不同品種馬鈴薯炒制加工品質的評價

蔡雪梅，彭毅秦，何 蓮，喬明鋒, ，范文教，陳云川，韋獻雅

（1.四川旅游學院烹飪科學四川省高等學校重點實驗室，四川成都 610100；2.成都農業(yè)科技職業(yè)學院，四川成都 611130）

馬鈴薯作為世界上最重要的糧食作物之一，營養(yǎng)及風味俱佳，深受大眾喜愛。在我國馬鈴薯“主糧化”戰(zhàn)略推進下，馬鈴薯種植產業(yè)逐漸擴大，70%左右的馬鈴薯產地主要分布于集中連片特困山區(qū)，包括川西甘孜州，在脫貧攻堅中馬鈴薯產業(yè)發(fā)揮重要作用[1-2]。

川西馬鈴薯產業(yè)重種植、輕加工，其品種豐富，主要用于淀粉加工和鮮食，對其他加工適宜性評價研究較少。不同品種馬鈴薯的營養(yǎng)成分、淀粉含量存在差異[3-4]，所表現(xiàn)的性狀不一樣，加工適宜性就會存在差異[5-6]。劉娟等[7]根據(jù)馬鈴薯塊莖蒸煮前后的色澤、硬度和軟化度，從14個品種中篩選出‘Burbank’、‘Shepody’、‘0724-58’和‘0712-66’適宜蒸煮加工，這四個品種是蒸煮后色澤變化較小且軟化度比較高；張憶潔等[8]對國內40個馬鈴薯品種進行了加工面條適宜性研究，篩選出了12個適宜面條加工的品種，Xu等[9]發(fā)現(xiàn)‘中薯19號’馬鈴薯粉制作的面條抗拉性、硬度和耐嚼性以及面筋網絡均較好，適合面條制作；楊炳南等[5]對44種馬鈴薯進行加工適宜性分類，發(fā)現(xiàn)‘中薯1號’、‘轉心烏’、‘天薯5號’、‘寧薯7號’等品種干物質含量低、蛋白質含量高且還原糖含量較低，加工過程中不易褐變，適合鮮食菜用；文獻[10-13]根據(jù)馬鈴薯的理化分析以及功能評價篩選了薯條加工型品種，發(fā)現(xiàn)干物質和淀粉含量較高的馬鈴薯炸出的薯條質地較好，且不同品種馬鈴薯炸出的薯條中丙烯酰胺含量存在差異，選擇合適的品種有利于降低薯條中的丙烯酰胺含量。由此可見，關于不同品種馬鈴薯的加工適宜性評價主要集中在主食產品和西式產品上，缺少中式菜肴烹飪加工適宜性相關研究。

炒土豆絲是最為常見的馬鈴薯烹飪方式之一，要求土豆絲口感脆爽[14]。在家庭烹飪中，任何品種的馬鈴薯都可以用于炒土豆絲，對炒后的色澤和質地沒有明確的要求。但在馬鈴薯產業(yè)化加工土豆絲小吃的過程中，對馬鈴薯加工前后色澤和質地變化規(guī)律進行分析，建立相應的質量標準，篩選適宜的馬鈴薯品種，是商業(yè)化土豆絲的必要前提。因此，本研究對川西15種馬鈴薯炒制前后的色澤和質地進行比較分析，篩選出適宜炒制加工土豆絲的品種，為家庭烹飪和商業(yè)化土豆絲加工提供理論參考依據(jù)，對促進馬鈴薯產業(yè)發(fā)展和升級具有積極借鑒意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

馬鈴薯 源自四川省多家農戶，所有馬鈴薯均為新鮮出土，共15個馬鈴薯品種，分別是‘荷蘭15號’、‘掉毛1號’、‘斯凡特’、‘七彩洋芋’、‘V8’、‘馬爾科’、‘黑金剛’、‘五彩洋芋’、‘V7’、‘興佳2號’、‘巫溪洋芋’、‘青薯9號’、‘荷蘭14號’、‘希森6號’和‘合作88’。

BT423S型電子天平 德國賽多利斯公司；DCP3型全自動測色色差計 北京市興光測色儀器有限公司；TMS-PRO高精度專業(yè)食品物性分析儀 美國FTC公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 參照李蕙蕙等[14]的方法，并略作改動，將馬鈴薯洗凈去皮機械刨絲，土豆絲橫截面尺寸均為1.5 mm×1.5 mm。切好后，浸泡在自來水中（1:100）15 min，瀝出，在沸水（1:50）中焯水1 min，焯水后迅速瀝出在涼水下沖洗2 min，瀝干。熱鍋中加入食用油（10:1），用紅外溫度計檢測油溫達到200 ℃時，設置電磁爐功率為1400 W，加入土豆絲炒制1 min，出鍋，備用。

