馬鈴薯薯?xiàng)l色澤和質(zhì)地特性及薯?xiàng)l加工型品系篩選

劉娟，梁延超，余斌，李成，王玉萍，程李香，張峰

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馬鈴薯薯?xiàng)l色澤和質(zhì)地特性及薯?xiàng)l加工型品系篩選

劉娟1,2，梁延超1，余斌1，李成1，王玉萍1，程李香1，張峰1,2

（1甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/甘肅省干旱生境作物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，蘭州 730070；2甘肅省作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 蘭州 730070）

薯?xiàng)l是馬鈴薯重要的加工產(chǎn)品，馬鈴薯在收獲后需要長(zhǎng)期貯藏，貯藏過(guò)程中的環(huán)境條件變化會(huì)導(dǎo)致貯藏馬鈴薯塊莖成分的改變，并影響塊莖生理和生化特性的改變，最終影響薯?xiàng)l加工后的色澤和質(zhì)地特性。根據(jù)商業(yè)化貯藏和加工的需求，在田間農(nóng)藝性狀符合薯?xiàng)l加工要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行不同貯藏條件下品質(zhì)性狀早期選擇和篩選，分析薯?xiàng)l加工型品種的色澤和質(zhì)地特性的變化特點(diǎn)，并從現(xiàn)有品種和品系中根據(jù)色澤和質(zhì)地特性參數(shù)篩選適合薯?xiàng)l加工的品種，為提高薯?xiàng)l加工型品種選育效率和方法提供有效手段。對(duì)馬鈴薯品種和品系的塊莖產(chǎn)量、芽眼深度、薯肉色澤、塊莖長(zhǎng)、塊莖寬、塊莖長(zhǎng)寬比、抗病性和商品薯率的初步選擇的基礎(chǔ)上，篩選14個(gè)品種和品系貯藏在4℃和25℃條件下0、60和120 d后進(jìn)行炸條試驗(yàn)，同時(shí)測(cè)定這些品種和品系的干物質(zhì)含量、淀粉含量、蔗糖含量、葡萄糖含量、果糖含量、游離氨基酸含量、綠原酸含量、糖苷堿含量、檸檬酸含量、抗壞血酸含量、薯?xiàng)l色澤變化、炸條前后的質(zhì)地變化，分析在不同貯藏條件下炸條色澤和質(zhì)地變化特性，分析塊莖淀粉含量與塊莖和薯?xiàng)l硬度的相關(guān)性。選擇薯?xiàng)l加工型品種，首先要選擇田間綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良，塊莖長(zhǎng)寬比值＞1.5的長(zhǎng)橢圓形、塊莖整齊度高的品種和品系。其次要能夠滿足消費(fèi)者對(duì)食品的色澤和質(zhì)地特性的要求。薯?xiàng)l色澤變化分析表明，薯?xiàng)l色差Δ與薯?xiàng)l表觀色澤變化相一致。對(duì)Δ與塊莖組分相關(guān)性分析表明，影響薯?xiàng)l色澤的變化主要因素是果糖、葡萄糖，其次是綠原酸。對(duì)構(gòu)成Δ三原色、、與塊莖成分含量的分析表明，抗壞血酸與薯?xiàng)l色澤明暗（值）變化顯著相關(guān)，而還原糖（果糖、葡萄糖）、蔗糖和綠原酸與薯?xiàng)l色澤紅綠（值）和黃藍(lán)（值）呈極顯著相關(guān)，檸檬酸對(duì)值影響大于值。相關(guān)性分析表明鮮薯的硬度與塊莖的淀粉含量顯著相關(guān)，炸條后薯?xiàng)l的硬度也與塊莖的淀粉含量顯著相關(guān)。長(zhǎng)期貯藏后鮮薯硬度的降低原因主要是水分喪失和淀粉降價(jià)。薯型長(zhǎng)、寬、長(zhǎng)寬比及薯?xiàng)l的色澤變化、質(zhì)地變化是判定薯?xiàng)l加工型品種的重要參數(shù)，品種Russet Burbank、Shepody和品系0719-32、0716-39是適合薯?xiàng)l加工的品種和品系。

