农业机械学刊

57農業機械學刊第11卷第3期2002年9月山藥片乾燥前處理之探討林信宏1，尤瓊琦2，陳俊明31.國立中興大學農業機械工程學系碩士2.國立中興大學農業機械工程學系教授，本文通訊作者3.國立中興大學農業機械工程學系教授摘要本研究首先探討山藥片乾燥時最適之乾燥層數，於最適乾燥厚度時，進行兩種前處理方法之研究，物理前處理條件包括殺菁溫度、冷卻方式與殺菁時間，化學前處理則包含浸漬溶液種類、濃度與浸漬時間。兩種前處理條件探討時，山藥片樣本皆以50℃單溫進行乾燥，獲致之乾燥試驗乾品經由品質指標分析，品質指標以色澤、體積復水率、重量復水率與黏度四項為基準，尋求最佳物理與化學前處理之設定條件。乾燥試驗結果獲致最適之乾燥層厚度為1.5cm，即三層山藥片，最佳之物理前處理條件為以70℃水溶液殺菁1分鐘後室溫冷卻16分鐘，而最佳之化學前處理條件則為檸檬酸濃度0.5%之溶液浸漬1分鐘。關鍵詞：山藥片、物理前處理、化學前處理PRE-PROCESSINGFORTHEMECHANICALDRYINGOFYAMSLICESHsin-HungLin1,Chung-ChyiYu2,Jiunn-MingChen31.FormerGraduateStudent,DepartmentofAgriculturalMachineryEngineering,NationalChungHsingUniversity.2.Professor,DepartmentofAgriculturalMachineryEngineering,NationalChungHsingUniversity,CorrespondingAuthor.3.Professor,DepartmentofAgriculturalMachineryEngineering,NationalChungHsingUniversity.Thisresearchbeganwiththestudyoftheappropriatelayernumberofyamslicesduringdryingoperations.Usingthehot-airtemperature50℃andtheoptimumdryinglayerspreviouslyobtained,thebestpre-processingconditionsoftwopre-processingmethods,physicalandchemicalrespectivelywerethenexploredbasedonthequalityindexessuchasthehue,thecubicandtheweightrehydrationrates,andtheviscosityofthedriedyamslices.Theexperimentalresultsshowthattheoptimumdryingthicknessis1.5cmwiththreelayersofyamslices.Thebestpre-processingconditionofthephysicalmethodisblanchingoneminuteinwatersolutionoftemperature70℃andthencoolingundertheindoorairforsixteenminutes,whereasthechemicalmethodissoakingforoneminuteinthecitricacidsolutionofconcentration0.5%.Keywords：Yamslices,Physicalpre-processing,Chemicalpre-processing58農業機械學刊第11卷第3期2002年9月一、前言山藥（學名：Dioscoreaspp.、俗名稱淮山、英文名為Chineseyam），分類上屬於薯蕷科(Dioscoresceae)薯蕷屬(Dioscorea)，為多年生蔓性草本植物，以營養體繁殖為主，部分種(species)可行有性繁殖。