不同品種馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析及利用價(jià)值評(píng)價(jià)

岳新麗，湛潤(rùn)生，弓 越，戴偉志，陳 云，白小東，范向斌

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 高寒區(qū)作物研究所，山西 大同 037008；2.山西大同大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山西 大同 037009)

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)是茄科一年生的草本植物，又被稱為土豆、洋山芋等，以塊莖為食用器官，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，約有20%左右的淀粉，2%～3%的蛋白質(zhì)，0.2%的脂肪，還有多種無(wú)機(jī)鹽、維生素及生理活性物質(zhì)等[1]。馬鈴薯用途廣泛，傳統(tǒng)消費(fèi)中它糧菜皆用。自2015年起，我國(guó)農(nóng)業(yè)部啟動(dòng)馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，將進(jìn)一步提高馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化水平。馬鈴薯將不只是以鮮薯形式出現(xiàn)在人們眼前，可以把它加工成淀粉、全粉、薯?xiàng)l等一系列加工產(chǎn)品，供食品加工利用；還可以將它經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工得到變性淀粉，這種淀粉可以廣泛的應(yīng)用于化工、鋼鐵制作、醫(yī)療、食品、污水處理等行業(yè)[2]。隨著馬鈴薯產(chǎn)品應(yīng)用面不斷擴(kuò)大，馬鈴薯的品質(zhì)問(wèn)題成為了越來(lái)越多的馬鈴薯科研部門和生產(chǎn)部門所共同關(guān)心的問(wèn)題，這些指標(biāo)主要包括干物質(zhì)、淀粉、蛋白質(zhì)、維生素C、還原糖含量等[3]。相關(guān)研究表明，不同馬鈴薯品質(zhì)存在著很大的差異，它除了受到遺傳效應(yīng)的控制之外，還會(huì)受到環(huán)境因素的影響[4]。

大同市位于山西省北部大同盆地的中心，屬于高寒冷涼地區(qū)，是我國(guó)典型的季風(fēng)大陸性氣候，年平均氣溫在6.4℃左右，年平均光照2 595 h左右，氣候干燥寒冷，晝夜溫差大，適合馬鈴薯的生長(zhǎng)。在大同市馬鈴薯的種植面積年均5.8萬(wàn)km2，占大同市糧田總面積的20%左右，是僅低于玉米的第二大糧食作物。為了比較不同品種馬鈴薯之間的品質(zhì)差異性，研究挑選14個(gè)品種的馬鈴薯塊莖進(jìn)行品質(zhì)分析，以期為馬鈴薯的加工利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用馬鈴薯均由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所提供，共14個(gè)品種，其中所內(nèi)選育品種8個(gè)：晉薯13號(hào)、晉薯14號(hào)、晉薯16號(hào)、晉薯21號(hào)、晉薯27號(hào)、同薯23號(hào)、同薯30號(hào)、大同里外黃；引進(jìn)品種6個(gè)：紫花白(由黑龍江省農(nóng)科院馬鈴薯研究所選育)、興佳2號(hào)(由黑龍江省大興安嶺地區(qū)農(nóng)業(yè)林業(yè)科學(xué)研究院選育)、冀張薯8號(hào)(由河北省高寒作物研究所選育)、冀張薯12號(hào)(由河北省高寒作物研究所選育)、青薯9號(hào)(由青海省農(nóng)林科學(xué)院生物技術(shù)研究所選育)、中薯18號(hào)(由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所選育)，以上馬鈴薯品種均為北方一季種植品種。

1.2 試驗(yàn)地概況

高寒區(qū)作物研究所試驗(yàn)基地，位于朔州市懷仁縣毛家皂鎮(zhèn)，海拔1 038 m，距大同市區(qū)15 km，屬大同盆地中間地帶，土地肥沃，水資源豐富，試驗(yàn)地前茬為黍子。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

試驗(yàn)用馬鈴薯于2019年國(guó)慶節(jié)期間收獲，地窖低溫儲(chǔ)藏，2020年5月10日在大同大學(xué)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心完成品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定任務(wù)。烘干法測(cè)定干物質(zhì)含量[6]，2,6-二氯酚滴定法測(cè)定Vc含量[7]，考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定蛋白質(zhì)含量[8]，蒽酮-硫酸比色法測(cè)定淀粉含量[8]，3,5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定還原糖含量[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理分析

