何偉忠木泰華于 明

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所1，北京 100193)

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所2，烏魯木齊 830091)

甘薯顆粒全粉評(píng)價(jià)指標(biāo)的初步研究

何偉忠1，2木泰華1于 明2

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所1，北京 100193)

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所2，烏魯木齊 830091)

為了篩選甘薯顆粒全粉的評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別測(cè)定了56種不同品種甘薯顆粒全粉的感官指標(biāo)(L*、a*、b*和中位徑D50)、理化指標(biāo)(游離淀粉、水分、得率、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、胡蘿卜素和灰份)和功能性指標(biāo)(持油能力、乳化性、乳化穩(wěn)定性、溶解度和吸水指數(shù)WAI)，并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)主成分分析篩選出甘薯顆粒全粉的評(píng)價(jià)指標(biāo)。結(jié)果表明:甘薯顆粒全粉的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為L(zhǎng)*和b*;理化評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為游離淀粉和得率;功能性評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為乳化性和乳化穩(wěn)定性。

甘薯顆粒全粉 感官指標(biāo) 理化指標(biāo) 功能性指標(biāo)

甘薯屬旋花科一年或多年生草本植物，其除了營(yíng)養(yǎng)豐富外，還具有很好的預(yù)防便秘、潤(rùn)滑關(guān)節(jié)腔、預(yù)防乳腺癌和結(jié)腸癌等保健功效，因而受到越來(lái)越多消費(fèi)者的喜愛(ài)。由于鮮甘薯難以長(zhǎng)期倉(cāng)儲(chǔ)，不能滿足人們常年食用甘薯的需求。為此，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上陸續(xù)出現(xiàn)了一些利于長(zhǎng)期倉(cāng)儲(chǔ)的甘薯制品，如薯?xiàng)l、薯脯、薯粉等。然而，由于加工工藝等問(wèn)題，這些制品較難保留住鮮甘薯中的營(yíng)養(yǎng)和保健成分。與上述產(chǎn)品相比，甘薯顆粒全粉具有完整的細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)，這不僅賦予了甘薯顆粒全粉較好的倉(cāng)儲(chǔ)特性，還使其能夠有效地保留住鮮薯中所有的營(yíng)養(yǎng)和保健成分，復(fù)水后仍能與鮮薯的營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味和口感相比擬，是一種加工利用途徑較廣的新型的脫水制品［1］。

目前有關(guān)甘薯顆粒全粉的研究報(bào)道不多，且大多集中于顆粒全粉加工工藝的研究上［2－7］，未見(jiàn)有甘薯顆粒全粉評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法的較為系統(tǒng)的研究報(bào)告。為此，本試驗(yàn)在研究確定了甘薯顆粒全粉加工工藝參數(shù)［6］，成功制備出高細(xì)胞完整度顆粒全粉的基礎(chǔ)上初步研究和探討了甘薯顆粒全粉的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以期為甘薯顆粒全粉標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建提供理論依據(jù)。本文分別選用56種不同品種的甘薯為原料，加工制備甘薯顆粒全粉，并分別對(duì)其感官品質(zhì)指標(biāo)(L*、a*、b*和D50)、理化品質(zhì)指標(biāo)(游離淀粉含量、水分、得率、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、胡蘿卜素和灰份)和功能性品質(zhì)指標(biāo)(持油能力、乳化性、乳化穩(wěn)定性、溶解度和吸水指數(shù)WAI)進(jìn)行了測(cè)定，進(jìn)而通過(guò)主成分分析的方法，篩選出甘薯顆粒全粉的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

收集國(guó)內(nèi)具有代表性的甘薯品種56種。其中15種于2005年11月購(gòu)自河北農(nóng)科院;30種于2006年9月購(gòu)自北京密云育種場(chǎng);其余11種于2006年10月購(gòu)自徐州甘薯研究所。參照文獻(xiàn)［6］的方法，將這56種鮮甘薯分別經(jīng)清洗、去皮、切片、護(hù)色、蒸煮、制泥、冷凍、凍干、破碎、過(guò)80目篩后制成56種不同的甘薯顆粒全粉，并以這56種不同的甘薯顆粒全粉為試驗(yàn)原料分別分析測(cè)試顆粒全粉的感官、理化及功能性指標(biāo)。

1.2 主要儀器與設(shè)備

CR－400色彩色差計(jì):日本柯尼卡美能達(dá)株式會(huì)社;BT9300H激光粒度分布儀:丹東市百特儀器有限公司;U－3010紫外可見(jiàn)分光光度計(jì):日本東京日立株式會(huì)社;Kieltec Analysister凱氏定氮儀、Fibertec 2010粗纖維測(cè)定儀、Soxtex Avanti 2050粗脂肪測(cè)定儀:瑞典Foss公司;FJ－200高速分散均質(zhì)機(jī):上海標(biāo)本模型廠;LXY－ⅡB型低速離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠;DHG－9146A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;BS400S－WEI電子天平:北京康多利斯儀器系統(tǒng)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 感官指標(biāo)的測(cè)定方法:

