川中丘陵區(qū)冬作不同品種馬鈴薯鮮切加工適宜性評(píng)價(jià)

,*

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,四川成都 610066; 2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所,四川成都 610066)

鮮切馬鈴薯是指鮮薯在冷鏈條件下經(jīng)過原料分選、去皮、切分、清洗殺菌、包裝等加工處理后進(jìn)行銷售的加工產(chǎn)品[1]。馬鈴薯鮮切加工后極易發(fā)生褐變、軟化和腐爛等現(xiàn)象,其中切口部位褐變是發(fā)生最快且最易影響外觀商品性的品質(zhì)劣變現(xiàn)象之一[2],在生產(chǎn)中需加以控制。近年來,國內(nèi)外眾多學(xué)者圍繞鮮切馬鈴薯的抗褐變開展了大量研究,開發(fā)出多種物理[3]和化學(xué)[4]的抗褐變保鮮方法。但在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),眾多抗褐變方法在操作便捷性、成本控制及食品安全等方面均存在一定制約因素,且不同保鮮方法對(duì)于加工品種的應(yīng)用效果存在差異[5]。此外,適宜的原材料也是決定加工產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素,不同品種在外觀、理化和營養(yǎng)品質(zhì)等方面均存在較大差異[6],而切分后其褐化及內(nèi)在營養(yǎng)品質(zhì)動(dòng)態(tài)變化也不盡相同[7]。Cabezas等[8]比較了冬季馬鈴薯品種鮮切后的性能,發(fā)現(xiàn)各品種在成分和褐變敏感性方面存在顯著差異,發(fā)現(xiàn)Marabella和Agata是最適合作為鮮切加工的品種。馬玉榮[9]就采用的4個(gè)馬鈴薯品種研究得出,褐色馬鈴薯(Pacific Russet)極易褐變,加州白馬鈴薯(Zuckerman Produce Inc.,Stockton CA)最不易褐變。可見,不同地點(diǎn)的主栽馬鈴薯品種不同,其相應(yīng)的褐變特性也不一致,即使同一品種在不同生態(tài)條件下栽培后的品質(zhì)也存在差異[10]。

四川省是全國重要的馬鈴薯主產(chǎn)區(qū),其中川中丘陵區(qū)主要是冬作馬鈴薯,占全省馬鈴薯比例為16.5%。因此,本研究以10個(gè)四川省川中丘陵區(qū)冬作馬鈴薯主栽品種為研究對(duì)象,基于對(duì)馬鈴薯鮮切加工適宜性品種的篩選與評(píng)價(jià)為目標(biāo),重點(diǎn)開展不同馬鈴薯品種鮮切加工后貯藏過程中的抗褐變特性等外觀品質(zhì)評(píng)價(jià),以期為篩選鮮切加工區(qū)域性優(yōu)勢品種,指導(dǎo)加工生產(chǎn)過程中專用型優(yōu)質(zhì)品種原料的選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試的10個(gè)品種馬鈴薯原料 由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所位于金堂縣竹篙鎮(zhèn)的馬鈴薯示范基地統(tǒng)一生產(chǎn),2017年12月26日播種,2018年5月13日統(tǒng)一收獲,供試品種包括川芋10號(hào)、川芋117、川芋16、川芋18、川芋50、川芋802、川芋彩1號(hào)、費(fèi)烏瑞它、中薯2號(hào)和青薯9號(hào);聚乙烯吡咯烷酮K30(≥95%)、十二水磷酸氫二鈉(≥99.5%)、磷酸二氫鉀(≥99.5%) 分析純(AR),成都市科隆化學(xué)品有限公司;領(lǐng)苯二酚(≥99.5%) 分析純(AR),上海麥克林生化科技有限公司。

CR-400色差儀 日本Konica Minolta 公司;TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國SMS公司;Synergy HTX多功能酶標(biāo)儀 美國BioTek公司;Centrifuge 5424R冷凍離心機(jī) 德國Eppendorf公司;TW-802蔬菜切片機(jī) 臺(tái)灣天燁食品機(jī)械集團(tuán)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 鮮切馬鈴薯片的制作 選擇大小一致、無病蟲害、無機(jī)械損傷的馬鈴薯為試材。原料采摘后于4 ℃避光貯藏備用。試驗(yàn)測試前每品種隨機(jī)取出20個(gè)薯塊,清水洗凈后置于室溫下平衡24 h,之后采用50 mg/L次氯酸鈉溶液表面清洗殺菌2 min后晾干。每個(gè)薯塊去皮去芽眼,采用蔬菜切片機(jī)切3～4 mm薄片,每品種隨機(jī)取5片馬鈴薯片裝入帶蓋食品塑料托盤中于(23±0.5) ℃室溫下貯藏。測試時(shí)每個(gè)品種每天取樣4盒,共連續(xù)測試5 d(第0、1、2、3、4 d),加工處理當(dāng)天記為第0 d。

