辽宁省主栽品种马铃薯块茎和马铃薯全粉的品质分析

赵 月，吕 美，杨 华

（沈阳市现代农业研发服务中心（沈阳市农业科学院），辽宁 沈阳 110026）

马铃薯（SolanumtuberosumL.）是世界上仅次于水稻、小麦和玉米的第四大粮食作物，在我国已有 400多年的栽培历史[1]。据联合国粮食及农业组织（FAO）统计，2017年度世界马铃薯总产量3.88亿t，我国马铃薯总产量0.99亿t，居世界第一[2]。不同的马铃薯品种在相同工艺条件下，由于马铃薯品种的差异也将对马铃薯全粉特性产生差异[3-4]。寻找适合主食加工的马铃薯原料，成为解决马铃薯资源过剩、仓储困难、资源浪费等问题和实现其粮食作物价值的关键点[5]。马铃薯全粉由于水分含量低，保持了新鲜马铃薯的营养和风味，是一种优质食品原料，在马铃薯泥、复合马铃薯片、膨化食品、焙烤食品、沙拉食品、婴儿食品等领域中得到了大量应用，不同马铃薯全粉的功能特性不同，其应用的范围也不同，因而对马铃薯全粉的功能特性研究是十分必要的[6-7]。

目前，对于辽宁省主栽马铃薯品质和马铃薯全粉特性及适用性仍未有系统的研究，一定程度上限制了马铃薯全粉在食品工业中的应用。研究分析辽宁省11个主栽品种马铃薯块茎的品质（总淀粉、蛋白质、还原糖、脂肪、粗纤维和氨基酸）和颗粒全粉的功能性指标（碘蓝值、透光率、冻融稳定性、持水和持油性），以期为辽宁省马铃薯主粮化产业的发展提供科学依据，为应用于食品工业提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

马铃薯块茎：早大白、919、BQ25、大西洋、夏波蒂、尤金、富金、中5、中10、克23、33购自本溪市马铃薯研究所。

硫酸铜、硫酸钾、硫酸、硼酸、甲基红指示剂、亚甲基蓝指示剂、氢氧化钠、乙醇、石油醚、酒石酸钾钠、乙酸锌、冰乙酸、亚铁氰化钾、碘、碘化钾、淀粉酶、甲苯、三氯甲烷、葡萄糖、盐酸、氢氧化钾、苯酚、柠檬酸钠试剂：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

SC-364低速离心机：安徽中科中佳科学仪器有限公司；HeraeusMultifuge X3R离心机：美国Thermo Fisher公司；HH-8数显恒温水浴锅：江苏荣华仪器制造有限公司；YP1002N电子天平：上海精密科学仪器有限公司；721N可见分光光度计：上海仪电分析仪器有限公司；FW177粉碎机：天津泰斯持仪器有限公司；101FA-0恒温干燥箱：上海树立仪器仪表有限公司；KDN-520全自动凯氏定氮仪：广州航信科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 马铃薯块茎干燥工艺

新鲜马铃薯块茎→洗净→切片→干燥（80 ℃，至恒重）→粉碎→过筛（100目筛）→自封备用。

1.3.2 马铃薯颗粒全粉制作工艺

新鲜马铃薯块茎→洗净→汽蒸（105 ℃，30 min至蒸熟）→剥皮→碾碎→烘干（65 ℃，至恒重）→粉碎→过筛（100目）→自封备用。

1.3.3 马铃薯块茎品质指标测定

总淀粉的含量：参照GB 5009.9—2016食品中淀粉的测定酶水解法；蛋白质的含量：参照GB 5009.7—2016食品中蛋白质的测定凯氏定氮法；还原糖的含量：参照GB 5009.7—2016食品中还原糖的测定直接滴定法；脂肪的含量：参照GB 5009.6—2016食品中脂肪的测定索氏抽提法；粗纤维的含量：参照GB 5009.10—2003植物类食品中粗纤维的测定；氨基酸的含量：参照 GB 5009.124—2016食品中氨基酸的测定。