1.2.2 干物質含量測定 根據(jù)GB/T 5009.3-2016采用直接烘干法測定，平行測定3次，結果取平均值。

1.2.3 色澤測定 使用色差分析儀測定樣品的色澤。L*：表示亮度，正、負分別表示明、暗度；a*：表示紅綠色度，正負分別表示紅、綠色；b*：表示黃藍色度，正負分別表示黃、藍色[15]。每組樣品重復測試5次，結果取平均值。

1.2.4 質構測定 使用專業(yè)食品物性分析儀測量馬鈴薯膠黏性、感官彈性、內聚性和硬度。測試條件[16]：HDP/BSK模具，起始壓力0.375 N，形變量60%，停頓時間2 s，回升高度20 mm，每組樣品重復測試5次，結果取平均值。

1.2.5 感官評定 挑選有品評經驗的14名食品專業(yè)學生（7男7女）組成品評小組，根據(jù)土豆絲的色澤、香味、形態(tài)和口感四個方面進行感官評分，評定標準見表1。品評員評分時，在口中充分咀嚼后咽入，每個樣品重復評價3次，每次品嘗前后用溫水漱口[17]。

表1 土豆絲感官評定標準Table 1 Criterion of sensory index for stir-fried shredded potatoes

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013進行數(shù)據(jù)的基礎處理；采用SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析；采用Origin 8.5繪制圖形。

2 結果與分析

2.1 不同品種馬鈴薯干物質含量

馬鈴薯的干物質主要包含淀粉、還原糖和蛋白質等[18-19]，干物質含量越高，表明馬鈴薯的淀粉含量和粗蛋白含量越高[20-21]。由于品種原因及種植環(huán)境差異，不同馬鈴薯干物質含量明顯不同，‘七彩洋芋’干物質含量（27.96%）顯著（P＜0.05）高于其他品種，其次是‘青薯9號’（22.97%）和‘荷蘭15號’（22.05%）?！狗蔡亍ⅰ甐8’和‘巫溪洋芋’干物質含量相對較低，其中‘巫溪洋芋’干物質含量最低，為14.76%（圖1）。

圖1 不同品種馬鈴薯的干物質含量Fig.1 Dry matter content of different potato cultivars

2.2 不同品種馬鈴薯炒制前后色差變化

不同品種的馬鈴薯色素種類和含量的不一致導致其色澤也存在差異，彩色馬鈴薯，如‘七彩洋芋’，與普通馬鈴薯相比，富含花色素，黑金剛富含矮牽牛色素[22-23]。在加工過程中馬鈴薯顏色變化主要受到綠原酸、檸檬酸以及抗壞血酸含量的影響，綠原酸易導致塊莖色澤變黑，而檸檬酸和抗壞血酸能減輕褐變，使馬鈴薯在加工后呈淺黃色[24]。對土豆絲進行色差分析，在炒制前，不同品種馬鈴薯的紅綠色度a*值差異較大，彩色馬鈴薯‘五彩洋芋’和‘七彩洋芋’的a*值明顯高于其他品種，‘馬爾科’、‘V7’、‘興佳2號’、‘青薯9號’和‘荷蘭14號’的a*值均呈正值但較低，且相互之間無明顯差異，‘荷蘭15號’、‘斯凡特’和‘V8’的a*均呈負值，炒制后，a*值均下降，且12個品種都下降呈負數(shù)，可能是高溫炒制破壞了馬鈴薯中抗壞血酸導致?！诮饎偂狞S藍色度b*值為負值，顯著低于其他品種馬鈴薯（P＜0.05），‘合作88’的b*值最大，經炒制后，有9個品種馬鈴薯的b*值下降，其中‘合作88’下降幅度最大，而‘黑金剛’b*值增加，且增幅最大。‘黑金剛’顏色較深，明亮度L*值顯著低于其他品種（P＜0.05），其次是‘七彩洋芋’和‘五彩洋芋’，亮度最大的是‘興佳2號’。炒制后，亮度最低的3種馬鈴薯的明亮度增加，而其他品種的普遍下降，‘馬爾科’變化較小，炒后的L*值最大（圖2）。因此，品種特性對馬鈴薯加工過程中色澤變化具有明顯影響[25]。

