| 马铃薯功能因子与加工性能的研究 | |
| Alternative Title | 无 |
| 许丹 | |
| Thesis Advisor | 刘刚,李红玉 |
| 2020-11-30 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Place of Conferral | 北京 |
| Degree Name | 工学博士 |
| Degree Discipline | 材料学 |
| Keyword | 马铃薯,马铃薯生全粉,营养,加工性能,面筋蛋白Potato, Raw dehydrated potato flour (RDPF), Nutrition, Processing performance, Gluten protein |
| Abstract | 马铃薯是世界范围内重要的农作物，富含碳水化合物，维生素，矿物质，膳食纤维和其他生物活性成分，马铃薯中的营养成分可以大大改善居民的饮食。马铃薯蛋白具有优异的生物学价值，而且脂肪含量非常低。据报道，马铃薯具有更均衡的氨基酸组成，例如赖氨酸和苏氨酸。另外，马铃薯还是矿物质和维生素的良好来源。根据中华人民共和国农业部（MOA）的研究，马铃薯将很快成为中国的主食之一。以马铃薯为主食的发展战略对确保国家粮食安全和改善健康饮食具有重要意义。新鲜马铃薯很难储存，而工业化加工是扩大主食和多种马铃薯战略储存的有效途径。传统的马铃薯雪花粉，是将马铃薯块茎磨碎后进行挤压，然后通过气动环形干燥而挤出产生的，会导致水溶性养分的流失，高温脱水后，淀粉已经糊化并且蛋白质已经变性。为解决上述问题，我们提出了马铃薯生全粉（RDPF）的概念，该原料是在相对低温条件下通过热风干燥制备的，因此可以保持良好的营养和结构完整性。马铃薯生全粉（RDPF）中蛋白未变性，淀粉未糊化，其他一些热敏感性营养素的破坏率也较低，具有较高的加工性能。RDPF可以长期保存，在改善蛋糕和饼干等食品的功能和营养特征方面具有巨大潜力。因此，本论文围绕RDPF的加工性能开展了以下研究工作： 1. 分别收集国内广泛种植的79个马铃薯品种，测定其基本理化组分，分析马铃薯品种之间的差异。结果显示，干物质含量的范围为15.43％-29.67％，平均值为20.04％。蛋白含量的范围为0.85-2.07 g/100 g。总抗坏血酸的范围为15.07-104.00㎎/ 100 g。还原糖含量的范围为0.09％~1.84％，平均值为0.64％。淀粉的含量范围为9.11％~22.30％，平均值为14.70％。在成功制备马铃薯生全粉的基础上，采用Mixolab混合实验仪通过对热-机械性能的分析研究了马铃薯生全粉的流变学特性。通过对比发现不同品种马铃薯样品的流变学特性存在较大的差异。通过对比马铃薯生全粉、雪花粉和小麦面粉的热-机械学性能曲线，发现雪花粉在马铃薯主食化产品开发中所起到的作用主要为填充剂。马铃薯生全粉具有良好的加工性能，流变学特性还可以通过食品添加剂进一步改善。由于面筋蛋白的问题，比起馒头和面包，马铃薯更适合用于开发对面筋含量要求较低的饼干、蛋糕等焙烤类食品。 2. 分别用LZ-111和陇薯10号（LS-10）马铃薯生全粉以10％，30％和50％的添加比例部分替代小麦粉来强化纸杯蛋糕。与对照组相比，RDPF的添加降低了蛋糕的高度和亮度。RDPF的添加还增加了蛋糕的硬度，并降低了粘附性和弹性。感官评价结果显示，对照组和添加RDPF的纸杯蛋糕在食用品质和气味方面略有差异。热机械学性质表明，随着RDPF含量的增加，吸水率增加，而混合面团的面筋强度和粘度降低。所有添加RDPF的纸杯蛋糕配方在蛋白，脂肪，膳食纤维，矿物质和氨基酸方面均表现出较高的综合营养价值，且LS-10是一种营养更好的品种。加入RDPF明显增加了挥发性风味化合物的种类，并且LS-10比LZ-111品种贡献的化合物更多。异戊醛，己醛和1-壬醇被认为是对照组纸杯蛋糕在气味方面获得最高感官评价得分的风味化合物。四氯乙烯和六氟-1,1,3,4-四氯丁烷可能是导致添加LS-10 RDPF纸杯蛋糕不良风味的关键性挥发性风味物质。 3. 分别用马铃薯雪花粉，冷冻干燥和热风干燥的马铃薯生全粉来强化戚风蛋糕。面团的流变学特性表明，马铃薯雪花粉的添加比例为30％和50％时不适合制作戚风蛋糕，而热风干燥的RDPF比冷冻干燥的RDPF更适合制作戚风蛋糕。与对照组相比，RDPF的添加降低了戚风蛋糕的高度和粘附性，但硬度增加。马铃薯雪花粉的添加对蛋糕的质构特征影响最大，尤其是添加比例为30％和50％时，并相应地降低了感官评价的得分。所有添加RDPF的蛋糕配方在蛋白，脂肪，膳食纤维，矿物质和氨基酸组成方面均表现出更高的综合营养价值。考虑到能耗，通过热风干燥的RDPF制作戚风蛋糕是一个更好的选择。 4. 我们系统地分析了马铃薯生全粉（RDPF）对饼干和曲奇的质构特征，感官评价，颜色参数，营养品质和挥发性风味化合物的影响。饼干和曲奇分别用RDPF以10％，30％和50％的添加比例被强化。结果表明，RDPF降低了饼干的厚度和硬度，并略微增强了脆性。RDPF的添加降低了感官评价中颜色，香气和松脆度的评分。此外，与对照组相比，添加RDPF的饼干和曲奇具有较低的L *值和较高的a *和b *值，并且具有较高的综合营养品质。基于全面的营养价值考虑，饼干是更好的选择。总共检测到86种挥发性香气化合物，各组之间的化合物差异明显。 5. 马铃薯生全粉（RDPF）在饼干中对面团和面筋蛋白特征的影响被进一步研究。结果表明，对照组相比，当RDPF增加时，面筋蛋白的总巯基（SHtotal）含量，二硫键（S-S）含量和焓值（△H）均显著降低（p<0.05），而游离巯基（SHfree）的含量增加（p<0.05）。蛋白的二级结构结果显示，随着RDPF的增加，无规则卷曲的比例显著增加（p<0.05），在添加30％和50％RDPF组中，β-折叠的含量减少，而β-转角的含量增加。面团的热机械学性质表明，随着RDPF的增加，吸水率显著增加（p<0.05），而面团的稳定性和面筋强度降低。通过扫描电子显微镜（SEM）显示，RDPF的添加还导致面筋网络结构变得更加无序。激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）结果表明，对照组和10％RDPF组具有更好的面筋网络结构，添加30％和50％的RDPF可以破坏面筋蛋白网络的连续性。 |
| Other Abstract | 无 |
| MOST Discipline Catalogue | 工学 |
| Pages | 138 |
| Language | 中文 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/29998 |
| Collection | 环境材料与生态化学研究发展中心 |
| Affiliation | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 许丹. 马铃薯功能因子与加工性能的研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2020. |
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| 202106许丹.pdf（5999KB） | 学位论文 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | ||
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