第1章 马铃薯面条的原辅料
马铃薯面条是以马铃薯全粉或薯泥按照一定比例与小麦粉或其他谷物粉作为主要原料混合复配制作而成。为了提高马铃薯面条的品质，还需要添加如谷朊粉、食盐等辅助原料。
1.1 马铃薯原料
1.1.1 马铃薯的起源与传播
马铃薯（Solanum tuberosum L.）为茄科茄属一年生草本植物，又称为土豆、洋芋或山药蛋等，食用部分为其块茎。关于马铃薯的起源，世界普遍认为马铃薯的野生种起源于中美洲及墨西哥，而马铃薯的栽培种起源于南美洲秘鲁和玻利维亚交界处的盆地中心地区和秘鲁、玻利维亚沿安第斯山麓以及乌拉圭等地区。
马铃薯首先从南美洲经由两条线路传到欧洲：一条是1551年西班牙人将块茎带到西班牙并介绍给国王，1570年引进并在西班牙南部种植，之后传播到欧洲大部分国家以及亚洲的一些国家和地区；另一条是1588～1593年，马铃薯被引种到英格兰，并在英国及北欧诸国广泛种植，后又引种至大不列颠所属殖民地及北美洲。马铃薯引入中国的时间较为公认的是明朝万历年间（1573～1620年）。引入途径有两种可能：一是由海路进入中国的华北地区，或经台湾传至福建、广东等省；另一种可能是从陆上经西南或西北进入中国，故西南和西北至今仍将马铃薯称为洋芋。由于马铃薯非常适合在高寒地区生长，自马铃薯引入中国后，在甘肃、陕西、山西、内蒙古、黑龙江、河北、云南及贵州等地得到迅速普及。
马铃薯是世界上仅次于玉米、小麦和水稻的第四大粮食作物。为缓解粮食危机，实现千年发展目标，联合国将2008年确定为“国际马铃薯年”。这是联合国有史以来第二个以作物命名的年份，充分说明马铃薯在保障粮食安全方面的重要地位。
1.1.2 马铃薯的营养成分及价值
马铃薯在我国一直被误认为是一种解决温饱的食物，其营养价值被大大地低估了，这归因于它的高碳水化合物含量，但实际上马铃薯在全球是公认的“全营养食物”，因其块茎中除了含有大量淀粉提供能量外，还是具有更高生物价值蛋白质的优秀来源。马铃薯的蛋白质生物价（biological value，BV）为90～100，与全蛋的BV相当（100），高于大豆（BV=84）和豆类（BV=73），而且马铃薯蛋白质中的氨基酸组成也更合理；马铃薯还富含多种具有良好抗氧化活性的植物营养素，如类胡萝卜素、多酚、酚酸和黄酮等；还含有大量的矿物质，如K、P、Mn、Fe等，却含有极少量的胆固醇、脂肪和钠。药理研究也证明，马铃薯具有清除自由基、抗衰老、降低胆固醇、防止动脉硬化、补气养血和健脑益智等功效。
在宏量营养素中，马铃薯块茎中的干物质含量一般为15%～28%（均为湿基），而有些品种的马铃薯，如甘肃省农业科学院马铃薯研究所选育的‘陇薯8号’干物质含量高达31.9%（湿基），而马铃薯的产量、干物质含量和干物质的组成受品种、土壤类型、温度、种植区域、栽培方法、成熟度、收获后储藏条件和其他因素的影响。淀粉占马铃薯干物质总量接近70%，含量可达到块茎湿基的12.6%～18.2%。马铃薯淀粉由大量的支链淀粉和少量直链淀粉组成。马铃薯和马铃薯制品的营养品质和加工品质受其淀粉特性的影响较大。当单独烤制、蒸煮或捣碎食用马铃薯时，通常与其他淀粉类主食一样有较高的血糖指数（glycemic index，GI），但在复杂的食物体系中，如谷物、奶酪、蔬菜、豆腐、鸡蛋的加入可以大幅度降低其GI值。马铃薯通常不被认为是一种重要的蛋白质来源，主要原因是人们习惯用含水量达70%的鲜薯与米面原料相对比。实际上，与按照干物质的状态相比，马铃薯中的蛋白质无论是质还是量，均优于大米和小麦粉。其氨基酸组成也十分均衡，如赖氨酸（61mg/g蛋白质）、蛋氨酸及半胱氨酸（Met+Cys=28.8mg/g蛋白质）、色氨酸（15.5mg/g蛋白质）、苏氨酸（36.3mg/g蛋白质），尤其是赖氨酸的比例很高，这在其他农作物中相对缺乏。马铃薯蛋白质通常分为三个组分：糖蛋白patatin（约40%）、蛋白酶抑制剂（约50%）和其他大分子蛋白质（约10%）。