馬鈴薯；加工品質(zhì)；色澤；質(zhì)地；硬度

0 引言

【研究意義】薯?xiàng)l加工是馬鈴薯商業(yè)化加工的重要方式。消費(fèi)者對(duì)薯?xiàng)l品質(zhì)的判定主要依據(jù)色澤、質(zhì)地和口感，其中，對(duì)塊莖的色澤和質(zhì)地進(jìn)行評(píng)價(jià)和判斷是商業(yè)化薯?xiàng)l加工中的基本要求。按照商業(yè)化薯?xiàng)l加工的需求，分析馬鈴薯收獲后不同貯藏期薯?xiàng)l色澤和質(zhì)地變化規(guī)律，是選育和篩選馬鈴薯薯?xiàng)l加工型品種的基礎(chǔ)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】薯?xiàng)l加工型品種的外觀品質(zhì)性狀主要包括薯型、芽眼深度、塊莖長(zhǎng)、塊莖寬、塊莖長(zhǎng)寬比和薯肉顏色，加工品質(zhì)性狀主要包括干物質(zhì)含量、淀粉含量、還原糖含量、龍葵素含量、多酚氧化酶活性，同時(shí)對(duì)塊莖的質(zhì)地均一性等也有嚴(yán)格要求[1]。在薯?xiàng)l加工型品種的外觀品質(zhì)性狀中，首要選擇的品質(zhì)是薯?xiàng)l外觀色澤，加工后的薯?xiàng)l色澤影響消費(fèi)者對(duì)薯?xiàng)l的接受程度，其次是質(zhì)地特性和風(fēng)味[2]。薯?xiàng)l加工型品種篩選中首先淘汰的就是加工中和加工后色澤褐變的品種。薯?xiàng)l高溫加工過(guò)程中塊莖還原糖與游離氨基酸中的天門(mén)冬酰胺發(fā)生“美拉德反應(yīng)”是造成炸條后褐變的主要原因[3]。在塊莖中天門(mén)冬酰胺含量很穩(wěn)定，丙烯酰胺含量主要取決于塊莖中還原糖含量，特別是長(zhǎng)期低溫貯藏后的還原糖含量，炸條品種篩選中首先要選擇長(zhǎng)期低溫貯藏期間還原糖含量低于0.3%的品種。塊莖在薯?xiàng)l加工前和加工后存放中的褐變分為酶促褐變和非酶促褐變。酶促褐變主要發(fā)生在加工前的塊莖去皮過(guò)程中，主要原因是酚類(lèi)化合物的氧化，主要包括綠原酸、酪氨酸、咖啡酸等在有氧條件下被多酚氧化酶氧化產(chǎn)生醌類(lèi)化合物，醌類(lèi)化合物再轉(zhuǎn)變?yōu)楹诤稚暮谏豙4]。加工后褐變是非酶促褐變，主要取決于塊莖中酚類(lèi)化合物中綠原酸、檸檬酸、抗壞血酸含量和金屬元素鐵含量。綠原酸和鐵結(jié)合形成黑色的氧化亞鐵使薯?xiàng)l褐變，檸檬酸和抗壞血酸與鐵結(jié)合會(huì)減輕褐變[4-5]。質(zhì)地特性是薯?xiàng)l加工型品種能否被消費(fèi)者接受的重要特性。薯?xiàng)l質(zhì)地特性是由加工后薯?xiàng)l的硬度、附著強(qiáng)度、咀嚼壓力等構(gòu)成的復(fù)合特性[6]。對(duì)質(zhì)地特性影響最顯著的因素是塊莖細(xì)胞中淀粉含量、淀粉顆粒大小以及塊莖細(xì)胞中膠層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。薯?xiàng)l加工過(guò)程中，淀粉顆粒吸水膨脹形成凝膠，其他變化有細(xì)胞膜完整性的喪失導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物流失而細(xì)胞剛性的喪失[7]。此外，中膠層的果膠質(zhì)在加熱條件下降解也導(dǎo)致細(xì)胞相互粘結(jié)性降低。加工過(guò)程中的這些變化最終體現(xiàn)為薯?xiàng)l的質(zhì)地特性[8]。薯?xiàng)l加工后的色澤和質(zhì)地品質(zhì)是塊莖各種成分含量在加工過(guò)程中的綜合體現(xiàn)，這些成分含量在貯藏條件下會(huì)發(fā)生變化，分析這些成分變化規(guī)律對(duì)薯?xiàng)l色澤和質(zhì)地特性的影響，是控制加工型品種收獲后貯藏條件和制定加工型品種育種目標(biāo)的依據(jù)[9]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】國(guó)內(nèi)外對(duì)薯?xiàng)l加工型品種品質(zhì)研究的報(bào)道較多，但通常缺少對(duì)薯?xiàng)l加工型品種田間農(nóng)藝性狀選擇的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)大量的研究主要針對(duì)不同貯藏溫度條件塊莖色澤褐變的分析，缺少對(duì)不同貯藏條件下塊莖成分變化對(duì)質(zhì)地的影響。薯?xiàng)l加工型品種塊莖的色澤和質(zhì)地特性不僅由基因型決定，還受收獲后貯藏條件的影響[10]。加工型品種收獲后長(zhǎng)期的低溫貯藏是商業(yè)化加工的必須過(guò)程，對(duì)長(zhǎng)期低溫貯藏條件下品種和品系塊莖加工前后色澤和質(zhì)地特性的變化規(guī)律進(jìn)行分析，并按照商業(yè)化加工過(guò)程要求對(duì)馬鈴薯薯?xiàng)l加工型品種的育種目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，是篩選商業(yè)化薯?xiàng)l加工品種的前提?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究對(duì)現(xiàn)有的薯?xiàng)l加工型品種和高代品系進(jìn)行田間農(nóng)藝性狀選擇基礎(chǔ)上，對(duì)影響薯?xiàng)l色澤和質(zhì)地特性的主要因素和成分進(jìn)行分析，并提出馬鈴薯薯?xiàng)l品種選育的標(biāo)準(zhǔn)和分類(lèi)依據(jù)，為薯?xiàng)l加工型馬鈴薯品種選擇和育種過(guò)程提供理論和實(shí)踐參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

材料來(lái)源為炸條加工型馬鈴薯品種、普通栽培種雜交高代品系、野生種漸滲系高代品系（表1），入選的材料進(jìn)行3年田間選擇，田間綜合農(nóng)藝性狀選擇以塊莖產(chǎn)量、薯型、大小、塊莖長(zhǎng)、塊莖寬、塊莖長(zhǎng)寬比、薯肉顏色、芽眼深度、抗病性、干物質(zhì)含量、淀粉含量、糖苷堿含量和商品薯率（大于75 g）為標(biāo)準(zhǔn)，除進(jìn)行田間綜合農(nóng)藝性狀選擇外，對(duì)入選材料自2012—2015年開(kāi)始在3個(gè)生態(tài)類(lèi)型試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行田間綜合農(nóng)藝性狀評(píng)價(jià)，分別為甘肅天水（海拔1 700 m，年平均降雨量450—600 mm，年平均氣溫10.7℃）、甘肅景泰（海拔1 950 m，年平均降雨量180—260 mm，年平均氣溫8.6℃）和甘肅渭源（海拔2 350 m，年平均降雨量450—700 mm，年平均氣溫6.8℃）。選擇無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械損傷的成熟塊莖為材料，分別置于相對(duì)濕度為（80±5）%，4℃和25℃黑暗環(huán)境中儲(chǔ)藏0、60和120 d后取樣，測(cè)定相關(guān)塊莖成分、生理生化指標(biāo)及炸條品質(zhì)分析。