色彩色度差的測(cè)定:使用色彩色差計(jì)CR－400 (Minolta)測(cè)量。使用三色協(xié)調(diào)系統(tǒng)L*，a*，b*。L*表示心理明度，黑色為0，白色為100。坐標(biāo)原點(diǎn)的顏色為無(wú)色(a*=0，b*=0)。在水平軸，正a*表示顏色紅，負(fù)a*表示顏色綠。在縱軸，正b*表示顏色黃，負(fù)b*表示顏色藍(lán)。

粒度測(cè)定:使用BT9300H激光粒度分布儀測(cè)定。

1.3.2 理化指標(biāo)的測(cè)定方法:

游離淀粉含量的測(cè)定:參照呂耀昌［8］和Karkalas［9］的方法進(jìn)行測(cè)定;水分測(cè)定:采用AACC 44－15A的方法測(cè)定;胡蘿卜素含量測(cè)定:參照何照范等介紹的方法測(cè)定［10］;粗纖維測(cè)定:重量法;粗脂肪測(cè)定:索氏抽提法;粗蛋白測(cè)定:凱式定氮法;灰分測(cè)定:采用AACC 08－01的方法測(cè)定。

得率的計(jì)算:

得率=［甘薯顆粒全粉質(zhì)量×(1－甘薯顆粒全粉水分含量)］/［鮮薯質(zhì)量×(1－鮮薯的水分含量)］× 100%

1.3.3 功能性指標(biāo)的測(cè)定方法

溶解度測(cè)定:參照Chinyere I.Iwuoha等［11］介紹的方法;持油能力測(cè)定:采用AACC 56－20的方法測(cè)定;乳化和乳化穩(wěn)定性測(cè)定:參照Abd Elmoneim O等［12］介紹的方法測(cè)定;吸水指數(shù)(Water Absorb Index，WAI)測(cè)定:參照美國(guó)專利6461663中介紹的方法測(cè)定［13］。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

主成分分析方法是通過(guò)原始變量的線性組合，把多個(gè)原始指標(biāo)減少為有代表性的少數(shù)幾個(gè)指標(biāo)，以使篩選出的原始指標(biāo)能更集中和典型的表明研究對(duì)象的一種統(tǒng)計(jì)方法［14］?；谥鞒煞址治龇椒ǖ奶攸c(diǎn)，本文采用SAS6.12軟件系統(tǒng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，依次計(jì)算協(xié)方差矩陣，協(xié)方差矩陣的特征根、特征向量、負(fù)荷量和主成分得分，進(jìn)而篩選出感官、理化和功能性指標(biāo)中的代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)，最終科學(xué)、合理地提出甘薯顆粒全粉的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘薯顆粒全粉感官、理化及功能性指標(biāo)

56種不同品種甘薯顆粒全粉感官、理化及功能性指標(biāo)的平均值和變化范圍列于表1。由表1知，選用不同品種制備的甘薯顆粒全粉在感官、理化和功能性指標(biāo)間存在著顯著差異。如在本文涉及的各種甘薯顆粒全粉中，品質(zhì)佳的甘薯顆粒全粉L*值、游離淀粉含量和乳化性分別為 89.23、3.19%和64.07%;而品質(zhì)差的甘薯顆粒全粉L*值、游離淀粉含量和乳化性分別為34.79、29.6%和33.14%。

表1 甘薯顆粒全粉相關(guān)指標(biāo)平均值及范圍

此外，由表1還可以看出，不同甘薯顆粒全粉，L*、a*、b*、D50、游離淀粉、水分、得率、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、胡蘿卜素、灰分、持油能力、乳化性、乳化穩(wěn)定性、溶解度和WAI間也存在著差異。如感官指標(biāo)中，a*的變化范圍達(dá)－5.78～19.77;而b*和D50的變化范圍也很大，分別達(dá)－7.96～44.69和84.13～122.20 μm;理化指標(biāo)和功能性指標(biāo)也存著差異。因此為明確界定不同甘薯顆粒全粉間的品質(zhì)差異;同時(shí)縮小甘薯顆粒全粉品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的范圍，使其更具實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，采用主成分分析的方法，對(duì)甘薯顆粒全粉的感官、理化和功能性代表指標(biāo)進(jìn)行了篩選和分析。

2.2 甘薯顆粒全粉相關(guān)指標(biāo)主成分分析

2.2.1 甘薯顆粒全粉感官指標(biāo)的主成分分析

將56種甘薯顆粒全粉感官指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果錄入SAS統(tǒng)計(jì)軟件，進(jìn)行主成分分析，得出甘薯顆粒全粉感官指標(biāo)4個(gè)主分量的特征值及累計(jì)貢獻(xiàn)率，如表2所示。