patatin是一种分子质量为40～45kDa（1Da=1.66054×10–27kg）的二聚体糖蛋白，存在许多亚型。patatin蛋白已被证明具有抗氧化能力和脂肪酰基水解酶（LAH）活性，而且具有良好的起泡性和乳化能力。蛋白酶抑制剂的分子质量范围为5～25kDa，已被证实具有很多有益的特性，如抗癌、抗菌和通过释放饥饿抑制剂胆囊收缩素提高饱腹感。Burlingame等（2009）总结了41种马铃薯的蛋白质含量，发现蛋白质占块茎湿基的0.85%～4.2%，其中蛋白质含量*高的品种是来自西班牙的Roja Ri?on品种，含量*低的品种是来自阿根廷的Revolución品种。田甲春等（2017）则对采自甘肃省农业科学院马铃薯研究所的19个中国当地马铃薯品种的营养成分进行了分析，结果发现这19个品种的蛋白质含量在1.66%～3.11%（湿基）之间，平均值大于Burlingame等（2009）报道的结果，其中‘陇薯8号’的蛋白质含量*高。
马铃薯富含包括抗性淀粉在内的膳食纤维。膳食纤维具有预防慢性疾病和调节肠道功能等方面的生理功能。合理的烹饪方法会增加不溶性膳食纤维的含量。煮熟的去皮马铃薯可提供1.8g/100g膳食纤维，而煮熟的带皮马铃薯则可提供2.1g/100g膳食纤维。马铃薯含有的膳食纤维少于全谷物玉米（7.3g/100g）、豆类（5.5g/100g）、芋头（5.1g/100g）和豆薯（4.9g/100g），但比白米饭（0.3g/100g）、全麦麦片（1.6g/100g）、洋葱（1.4g/100g）和球茎甘蓝（1.1g/100g）所含的膳食纤维多。马铃薯虽然不能被认为是一种特别高膳食纤维的食品，但它可以作为经常食用马铃薯人群的重要膳食纤维的来源。曾有一项关于个人食物摄入量的连续调查数据的分析表明，马铃薯提供了低收入妇女总膳食纤维的11%。
马铃薯块茎中，葡萄糖、果糖和蔗糖是三种主要的小分子糖类，新鲜马铃薯块茎中小分子糖类的总含量为1%～7%，其中还原糖含量为0.02%～0.52%。马铃薯中脂类含量非常低，占到鲜重的0.05%～0.51%，它被认为是一种低脂肪、0反式脂肪酸、不含胆固醇的食物。
在微量营养素中，马铃薯块茎中含有相当数量的维生素C（高达42mg/100g）、维生素B6和维生素B3，矿物质K（高达693.8mg/100g）、P（高达126mg/100g）、Mg和Fe。马铃薯是世界范围内的一种重要的生物可利用维生素C的膳食来源。在美国，马铃薯被称为维生素C的极好来源（占到每日摄入量的20%），并且排在高含量维生素C食物的前五位。同时，马铃薯也是维生素B6（0.15～0.3mg/100g）的良好来源（每份供应占每日摄入量超过10%），它们含有比其他水果和蔬菜（如香蕉、橙子和蘑菇）更多的钾。此外，马铃薯是叶酸（10.3～15.0μg/100g干基）、维生素B1（0.022～0.36mg/100g干基）和维生素B2（0.08～0.11mg/100g干基）的一种良好来源（每份供应占每日摄入量的2%），并可提供P（33～126mg/100g干基）、Mg（10.8～37.6mg/100g干基）和Fe（0.14～10.4mg/100g干基）等矿质元素。美国食品药品监督管理局（FDA）也声称高钾低钠的马铃薯可以降低患高血压和中风的风险。
除了提供能量，马铃薯还含有大量可促进人体健康的植物次生代谢产物，如酚类（多酚含量530～1770μg/g湿基）、黄酮类（200～300μg/g湿基）、花青素（0.0～508mg/100g湿基）和类胡萝卜素（2700μg/100g湿基）等。马铃薯的新鲜薯肉和皮分别含有30～900mg/kg和1000～4000mg/kg的绿原酸。彩色马铃薯品种中更富含抗氧化物质（如花青素和类胡萝卜素）。如果采用适当的烹饪方法不会破坏这些抗氧化物质，可有助于预防慢性疾病，如心血管疾病、动脉粥样硬化、类风湿性关节炎和癌症。马铃薯中含有的类胡萝卜素、叶黄素和玉米黄质被认为是人类视网膜的组成成分。食用紫肉马铃薯可显著降低超重人群的舒张压，食用者具有较低的C反应蛋白（C reactive protein，CRP）浓度，而食用紫肉马铃薯和黄肉马铃薯后体内含有较低水平的促炎性细胞因子白细胞介素-6（IL-6）和DNA分子氧化损伤标记物8-羟基脱氧鸟苷，因此马铃薯是对心血管有益的生物活性化合物的良好来源，还可以抗炎。