1.2 干物質(zhì)含量的測(cè)定

采用烘干稱(chēng)重法測(cè)定。將收獲的塊莖洗凈晾干，每個(gè)樣品均測(cè)試5個(gè)塊莖，每個(gè)塊莖均在不同部位穿刺3次（沿塊莖縱軸的近臍部、中心部位、近頂部），分別取35 g左右，總計(jì)約100 g薯肉稱(chēng)重（W1），105℃烘30 min，80℃烘至恒重，再次稱(chēng)重（W2）。塊莖干物質(zhì)含量= (W2/W1)×100%。

1.3 塊莖長(zhǎng)、寬和長(zhǎng)寬比測(cè)定

取洗凈晾干的塊莖，用游標(biāo)卡尺縱向測(cè)定塊莖頂端到臍部最長(zhǎng)處得到長(zhǎng)度L值，再橫向量取馬鈴薯塊莖最寬處得到長(zhǎng)度W值。塊莖長(zhǎng)寬比=L/W。

1.4 淀粉含量的測(cè)定

采用比重法測(cè)定馬鈴薯塊莖淀粉含量。稱(chēng)取5 kg的鮮薯放入水中稱(chēng)其重量，馬鈴薯比重計(jì)算公式為比重=A/(A-B)；其中，A為空氣中塊莖重量，B為水中塊莖重量。通過(guò)比重與淀粉含量換算表得到淀粉含量。

1.5 糖含量的測(cè)定

參照Ohara-Takada等[11]方法測(cè)定糖含量。稱(chēng)取馬鈴薯塊莖2 g，溶于20 mL 80% （v/v）乙醇中，80℃水浴提取1 h，6 000 r/min離心20 min。取上清液真空干燥并溶解于5 mL蒸餾水中，經(jīng)0.2 μm濾膜過(guò)濾后，濾液中蔗糖、果糖和葡萄糖的含量用高效液相色譜儀（Agilent 1100 series，UV檢測(cè)器，Amide-80色譜柱）測(cè)定。

1.6 游離氨基酸含量的測(cè)定

參照Lee等[12]方法測(cè)定游離氨基酸含量。取1 g馬鈴薯塊莖，加入25 mL 2%乙酸研磨勻漿、過(guò)濾備用。取1 mL樣品濾液、1 mL去離子水、3 mL水合茚三酮0.5%（w/v）、0.1 mL抗壞血酸0.1%（w/v）加入試管，沸水浴15 min。迅速流水冷卻，當(dāng)反應(yīng)液呈藍(lán)紫色，用60%乙醇定容至20 mL，測(cè)定570 nm波長(zhǎng)下吸光度。

1.7 糖苷堿含量的測(cè)定

參照Coxon等[13]方法測(cè)定糖苷堿含量。稱(chēng)取馬鈴薯表皮10 g，研磨粉碎，加0.08 mol·L-1硫酸10 mL浸提4 h，過(guò)濾2次留取濾液，氨水調(diào)pH 11，靜置10 h，3 000 r/min離心15 min，沉淀用0.17 mol·L-1硫酸溶解，定容至10 mL。測(cè)定530 nm波長(zhǎng)下吸光度。

1.8 綠原酸含量的測(cè)定

參照Campos等[14]方法測(cè)定綠原酸含量。取陰干后馬鈴薯塊莖2 g，加液氮研磨粉碎，加入95%乙醇5 mL，4℃放置24 h。取0.5 mL提取液用7.5 mL水稀釋?zhuān)偌尤?.5 mL Folin-Ciocalteu（1﹕7）試劑，混勻反應(yīng)3 min后，加入1 mL 0.5 mol·L-1Na2CO3，再反應(yīng)10 min后，測(cè)定725 nm波長(zhǎng)吸光值。以綠原酸標(biāo)準(zhǔn)品作曲線計(jì)算最終含量。

1.9 薯?xiàng)l加工

馬鈴薯塊莖削皮后用流水沖洗1 min，使用薯?xiàng)l切條機(jī)（NEMCO, MOD-N55450，美國(guó)）進(jìn)行切條，刀盤(pán)尺寸為7 mm×7 mm，切好的薯?xiàng)l清水中浸泡1 min在炸鍋（FAGOR, MOD-FE9-05 2C，西班牙）中180℃菜籽油（福臨門(mén)，一級(jí)菜籽油，中國(guó)）炸3 min，出鍋的薯?xiàng)l在室溫下冷卻20 min后測(cè)定色澤。

