趙 月，呂 美，楊 華

（沈陽(yáng)市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)服務(wù)中心（沈陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院），遼寧 沈陽(yáng) 110026）

馬鈴薯（SolanumtuberosumL.）是世界上僅次于水稻、小麥和玉米的第四大糧食作物，在我國(guó)已有 400多年的栽培歷史[1]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，2017年度世界馬鈴薯總產(chǎn)量3.88億t，我國(guó)馬鈴薯總產(chǎn)量0.99億t，居世界第一[2]。不同的馬鈴薯品種在相同工藝條件下，由于馬鈴薯品種的差異也將對(duì)馬鈴薯全粉特性產(chǎn)生差異[3-4]。尋找適合主食加工的馬鈴薯原料，成為解決馬鈴薯資源過(guò)剩、倉(cāng)儲(chǔ)困難、資源浪費(fèi)等問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)其糧食作物價(jià)值的關(guān)鍵點(diǎn)[5]。馬鈴薯全粉由于水分含量低，保持了新鮮馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味，是一種優(yōu)質(zhì)食品原料，在馬鈴薯泥、復(fù)合馬鈴薯片、膨化食品、焙烤食品、沙拉食品、嬰兒食品等領(lǐng)域中得到了大量應(yīng)用，不同馬鈴薯全粉的功能特性不同，其應(yīng)用的范圍也不同，因而對(duì)馬鈴薯全粉的功能特性研究是十分必要的[6-7]。

目前，對(duì)于遼寧省主栽馬鈴薯品質(zhì)和馬鈴薯全粉特性及適用性仍未有系統(tǒng)的研究，一定程度上限制了馬鈴薯全粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用。研究分析遼寧省11個(gè)主栽品種馬鈴薯塊莖的品質(zhì)（總淀粉、蛋白質(zhì)、還原糖、脂肪、粗纖維和氨基酸）和顆粒全粉的功能性指標(biāo)（碘藍(lán)值、透光率、凍融穩(wěn)定性、持水和持油性），以期為遼寧省馬鈴薯主糧化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，為應(yīng)用于食品工業(yè)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬鈴薯塊莖：早大白、919、BQ25、大西洋、夏波蒂、尤金、富金、中5、中10、克23、33購(gòu)自本溪市馬鈴薯研究所。

硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、甲基紅指示劑、亞甲基藍(lán)指示劑、氫氧化鈉、乙醇、石油醚、酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀、碘、碘化鉀、淀粉酶、甲苯、三氯甲烷、葡萄糖、鹽酸、氫氧化鉀、苯酚、檸檬酸鈉試劑：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SC-364低速離心機(jī)：安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；HeraeusMultifuge X3R離心機(jī)：美國(guó)Thermo Fisher公司；HH-8數(shù)顯恒溫水浴鍋：江蘇榮華儀器制造有限公司；YP1002N電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；721N可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海儀電分析儀器有限公司；FW177粉碎機(jī)：天津泰斯持儀器有限公司；101FA-0恒溫干燥箱：上海樹(shù)立儀器儀表有限公司；KDN-520全自動(dòng)凱氏定氮儀：廣州航信科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 馬鈴薯塊莖干燥工藝

新鮮馬鈴薯塊莖→洗凈→切片→干燥（80 ℃，至恒重）→粉碎→過(guò)篩（100目篩）→自封備用。

1.3.2 馬鈴薯顆粒全粉制作工藝

新鮮馬鈴薯塊莖→洗凈→汽蒸（105 ℃，30 min至蒸熟）→剝皮→碾碎→烘干（65 ℃，至恒重）→粉碎→過(guò)篩（100目）→自封備用。

1.3.3 馬鈴薯塊莖品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

總淀粉的含量：參照GB 5009.9—2016食品中淀粉的測(cè)定酶水解法；蛋白質(zhì)的含量：參照GB 5009.7—2016食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定凱氏定氮法；還原糖的含量：參照GB 5009.7—2016食品中還原糖的測(cè)定直接滴定法；脂肪的含量：參照GB 5009.6—2016食品中脂肪的測(cè)定索氏抽提法；粗纖維的含量：參照GB 5009.10—2003植物類食品中粗纖維的測(cè)定；氨基酸的含量：參照 GB 5009.124—2016食品中氨基酸的測(cè)定。