综上所述，马铃薯虽然具有较低的能量密度，但是含有优质的蛋白质、膳食纤维、维生素（尤其是维生素C和B族维生素）、矿物质（特别是K），还具有重要的抗氧化活性的植物次生代谢产物，以及可以忽略不计的脂肪和钠。因此，马铃薯对人类营养和健康发挥着非常重要的作用。
1.1.3 面条加工专用马铃薯品种的筛选
目前，在我国达到一定栽培推广面积的马铃薯品种有近百种，其加工特性各不相同。根据马铃薯面条加工特性的要求，需要筛选和培育适宜面条加工的专用原料品种。
在系统分析67个主栽马铃薯品种的淀粉、蛋白质、粗纤维和氨基酸等主要组分含量的基础上，揭示了中式马铃薯面条加工特性与马铃薯原料理化特性的相关性，构建了基于淀粉、蛋白质、粗纤维和色泽等主成分因子的马铃薯原料评价方法，提出马铃薯面条加工品种“三高一低一白”的筛选指标或育种目标。“一高”是高干物质含量，≥24g/100g干基。马铃薯含水量较高，高干物质含量有利于马铃薯面条的出成率，降低生产成本。“一高”是高蛋白质含量，≥7g/100g干基。马铃薯蛋白质不仅可以提高面条的营养品质，更重要的是蛋白质在适宜的加工工艺条件下可以形成“类面筋”。“一高”是高抗氧化活性，总酚含量≥65mg/100g干基。新鲜马铃薯薯肉暴露在空气中时容易被氧化，导致色泽变深，直接影响面条的食用品质。马铃薯所含的天然多酚类物质具有抗氧化活性，因此应选择总酚含量高的马铃薯品种。此外，由于多酚类化合物的分子结构中有若干个酚羟基，如单宁类和酚酸等，进入人体后具有吞噬自由基的能力而表现出抗氧化活性。“一低”是低多酚氧化酶（PPO）活性，PPO活性低于50U/g湿基。多酚氧化酶是一种蛋白体，在马铃薯加工过程中参与一系列由酶促活动而引起的化学变化，特别是酶促褐变反应。“一白”是白色薯肉，总色差ΔE低。传统面条多由小麦粉加工而成，色泽洁白，消费者往往将面条的白度作为选择产品的重要标准。马铃薯薯肉的颜色有白色、黄色、红色、紫色等，添加白色薯肉加工出的面条色泽接近小麦粉面条。上述“三高一低一白”的筛选指标为中式马铃薯面条加工专用品种的筛选和育种提供了理论依据。
1.1.4 面条加工用马铃薯原料的类型
目前，马铃薯面条加工常用的马铃薯原料类型主要包括马铃薯全粉（熟全粉或生全粉）、马铃薯泥以及其他形式的马铃薯原料（马铃薯丁、马铃薯片和马铃薯浆等）。
1. 马铃薯全粉
马铃薯全粉又称马铃薯粉，是利用新鲜马铃薯块茎经特殊工艺及设备加工，细胞单体和几个到几十个细胞形成的聚集体组成的粉状散粒体和片状食品原料，它的特点是具有新鲜马铃薯的风味和营养价值。马铃薯全粉和马铃薯淀粉是两种截然不同的制品，其根本区别在于：前者在加工中没有破坏植物细胞，基本上保持了细胞壁的完整性。虽经干燥脱水，但一经适当比例的水复水，即可重新获得类似新鲜的马铃薯泥，具有鲜马铃薯特有的香气、风味、口感和所有营养素，仍然保持了马铃薯天然的风味及固有的营养价值。而马铃薯淀粉则是在破坏了马铃薯的细胞后提取出来的单一淀粉物质，淀粉不再具有马铃薯的风味和其他营养素。马铃薯全粉根据其加工方式的不同可分为马铃薯熟全粉和马铃薯生全粉。
1）马铃薯熟全粉
马铃薯熟全粉因加工工艺过程的后期处理不同又派生出两种不同风格的产品，分为马铃薯颗粒全粉和马铃薯雪花全粉。马铃薯颗粒全粉外观呈白色或浅黄色的沙粒状，细胞完好率
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