1.2.2 總體感官評(píng)定與色差測定

1.2.2.1 總體感官評(píng)定 由5人組成評(píng)價(jià)小組于每日取樣后進(jìn)行打分評(píng)價(jià),每品種重復(fù)評(píng)定4盒?？傮w感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為:9分為極好;7分為較好;5分為一般;3分為較差;1分為完全劣變[11]。

1.2.3 褐變度與多酚氧化酶(PPO)活性測定 每品種分別于測試當(dāng)天從4盒樣品中分別隨機(jī)取出3片馬鈴薯片,采用液氮混合粉碎后分別裝入離心管中于-80 ℃保存,用于后續(xù)指標(biāo)的測定。

1.2.3.1 褐變度 采用李山云等[12]的方法,并略有改動(dòng)。每品種取凍樣馬鈴薯片粉末1.0 g,加入9 mL PBS緩沖溶液(濃度為0.1 mol/L、pH6.8,4 ℃冷藏),渦旋振蕩混勻,靜置10 min后4 ℃冷凍離心(12000 r/min)20 min,取上清液于25 ℃靜置保溫5 min,以緩沖溶液為空白對(duì)照,在分光光度計(jì)410 nm處測定其吸光度A,用每克馬鈴薯凍樣的吸光度A值的百分含量表示褐變度的大小。每品種重復(fù)測定3個(gè)平行。

1.2.3.2 多酚氧化酶(PPO)活性 采用曹建康等[13]的方法,并略有改動(dòng)。用pH6.8的磷酸鹽緩沖溶液提取酶液,在410 nm下測定吸光度值的變化情況(每10 s記錄一次,共記錄3 min)。每品種重復(fù)測定3個(gè)平行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2013軟件整理,用SPSS 18.0軟件進(jìn)行Duncan差異顯著性分析;PPO活性采用PearsonDist,最長距離法聚類。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮切馬鈴薯總體感觀評(píng)定分析

從表1中可見,10個(gè)供試馬鈴薯品種鮮切加工后常溫貯藏過程中總體感官值均呈現(xiàn)不同程度的降低。第0 d樣品的總體感官測定值為10個(gè)品種全部切分裝盒2 h后的評(píng)定值,其中川芋802的總體感官評(píng)定值顯著低于其它品種(P<0.05)。常溫貯藏第1 d,總體感官值相對(duì)較高的品種有川芋117、川芋16、川芋18、費(fèi)烏瑞它和中薯2號(hào),評(píng)定值均大于7.5分;第2 d總體感官值相對(duì)較高的品種有費(fèi)烏瑞它和中薯2號(hào),評(píng)定值仍大于7.5分,而川芋802總體感官品質(zhì)表現(xiàn)較差,分值已接近商品臨界值5分;第3 d總體感官值相對(duì)較好的品種有川芋117、川芋18、費(fèi)烏瑞它、中薯2號(hào)和青薯9號(hào),評(píng)定值均大于6分,而川芋彩1號(hào)總體感官值接近商品臨界值5分,其余4個(gè)品種(川芋10號(hào)、川芋16、川芋50和川芋802)則已不具有外觀商品性;第4 d除中薯2號(hào)總體感官值大于5分外,其余品種均出現(xiàn)了不同程度的褐變等現(xiàn)象,不具有外觀商品性。綜合5 d感官評(píng)定結(jié)果,中薯2號(hào)在整個(gè)常溫貯藏期間總體感官值優(yōu)于其它品種;川芋802則總體感官評(píng)分較低,差于其它品種。

表1 不同品種馬鈴薯感官評(píng)定Table 1 Sensory evaluation of different varieties of potatoes

表4 不同品種馬鈴薯貯藏期褐變度變化Table 4 Browning degree difference variation of different varieties of potatoes during storage