1.3.4 马铃薯颗粒全粉功能性指标测定

1.3.4.1 游离淀粉率的测定 采用碘蓝值法，参照吴卫国等[8]方法测定并稍作修改。取两个50 mL容量瓶做平行实验，加蒸馏水至近刻度，65.5 ℃预热并至刻度定容。准确称取马铃薯颗粒全粉样品0.25 g于50 mL烧杯中，倒入预热并定容的50 mL蒸馏水中，保持于65.5 ℃搅拌5 min，静置1 min后过滤。滤液保持于65.5 ℃，趁热吸取5 mL于50 mL显色管中，加1 mL 0.02 mol/L碘标准溶液定容至刻度，同时取1 mL 0.02 mol/L碘标准溶液定容至50 mL，以试剂空白调零点，在波长650 nm下测定样品吸光值，碘蓝值按式（1）计算。

式中：E为吸光值。

1.3.4.2 透光率的测定 参照段欣等的方法测定[9-10]。取1 g待测样品置于25 mL具塞试管中，加入20 mL 0.05 mol/L盐酸溶液，稍加震荡，待24 h沉淀完全后，吸取相同高度的上层清液，以0.05 mol/L的盐酸做参比，用1 cm比色皿装试样，在670 nm波长处测吸光值。

1.3.4.3 冻融稳定性的测定 参照 Yadav等的方法[11]。配置质量分数10%（g/mL）的全粉糊于离心管中，在95 ℃糊化30 min，在冷却至室温，将其放到4 ℃冷藏16 h，在-16 ℃冷冻24 h，取出凝胶在室温下解冻12 h，在放入-16 ℃冷冻24 h，如此反复3次，3 500 r/min离心15 min，称取样品糊的质量m1及去掉上清液后沉淀物的质量m2，析水率按式（2）计算。

1.3.4.4 持水和持油性测定 按照 Benecini[12]的方法。1 g样品放入10 mL水或花生油中搅拌，8 000 r/min离心30 min，测量上清液的体积。

1.3.5 数据处理方法

每个处理重复 3次，结果取平均值。采用Origin Lab Origin Pro v7.5软件进行数据制图和统计分析。采用SPSS17.0软件对数据进行方差和相关性分析，方差分析选取Duncan检验，在P＜0.05检验水平上对数据进行统计学分析。

2 结果与分析

2.1 马铃薯块茎的品质指标

由表1可知，11种马铃薯块茎的淀粉含量范围为 67.9%～73.4%，其中大西洋淀粉含量最高，适合于淀粉制备；蛋白质含量范围为 4.37%～12.2%，含量变化差异较大，其中富金蛋白质含量最高，中5蛋白质含量最低；还原糖含量范围为0.4%～2.6%，含量差异也较大，BQ25和大西洋含量较低，克23还原糖含量较高，生产过程容易产生褐变；脂肪含量差异不大，有研究表明[13]，脂肪和淀粉含量与样品能量有关，相对于小麦粉（总淀粉为71.9%±3.19%，脂肪含量为0.58%±0.09%），大部分马铃薯块茎总淀粉和脂肪含量较低，相对于小麦粉制作的主食产品，马铃薯主食的能量较低，对减少脂肪、降血脂等有一定作用；粗纤维含量范围为 1.4%～2.6%，其中大西洋粗纤维含量较低，克23粗纤维含量较高。

表1 马铃薯块茎的基本化学成分 %

表2显示的是马铃薯块茎中必需氨基酸含量与WHO“必需氨基酸模式标准”的比较。由表可知，有些氨基酸或氨基酸对含量稍高于 WHO的标准，如异亮氨基酸，苯丙氨基酸+酪氨酸含量，11个品种均高于 WHO“必需氨基酸模式标准”（WHO，1985）[14]。但是，有些氨基酸含量稍低于WHO的推荐值，如亮氨酸，除了大西洋和中5外，其余均低于推荐值，综合看中 5的必须氨基酸含量最高，均高于 WHO推荐值，而大西洋除了赖氨酸稍低外，其余氨基酸也均高于推荐值，33除了亮氨酸稍低外，其余氨基酸均高于推荐值。

表2 马铃薯的必须氨基酸与WHO“必需氨基酸模式标准”的比较 g/100 g蛋白

2.2 马铃薯全粉的功能指标分析

2.2.1 马铃薯全粉游离淀粉率

碘蓝值是衡量马铃薯全粉中游离淀粉含量的指标，也反映了马铃薯细胞的破损程度[15]。碘蓝值高表明大量马铃薯细胞被破坏，从而释放出大量游离淀粉；碘蓝值低则表明马铃薯细胞破碎程度低，细胞较为完好，在较大程度上保留了马铃薯具有的营养与风味。11种马铃薯全粉的碘蓝值结果见图1所示。

