遼寧省主栽品種馬鈴薯塊莖和馬鈴薯全粉的品質(zhì)分析

趙 月，呂 美，楊 華

（沈陽市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)服務(wù)中心（沈陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院），遼寧 沈陽 110026）

馬鈴薯（SolanumtuberosumL.）是世界上僅次于水稻、小麥和玉米的第四大糧食作物，在我國已有 400多年的栽培歷史[1]。據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）統(tǒng)計，2017年度世界馬鈴薯總產(chǎn)量3.88億t，我國馬鈴薯總產(chǎn)量0.99億t，居世界第一[2]。不同的馬鈴薯品種在相同工藝條件下，由于馬鈴薯品種的差異也將對馬鈴薯全粉特性產(chǎn)生差異[3-4]。尋找適合主食加工的馬鈴薯原料，成為解決馬鈴薯資源過剩、倉儲困難、資源浪費等問題和實現(xiàn)其糧食作物價值的關(guān)鍵點[5]。馬鈴薯全粉由于水分含量低，保持了新鮮馬鈴薯的營養(yǎng)和風(fēng)味，是一種優(yōu)質(zhì)食品原料，在馬鈴薯泥、復(fù)合馬鈴薯片、膨化食品、焙烤食品、沙拉食品、嬰兒食品等領(lǐng)域中得到了大量應(yīng)用，不同馬鈴薯全粉的功能特性不同，其應(yīng)用的范圍也不同，因而對馬鈴薯全粉的功能特性研究是十分必要的[6-7]。

目前，對于遼寧省主栽馬鈴薯品質(zhì)和馬鈴薯全粉特性及適用性仍未有系統(tǒng)的研究，一定程度上限制了馬鈴薯全粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用。研究分析遼寧省11個主栽品種馬鈴薯塊莖的品質(zhì)（總淀粉、蛋白質(zhì)、還原糖、脂肪、粗纖維和氨基酸）和顆粒全粉的功能性指標(biāo)（碘藍(lán)值、透光率、凍融穩(wěn)定性、持水和持油性），以期為遼寧省馬鈴薯主糧化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，為應(yīng)用于食品工業(yè)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬鈴薯塊莖：早大白、919、BQ25、大西洋、夏波蒂、尤金、富金、中5、中10、克23、33購自本溪市馬鈴薯研究所。

硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、甲基紅指示劑、亞甲基藍(lán)指示劑、氫氧化鈉、乙醇、石油醚、酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀、碘、碘化鉀、淀粉酶、甲苯、三氯甲烷、葡萄糖、鹽酸、氫氧化鉀、苯酚、檸檬酸鈉試劑：國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SC-364低速離心機：安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；HeraeusMultifuge X3R離心機：美國Thermo Fisher公司；HH-8數(shù)顯恒溫水浴鍋：江蘇榮華儀器制造有限公司；YP1002N電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；721N可見分光光度計：上海儀電分析儀器有限公司；FW177粉碎機：天津泰斯持儀器有限公司；101FA-0恒溫干燥箱：上海樹立儀器儀表有限公司；KDN-520全自動凱氏定氮儀：廣州航信科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 馬鈴薯塊莖干燥工藝

新鮮馬鈴薯塊莖→洗凈→切片→干燥（80 ℃，至恒重）→粉碎→過篩（100目篩）→自封備用。

1.3.2 馬鈴薯顆粒全粉制作工藝

新鮮馬鈴薯塊莖→洗凈→汽蒸（105 ℃，30 min至蒸熟）→剝皮→碾碎→烘干（65 ℃，至恒重）→粉碎→過篩（100目）→自封備用。

1.3.3 馬鈴薯塊莖品質(zhì)指標(biāo)測定

總淀粉的含量：參照GB 5009.9—2016食品中淀粉的測定酶水解法；蛋白質(zhì)的含量：參照GB 5009.7—2016食品中蛋白質(zhì)的測定凱氏定氮法；還原糖的含量：參照GB 5009.7—2016食品中還原糖的測定直接滴定法；脂肪的含量：參照GB 5009.6—2016食品中脂肪的測定索氏抽提法；粗纖維的含量：參照GB 5009.10—2003植物類食品中粗纖維的測定；氨基酸的含量：參照 GB 5009.124—2016食品中氨基酸的測定。

1.3.4 馬鈴薯顆粒全粉功能性指標(biāo)測定

1.3.4.1 游離淀粉率的測定 采用碘藍(lán)值法，參照吳衛(wèi)國等[8]方法測定并稍作修改。取兩個50 mL容量瓶做平行實驗，加蒸餾水至近刻度，65.5 ℃預(yù)熱并至刻度定容。準(zhǔn)確稱取馬鈴薯顆粒全粉樣品0.25 g于50 mL燒杯中，倒入預(yù)熱并定容的50 mL蒸餾水中，保持于65.5 ℃攪拌5 min，靜置1 min后過濾。濾液保持于65.5 ℃，趁熱吸取5 mL于50 mL顯色管中，加1 mL 0.02 mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液定容至刻度，同時取1 mL 0.02 mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液定容至50 mL，以試劑空白調(diào)零點，在波長650 nm下測定樣品吸光值，碘藍(lán)值按式（1）計算。