表2 感官指標(biāo)的主分量特征值及累積貢獻(xiàn)率

由表2可知，第1主分量貢獻(xiàn)率為58.06%，說(shuō)明第1主分量能解釋甘薯顆粒全粉感官品質(zhì)變異的58.06%;第2主分量能解釋23.01%;第3主分量能解釋15.21%。此外，第1、第2和第3主成分量的累積貢獻(xiàn)率已達(dá)96.28%，超過(guò)了一般85%以上統(tǒng)計(jì)分析的要求，因此，前3個(gè)主分量就足以有效地解釋甘薯顆粒全粉感官品質(zhì)總變異。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)而得出以上3個(gè)主分量的負(fù)荷量見(jiàn)表3。

表3 感官指標(biāo)的負(fù)荷量

對(duì)第1主分量貢獻(xiàn)最大的是 b*，負(fù)荷量為0.751 8，其次是L*，負(fù)荷量為0.578 6其絕對(duì)值均大于0.500 0(表2)。因此可以認(rèn)為第1主分量中的代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)是b*和L*。對(duì)第2主分量貢獻(xiàn)較大的是L*和b*，負(fù)荷量分別為－0.697 3和0.587 0，即可以認(rèn)為L(zhǎng)*和b*是第2主分量中的代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)第3主分量貢獻(xiàn)最大的是D50負(fù)荷量為0.95，然而，由于與第1、第2主分量相比，第3主分量對(duì)甘薯顆粒全粉感官品質(zhì)變異的貢獻(xiàn)率較小，僅為15.21%，因此D50不被納入代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)。

此外，由表3還可以看出，對(duì)第1主分量貢獻(xiàn)最小的是a*和D50，負(fù)荷量分別為－0.110 0和－0.296 3。對(duì)第2主分量貢獻(xiàn)最小的也是a*和D50，負(fù)荷量分別為0.410 3和－0.024 6。說(shuō)明a*和D50不能很好的表示甘薯顆粒全粉感官品質(zhì)的變異，不適合作為甘薯顆粒全粉感官品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.2.2 甘薯顆粒全粉理化指標(biāo)的主成分分析

表4表示甘薯顆粒全粉理化指標(biāo)的主分量特征值及累積貢獻(xiàn)率的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。由表4可知，前兩個(gè)主分量就能夠解釋總變異的87.72%。這表明第1和第2主分量就可以解釋甘薯顆粒全粉理化品質(zhì)的變異。

表4 理化指標(biāo)的主分量特征值及累積百分比

表5表示第1和第2主分量的負(fù)荷量。其中對(duì)第1主分量貢獻(xiàn)最大的是游離淀粉，負(fù)荷量為0.971 4;其次是甘薯顆粒全粉中的蛋白含量和得率，負(fù)荷量分別為0.150 7和0.144 2。對(duì)第2主分量貢獻(xiàn)最大的是甘薯顆粒全粉的得率，負(fù)荷量為0.986 5，其次是甘薯顆粒全粉中的游離淀粉含量，負(fù)荷量為－0.148 5。因此，絕對(duì)值大于0.500 0的游離淀粉和得率適合作為甘薯顆粒全粉理化品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

表5 理化指標(biāo)的負(fù)荷量

2.2.3 甘薯顆粒全粉功能性指標(biāo)的主成分

表6表示甘薯顆粒全粉功能性指標(biāo)的主分量特征值及累積貢獻(xiàn)率的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。由于第1和第2主分量總變異達(dá)97.50%，大于85%的統(tǒng)計(jì)分析要求。因此，甘薯顆粒全粉功能性品質(zhì)變異可以由第1主分量、第2主分量來(lái)解釋。第1和第2主分量的負(fù)荷量見(jiàn)表7。

表6 功能性指標(biāo)的主分量特征值及累積貢獻(xiàn)率

由表7可知，對(duì)第1主分量貢獻(xiàn)最大的功能性指標(biāo)是乳化性，負(fù)荷量為0.983 7;其次是乳化穩(wěn)定性，負(fù)荷量為0.161 6。對(duì)第2主分量貢獻(xiàn)最大的是乳化穩(wěn)定性，負(fù)荷量為0.985 6;其次是乳化性，負(fù)荷量為－0.164 5。這說(shuō)明乳化性和乳化穩(wěn)定性能能很好的表達(dá)出甘薯顆粒全粉功能性品質(zhì)的變異，適合作為甘薯顆粒全粉功能性品質(zhì)評(píng)價(jià)的指標(biāo)。對(duì)第1主分量貢獻(xiàn)較小的是溶解度、持油能力和WAI，負(fù)荷量分別為－0.070 5、0.020 8和－0.029 0;對(duì)第2主分量貢獻(xiàn)較小的也是溶解度、持油能力和WAI，負(fù)荷量分別為－0.037 2、0.007 0和0.007 2。這說(shuō)明溶解度、持油能力和WAI不能很好的表達(dá)出甘薯顆粒全粉功能性品質(zhì)的變異。