在整個(gè)常溫貯藏過程中,不同馬鈴薯品種鮮切加工后外觀褐變速度和褐變程度表現(xiàn)不一致,大部分品種在貯藏前期褐變較慢,貯藏后期褐變較快,其中費(fèi)烏瑞它表現(xiàn)明顯。川芋802在貯藏前4 d以每天降低2分的速度總體感官值快速下降,外觀品質(zhì)劣變明顯快于其它品種。青薯9號(hào)總體感官值則呈現(xiàn)前期劣變較快,后期緩慢降低的趨勢?？梢?不同品種間鮮切馬鈴薯常溫貯藏過程中外觀品質(zhì)劣變情況的表現(xiàn)均有明顯差異,供試品種中,中薯2號(hào)鮮切馬鈴薯常溫貯藏過程中外觀品質(zhì)相對(duì)較好,貯藏至第4 d仍具有一定的商品性,而川芋802貯藏至第2 d就表現(xiàn)出褐變等明顯的外觀品質(zhì)劣變。

2.2 鮮切馬鈴薯色差變化分析

色澤是鮮切產(chǎn)品外觀品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo),由于不同馬鈴薯品種間顏色差異較大,直接使用L*、a*、b*值不能反映真實(shí)的顏色變化[14],給測定結(jié)果帶來較大誤差。因此采用ΔL*、ΔE*表示貯藏一段時(shí)間后不同品種鮮切馬鈴薯表面顏色變化(表2、表3)。ΔL*絕對(duì)值越大,表明鮮切馬鈴薯片表面亮度變化越大,ΔE*值越大,表明總?cè)莶钤酱?褐變?cè)矫黠@。常溫貯藏第1 d,川芋10號(hào)、川芋18、川芋50、費(fèi)烏瑞它和中薯2號(hào)的ΔL*絕對(duì)值較小,表明這幾個(gè)品種外觀亮度變化幅度較小,且川芋10號(hào)的ΔE*值在供試品種中最小,表明外觀顏色變化程度最輕;第2 d,費(fèi)烏瑞它的ΔL*絕對(duì)值相對(duì)最小,川芋10號(hào)和青薯9號(hào)的ΔE*值相對(duì)較低,表明這3個(gè)品種的外觀色差變化程度較低;第3 d,川芋117和川芋10號(hào)的ΔL*絕對(duì)值顯著小于其它品種(P<0.05),費(fèi)烏瑞它和青薯9號(hào)的ΔE*顯著低于其它品種(P<0.05);第4 d,川芋10號(hào)、川芋117、川芋18和中薯2號(hào)的ΔL*絕對(duì)值明顯小于其它品種,川芋10號(hào)和中薯2號(hào)的ΔE*顯著低于其它品種(P<0.05)。綜合分析表明,供試貯藏期內(nèi)川芋10號(hào)鮮切馬鈴薯片的外觀顏色ΔL*值和ΔE*值變化程度較小,而川芋50鮮切馬鈴薯片外觀顏色變化相對(duì)較大。

表2 不同品種馬鈴貯藏期色差(ΔL*)變化Table 2 Color difference variation(ΔL*)of different varieties of potatoes during storage

表3 不同品種馬鈴貯藏期色差(ΔE*)變化Table 3 Color difference variation(ΔE*)of different varieties of potatoes during storage

褐變是導(dǎo)致鮮切馬鈴薯品質(zhì)劣變的重要因素[15],其中表面色差值的變化能直接反映鮮切馬鈴薯片表面的顏色變化[16]。10個(gè)供試馬鈴薯品種鮮切加工后常溫貯藏過程中,表面顏色變化程度最小的品種為中薯2號(hào),其次是川芋10號(hào);表面顏色變化最大的品種為川芋50,其次為川芋802。