式中：E為吸光值。

1.3.4.2 透光率的測定 參照段欣等的方法測定[9-10]。取1 g待測樣品置于25 mL具塞試管中，加入20 mL 0.05 mol/L鹽酸溶液，稍加震蕩，待24 h沉淀完全后，吸取相同高度的上層清液，以0.05 mol/L的鹽酸做參比，用1 cm比色皿裝試樣，在670 nm波長處測吸光值。

1.3.4.3 凍融穩(wěn)定性的測定 參照 Yadav等的方法[11]。配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%（g/mL）的全粉糊于離心管中，在95 ℃糊化30 min，在冷卻至室溫，將其放到4 ℃冷藏16 h，在-16 ℃冷凍24 h，取出凝膠在室溫下解凍12 h，在放入-16 ℃冷凍24 h，如此反復(fù)3次，3 500 r/min離心15 min，稱取樣品糊的質(zhì)量m1及去掉上清液后沉淀物的質(zhì)量m2，析水率按式（2）計算。

1.3.4.4 持水和持油性測定 按照 Benecini[12]的方法。1 g樣品放入10 mL水或花生油中攪拌，8 000 r/min離心30 min，測量上清液的體積。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理方法

每個處理重復(fù) 3次，結(jié)果取平均值。采用Origin Lab Origin Pro v7.5軟件進行數(shù)據(jù)制圖和統(tǒng)計分析。采用SPSS17.0軟件對數(shù)據(jù)進行方差和相關(guān)性分析，方差分析選取Duncan檢驗，在P＜0.05檢驗水平上對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯塊莖的品質(zhì)指標(biāo)

由表1可知，11種馬鈴薯塊莖的淀粉含量范圍為 67.9%～73.4%，其中大西洋淀粉含量最高，適合于淀粉制備；蛋白質(zhì)含量范圍為 4.37%～12.2%，含量變化差異較大，其中富金蛋白質(zhì)含量最高，中5蛋白質(zhì)含量最低；還原糖含量范圍為0.4%～2.6%，含量差異也較大，BQ25和大西洋含量較低，克23還原糖含量較高，生產(chǎn)過程容易產(chǎn)生褐變；脂肪含量差異不大，有研究表明[13]，脂肪和淀粉含量與樣品能量有關(guān)，相對于小麥粉（總淀粉為71.9%±3.19%，脂肪含量為0.58%±0.09%），大部分馬鈴薯塊莖總淀粉和脂肪含量較低，相對于小麥粉制作的主食產(chǎn)品，馬鈴薯主食的能量較低，對減少脂肪、降血脂等有一定作用；粗纖維含量范圍為 1.4%～2.6%，其中大西洋粗纖維含量較低，克23粗纖維含量較高。

表1 馬鈴薯塊莖的基本化學(xué)成分 %

表2顯示的是馬鈴薯塊莖中必需氨基酸含量與WHO“必需氨基酸模式標(biāo)準(zhǔn)”的比較。由表可知，有些氨基酸或氨基酸對含量稍高于 WHO的標(biāo)準(zhǔn)，如異亮氨基酸，苯丙氨基酸+酪氨酸含量，11個品種均高于 WHO“必需氨基酸模式標(biāo)準(zhǔn)”（WHO，1985）[14]。但是，有些氨基酸含量稍低于WHO的推薦值，如亮氨酸，除了大西洋和中5外，其余均低于推薦值，綜合看中 5的必須氨基酸含量最高，均高于 WHO推薦值，而大西洋除了賴氨酸稍低外，其余氨基酸也均高于推薦值，33除了亮氨酸稍低外，其余氨基酸均高于推薦值。

表2 馬鈴薯的必須氨基酸與WHO“必需氨基酸模式標(biāo)準(zhǔn)”的比較 g/100 g蛋白

2.2 馬鈴薯全粉的功能指標(biāo)分析

2.2.1 馬鈴薯全粉游離淀粉率

碘藍(lán)值是衡量馬鈴薯全粉中游離淀粉含量的指標(biāo)，也反映了馬鈴薯細(xì)胞的破損程度[15]。碘藍(lán)值高表明大量馬鈴薯細(xì)胞被破壞，從而釋放出大量游離淀粉；碘藍(lán)值低則表明馬鈴薯細(xì)胞破碎程度低，細(xì)胞較為完好，在較大程度上保留了馬鈴薯具有的營養(yǎng)與風(fēng)味。11種馬鈴薯全粉的碘藍(lán)值結(jié)果見圖1所示。

由圖1可知，不同品種馬鈴薯經(jīng)過相同加工處理后的細(xì)胞破損程度不同，但各個品種間的總體差異不大。中 5和 919的碘藍(lán)值最大，均為10.42%，這可能暗示著這兩個品種的馬鈴薯細(xì)胞在加工的過程中極易破裂，從而釋放較多的游離淀粉。尤金的碘藍(lán)值最小，為5.54%。