1.10 薯?xiàng)l色澤的測(cè)定

1.11 薯?xiàng)l質(zhì)地特性測(cè)定

使用物性測(cè)試儀（TA. XT Express, Stable Micro Systems Inc.，英國(guó)）對(duì)馬鈴薯塊莖及炸前和炸后的薯?xiàng)l進(jìn)行硬度測(cè)定，力量感應(yīng)元10 kg，使用P2（2 mm）探頭穿刺測(cè)定塊莖硬度，測(cè)試速度2.0 mm·s-1，穿刺距離2 cm，塊莖硬度為穿刺過(guò)程中受力峰值，每個(gè)塊莖穿刺3次，每個(gè)樣品測(cè)試5個(gè)塊莖；使用A/MC-批量薯?xiàng)l探頭穿刺測(cè)定薯?xiàng)l硬度，測(cè)試速度為2.0 mm·s-1，穿刺距離為0.5 cm，薯?xiàng)l硬度為穿刺過(guò)程中受力峰值，每個(gè)塊莖穿刺3批薯?xiàng)l，每個(gè)樣品測(cè)試5個(gè)塊莖。

1.12 數(shù)據(jù)分析

每次試驗(yàn)重復(fù)3—5次，數(shù)據(jù)以平均值（±SD）表示。采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。并進(jìn)行方差分析（ANOVA），顯著水平＜0.05。采用SPSS皮爾遜（Pearson）相關(guān)系數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)性分析。

2 結(jié)果

2.1 馬鈴薯品種、品系田間農(nóng)藝性狀特征

首先對(duì)供試馬鈴薯材料的田間農(nóng)藝性狀進(jìn)行測(cè)定和分析（表1）。薯形是薯?xiàng)l加工型馬鈴薯重要的外觀品質(zhì)性狀，塊莖長(zhǎng)、寬和長(zhǎng)寬比確定薯形類(lèi)型。供試材料中塊莖長(zhǎng)度超過(guò)8 cm的品種和品系有Russet Burbank、Shepody、0716-39、0714-4、0736-156、0729-49、0708-35、0730-77、0726-80、0762-90和0792-95，塊莖寬度均在5.1—6.6 cm，塊莖長(zhǎng)寬比大于1.5的品種有Russet Burbank、Shepody、0714-4、0736-156、0729-49、0708-35、0730-77、0726-80和0762-90。供試材料中品系0762-90薯肉為紅色，品系0782-43、0792-95薯肉為白色，但沿塊莖維管束沉積有紫色薯肉，其余供試材料薯肉為白色和黃色。Russet Burbank、Shepody、0736-156、0708-35和0726-80的單株產(chǎn)量（≥1.5 kg）和商品薯率（≥85%）均無(wú)顯著差異。品系0730-156干物質(zhì)含量顯著高于其他供試材料，品種Russet Burbank、Shepody和品系0719-32、0782-43、0792-95干物質(zhì)含量均無(wú)顯著性差異，所有品種和品系的干物質(zhì)含量均大于20%。Russet Burbank、Shepody、0716-39、0719-32、0730-156、0782-43和0792-95淀粉含量均大于19%并顯著高于其他品系。供試材料中所有品種和品系的糖苷堿含量均在70 mg·kg-1以下。品系0719-32、0708-35、0726-80均高抗晚疫病。

2.2 馬鈴薯品種和品系塊莖成分

2.2.1 馬鈴薯品種和品系塊莖糖含量 對(duì)長(zhǎng)期低溫儲(chǔ)藏條件下供試材料的蔗糖和還原糖（葡萄糖、果糖）含量進(jìn)行測(cè)定（圖1-A）。常溫貯藏60 d時(shí)品系0792-95、0716-39的果糖含量顯著升高42%和89%，其他供試材料的果糖含量無(wú)顯著變化。與常溫貯藏60 d相比，常溫貯藏120 d時(shí)，除品系0792-95的果糖含量顯著升高，其他供試材料的果糖含量均無(wú)顯著變化。低溫貯藏60 d時(shí)，所有供試材料果糖含量均顯著升高，品種Shepody、Russet Burbank和品系0792-95、0741-36、0719-32、0782-43、0762-90果糖含量分別為0 d的4.1、3.4、3.8、3.0、3.6和3.7倍。與低溫貯藏60 d相比，低溫貯藏120 d時(shí)，品系0719-32的果糖含量無(wú)顯著變化，其他品系的果糖含量均顯著降低。常溫貯藏60 d品系0762-90、0716-39、0730-77的葡萄糖含量分別升高24%、16%和36%，其他供試材料葡萄糖含量無(wú)顯著變化（圖1-B）。常溫貯藏120 d時(shí)，所有供試材料的葡萄糖含量無(wú)顯著變化。低溫貯藏60 d時(shí)，所有供試材料葡萄糖含量顯著上升，品種Shepody、Russet Burbank和品系0729-49、0708-35、0792-95、0782-43、0716-39葡萄糖含量分別為0 d時(shí)的2.3、1.7、3.3、3.1、1.4、1.6和1.6倍。低溫貯藏120 d時(shí)，品系0792-95、0762-90葡萄糖含量顯著上升，其他供試材料的葡萄糖含量顯著下降。

常溫貯藏60 d時(shí)品系0708-35、0719-39、0730-77的蔗糖含量分別升高32%、24%和45%（圖1-C）。與常溫貯藏60 d相比，常溫貯藏120 d時(shí)，品種Shepody、Russet Burbank和品系0708-35、0726-80、0716-39、0730-77、0714-4的蔗糖含量顯著升高。與貯藏初期（0 d）相比，低溫貯藏60 d時(shí)，品種Shepody、Russet Burbank和品系0708-35、0792-95、0782-43、0736-156蔗糖含量分別為0 d時(shí)的1.5、1.3、2.3、1.2、1.1和1.1倍。低溫貯藏120 d時(shí)，與低溫貯藏60 d相比，除品系0792-95外，其他供試材料的蔗糖含量均顯著上升。