由图1可知，不同品种马铃薯经过相同加工处理后的细胞破损程度不同，但各个品种间的总体差异不大。中 5和 919的碘蓝值最大，均为10.42%，这可能暗示着这两个品种的马铃薯细胞在加工的过程中极易破裂，从而释放较多的游离淀粉。尤金的碘蓝值最小，为5.54%。

2.2.2 11种马铃薯全粉的透光率

图1 11种马铃薯全粉的碘蓝值

透光率主要是影响食品的外观和可接受性。11种马铃薯全粉的透光率结果见图2所示。由图2可知，11种马铃薯全粉的透光率差异很大，919的透光率最大，BQ25和大西洋的透光率较小。透光率大小主要影响因素是全粉的来源和种类，其次是全粉中淀粉在糊化后分子重新排列互相缔合的程度，高直链淀粉的分子流动力学半径较大，容易形成分子内氢键呈卷曲状态，全粉糊透明度较低。由此可知，BQ25和大西洋全粉直链淀粉含量高，克23、33、夏波蒂和早大白的直链淀粉较低，919直链淀粉含量最低。马铃薯全粉透光率低的原因也可能是因为马铃著全粉中除了含有淀粉，还含有蛋白质、脂肪等大分子物质以及不溶于水的粗纤维，这无形中增加了光的反射和折射，导致透光率降低[16]。

图2 11种马铃薯全粉的透光率

2.2.3 马铃薯全粉冻融稳定性

冻融稳定性是指样品经过低温冷冻再解冻后保持原有组织结构的程度。解冻后样品析水率反映了样品耐受冷冻、融解等剧烈物理变化的能力[17]。析水率低，说明冷冻、解冻过程对其结构破坏小，抗冻融效果好；析水率高，则说明其在低温条件下的耐受能力较差，老化速率快。

由图3可知，富金、克23和33的析水率较高，说明其在低温条件下耐受能力较差，老化速度快，BQ25和大西洋相较于其他品种的马铃曹全粉而言，其抗冻融效果更好，更适合做速冻食品的原料。

图3 11种马铃薯全粉的冻融稳定性

2.2.4 马铃薯全粉的持水性和持油性

持水力的差异与淀粉内部束水的位置不同有关，主要是由淀粉分子内部羟基与分子链或水形成氢键和共价结合所致。羟基与淀粉分子结合的作用大于与水分子的结合，显示低的持水力，反之则显示高的持水力[9]。11种马铃薯全粉的持水性和持油性结果如下表3所示。

表3 11种马铃薯全粉的持水性和持油性测定结果 g/mL

实验测得 11种马铃薯全粉的持水能力范围为7.3～8.1 g/mL，持油能力范围为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。马铃薯颗粒全粉的吸水和吸油能力较弱可能是因为含有的游离淀粉率低导致的。研究发现吸水性与直链淀粉含量成反比[5,9]，由此可见，克23和33直链淀粉含量较低，BQ25和中10直链淀粉含量较高。

3 结论

11种马铃薯块茎的淀粉含量范围为 67.9%～73.4%，其中大西洋、919淀粉含量高，适合于淀粉制备，早大白和克23淀粉含量低；蛋白质含量差异较大，其中富金、尤金蛋白质含量高，中 5蛋白质含量最低；还原糖含量差异也较大，BQ25和大西洋含量较低，克 23还原糖含量较高，生产过程容易产生褐变；脂肪含量差异不大；大西洋粗纤维含量较低，克 23粗纤维含量较高。异亮氨基酸，苯丙氨基酸+酪氨酸含量11个品种均高于WHO“必需氨基酸模式标准”，相对其他氨基酸，33、大西洋、夏波蒂和中5的氨基酸含量较高。

11种马铃薯全粉的游离淀粉率差异不大。但透光率差异很大，919的透光率最大，可能是由于其含有的直链淀粉含量低所致，BQ25和大西洋的透光率较小，可能是直链淀粉含量高引起的。富金、克23和33的析水率较高，说明其在低温条件下耐受能力较差，老化速度快，BQ25和大西洋相较于其他品种的马铃曹全粉而言，其抗冻融效果更好，更适合做速冻食品的原料。11种马铃薯全粉的持水能力范围为 7.3～8.1 g/mL，持油能力范围为 7.6～8.6 g/mL，马铃薯颗粒全粉的吸水和吸油能力较弱可能是因为含有的游离淀粉率低导致的。