影響甘薯食用品質(zhì)因素分析

洪蘊(yùn)恒，宋聚紅，梁麗鵬，付雅麗，王海山*

（1.石河子大學(xué)，新疆 石河子 832003；2.石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究所，河北 石家莊 050041）

甘薯（Ipomoea batatas L. Lam.）又名紅薯、地瓜等，莖葉嫩尖部分和塊根均可食用，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，除含有大量的淀粉、可溶性糖、多種維生素外，還含有多種氨基酸、多類(lèi)蛋白質(zhì)、膳食纖維、多種礦物質(zhì)、花青素、脫氫表雄酮等多種對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)成分，具有抗腫瘤、增強(qiáng)記憶力、預(yù)防高血壓、清除自由基、減輕肝機(jī)能障礙、增強(qiáng)免疫力等功能，是著名的健康食品、長(zhǎng)壽食品和保健食品。

河北省作為我國(guó)的甘薯主產(chǎn)省份之一，有著悠久的甘薯種植歷史，同時(shí)具有獨(dú)特的地理優(yōu)勢(shì)及巨大的生產(chǎn)潛力。近些年，隨著甘薯新品種的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯與栽培技術(shù)不斷提高，產(chǎn)量和品質(zhì)均有所提升，據(jù)王亞楠等[1]表示，2017年河北省共種植甘薯9.66萬(wàn)hm2，單產(chǎn)1 698 kg/hm2，且近年來(lái)種植面積整體穩(wěn)步增長(zhǎng)。

隨著人們生活水平的提高，甘薯育種的重心發(fā)生了一定程度的轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)保健功能和改良食用口感逐漸成為甘薯研究的新方向；因此，相繼開(kāi)展了大量的相關(guān)研究，并且獲得了一定的研究成果。本文將主要對(duì)甘薯營(yíng)養(yǎng)成分及含量、貯藏環(huán)境、生物酶、栽培技術(shù)等因素與其口感、香味、品質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行綜述和分析，以期為新品種的培育方向提供參考。

1 影響甘薯口感的因素

1.1 淀粉對(duì)口感的影響

甘薯薯塊中含有大量的淀粉，其約占鮮薯質(zhì)量的15%～26%[2]。甘薯淀粉主要由直鏈淀粉和支鏈淀粉構(gòu)成，唐忠厚等[3]研究表明，直鏈淀粉約占淀粉總含量的15.3%～28.8%，而這2種淀粉的占比由基因型決定。直鏈淀粉是由D-葡萄糖基以α-（1，4）糖苷鍵連接的多糖鏈，分子中有200個(gè)左右葡萄糖基，整個(gè)空間構(gòu)象卷曲成螺旋形，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，不易回生，溶于熱水而不成糊狀；支鏈淀粉中的葡萄糖分子之間除以α-（1，4）糖苷鍵相連外，還有以α-（1，4）糖苷鍵相連的，內(nèi)側(cè)支鏈難以被淀粉酶水解，糊化溫度低，容易受熱膨脹成糊狀。陸國(guó)權(quán)等[4]通過(guò)對(duì)浙江省種植的3個(gè)甘薯品種塊根淀粉糊化特性研究發(fā)現(xiàn)，甘薯淀粉含量越高，其口感越干面，淀粉含量越低，其口感偏稀軟；直鏈淀粉含量高時(shí)，薯塊煮后硬而不黏；支鏈淀粉含量高時(shí)，薯塊煮后糯而黏軟。但需要注意的是：支鏈淀粉在溫度下降后回生，導(dǎo)致食物質(zhì)感變硬。

甘薯淀粉顆粒的形狀也對(duì)口感有一定的影響，其顆粒多呈多邊形或圓形，部分呈橢圓狀和鈴鐺狀。粒徑分布范圍在3.4～27.5 μm，平均粒徑在8.4～15.6 μm，其顆粒大小與土壤肥沃程度、甘薯種植和收獲日期無(wú)顯著相關(guān)性[2]。王慶南等[5]通過(guò)對(duì)5種優(yōu)質(zhì)食用甘薯進(jìn)行淀粉糊化特性測(cè)定、淀粉粒顯微觀察及相關(guān)食用口感品質(zhì)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，其淀粉顆粒大小均勻的品種，其薯肉質(zhì)地同樣均勻；淀粉小顆粒分布較多的品種，其薯肉口感較細(xì)膩。

