去皮对山药粉理化性质和生物活性的影响

01 概述

山药是薯蓣科植物,是排在木薯、马铃薯和甘薯之后的第四主要的块根作物切。山药在中国许多地区发展迅速，并且出口到俄罗斯、日本、韩国及东南亚、欧盟等国家和地区。山药也广泛地种植于热带地区，在西非5个沿海国家，产出了世界上超过90%的产量。山药营养丰富，含有淀粉、蛋白质、氨基酸等营养素。此外，山药还含有许多生物活性成分， 如粘蛋白、薯蓣皂苷、尿囊素、胆碱、植物甾醇、低聚糖等。

新鲜山药水分含量大，常温条件下储藏稳定性很差，容易发生褐变、萌发或腐烂，山药的成分严重 损失，影响品质与口感。山药的价格也受到供需 量影响,如果没有较好的保存方法,会直接使山药的利用率降低，所以，干燥的山药粉和山药片是市场上的主要产品形式，易于长期储存,并便于消费。山药(干重)由约75% -84% 淀粉，6%-8%粗蛋白和1.2%-1.8%粗纤维组成。因此，淀粉质量是山药产品质量的最主要因素。

山药其他产品加工工艺中,大都有去皮工序，该工序产生了大量的山药皮废渣，容易造成环境污染和资源浪费。麻泽宇等研究了去皮的山药粉的营养成分以及抗氧化活性；关倩倩研究了去皮的山药粉的理化性质和活性成分;廖晓铃测定了去皮处理得到的佛手山药粉的生物活性含量。在已报道的文献中，都是关于山药去皮以后对其相关成分与特性进行测定，尚未报道不去皮制备山药粉的相关特性，而山药皮中含有多种生物活性成分，如皂苷、多糖、多酚和黄酮a,这些成分会影响山药粉的特性。

所以，本文对经过去皮与不去皮两种预处理制备山药粉，进行了比较系统的理化性质和生物活 性研究，以期可以根据不同山药粉的特点，应用于不 同的食品中。

02 结果与分析

2.1去皮对山药粉总淀粉含量、快速消化淀粉、缓慢消化淀粉与抗性淀粉含量以及水结合能力的影响

不去皮山药粉（NPYP）的总淀粉（TS）含量小于去皮山药粉（PYP）,这是由于山药皮中的淀粉含量低于等质量的山药肉中的含量。两种山药粉的快速消化淀粉（RDS）含量相差不大。

NPYP中缓慢消化淀粉（SDS）较PYP多，可能是因为皮中的一些物质増加了淀粉内部的空间位阻，延缓 了酶与淀粉内部作用点的相互接触，从而产生慢消化特性两。对于抗性淀粉（RS）含量，PYP中较多，可抵抗酶解。NPYP的水结合能力（194.53 g/100 g） 明显高于PYP,这可能是由于NPYP的水结合位点的 可利用度较高，从而增大水结合能力冋，也有可能是 皮中有大量的纤维素，持水能力强，导致NPYP的WBC较强。

2.2去皮对山药粉膨胀力与溶解度的影响

溶解度表示淀粉样品在一定温度下溶解的质量分数，膨胀力表示在一定温度下每克干基质量的淀粉吸水的质量分数。

山药粉的膨胀力和溶解度随温度的升高而不断增加。这是因为随着温度的升高，水分会更快进入到颗粒中，颗粒吸水膨胀，同时造成未结晶部分直链淀粉因受热作用而逐渐溶于水中，因而使山药粉的溶解度增加。

在不同温度下，NPYP的膨胀力与溶解度都要大于PYP；在70℃时，NPYP膨胀力提高了 43%,在90℃时，NPYP溶解度提高了18%。这可能是由于NPYP 的颗粒较疏松,导致较高的溶解度；当达到淀粉糊化温度时,颗粒吸水膨胀能力较强,导致较高的膨胀力。

2.3山药粉的X射线衍射观察

PYP 和 NPYP 样品在 15.0°、17.0°、17.8°、 19.5°和23°的2θ值有较大的反射强度，都显示了高度相似的A型X射线衍射图剧。

NPYP的结晶度为5.71% ,PYP则为6.06%，两种山药粉的结晶度相差不大，这表明去皮这一操作对晶体结构影响不大。993cm-1处的吸收峰是淀粉的无定型结构的特征，1022 cm-1是无定型区域的特征，而1047cm-1处的吸收峰与淀粉的结晶有关，R1047/1022与R993/1022的吸收比值代表了结晶度或分子的有序程度。NPYP与 PYP的红外吸收比值相差不大，这结果与结晶度的结果相一致。

2.4山药粉的扫描电镜观察

两种山药粉都有大块的颗粒，它们显示了特征性的块状和不规则的结构。相比于PYP, NPYP的颗粒略有裂隙和粗糙的表面，且碎颗粒比较多。这可能是由于山药皮中淀粉颗粒比较粗糙，有其他的杂质。

2.5山药粉的傅里叶变换红外光谱观察

淀粉的FT-IR光谱对分子水平（短程有序）的结构变化敏感,例如链构象和双螺旋次序的变化。NPYP和 PYP的FT-IR光谱相似，这表明经过去皮处理不会影响到山药粉的结晶结构。

2.6去皮对山药粉中生物活性物质含量的影响

NPYP的总黄酮和总可溶性多酚含量较高，分别为0.059 mg RE/g与0.028 mg GA/g,明显高于PYP,这是由于山药皮中富含黄酮类等多酚类活性物质，去掉皮以后，这些物质就会流失。

2.7去皮对山药粉的抗氧化性的影响

2.7.1 铁离子还原力

NPYP的还原力较高为0.223mgVc/g,其抗氧化活性与去皮以后得到的山药粉末比较较强，这可能是由于皮中富含多酚类物质增加了不去皮山药粉的还原力。

2.7.2 DPPH •清除能力

山药粉的甲醇提取液的浓度与清除效果的关系式，从而可以计算出EC30值，NPYP和PYP的EC30值分别为43.86和76.49mg/mL,即NPYP的DPPH自由基清除能力较强,可以更好的起到抗氧化作用。

03 结论

从淀粉相关性质看，经过去皮工序得到的山药粉的总淀粉和抗性淀粉含量较大分别为45.39%和31.11%，是制备降血糖和降脂功能性食品的良好来源。

没有去皮工序制得的山药粉，水结合能力和膨胀力较强，溶解度较高。去皮工序对山药粉的结晶结构影响不大。

从生物活性方面来说，不去皮山药粉的总黄酮和总可溶性多酚含量较高，分别为0.059 mg RE/g和0.028 mg GA/g,其清除 DPPH•能力和还原能力较强，是当今日益普及的抗氧化功能食品的潜在来源。我们可以根据不同山药粉特点，将其有针对性地应用于不同食品中。