2.2.2 11種馬鈴薯全粉的透光率

圖1 11種馬鈴薯全粉的碘藍(lán)值

透光率主要是影響食品的外觀和可接受性。11種馬鈴薯全粉的透光率結(jié)果見圖2所示。由圖2可知，11種馬鈴薯全粉的透光率差異很大，919的透光率最大，BQ25和大西洋的透光率較小。透光率大小主要影響因素是全粉的來源和種類，其次是全粉中淀粉在糊化后分子重新排列互相締合的程度，高直鏈淀粉的分子流動力學(xué)半徑較大，容易形成分子內(nèi)氫鍵呈卷曲狀態(tài)，全粉糊透明度較低。由此可知，BQ25和大西洋全粉直鏈淀粉含量高，克23、33、夏波蒂和早大白的直鏈淀粉較低，919直鏈淀粉含量最低。馬鈴薯全粉透光率低的原因也可能是因為馬鈴著全粉中除了含有淀粉，還含有蛋白質(zhì)、脂肪等大分子物質(zhì)以及不溶于水的粗纖維，這無形中增加了光的反射和折射，導(dǎo)致透光率降低[16]。

圖2 11種馬鈴薯全粉的透光率

2.2.3 馬鈴薯全粉凍融穩(wěn)定性

凍融穩(wěn)定性是指樣品經(jīng)過低溫冷凍再解凍后保持原有組織結(jié)構(gòu)的程度。解凍后樣品析水率反映了樣品耐受冷凍、融解等劇烈物理變化的能力[17]。析水率低，說明冷凍、解凍過程對其結(jié)構(gòu)破壞小，抗凍融效果好；析水率高，則說明其在低溫條件下的耐受能力較差，老化速率快。

由圖3可知，富金、克23和33的析水率較高，說明其在低溫條件下耐受能力較差，老化速度快，BQ25和大西洋相較于其他品種的馬鈴曹全粉而言，其抗凍融效果更好，更適合做速凍食品的原料。

圖3 11種馬鈴薯全粉的凍融穩(wěn)定性

2.2.4 馬鈴薯全粉的持水性和持油性

持水力的差異與淀粉內(nèi)部束水的位置不同有關(guān)，主要是由淀粉分子內(nèi)部羥基與分子鏈或水形成氫鍵和共價結(jié)合所致。羥基與淀粉分子結(jié)合的作用大于與水分子的結(jié)合，顯示低的持水力，反之則顯示高的持水力[9]。11種馬鈴薯全粉的持水性和持油性結(jié)果如下表3所示。

表3 11種馬鈴薯全粉的持水性和持油性測定結(jié)果 g/mL

實驗測得 11種馬鈴薯全粉的持水能力范圍為7.3～8.1 g/mL，持油能力范圍為7.6～8.6 g/mL。其中全粉的持水性最高的是BQ25和中10，最低的是克 23和 33；持油性最高的是尤金，最低的是 919。馬鈴薯顆粒全粉的吸水和吸油能力較弱可能是因為含有的游離淀粉率低導(dǎo)致的。研究發(fā)現(xiàn)吸水性與直鏈淀粉含量成反比[5,9]，由此可見，克23和33直鏈淀粉含量較低，BQ25和中10直鏈淀粉含量較高。

3 結(jié)論

11種馬鈴薯塊莖的淀粉含量范圍為 67.9%～73.4%，其中大西洋、919淀粉含量高，適合于淀粉制備，早大白和克23淀粉含量低；蛋白質(zhì)含量差異較大，其中富金、尤金蛋白質(zhì)含量高，中 5蛋白質(zhì)含量最低；還原糖含量差異也較大，BQ25和大西洋含量較低，克 23還原糖含量較高，生產(chǎn)過程容易產(chǎn)生褐變；脂肪含量差異不大；大西洋粗纖維含量較低，克 23粗纖維含量較高。異亮氨基酸，苯丙氨基酸+酪氨酸含量11個品種均高于WHO“必需氨基酸模式標(biāo)準(zhǔn)”，相對其他氨基酸，33、大西洋、夏波蒂和中5的氨基酸含量較高。

11種馬鈴薯全粉的游離淀粉率差異不大。但透光率差異很大，919的透光率最大，可能是由于其含有的直鏈淀粉含量低所致，BQ25和大西洋的透光率較小，可能是直鏈淀粉含量高引起的。富金、克23和33的析水率較高，說明其在低溫條件下耐受能力較差，老化速度快，BQ25和大西洋相較于其他品種的馬鈴曹全粉而言，其抗凍融效果更好，更適合做速凍食品的原料。11種馬鈴薯全粉的持水能力范圍為 7.3～8.1 g/mL，持油能力范圍為 7.6～8.6 g/mL，馬鈴薯顆粒全粉的吸水和吸油能力較弱可能是因為含有的游離淀粉率低導(dǎo)致的。