表7 功能性指標(biāo)的負(fù)荷量

3 討論

由三色協(xié)調(diào)系統(tǒng)可知，L*表示心理明度，黑色為0，白色為100。在水平軸，正a*表示顏色紅，負(fù)a*表示顏色綠。在縱軸，正b*表示顏色黃，負(fù)b*表示顏色藍(lán)。食品加工過(guò)程中酶促褐變和非酶褐變均都會(huì)造成黑色、醬色、褐色色素的生成和沉積，而導(dǎo)致制品顏色的變化。醬色需要加熱到糖溶點(diǎn)以上的溫度才能產(chǎn)生［15－16］，而本研究所涉及的甘薯顆粒全粉加工過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)中，沒(méi)有足以將糖加熱到熔點(diǎn)以上的高溫過(guò)程。這就有可能導(dǎo)致反應(yīng)黑色和黃色的L*和b*被篩選出作為甘薯顆粒全粉的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

已有研究報(bào)告將理化指標(biāo)中游離淀粉作為甘薯顆粒全粉的評(píng)價(jià)指標(biāo)［6－7］。本研究中游離淀粉含量也被作為甘薯顆粒全粉的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一篩選出來(lái)，這主要由于在完整的甘薯細(xì)胞中，淀粉顆粒被完全包裹在細(xì)胞壁內(nèi)部，只有當(dāng)細(xì)胞壁破碎時(shí)，細(xì)胞內(nèi)部的淀粉才會(huì)游離出來(lái)。換言之，細(xì)胞破碎的越多，細(xì)胞內(nèi)部淀粉游離出來(lái)的也越多。

此外，理化指標(biāo)中作為甘薯顆粒全粉評(píng)價(jià)指標(biāo)的得率也被篩選出來(lái)，其原因在于甘薯顆粒全粉包含了鮮薯中除水分之外所有的干物質(zhì)，當(dāng)采用不同水分含量的鮮薯加工顆粒全粉時(shí)，其對(duì)應(yīng)的制品得率也不盡相同。

樣品的中的蛋白含量是影響樣品乳化性和乳化穩(wěn)定性的重要因素。由不同品種甘薯制備的不同甘薯顆粒全粉中蛋白含量差異較大，變幅大約在3%～9%之間，這就有可能造成不同顆粒全粉的乳化性和乳化穩(wěn)定性存在明顯的差異。因此，乳化性和乳化穩(wěn)定性可作為甘薯顆粒全粉的功能性評(píng)價(jià)指標(biāo)。

4 結(jié)論

在分析測(cè)試56種不同甘薯顆粒全粉17種感官、理化以及功能性指標(biāo)的基礎(chǔ)上，通過(guò)主成分分析得出甘薯顆粒全粉感官評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為L(zhǎng)*和b*;理化評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為游離淀粉和得率;功能性評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為乳化性和乳化穩(wěn)定性。

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Preliminary Study on Evaluation Indices of Sweet Potato Granules

He Weizhong1，2Mu Taihua1Yu Ming2
(Institute of Agro－Food Science and Technology，Chinese Academy of Agricultural Sciences1，Beijing 100193)

(Institude of Food Crop Research，Xijiang Academy of Agricultural Sciences2，Urumqi830091)

In order to set evaluation indices of sweet potato granules，the sensory indices，i.e.L*，a*，b*and D50，the physicochemical indices，i.e.free starch，moisture，yield rate，protein，fat，fiber，carotene and ash，and the functional indices，i.e.oil－binding capacity，emulsifying，emulsifying stability，solubility and WAI，of sweet potato granules made from 56 cultivars were determined respectively.Based on the obtained data，the evaluation indices of sweet potato granules were established by principal component analysis.Results:The sensory evaluation indices of sweet potato granules are L*and b*，the physicochemical evaluation indices are free starch and yield rate，and the functional evaluation indices are emulsifying property and emulsifying stability.

sweet potato granules，sensory indices，physicochemical indices，functional indices

TS215 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003－0174(2010)11－0043－05

現(xiàn)代甘薯農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)(nycytx－16－B－16)，河北省雜糧加工增值、綜合利用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)課題(08230907Z－2－2)

2009－10－08

何偉忠，男，1981年出生，助理研究員，農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)與加工

木泰華，男，1964年出生，研究員，博士生導(dǎo)師，食品化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)