淀粉含量在蒸煮過(guò)程中會(huì)發(fā)生變化，其變化程度與口感同樣有明顯的相關(guān)性，劉文靜等[6]通過(guò)檢測(cè)不同甘薯蒸煮前后營(yíng)養(yǎng)成分含量變化得出：蒸煮前淀粉含量、蒸煮過(guò)程中淀粉的減少量、直鏈淀粉含量、直鏈淀粉率均與4項(xiàng)口感指標(biāo)呈正相關(guān)，蒸煮過(guò)程中淀粉的減少量與甜味和肉質(zhì)細(xì)膩度呈顯著正相關(guān)；直鏈淀粉含量與綜合口感、粉香味呈顯著正相關(guān)；直鏈淀粉率與綜合口感、香味和甜味的相關(guān)系數(shù)分別為0.65、0.50、0.63，可見(jiàn)淀粉在甘薯食味品質(zhì)中起重要作用。

1.2 可溶性糖對(duì)口感的影響

可溶性糖含量是甘薯品種品質(zhì)檢測(cè)重要的一項(xiàng)，蔗糖、果糖和葡萄糖是可溶性糖的重要組分[7]。可溶性糖含量高的品種大多干率低，水分大，生食味甜，煮后軟爛，風(fēng)味差。相反，可溶性糖低的品種往往干率高，生食味淡，但煮后面干，味甜，風(fēng)味佳。

日常生活中，鮮薯較甜的品種，在蒸煮后有時(shí)不會(huì)很甜，一些鮮薯不太甜的品種，蒸煮后反而會(huì)變得非常甜。吳列洪等[8]對(duì)357種甘薯蒸煮前后的還原糖、可溶性糖及甜度進(jìn)行了測(cè)定，研究表明：甜度與熟薯的可溶性糖、還原糖及生薯的可溶性糖呈極顯著相關(guān)，與生薯的還原糖無(wú)顯著相關(guān)性；而在蒸煮過(guò)程中，薯塊中的淀粉含量下降，還原糖含量增加，且在此過(guò)程中非還原糖含量變化不大，而還原糖和可溶性糖相比蒸煮前分別增加了146.59%和172.77%?？梢?jiàn)生甘薯的總糖含量并不能決定甘薯烹飪后的甜味，而是由烹飪過(guò)程中淀粉的糖化程度決定[6]。

1.3 膳食纖維對(duì)口感的影響

甘薯中含有大量的膳食纖維，而膳食纖維具有多種保健功能，這些生理特性與其物化以及功能特性有著密切關(guān)系。而甘薯膳食纖維主要構(gòu)成成分為：果膠、纖維素、半纖維素。目前暫無(wú)文獻(xiàn)指出膳食纖維與口感之間的明確關(guān)系。

2 對(duì)香味有影響的因素

甘薯的香味也是食用品質(zhì)品鑒中重要的一環(huán)，甘薯的香味主要由芳香族類(lèi)、醛類(lèi)、烯類(lèi)、萜烯類(lèi)、醇類(lèi)、烷烴類(lèi)、酮類(lèi)、呋喃、吡喃及肼類(lèi)等香味物質(zhì)混合而成，其中苯甲醛、苯乙醛、壬醛、橙花醇、大馬士酮、芳樟醇、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、α-萜品烯等物質(zhì)為品種間共有香氣組分；芳樟醇、癸醛、2-莰烯、壬酸、糠醛5種香氣成分為甘薯重要香氣成分[9]，不同香氣成分含量的甘薯產(chǎn)生不同類(lèi)型的香型。

香味物質(zhì)的產(chǎn)生與烹飪手段有關(guān)，其中溫度對(duì)香味物質(zhì)影響最大。李臣等[10]對(duì)12種不同加工類(lèi)型甘薯進(jìn)行組分差異性分析得出，淀粉變化量、氨基酸變化量及脂肪變化量對(duì)甘薯香味組分變化貢獻(xiàn)最大。淀粉、氨基酸及脂肪分別是美拉德反應(yīng)與脂肪熱降解的底物，進(jìn)一步證明了甘薯香味形成的重要途徑是脂肪熱降解和美拉德反應(yīng)，而這2類(lèi)反應(yīng)都需要合適的溫度。美拉德反應(yīng)在140～160 ℃下反應(yīng)迅速，脂肪熱降解反應(yīng)在超過(guò)200 ℃下才能順利反應(yīng)。

3 其他間接影響因素

上文介紹了對(duì)甘薯口感有影響的幾大主要因素，如對(duì)甘薯理化性質(zhì)影響較大的淀粉、對(duì)甘薯感官甜度有影響的可溶性糖類(lèi)、各種揮發(fā)性香氣成分等，而這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)除了受到甘薯品種制約以外，還受到其他外界因素的影響，如種植時(shí)的溫度、光照、水分、土壤等環(huán)境因素。下面介紹一部分對(duì)淀粉與可溶性糖有影響的間接因素。