山藥原產於我國、日本及亞洲熱帶地區，目前主要分布於熱帶地區，其中以中南美洲最多，次為非洲及東南亞，全世界薯蕷屬植物至少有700種(Ng,1992)，而李氏(1995)指出在中國僅有薯蕷屬DioscoresL.1屬，約有60種，其中1/2種類可作為藥用，那等(1978)謂薯蕷屬植物在臺灣應有15種及4個變種。山藥在我國為重要的保健及藥用植物，也是亞太與非洲地區人民的重要糧食作物之一，我國農業研究單位近年來，致力於山藥的育種改良、省工栽培、塊莖保鮮與各式加工產品之研發，例如，曾等(1994)將山藥塊莖切片經乾燥處理製成粉末以增加其貯藏性與利用性，進一步提高山藥商業價值，但在加工作業過程中，山藥會因削皮、切片與乾燥處理而導致其褐變反應的增加，進而影響乾品商業上的價值。因此，本研究目的是探討使用不同之前處理條件，即殺菁處理與化學試劑處理，期望達到抑制山藥片褐變生成的效果，並以其褐變程度，來作為判斷前處理條件是否適當之標準根據，並依據試驗結果，找出最佳之殺菁處理、化學試劑處理。二、文獻探討山藥古名薯蕷，別名稱：淮山、山藷、長薯、薯蕷、田薯、條薯、大薯（徐氏，1980）。劉等(2000)文中指出山藥為多年生蔓性草本植物，因其耐寒性較差，當大氣溫度降至12℃以下時，薯塊會因寒害而腐爛敗壞，所以山藥要求生產環境氣候溫暖。龔與姜(1993)指出本省山藥產季每年約為十月分開始收穫，在生長期間病蟲害少，無須使用過量農藥。龔氏(1998)指出近年來，政府大力推行高經濟作物的栽培，山藥被列為重點推廣的農作物種類之一。施氏(2001)指出全省山藥之栽培面積約為500公頃。山藥依塊莖形態可分為下列兩類：1.塊狀山藥：地下塊莖形狀呈圓形、掌狀、紡錘狀，莖蔓粗壯，葉片較大，產量較高，嗜口性較差，價格較低廉，此類山藥如巴西山藥(D.alataL.)、竹山紅薯(D.alataL.var.Purpurea)、台農一號(DioscoreaalataL.cv.TainungNo.1)、台農二號(DioscoreaalataL.cv.TainungNo.2)等。劉等(1996)亦針對近年來開發之台農二號新品種進行探討，指出其塊莖產量穩定，繁殖容易，且田間存活率高及適應性良好，為本省農業試驗單位主要推廣之品種。2.長形山藥：Wangetal.(1993)研究指出其地下塊莖形狀呈棍棒狀，通常莖蔓較纖細，葉片較小，葉形有長披針、心臟、戟形等狀，其優點為嗜口性佳，品質較優異；但其產量較低。此類山藥有恆春薯蕷(D.doryophor)、懷山藥(D.batatas)、基隆山藥(D.psudojaponica)等。山藥的地下塊莖可供食用及藥用，具有極高的營養成分及特殊保健成分，且其產區廣泛，可供主食、副食、藥用及保健用的重要作物，極具有經濟潛力，在國際間被認定為具有相當發展潛力的作物之一。山藥為中國古代傳統中藥材及保健養生藥膳的主要原料之一。Iwuetal.(1990)也提出山藥亦具有一種植物鹼(dioscoretine)可降血糖；Komori(1997)研究指出從山藥塊莖中萃取出醣甘物(glycoside)，經由動物試驗後，也被證實對腫瘤有抑制之效果；劉等(2000)研究也指出利用山藥可增加前列腺、精囊腺之重量，增強雄性激素等作用。目前山藥除了生鮮食用，主要是製成乾燥切片或乾燥後進一步磨成粉末，為保有其色澤與品質，避免山藥加工處理過程產生嚴重褐變，各別採取二種前處理方法，即化學前處理與物理前處理，來降低褐變現象。朱等(1998)指出一般山藥加工處理，在削皮六小時之後，塊莖之肉色褐變程度會顯著增加，所以必須於六小時之內進行殺菁處理，褐變才不致於太嚴重，同時經削皮、浸水、殺菁、切角及乾燥（熱風、日光或冷凍乾燥）可製作成粉末狀製品；林與盧(2001)指出山藥片經殺菁處理，再經80℃熱風乾燥，未能有效59山藥片乾燥前處理之探討抑制褐變，其是否為乾燥溫度過高或未經充分冷卻所造成，有待進一步探討；吳氏(1995)於荔枝乾燥加工研究，提出適度殺菁及完全冷卻，可有效保持荔枝乾燥色澤，亦可提高乾燥速率。