表1 馬鈴薯品種、品系田間農(nóng)藝性狀

Table 1 Agronomic traits of potato varieties and lines

不同小寫(xiě)字母表示不同品種、品系在相同儲(chǔ)藏時(shí)期下存在顯著性差異，不同大寫(xiě)字母表示同一品種、品系在不同儲(chǔ)藏時(shí)期存在顯著性差異。下同

2.2.2 馬鈴薯品種和品系塊莖游離氨基酸含量 常溫儲(chǔ)藏60 d，Russet Burbank的游離氨基酸含量較儲(chǔ)藏初期（0 d）降低14%，0741-36、0782-43的游離氨基酸含量無(wú)顯著變化，其他供試材料的游離氨基酸含量均顯著上升（圖2）。常溫儲(chǔ)藏120 d時(shí)，品種Shepody、Russet Burbank和品系0792-95、0741-36、0736-156、0762-90、0716-39游離氨基酸含量顯著上升，0730-77的游離氨基酸含量無(wú)顯著變化，其他品系均顯著下降。低溫儲(chǔ)藏60 d時(shí)，品種Russet Burbank和品系0782-43的游離氨基酸含量較儲(chǔ)藏初期（0 d）分別降低2%和41%，0741-36的游離氨基酸無(wú)顯著變化，其他供試材料的游離氨基酸含量均顯著上升1.1—1.7倍。與儲(chǔ)藏初期（0 d）相比，低溫儲(chǔ)藏120 d時(shí)，品種Shepody的游離氨基酸含量無(wú)顯著變化，品種Russet Burbank和品系0792-95、0741-36、0762-90、0726-80、0716-39的游離氨基酸含量顯著升高1.1—1.4倍，其他品系均顯著下降。

2.2.3 馬鈴薯品種和品系塊莖綠原酸、抗壞血酸和檸檬酸的含量 常溫儲(chǔ)藏60 d，所有供試材料的綠原酸含量較儲(chǔ)藏初期（0 d）均顯著上升，上升幅度為1.3—2.2倍（圖3-A）。與常溫儲(chǔ)藏60 d相比，常溫儲(chǔ)藏120 d時(shí)Russet Burbank的綠原酸含量無(wú)顯著變化，其余供試材料均顯著下降；低溫儲(chǔ)藏60 d，綠原酸含量均顯著上升并達(dá)到最大值，是儲(chǔ)藏初期（0 d）綠原酸含量的2.1—3.4倍。低溫儲(chǔ)藏120 d時(shí)，所有供試材料的綠原酸含量相比低溫儲(chǔ)藏60 d時(shí)顯著下降1.1—1.5倍。

儲(chǔ)藏期間供試材料的抗壞血酸含量隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，低溫儲(chǔ)藏可明顯抑制抗壞血酸含量的下降（圖3-B）。與儲(chǔ)藏初期（0 d）相比，常溫儲(chǔ)藏60 d時(shí)所有供試材料的抗壞血酸含量較儲(chǔ)藏初期（0 d）均顯著下降1.5—2.4倍。與常溫儲(chǔ)藏60 d相比，常溫儲(chǔ)藏120 d的抗壞血酸含量顯著下降1.4—2.8倍；相比儲(chǔ)藏初期（0 d），低溫儲(chǔ)藏60 d的供試材料抗壞血酸含量顯著下降1.1—1.5倍。低溫儲(chǔ)藏120 d時(shí)，所有供試材料的抗壞血酸含量相比低溫儲(chǔ)藏60 d時(shí)，均顯著下降1.2—2.2倍，而相對(duì)儲(chǔ)藏初期（0 d）均顯著下降1.5—2.6倍。

常溫儲(chǔ)藏60 d，所有供試材料的檸檬酸含量較儲(chǔ)藏初期（0 d）均顯著上升1.6—3.6倍，品種Shepody、Russet Burbank和品系0741-36、0719-32、0729-49、0708-35、0716-39、0730-77、0714-4的檸檬酸含量達(dá)到最大值（圖3-C）。與常溫儲(chǔ)藏60 d相比，常溫儲(chǔ)藏120 d時(shí)，所有供試材料的檸檬酸含量均顯著下降1.0—3.2倍。低溫儲(chǔ)藏60 d時(shí)，品系0792-95、0782-43、0736-156、0762-90、0726-80檸檬酸含量顯著分別上升1.8、2.2、3.6、1.6和2.5倍，并達(dá)到最大值。低溫儲(chǔ)藏120 d時(shí)，所有供試材料的檸檬酸含量相比低溫儲(chǔ)藏60 d時(shí)，均顯著下降1.1—2.2倍，而相對(duì)儲(chǔ)藏初期（0 d）均顯著上升1.1—2.1倍。