圖2 不同品種馬鈴薯炒制前后色差變化Fig.2 Change of color of raw and processed of different potato cultivars

2.3 不同品種馬鈴薯炒制前后質構特性變化

質構特性是馬鈴薯加工土豆絲的重要觀測指標，不同品種馬鈴薯炒制前后質構特性見圖3。炒制前，‘荷蘭15號’、‘掉毛1號’和‘斯凡特’的內聚性高于其他品種馬鈴薯，且三者之間也存在顯著差異（P＜0.05），其中‘荷蘭15號’最高，但炒制后，其內聚性下降；內聚性偏小的，比如‘七彩洋芋’、‘V8’、‘馬爾科’、‘五彩洋芋’、‘青薯9號’等在炒制后反而增加，其中‘V8’、‘馬爾科’、五彩洋芋’、‘青薯9號’等顯著（P＜0.05）高于其他部分馬鈴薯品種。‘五彩洋芋’的感官彈性顯著高于其他品種（P＜0.05），而‘掉毛1號’最低，炒制后感官彈性普遍增加，‘斯凡特’的相對較低，其他14種馬鈴薯之間感官彈性不存在顯著差異（P＞0.05）。

‘馬爾科’、‘五彩洋芋’、‘合作88’和‘荷蘭14號’的硬度相對較高，且后面三者的膠黏性也較高，相互之間均不存在顯著差異（P＞0.05）。硬度是馬鈴薯是否適合土豆絲炒制加工的一個重要評價標準，炒后硬度太低容易導致土豆絲斷裂，形態(tài)不完整。馬鈴薯的硬度主要與干物質、纖維和果膠的含量相關[8]，但干物質含量最高的‘七彩洋芋’其硬度顯著（P＜0.05）低于‘馬爾科’、‘五彩洋芋’等其他品種，干物質含量最低的‘V8’其硬度居中，說明單獨根據(jù)干物質含量并不能判斷馬鈴薯的硬度。在炒制過程中，由于高溫導致的淀粉糊化、果膠降解、纖維分解等原因[11]，土豆絲通常會軟化，即硬度下降，但‘荷蘭15號’、‘V7’、‘興佳2號’和‘希森6號’在炒制后硬度明顯上升，其原因有待進一步研究。不同品種馬鈴薯在炒制前后膠黏性的變化趨勢都存在差異，除了‘荷蘭15號’、‘掉毛1號’、‘V7’和‘興佳2號’之外，其他品種馬鈴薯的膠黏性都減小。整體而言，‘V7’、‘合作88’和‘荷蘭14號’在炒后硬度和膠黏性顯著（P＜0.05）大于其他品種（圖3）。

圖3 不同品種馬鈴薯炒制前后質構特性變化Fig.3 Change of texture characteristics of raw and processed of different potato cultivars

2.4 不同品種馬鈴薯炒制后各指標主成分分析

對15個品種馬鈴薯炒制后各指標利用SPSS進行主成分分析，如表2所示，前三個主成分特征值大于1且累計貢獻率超過85%，對所有變量的初始信息具有一定的代表性，因此選用前3個主成分作為數(shù)據(jù)分析的有效成分[26]。3個主成分的載荷矩陣如表3所示，載荷大小反應原始變量對因子的影響，正負表示影響的方向[27]。色差的三個指標在主成分1上具有較高的載荷，說明其對PC1的貢獻最大，其中L*和b*呈正相關，a*呈負相關；PC2中感官彈性、硬度和膠黏性載荷系數(shù)較大，相關性較強；PC3主要代表了內聚性。

表2 主成分的特征值和貢獻率Table 2 Eigenvalue of the principal components and their contribution rates and cumulative contribution rates

2.5 不同品種馬鈴薯的綜合評價

由于PCA中前3個成分反應了指標的89.564%信息，因此利用前3個主成分進行對不同品種馬鈴薯的炒制品質進行綜合評價，根據(jù)表3中的載荷向量構建評價模型如下：

