是蒸煮时间（ρ＜0.1），两者的交互效应（ρ＞
0.1）不显著，见图 3。
图 3　蒸煮时间和切片厚度对吸水性影响
0 5 10 15 20 25 30 35
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
।Ⅰ
ᕓ
㧤⚚ᬢ䬠 NJO
1 mm
3 mm
5 mm
10 mm
实验结果表明，切片厚度为 3 mm 时的吸水性比
其它切片要高，随着时间的延长呈缓慢下降趋势，蒸
煮时间在 5~15 min 时，香芋全粉的吸水性较其它水
平高，见图 3。
2.5 加工因素对香芋全粉吸油性影响
表 4　香芋全粉吸油性方差分析
因素 偏差平方和 自由度 均方 F ρ
切片厚度 * 蒸煮时间
/（min·min）
0.100 15 0.007 3.543 0.003
切片厚度 /mm 0.021 3 0.007 3.780 0.024
蒸煮时间 /min 0.013 5 0.003 1.365 0.272
误差 0.045 24 0.002
总计 42.519 48
食品蛋白质结合水和油的特性与食品组分中的
氨基酸组成、蛋白构造、表面疏水性有关〔20〕。吸油性
是一个很重要的功能性质，其是指全粉蛋白通过毛细
管作用物理结合脂肪的能力。脂肪可以截留风味、也
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可以增加食品的适口性及口感。吸油性与分离蛋白中
对油的物理截留和非共价键有关。
切片厚度（ρ＜0.05）、切片厚度与蒸煮时间的交
互作用（ρ＜0.01），香芋全粉吸油性具有显著性，见
图 4。
图 4　蒸煮时间和切片厚度对吸油性影响
0 5 10 15 20 25 30 35
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
1.05
1.10
1.15
।⇥
ᕓ
㧤⚚ᬢ䬠 NJO
1 mm
3 mm
5 mm
10 mm
实 验 结 果 表 明，在 5~20 min 时，切 片 厚 度 在
3 mm 时吸油性较其它要高，在 20~30 min 时，切片厚
度为 10 mm 时吸油性较其它的要高（见图 4）。综合
考虑能耗、成本、效率等因素，选切片厚度 3 mm、蒸煮
时间 15 min 为最佳。
3 讨论
研究结果表明，切片厚度、蒸煮时间及其交互作用
对香芋全粉的碘蓝值、吸水性和吸油性具有显著性影
响，且香芋全粉在切片厚度为 3 mm，蒸煮时间为 15 min
时最佳。在此条件下，碘蓝值为 3.18，吸水性达到 6.20、
吸油性为 1.02，将其作为食品原料时可以吸收较多的
水分和油脂，延长其货架期，截留食品的风味，提高口
感及适口性。香芋全粉的颗粒较小为 1~5 μm〔18〕，
并且含有大量的黏液，消化率可达 98.8%〔1〕，经过蒸
煮后糊化度可达 90% 以上，可以将香芋全粉应用到婴
幼儿奶粉、老人的营养早餐中，有利于消化、吸收，具
有很大的开发应用前景；同时，由于颗粒较小，可以将
其开发用于替代玉米和小麦粉〔18〕。
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