2.3 馬鈴薯品種和品系炸后色澤變化特性

色澤是薯?xiàng)l加工型馬鈴薯的重要品質(zhì)性狀之一，對(duì)不同貯藏條件下供試材料炸條后薯?xiàng)l的色澤進(jìn)行測(cè)定（圖4，表2）。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，供試材料炸后亮度值較貯藏初期均會(huì)有不同程度的下降，低溫貯藏會(huì)促進(jìn)值的下降，供試材料炸后的色澤值、值隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)有不同程度地上升，低溫貯藏會(huì)促進(jìn)值、值的上升。Δ值表示供試材料在不同貯藏環(huán)境下較貯藏初期炸后總色差變化情況，同一時(shí)期低溫貯藏后的供試材料炸后Δ值均大于常溫貯藏的Δ值（表2）。常溫貯藏60 d時(shí)供試材料炸條后Δ值，均顯著低于低溫貯藏60 d時(shí)炸條后Δ值的1.3—3.1倍；常溫貯藏120 d時(shí)，與低溫貯藏120 d相比，供試材料炸條后Δ值，除品系0719-32、0729-49無(wú)顯著變化外，其余供試材料均顯著低于低溫貯藏120 d時(shí)炸條后Δ值的1.2—3.7倍；并且低溫貯藏120 d時(shí)，供試材料炸后的Δ達(dá)到最大值；常溫貯藏120 d時(shí)，Shepody和品系0782-43、0726-80、0716-39較常溫貯藏60 d時(shí)的炸后Δ值無(wú)顯著變化，其余供試材料的炸后Δ值均顯著上升14%—71%；低溫貯藏120 d時(shí)，與低溫貯藏60 d相比，品系0792-95、0741-36、0782-43、0762-90、0714-4的炸后Δ值分別顯著升高17%、58%、36%、12%和14%，其他供試材料均無(wú)顯著變化。

2.4 馬鈴薯品種和品系鮮薯與炸后硬度變化

硬度是影響炸條品質(zhì)的重要質(zhì)地屬性，供試馬鈴薯塊莖在不同貯藏環(huán)境下鮮薯和炸條硬度發(fā)生變化（圖5）。供試材料的鮮薯硬度在常溫貯藏60 d時(shí)，除品系0741-36、0782-43、0729-49較低溫貯藏60 d時(shí)無(wú)顯著變化，其余供試材料的鮮薯硬度均顯著低于低溫貯藏60 d時(shí)的鮮薯硬度4%—14%；常溫貯藏120 d時(shí)，除品系0736-156、0762-90較低溫貯藏120 d時(shí)無(wú)顯著變化，其余供試材料的鮮薯硬度均顯著低于低溫貯藏120 d時(shí)的鮮薯硬度9%—62%。常溫貯藏60 d時(shí)供試材料塊莖切條油炸后，品系0741-36、0708-35、0762-90、0714-4的炸條硬度分別低于低溫貯藏60 d時(shí)炸條硬度的23%、24%、37%和30%，其余供試材料均無(wú)顯著變化；常溫貯藏120 d時(shí)供試材料塊莖切條油炸后，除品系0792-95、0736-156、0729-49、0762-90、0730-77、0714-4的炸條硬度較低溫貯藏120 d時(shí)無(wú)顯著變化，其余供試材料的炸條硬度均顯著低于低溫貯藏120 d時(shí)的炸條硬度18%—65%。

表2 馬鈴薯品種、品系炸后色澤

Table 2 Colour parameters (*,*,*, Δ) of fried potato varieties or lines

2.5 品質(zhì)性狀與塊莖成分的相關(guān)性分析

對(duì)供試材料炸條后的亨特指數(shù)與塊莖成分相關(guān)性進(jìn)行分析（表3），結(jié)果表明，表示亮和暗的值與塊莖中的抗壞血酸含量呈顯著正相關(guān)，與果糖、葡萄糖、綠原酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與檸檬酸無(wú)顯著相關(guān)；代表紅和綠的值除與抗壞血酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與其余所測(cè)成分均呈極顯著正相關(guān)；代表黃和藍(lán)的值與果糖含量呈顯著正相關(guān)；表示總色差的Δ值與塊莖中果糖、葡萄糖和綠原酸含量呈極顯著正相關(guān)，與其他所測(cè)成分無(wú)顯著相關(guān)。

對(duì)供試材料的鮮薯硬度和炸條后硬度與塊莖中淀粉含量的相關(guān)性進(jìn)行分析（圖6），結(jié)果表明，鮮薯硬度和炸條后硬度與塊莖中淀粉含量均呈正相關(guān)，2分別為0.5889和0.3359。

表3 炸后馬鈴薯色澤亨特指數(shù)與塊莖成分的相關(guān)性分析

圖5 馬鈴薯品種或品系鮮薯和炸后硬度的檢測(cè)

A：鮮薯硬度與塊莖淀粉含量相關(guān)性分析；B：炸后硬度與塊莖淀粉含量相關(guān)性分析

3 討論

品質(zhì)是馬鈴薯最重要的經(jīng)濟(jì)性狀，品質(zhì)的優(yōu)劣決定馬鈴薯加工產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。受到人口增長(zhǎng)壓力和糧食產(chǎn)品總量的制約，中國(guó)馬鈴薯品種選育中對(duì)塊莖品質(zhì)性狀改良的育種研究滯后，致使大多數(shù)品種品質(zhì)不優(yōu)，加工產(chǎn)品不僅缺乏國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而且很難滿足日益增長(zhǎng)的人民生活需求[15]。完善品質(zhì)育種的理論和技術(shù)體系，對(duì)于馬鈴薯品質(zhì)的遺傳改良，培育馬鈴薯優(yōu)質(zhì)新品種，提高馬鈴薯加工產(chǎn)品質(zhì)量，滿足人們?nèi)找嬖鲞M(jìn)的營(yíng)養(yǎng)和健康需求具有重要意義。