2.3 鮮切馬鈴薯褐變度分析

由表4可知,10個(gè)馬鈴薯品種鮮切加工后常溫貯藏過程中褐變度均呈現(xiàn)明顯升高的趨勢,不同品種間褐變度變化程度存在一定差異。貯藏第0、1 d,費(fèi)烏瑞它褐變度均顯著低于其它品種(P<0.05),褐變度增長約13%,而川芋50、川芋802和川芋彩1號(hào)褐變度增長較快,超過20%。第2 d,川芋10號(hào)和費(fèi)烏瑞它褐變度達(dá)29.82%、29.45%,顯著低于其它品種(P<0.05),比川芋802、川芋彩1號(hào)的褐變度低13%左右。第3 d,費(fèi)烏瑞它、青薯9號(hào)、川芋10號(hào)和川芋18的褐變度顯著低于其它品種(P<0.05),川芋50、川芋彩1號(hào)和川芋802的褐變度顯著高于其它品種(P<0.05)。第4 d,青薯9號(hào)的褐變度為37.10%,顯著低于其它品種(P<0.05),而川芋802和川芋彩1號(hào)的褐變度接近50%,明顯高于其它品種。供試品種中,川芋10號(hào)和費(fèi)烏瑞它在第3 d以前褐變度始終處于較低值,而至最后一天褐變度驟增,與感官結(jié)果一致。綜合分析表明,川芋10號(hào)、費(fèi)烏瑞它和青薯9號(hào)褐變度值較小,褐變程度相對(duì)較低。

褐變度與色差值、總體感官評(píng)價(jià)測試結(jié)果均存在較強(qiáng)的一致性,表明這3種測試指標(biāo)間存在明顯的相關(guān)性[8]。綜合3種測試指標(biāo),第2 d川芋10號(hào)、費(fèi)烏瑞它和中薯2號(hào)外觀商品性相對(duì)較好,褐變程度最輕,而川芋802和川芋彩1號(hào)相對(duì)最差;貯藏至第4 d時(shí),中薯2號(hào)、川芋10號(hào)和青薯9號(hào)外觀商品性相對(duì)較好,褐變程度最輕。王海艷等[17]的研究結(jié)果將初始褐變度小于0.25,24 h后變化值不超過0.15的品種(材料)作為抗褐變材料,如果按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行品種抗褐變?cè)u(píng)價(jià),本實(shí)驗(yàn)中川芋10號(hào)、費(fèi)烏瑞它、中薯2號(hào)和青薯9號(hào)符合抗褐變品種的標(biāo)準(zhǔn),但王海艷的研究中,費(fèi)烏瑞它為易褐變品種,青薯9號(hào)為嚴(yán)重褐變品種,與本試驗(yàn)結(jié)果不一致,這可能與馬鈴薯的產(chǎn)地、貯藏時(shí)間等因素的差異相關(guān)。有研究表明,青薯9號(hào)的初始褐變速率高于貯藏30 d時(shí),而貯藏150 d時(shí)褐變速率最大;青薯168號(hào)在貯藏180 d時(shí)褐變速率最大;克新1號(hào)在貯藏120 d時(shí)褐變速率最大,150 d時(shí)褐變速率最緩[18]。由此推測,不同品種的貯藏時(shí)期會(huì)影響馬鈴薯鮮切加工后產(chǎn)品的褐變情況,在今后的馬鈴薯鮮切加工研究中除了需要關(guān)注品種自身特性外,還應(yīng)考察馬鈴薯的貯藏時(shí)期。