李等(1996)研究以對人體無害之抗褐化劑進行浸漬，可有效抑制山藥片乾燥加工褐變現象，此亦與林與盧(2001)報告中化學前處理獲致相同效果。三、材料與方法試驗材料本研究實驗材料為台農二號品種山藥，購自於南投縣名間鄉農家。實驗時先洗淨樣品，削除外皮後，利用電動切片機切成0.5㎝厚度的山藥片後備用。儀器設備1.強制對流型恆溫式烤箱(ForcedConvectionOven)。機型：ADVENTECHFC-610型，溫度範圍40~250℃±0.5℃，110V，1.4kW。2.多功能記錄器(Multi-TypeDataLogger)：美國JOHNFLUKEMFG.CO.,INC.生產的FLUKEHELIOSPLUS2287A型,具有100個Channels。YOKOGAWAHR2500E型，具有60個Channels。3.色差計(ColorandColorDifferenceMeter)。機型：NIPPONDENSHOKUKOGOCO.,LTD生產的1000DP型。4.電子式磅秤(ElectronicBalance)。機型：ANDHF-4000型，Max.4100g，精度至小數點第二位。5.溫度感測元件(Thermocouple)。型號：T-TYPE熱電偶線，0.3mm(直徑)，量測範圍：-200~400℃。6.量筒(VolumetricCylinder)。容量：250ml、1000ml。7.馬錶(Stop-watch)。8.電磁爐、不鏽鋼鍋(ElectromagneticStove、StainlessSteelCookpot)。9.攪拌機(StirringMachine)。10.膠化測定計(Viscometer)。機型：RVT。量測範圍：1~100cp。11.電動切片機(PowerSlicer)。試驗方法1.山藥片含水率測定方法與乾燥層厚度試驗含水率測定由於現存文獻中並無標準之山藥片含水率之測定方式，因此本研究擬以AOAC(1990)所列有關穀物含水率測定標準進行測試，將以每盤約為105g之山藥片樣本，於105℃熱風溫度進行乾物量測，並以24小時間隔之相對失重率在1%以下，決定其烘烤時間。山藥片乾燥層之試驗本研究將0.5cm厚度之山藥片分成一層(0.5cm)、三層(1.5cm)、五層(2.5cm)、七層(3.5cm)與九層(4.5cm)，分別平鋪於鋁製盤上，即以單溫50℃進行乾燥試驗至濕基含水率達10%以內，於各條件下三重複試驗後，利用ANOVA變異數方式進行分析，於95%信賴水準下，P值大於0.05則彼此間無顯著差異，來探討乾燥層數對山藥片乾燥速率與品質之影響，品質分析方式依據外觀、色澤白色度、體積指標、復水後體積變化率與重量變化率及黏度來進行。於山藥片乾燥層之乾燥試驗中，每盤山藥片樣本重量約為450g，其中分別以250g作為含水率與乾減率變化試驗，100g作為體積指標和復水後體積與重量變化率的試驗，90g作為黏度測定試驗，10g作為色澤變化比較。在往後化學試劑浸漬處理與物理殺菁處理之乾燥試驗也以上述樣本重量(450g)進行。2.山藥片之乾燥前處理本研究山藥片之乾燥前處理將分別採用化學與物理法進行抑制褐變之試驗，分別敘述如下：化學試劑浸漬處理（含化學藥劑濃度與時間）本研究試驗將以抗壞血酸(ascorbicacid)及檸檬酸(citricacid)等抗褐化藥劑來進行，60農業機械學刊第11卷第3期2002年9月其濃度選定本研究參考前人文獻（李等，1996）所提出之濃度0.5%，再增加一實驗組濃度為1%，與浸漬時間兩分鐘進行試驗，浸漬處理完成後，樣本平鋪於鋁製承盤上，待其表面無水分時，即應用林與盧(2001)研究所提出山藥塊莖切片最佳烤箱50℃單溫進行乾燥至濕基含水率達10%以內，乾燥完成後，進行相關品質量測分析，並與未經任何抗褐化藥劑處理的對照組樣本來進行實驗比對