根據(jù)馬鈴薯的最終用途與加工產(chǎn)品不同，對(duì)其品質(zhì)需求也不盡相同。在選擇馬鈴薯薯?xiàng)l加工型品種時(shí)，需要對(duì)綜合農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，這些農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)是進(jìn)行薯?xiàng)l加工品種選擇的基礎(chǔ)[16-17]。薯型是薯?xiàng)l加工型品種要選擇的外觀性狀，通常薯?xiàng)l加工型品種的長(zhǎng)度大于50 mm，長(zhǎng)/寬比1.5的薯型符合商業(yè)化加工的需要[18-19]。干物質(zhì)含量是薯?xiàng)l加工型品種的重要品質(zhì)性狀，干物質(zhì)含量過(guò)低，炸條過(guò)軟并且在炸條中需要消耗過(guò)多能量來(lái)降低薯?xiàng)l的含水量，但干物質(zhì)含量過(guò)高，薯?xiàng)l過(guò)硬并且易碎，也不符合炸條要求，通常干物質(zhì)含量大于25%才能保證薯?xiàng)l的商業(yè)化加工[20]。除此之外，塊莖的整齊度也非常重要，通常要求炸條品種的整齊度保證在要求34—67個(gè)塊莖每10千克[19]。按照這些農(nóng)藝性狀進(jìn)行初步篩選能夠滿足現(xiàn)有商業(yè)化加工的需要。

薯?xiàng)l色澤是加工品質(zhì)重要的標(biāo)準(zhǔn)。薯?xiàng)l加工前引起的色澤變化主要是對(duì)塊莖進(jìn)行切條后酶促反應(yīng)引起的[21]，在加工程序上將切條后的薯?xiàng)l水浸或添加抗氧化劑的方法防止薯?xiàng)l褐化。加工后的薯?xiàng)l由于薯?xiàng)l表面熟化形成隔離層，薯?xiàng)l內(nèi)部酚類(lèi)物質(zhì)的氧化褐變不再發(fā)生。薯?xiàng)l初炸后的速凍薯?xiàng)l在長(zhǎng)期低溫貯藏條件下，內(nèi)部的綠原酸、檸檬酸與金屬離子的反應(yīng)不能完成，所以薯?xiàng)l加工品種可以不考慮檸檬酸和綠原酸引起的加工后褐化問(wèn)題[22]。商業(yè)化薯?xiàng)l加工和生產(chǎn)的長(zhǎng)期性決定了收獲后的馬鈴薯塊莖必須長(zhǎng)期低溫貯藏，大多數(shù)品種在60 d左右會(huì)完成休眠或在低溫下繼續(xù)休眠，塊莖各成分含量在此階段會(huì)有波動(dòng)和變化，低溫貯藏120 d塊莖成分處于比較穩(wěn)定的階段[9,23]。研究中選取這兩個(gè)階段低溫貯藏的塊莖來(lái)分析其成分含量對(duì)加工品質(zhì)的影響。在長(zhǎng)期低溫貯藏過(guò)程中塊莖內(nèi)低溫糖化現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致還原糖增加，最終在產(chǎn)生炸條褐變[24]。對(duì)塊莖進(jìn)行全貯藏期還原糖的含量進(jìn)行分析是衡量品種是否滿足商業(yè)化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，所以整個(gè)貯藏期的塊莖還原糖含量均不能超0.3%是滿足薯?xiàng)l品種塊莖的基本要求[25]。炸條色澤主要是由還原糖和游離氨基酸在高溫下的“美拉德”反應(yīng)引起的，對(duì)所有品種和品系的還原糖含量和游離氨基酸含量的分析也證明了這個(gè)觀點(diǎn)。品種和品系炸條后的色差Δ反映了不同貯藏期的薯?xiàng)l的色澤變化，色差Δ的變化與薯?xiàng)l的表觀色澤變化是相一致的。對(duì)Δ與塊莖組分相關(guān)性分析表明，薯?xiàng)l色澤的變化主要成因是果糖、葡萄糖，其次才是綠原酸。對(duì)Δ構(gòu)成的三原色L、a、b與塊莖成分含量分析表明，抗壞血酸僅僅與塊莖色澤的明暗L值變化有關(guān)，而還原糖（果糖、葡萄糖）、蔗糖和綠原酸對(duì)a值和b值都呈極顯著正相關(guān)，檸檬酸對(duì)a值影響大于b值。由于塊莖中游離氨基酸含量相對(duì)穩(wěn)定，而且綠原酸對(duì)薯?xiàng)l色澤影響還取決于塊莖中金屬離子鐵的含量，所以影響薯?xiàng)l色澤變化的主要原因是還原糖含量[26]。部分塊莖中含有花色苷的品系薯?xiàng)l色澤變化同樣取決于還原糖含量，但是花色苷含量明顯影響到薯?xiàng)l的色澤，只能滿足市場(chǎng)對(duì)特定色澤和花色薯?xiàng)l的需要。品種Shepody、Russet Burbank和品系0719-32、0716-39在不同貯藏條件下薯?xiàng)l色澤相對(duì)于貯藏0 d薯?xiàng)l色澤的色差Δ在參試材料中變化最小，薯?xiàng)l色澤褐變程度較低，符合商業(yè)化炸條的色澤標(biāo)準(zhǔn)。