2.4 不同品種鮮切馬鈴薯貯藏期PPO活性分析

將10個(gè)品種馬鈴薯鮮切加工后常溫貯藏期中的PPO活性進(jìn)行聚類分析(圖1),根據(jù)PPO活性貯藏變化情況可將供試品種分為兩大類(A、B類)。第一類(A類)包括中薯2號(hào)和川芋10號(hào),在貯藏期間表現(xiàn)出2次明顯的下降-上升-下降的動(dòng)態(tài)變化(圖1a),且其PPO活性始終介于250～500 U/g·min之間,波動(dòng)較小,猜測后期的下降可能是由于貯藏前期酚類物質(zhì)形成醌,使后期酚類物質(zhì)減少,PPO活性隨之降低[19]。第二類(B類)包括8個(gè)馬鈴薯品種,貯藏期內(nèi)其PPO活性整體呈現(xiàn)上升趨勢,按PPO活性變化規(guī)律可進(jìn)一步將8個(gè)品種分為2個(gè)亞類。第一亞類(B1亞類)包括川芋50、川芋802和川芋彩1號(hào),在貯藏期內(nèi)PPO活性呈現(xiàn)明顯的上升-下降-上升的動(dòng)態(tài)變化(圖1b),貯藏第1 d PPO活性出現(xiàn)高峰,而后在第2 d PPO活性降低,之后又逐漸增高,且至第4 d時(shí)PPO活性明顯高于第1 d,造成這種動(dòng)態(tài)變化可能與切分加工后導(dǎo)致PPO、酚類物質(zhì)和氧氣接觸使PPO活性增強(qiáng)有關(guān)[20-21];而形成的醌會(huì)再一次聚合使表層組織愈合,使PPO活性呈現(xiàn)短期的降低;貯藏后期由于細(xì)胞組織衰老,PPO與酚類物質(zhì)區(qū)域分布打破,馬鈴薯中PPO活性又再次增強(qiáng)出現(xiàn)高峰[22];其中川芋802和川芋50在貯藏后期活性顯著高于其它品種(P<0.05),該結(jié)果于前述的總體感官評(píng)定值、色差值和褐變度測定值結(jié)果相吻合,表明該亞類馬鈴薯品種鮮切加工后常溫貯藏過程中外觀品質(zhì)劣變較快。第二個(gè)亞類(B2亞類)包括川芋18、費(fèi)烏瑞它、川芋16、川芋117和青薯9號(hào),隨著貯藏時(shí)間的延長PPO活性逐漸增強(qiáng)(圖1c),其中川芋117和青薯9號(hào)在第1 d PPO活性略有降低,川芋16在第2 d PPO活性略有降低。該亞類的費(fèi)烏瑞它在整個(gè)貯藏期內(nèi)PPO活性均顯著低于其它品種(P<0.05)。

圖1 不同品種馬鈴薯貯藏期間PPO活性及PPO活性聚類分析Fig.1 Polyphenol oxidase activity of different varieties of potatoes during storage and PPO activity clustering analysis注:a:A類馬鈴薯PPO活性;b:B1亞類馬鈴薯PPO活性;c:B2亞類馬鈴薯PPO活性;d:10個(gè)品種馬鈴薯PPO活性聚類分析圖。

馬鈴薯的酶促褐變[23]是造成馬鈴薯外觀品質(zhì)下降的主要原因,其中PPO是果實(shí)發(fā)生酶促褐變的主要酶。但不同品種的果蔬其PPO活性與底物存在差異。在羅佳麗[22]的研究中,鮮切紫薯20 ℃貯藏過程中PPO活性呈上升-下降-上升的動(dòng)態(tài)變化,與本實(shí)驗(yàn)的部分品種PPO活性變化規(guī)律相似。Ma等[2]的研究中,鮮切馬鈴薯經(jīng)過不同保鮮方法處理后在7.5 ℃貯藏下,PPO活性呈上升-下降-上升-下降和上升-下降的兩種動(dòng)態(tài)變化趨勢。羅金國等[19]的研究中,鮮切蓮藕經(jīng)過不同保鮮劑處理后在5 ℃貯藏下PPO活性呈下降-上升-下降和上升-下降的兩種動(dòng)態(tài)變化趨勢。可見,不同種類植物和同一種類不同品種的材料鮮切加工后PPO活性的變化規(guī)律不盡相同,存在多種動(dòng)態(tài)變化趨勢,其活性變化與褐變現(xiàn)象之間的關(guān)系仍需進(jìn)一步分析。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)針對(duì)川中丘陵區(qū)冬作10個(gè)馬鈴薯品種鮮切加工后在常溫貯藏過程中外觀品質(zhì)、色差、褐變度和PPO活性進(jìn)行了測定分析,各測定指標(biāo)在不同品種間均呈現(xiàn)明顯差異,表明品種特性對(duì)鮮切加工產(chǎn)品貯藏過程中的褐變等品質(zhì)特性具有明顯影響。中薯2號(hào)在貯藏過程中總體感官值相對(duì)較高,常溫貯藏至第4 d時(shí)仍具有一定的商品性;中薯2號(hào)和川芋10號(hào)的色差變化值相對(duì)較小,而川芋50和川芋802變化較大;川芋10號(hào)、費(fèi)烏瑞它和青薯9號(hào)貯藏過程中褐變度相對(duì)較低;對(duì)PPO活性進(jìn)行聚類分析將10個(gè)供試品種分為兩個(gè)大類。綜合各項(xiàng)指標(biāo)可得,中薯2號(hào)和川芋10號(hào)鮮切加工后常溫貯藏5 d內(nèi)外觀品質(zhì)表現(xiàn)相對(duì)較好,可作為馬鈴薯鮮切加工較適宜的品種原料。