塊莖營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法，依公式X(μ)=(X-Xmin)/( Xmax-Xmin)計(jì)算各品種單個(gè)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，再求各品種的平均隸屬函數(shù)值[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同馬鈴薯品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)比較

2.1.1 干物質(zhì)含量分析 干物質(zhì)含量是馬鈴薯加工行業(yè)中十分重要的一個(gè)指標(biāo)，通常干物質(zhì)含量越高，淀粉含量越高。干物質(zhì)含量多少，與品種、土壤類型、種植季節(jié)、田間管理等各方面都有關(guān)系。一般認(rèn)為干物質(zhì)含量超過(guò)20%的馬鈴薯品種可以作為炸薯?xiàng)l或薯片使用[10]。14個(gè)供試品種中，“青薯9號(hào)”、“大同里外黃”干物質(zhì)含量最高分別為25.70%、25.67%，另外，“冀張薯8號(hào)”、“晉薯14號(hào)”、“晉薯16號(hào)”、“同薯23號(hào)”、“中薯18號(hào)”、“晉薯27號(hào)”、“紫花白”干物質(zhì)含量均超過(guò)了20%，“晉薯13號(hào)”、“晉薯21號(hào)”、“冀張薯12號(hào)”、“興佳2號(hào)”、“同薯30號(hào)”干物質(zhì)含量低于20%。

2.1.2 淀粉含量分析 淀粉含量高低是馬鈴薯淀粉加工的首選衡量指標(biāo)，通常認(rèn)為淀粉含量在16%或以上的馬鈴薯品種可以作為淀粉加工使用[11]。試驗(yàn)中“青薯9號(hào)”淀粉含量最高為19.57%，其次“大同里外黃”18.37%，“晉薯14號(hào)”、“冀張薯8號(hào)”分別為16.32%、16.04%，其余品種淀粉含量都在10.00%～16.00%之間。

2.1.3 蛋白質(zhì)含量分析 馬鈴薯蛋白質(zhì)具有多種氨基酸組分，有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，必需氨基酸平衡優(yōu)于其他植物產(chǎn)品，屬于完全蛋白質(zhì)，能很好地被人體所吸收[12]。試驗(yàn)中“冀張薯12號(hào)”蛋白質(zhì)含量最高3.25%，其次“興佳2號(hào)”、“青薯9號(hào)”、“晉薯27號(hào)”分別為2.93%、2.76%、2.55%，“晉薯14號(hào)”、“同薯23號(hào)”、“晉薯21號(hào)”蛋白質(zhì)含量小于2.00%，其余品種蛋白質(zhì)含量介于2.00%～2.50%之間。

2.1.4 維生素C含量分析 維生素C(Vc，抗壞血酸)是人類營(yíng)養(yǎng)中主要的維生素之一，在人體內(nèi)，Vc是高效抗氧化劑，同時(shí)還有許多重要的生物合成過(guò)程中也需要維生素C參與作用，但是人類自身不能合成 Vc，必須通過(guò)食物、藥物等攝取[13]。試驗(yàn)中“興佳2號(hào)”Vc含量最高為25.73 mg·100g-1，其次“青薯9號(hào)”23.07 mg·100g-1，“同薯30號(hào)”、“冀張薯12號(hào)”分別為20.67 mg·100 g-1、20.52 mg·100g-1，其余品種Vc含量也都在15.00～20.00 mg·100g-1之間。

2.1.5 還原糖含量分析 還原糖含量高低是薯片、薯?xiàng)l加工類馬鈴薯品質(zhì)要求中重要的指標(biāo)之一，馬鈴薯塊莖在高溫油炸過(guò)程中還原糖和氨基酸會(huì)發(fā)生Maillard反應(yīng)，生成顏色較深具有苦味的物質(zhì)，影響產(chǎn)品的適口性[14]。馬鈴薯理想還原糖含量應(yīng)為鮮重的0.10%，生產(chǎn)實(shí)踐中炸薯片品種還原糖含量上限不超過(guò)鮮重0.30%，炸薯?xiàng)l不超0.50%[15]。試驗(yàn)中“晉薯21號(hào)”、“同薯23號(hào)”還原糖含量最低，分別為0.16%、0.18%；“冀張薯12號(hào)”、“青薯9號(hào)”、“冀張薯8號(hào)”含量分別為0.25%、 0.27%、0.28%，適宜于炸薯片生產(chǎn)；“晉薯27號(hào)”、“紫花白”、“同薯30號(hào)”、“晉薯13號(hào)”、“晉薯16號(hào)”、“晉薯14號(hào)”、“中薯18號(hào)”含量分別為0.32%、0.34%、0.38%、0.39%、0.42%、0.44%、0.45%，適宜于炸薯?xiàng)l生產(chǎn)；“大同里外黃”、“興佳2號(hào)”還原糖含量最高，分別為0.54%、0.57%。