表3 主成分的特征向量與載荷矩陣Table 3 Principal component eigenvectors and loading matrix

以各主成分對應的貢獻率作為權重，對各主成分得分進行加權求和得到綜合評分：F=0.336F1+0.260F2+0.200F3+0.116F4+0.088F5

通過計算得到不同品種馬鈴薯得分如表4，得分高低反映馬鈴薯炒制加工品質的高低[28-29]。由表4可知，PC1和PC2中得分最高都是‘V7’，說明這兩組分對‘V7’的炒制品質都有較大影響，PC3中‘馬爾科’得分最高，說明內聚性對‘馬爾科’的炒制品質最大。根據(jù)綜合評分排名情況來看，不同品種馬鈴薯的炒制品質存在較大差異，‘V7’綜合得分最高，其次是‘荷蘭15號’、‘青薯9號’、‘荷蘭14號’和‘馬爾科’，綜合得分均大于0.5，這5種馬鈴薯炒制品質較好，相對比較適合炒制加工。

表4 不同品種馬鈴薯的成分得分和綜合評估Table 4 Principal component scores and comprehensive scores in different potapoes

2.6 樣品的聚類分析

為進一步分析各品種馬鈴薯的炒制特性，根據(jù)炒制后土豆絲的質構和色差指標對馬鈴薯采用組間聯(lián)接聚類方法進行系統(tǒng)聚類分析[30]，結果見圖4。當以歐式距離為5劃分時，除了‘斯凡特’和‘黑金剛’，其余13種馬鈴薯均歸為一類，分離度較小。由圖4可知，從歐氏距離3處劃分較為合適，可將15種馬鈴薯分為5大類，第1類為‘荷蘭15號’、‘青薯9號’、‘馬爾科’、‘V7’和‘荷蘭14號’，炒制后色澤較為明亮，感官彈性、硬度和膠黏性也較高，適合炒制加工，這與主成分綜合評分結果一致；第2類為‘V8’、‘巫溪洋芋’、‘掉毛1號’、‘希森6號’和‘合作88’，各指標相對第1類都較低；第3類包含‘五彩洋芋’、‘興佳2號’和‘七彩洋芋’，內聚性較高；‘斯凡特’和‘黑金剛’各為一類，‘斯凡特’炒后色澤偏綠，感官彈性較差，‘黑金剛’炒后顏色最深，亮度最差，均不合適炒制加工。

圖4 馬鈴薯系統(tǒng)聚類樹狀圖Fig.4 Hierarchical diagram clustering of potatoes

2.7 不同品種馬鈴薯炒制后感官差異分析

不同品種馬鈴薯炒后感官品質存在差異，‘荷蘭14’和‘V7’較為鮮亮，‘五彩洋芋’和‘黑金剛’顏色光澤度相對較暗；‘七彩洋芋’、‘馬爾科’、‘合作88’、‘青薯9號’香味較好；口感上，‘V7’、‘馬爾科’、‘荷蘭14號’、‘青薯9號’和‘荷蘭15號’形態(tài)都比較完整，土豆絲不容易斷裂，且口感爽脆，與質構分析結果一致（圖5）。

圖5 不同品種馬鈴薯烹飪后感官評分Fig.5 Sensory score of processed potatoes in different cultivars

3 結論

炒制是食用馬鈴薯最主要的加工方式之一，馬鈴薯商業(yè)化加工過程中需要對炒制加工的品質性狀進行分析。本文通過對15種馬鈴薯炒制加工土豆絲前后的硬度、內聚性、膠黏性、感官彈性、色澤、水分等進行檢測，分析了不同品種馬鈴薯物理特性的差異以及炒制前后的變化。在炒制前后中，土豆絲a*值均下降，且大部分下降呈負數(shù)；絕大部分馬鈴薯的b*值均降低；內聚性較高的如‘荷蘭15號’炒后下降，本身內聚性較低的如‘青薯9號’反而增加；感官彈性普遍增加，‘斯凡特’的相對較低；除個別品種馬鈴薯外，大部分的膠黏性和硬度炒后都下降，其中‘V7’、‘合作88’和‘荷蘭14號’的硬度和膠黏性較高。

綜合以上研究，并根據(jù)主成分綜合評價、聚類分析和感官分析，表明‘V7’、‘荷蘭15號’、‘青薯9號’、‘荷蘭14號’和‘馬爾科’炒制后品質相似，色澤明亮，感官彈性、硬度和膠黏性較大，形態(tài)完整，口感爽脆，適合用于炒制加工。本研究從物理特性方面出發(fā)篩選了川西地區(qū)適宜炒制的馬鈴薯品種，為馬鈴薯合理化深加工提供參考。不足之處在于僅研究了馬鈴薯在炒制前后物理特性的變化以及炒后感官差異，缺乏對香氣物質的深入研究，因此本課題組接下來將通過氣質聯(lián)用技術對馬鈴薯炒制前后的揮發(fā)性香氣成分進行比較分析。