3.1 淀粉酶的作用

淀粉含量是衡量甘薯品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，而淀粉酶會(huì)對(duì)甘薯內(nèi)的淀粉進(jìn)行分解，生成還原糖。甘薯薯塊中的淀粉酶主要是α-淀粉酶與β-淀粉酶，其中α-淀粉酶將淀粉分子中的α-淀粉酶糖苷鍵任意切斷成長(zhǎng)短不一的短鏈糊精及少量的麥芽糖和葡萄糖，β-淀粉酶可以從淀粉的非還原性末端降解α-淀粉酶1，4糖苷鍵，生成麥芽糖，二者對(duì)可溶性糖含量的影響在不同環(huán)境下也不相同。

在甘薯生長(zhǎng)期，淀粉酶的活性對(duì)淀粉含量與可溶性糖含量影響巨大，淀粉酶活性較低，則淀粉容易儲(chǔ)存，反之則淀粉含量低，被淀粉酶分解產(chǎn)生的可溶性糖較多。史春余等[11]對(duì)食用型甘薯塊根碳水化合物代謝特性及與品質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行的研究中證明，不同品種的甘薯在塊根膨大過(guò)程中的α-淀粉酶活性變化趨勢(shì)相同，即栽秧后40～80 d，酶活性提高，栽秧后80 d出現(xiàn)高峰，之后下降，100 d以后又提高。然而，不同品種之間的酶活性的差別十分明顯，食用型品種顯著低于淀粉型品種。β-淀粉酶活性在品種之間也存在著明顯的差異，且各品種塊根中β-淀粉酶活性都遠(yuǎn)高于α-淀粉酶活性。

淀粉酶受溫度影響比較明顯，當(dāng)溫度高于60 ℃時(shí)，β-淀粉酶活性隨著溫度的升高呈下降趨勢(shì)。當(dāng)溫度高于60 ℃且保溫時(shí)間在20 min以?xún)?nèi)時(shí)，糖化速度隨保溫時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，β-淀粉酶活性趨于平穩(wěn)[12]。

3.2 貯藏環(huán)境

不同貯藏環(huán)境下，甘薯營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與水分會(huì)發(fā)生不同程度的變化，在較短的貯藏時(shí)間內(nèi)，低溫有利于甘薯水分的保持，姚黎霞[13]的低溫貯藏試驗(yàn)證明，4～8 ℃條件下甘薯中可溶性糖會(huì)迅速提升，而淀粉含量下降；結(jié)合食用品質(zhì)和外觀品質(zhì)評(píng)定發(fā)現(xiàn)，8 ℃的貯藏條件能在不降低食用品質(zhì)的前提下，短時(shí)間內(nèi)促進(jìn)甘薯糖化[14]。薛冠煒[15]研究表明，甘薯最適貯藏溫度為12～14 ℃，相對(duì)濕度為85%～90%，溫度高于15 ℃時(shí)，甘薯失水加速，營(yíng)養(yǎng)消耗大，易發(fā)生黑斑病和軟腐病，溫度低于9 ℃時(shí)發(fā)生冷害，相對(duì)濕度過(guò)低會(huì)失水皺縮，過(guò)高易受病菌侵染。甘薯適當(dāng)?shù)奶腔瘯?huì)引起可溶性糖含量變化，其影響會(huì)進(jìn)一步反映到口感上；相反儲(chǔ)存不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致最終的食用品質(zhì)變差。

3.3 種植管理

在甘薯種植管理上，淀粉含量受肥料影響較大，后猛等[16]研究發(fā)現(xiàn)，低鉀處理有利于淀粉及糖類(lèi)物質(zhì)的積累，而高鉀處理有利于蛋白質(zhì)的積累；在甘薯生長(zhǎng)早期追施鉀肥，有利于淀粉、麥芽糖和蔗糖的積累。在有機(jī)肥方面，柳洪娟[17]研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸能降低淀粉的直鏈淀粉與支鏈淀粉含量的比值，也可促進(jìn)淀粉向可溶性糖轉(zhuǎn)化。

4 結(jié)語(yǔ)

影響甘薯食用品質(zhì)的因素有很多，本文僅總結(jié)了一些主要影響因素，而了解這些因素與品種的關(guān)系，可為育種工作提供方向、節(jié)約育種時(shí)間，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，采取更科學(xué)的栽培技術(shù)，培育食用品質(zhì)更優(yōu)良的甘薯品種。