2.2 不同馬鈴薯品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)

采用模糊數(shù)學(xué)的平均隸屬函數(shù)值來(lái)衡量馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)好壞，將干物質(zhì)、淀粉、蛋白質(zhì)、Vc含量設(shè)為優(yōu)良品質(zhì)指標(biāo)，計(jì)算各個(gè)品種的平均隸屬函數(shù)值，數(shù)值越大，說(shuō)明品質(zhì)越好，反之則品質(zhì)越差[16]。試驗(yàn)中“青薯9號(hào)”、“大同里外黃”平均隸屬函數(shù)值大于0.6，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)好；“興佳2號(hào)”、“冀張薯8號(hào)”平均隸屬函數(shù)值大于0.5，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較好；其余品種平均隸屬函數(shù)值均小于0.5，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)一般。

表1 不同馬鈴薯品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)比較

3 討論與結(jié)論

試驗(yàn)對(duì)14個(gè)品種馬鈴薯塊莖干物質(zhì)、淀粉、蛋白質(zhì)、Vc以及還原糖五項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，其中干物質(zhì)含量變化范圍為16.38%～25.70%，淀粉含量10.01%～19.57%，蛋白質(zhì)含量1.43%～3.25%，Vc含量13.33 ～25.70 mg·100 g-1，還原糖含量0.16%～0.57%。通過(guò)比較不同品種馬鈴薯上述五項(xiàng)指標(biāo)值，結(jié)合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，我們認(rèn)為，“青薯9號(hào)”、“大同里外黃”、“晉薯14號(hào)”、“冀張薯8號(hào)”淀粉含量高，可以作為淀粉生產(chǎn)品種使用； “青薯9號(hào)”、“冀張薯8號(hào)”、“晉薯14號(hào)”、“晉薯16號(hào)”、“同薯23號(hào)”、“中薯18號(hào)”、“晉薯27號(hào)”、“紫花白”干物質(zhì)含量高，而還原糖含量低，適合于炸薯片或薯?xiàng)l品種使用；“興佳2號(hào)”、“青薯9號(hào)”Vc含量高，適合于作為鮮薯食用。采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)塊莖營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，結(jié)果表明 “青薯9號(hào)”、“大同里外黃”營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)好，“興佳2號(hào)”、“冀張薯8號(hào)”營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較好。

試驗(yàn)中有些品種，例如“大同里外黃”，它是高寒作物研究所近年來(lái)新選育品種，干物質(zhì)、淀粉含量都很高，但是其還原糖含量偏高，影響其作為炸薯?xiàng)l或薯片品種使用?！皶x薯16號(hào)”是我所選育品種，增產(chǎn)效益明顯，是近年來(lái)重點(diǎn)推廣品種，但是在本次試驗(yàn)中綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)表現(xiàn)一般，從而會(huì)影響到其后續(xù)加工利用環(huán)節(jié)，以及由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。相反一些引進(jìn)品種表現(xiàn)較好，“冀張薯12號(hào)”蛋白質(zhì)含量較高，達(dá)到3.25%，可以加以利用；“青薯9號(hào)”、“冀張薯8號(hào)”以及“興佳2號(hào)”在本次品質(zhì)分析試驗(yàn)中都表現(xiàn)很好，可以考慮在后續(xù)加工利用行業(yè)中加以利用。

在馬鈴薯生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，除了研究馬鈴薯產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，我們還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)馬鈴薯品種的管理，合理配置資源，提高種植技術(shù)，積極向大眾推廣科學(xué)化生產(chǎn)技術(shù)，不要再延續(xù)舊傳統(tǒng)種植方式，這樣也能大大提升馬鈴薯的產(chǎn)量和質(zhì)量。