馬鈴薯塊莖炸條前后的質(zhì)地變化特性是薯?xiàng)l加工的重要品質(zhì)性狀。塊莖中干物質(zhì)分布的均勻性是薯?xiàng)l加工的重要指標(biāo)，塊莖的質(zhì)地主要與塊莖中干物質(zhì)含量和分布相關(guān)[27-28]。為了獲得塊莖質(zhì)地結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，研究中對(duì)鮮薯塊莖的硬度不同部位進(jìn)行測(cè)試，也對(duì)不同品系炸條后的質(zhì)地進(jìn)行分析。品系0719-32的干物質(zhì)含量是所有品種品系中最高的，鮮薯塊莖硬度顯著高于其他品種和品系，但油炸后的硬度顯著低于其他品種或品系。品種Russet Burbank的干物質(zhì)含量顯著高于大部分品系，硬度也顯著高于其他品種和品系，品種Shepody干物質(zhì)含量適中，但炸條后的硬度適中。相關(guān)性分析也表明鮮薯的硬度與塊莖的淀粉含量顯著相關(guān)，油炸后薯?xiàng)l的硬度也與塊莖的淀粉含量相關(guān)，但薯?xiàng)l與淀粉的相關(guān)系數(shù)（2=0.32614）低于塊莖與淀粉的相關(guān)系數(shù)（2=0.58286）。說(shuō)明干物質(zhì)含量并不能決定塊莖硬度，塊莖中纖維含量、果膠、淀粉組成、淀粉顆粒表面積、形狀、大小等都與塊莖硬度的相關(guān)。炸條后塊莖的硬度也不取決于塊莖的干物質(zhì)含量，說(shuō)明炸條中塊莖中淀粉糊化，果膠降解、細(xì)胞壁破碎、細(xì)胞降解等相關(guān)[29]，長(zhǎng)期貯藏后鮮薯的硬度降低主要是水分喪失和淀粉降解引起的，長(zhǎng)期貯藏中淀粉的降解也是影響塊莖中淀粉顆粒形態(tài)變化的原因，這種淀粉顆粒的表面形態(tài)的變化也會(huì)影響炸條后的硬度變化[30]。

4 結(jié)論

馬鈴薯薯?xiàng)l加工型品種的選育除了考慮田間農(nóng)藝性狀是否滿足加工的需要外，還需考慮塊莖品質(zhì)性狀。塊莖的還原糖含量、綠原酸含量影響薯?xiàng)l加工后的色澤性狀，塊莖淀粉含量與鮮薯塊莖硬度和薯?xiàng)l加工后的硬度呈正相關(guān)，但薯?xiàng)l加工后的質(zhì)地不完全取決于淀粉含量，還與加工過(guò)程的淀粉的糊化降解相關(guān)。品種Russet Burbank、Shepody和品系0719-32、0716-39干物質(zhì)和淀粉含量高，且具有良好的抗貯藏褐變品質(zhì)，是較好的薯?xiàng)l加工品種和品系。

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（責(zé)任編輯 李莉）

Screening for French fries Processing Potato Lines According to Colour Qualities and Texture

LIU Juan1,2, LIANG YanChao1, YU Bin1,2, LI Cheng1, WANG YuPing1, CHENG LiXiang1, ZHANG Feng1,2

(1College of Agronomy, Gansu Agricultural University/Gansu Provincial Key Laboratory of Aridland Crop Science, Lanzhou 730070;2Gansu Key Laboratory of Crop Improvement & Germplasm Enhancement, Lanzhou 730070)

French fries are the main important potato processing products. The compositions of potato tuber are effected by storage environments after harvest. The change of the tuber compositions affects the features of physio-chemical characteristics of in tubers resulted in potato processing colour and texture. The French fry quality of potato should be analyzed and classified according to the commercially processing criteria. Firstly, screening of French fries processing potato lines according to agronomic traits in fields. Then, analyzing potato tuber processing colour and texture qualities from varieties and advanced lines according to current consumption habits and market demand. The above standards are important required for French fry varieties screening purpose.Selection at an early breeding stage, characteristics with agronomic traits such as yield, tuber size, tuber shape, tuber colour, eye depth, tuber length, tuber width, ratio of tuber length to width, diseases resistance and commodity rate were evaluated based on three different locations in three years. Fourteen potato varieties and lines were selected for French fry qualities test after storage for 0, 60, and 120 days at 4℃ and 25℃, respectively. The contents of dry matter, starch, total glycoalkaloid, sucrose, reducing sugars, free amino acids, chlorogenic acid, ascorbic acid, citric acid were measured. In addition, the French fry colour change, the tuber and French fry hardness were determined and analyzed. A correlation analysis was conducted to determine the correlation coefficient between the content of starch and the hardness.In regard to tuber shape, the processing standard for French fry is long to long-oval. A longaxis to transverse-axis ratio greater than 1.5:1 is acceptable. The ratios refer to variety characteristics as a mean value, not to natural variations in shape which may occur within a variety. Tubers should be uniform and not excessively disfigured by secondary growth, enfolded ends or growth cracks. The values ofreflected the change of French fry colour under different storage environments. The correlation analysis indicated that the changes of colour were caused mainly by fructose, glucose, and secondly by chlorogenic acid. The content of ascorbic acid was correlated only with brightness colour parameter,value. The content of fructose, glucose, sucrose, chlorogenic acid had a positive significant correlation withandvalues. There was a positive correlation between hardness and tuber starch content in fresh tuber and French fry. The decrease of hardness was caused mainly by the water loss and starch degradation.The present results indicated that after field agronomic traits screening, colour and texture evaluation under different storage environments, the varieties Russet Burbank, Shepody and lines 0719-32, 0716-39 are the better French fry processing potato varieties and lines.

; processing quality; colour; texture; hardness

2017-04-17；

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFD0101905）、國(guó)家自然科學(xué)基金（31171477，31471433）、甘肅省農(nóng)業(yè)廳馬鈴薯育種專(zhuān)項(xiàng)、甘肅省高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)

接受日期：2017-06-14

聯(lián)系方式：劉娟，E-mail：liuj@gsau.edu.cn。通信作者張峰，E-mail：zhangf@gsau.edu.cn