1.3.4 馬鈴薯顆粒全粉功能性指標(biāo)測(cè)定

1.3.4.1 游離淀粉率的測(cè)定 采用碘藍(lán)值法，參照吳衛(wèi)國(guó)等[8]方法測(cè)定并稍作修改。取兩個(gè)50 mL容量瓶做平行實(shí)驗(yàn)，加蒸餾水至近刻度，65.5 ℃預(yù)熱并至刻度定容。準(zhǔn)確稱取馬鈴薯顆粒全粉樣品0.25 g于50 mL燒杯中，倒入預(yù)熱并定容的50 mL蒸餾水中，保持于65.5 ℃攪拌5 min，靜置1 min后過(guò)濾。濾液保持于65.5 ℃，趁熱吸取5 mL于50 mL顯色管中，加1 mL 0.02 mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液定容至刻度，同時(shí)取1 mL 0.02 mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液定容至50 mL，以試劑空白調(diào)零點(diǎn)，在波長(zhǎng)650 nm下測(cè)定樣品吸光值，碘藍(lán)值按式（1）計(jì)算。

式中：E為吸光值。

1.3.4.2 透光率的測(cè)定 參照段欣等的方法測(cè)定[9-10]。取1 g待測(cè)樣品置于25 mL具塞試管中，加入20 mL 0.05 mol/L鹽酸溶液，稍加震蕩，待24 h沉淀完全后，吸取相同高度的上層清液，以0.05 mol/L的鹽酸做參比，用1 cm比色皿裝試樣，在670 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光值。

1.3.4.3 凍融穩(wěn)定性的測(cè)定 參照 Yadav等的方法[11]。配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%（g/mL）的全粉糊于離心管中，在95 ℃糊化30 min，在冷卻至室溫，將其放到4 ℃冷藏16 h，在-16 ℃冷凍24 h，取出凝膠在室溫下解凍12 h，在放入-16 ℃冷凍24 h，如此反復(fù)3次，3 500 r/min離心15 min，稱取樣品糊的質(zhì)量m1及去掉上清液后沉淀物的質(zhì)量m2，析水率按式（2）計(jì)算。

1.3.4.4 持水和持油性測(cè)定 按照 Benecini[12]的方法。1 g樣品放入10 mL水或花生油中攪拌，8 000 r/min離心30 min，測(cè)量上清液的體積。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理方法

每個(gè)處理重復(fù) 3次，結(jié)果取平均值。采用Origin Lab Origin Pro v7.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)制圖和統(tǒng)計(jì)分析。采用SPSS17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差和相關(guān)性分析，方差分析選取Duncan檢驗(yàn)，在P＜0.05檢驗(yàn)水平上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯塊莖的品質(zhì)指標(biāo)

由表1可知，11種馬鈴薯塊莖的淀粉含量范圍為 67.9%～73.4%，其中大西洋淀粉含量最高，適合于淀粉制備；蛋白質(zhì)含量范圍為 4.37%～12.2%，含量變化差異較大，其中富金蛋白質(zhì)含量最高，中5蛋白質(zhì)含量最低；還原糖含量范圍為0.4%～2.6%，含量差異也較大，BQ25和大西洋含量較低，克23還原糖含量較高，生產(chǎn)過(guò)程容易產(chǎn)生褐變；脂肪含量差異不大，有研究表明[13]，脂肪和淀粉含量與樣品能量有關(guān)，相對(duì)于小麥粉（總淀粉為71.9%±3.19%，脂肪含量為0.58%±0.09%），大部分馬鈴薯塊莖總淀粉和脂肪含量較低，相對(duì)于小麥粉制作的主食產(chǎn)品，馬鈴薯主食的能量較低，對(duì)減少脂肪、降血脂等有一定作用；粗纖維含量范圍為 1.4%～2.6%，其中大西洋粗纖維含量較低，克23粗纖維含量較高。

表1 馬鈴薯塊莖的基本化學(xué)成分 %

表2顯示的是馬鈴薯塊莖中必需氨基酸含量與WHO“必需氨基酸模式標(biāo)準(zhǔn)”的比較。由表可知，有些氨基酸或氨基酸對(duì)含量稍高于 WHO的標(biāo)準(zhǔn)，如異亮氨基酸，苯丙氨基酸+酪氨酸含量，11個(gè)品種均高于 WHO“必需氨基酸模式標(biāo)準(zhǔn)”（WHO，1985）[14]。但是，有些氨基酸含量稍低于WHO的推薦值，如亮氨酸，除了大西洋和中5外，其余均低于推薦值，綜合看中 5的必須氨基酸含量最高，均高于 WHO推薦值，而大西洋除了賴氨酸稍低外，其余氨基酸也均高于推薦值，33除了亮氨酸稍低外，其余氨基酸均高于推薦值。

表2 馬鈴薯的必須氨基酸與WHO“必需氨基酸模式標(biāo)準(zhǔn)”的比較 g/100 g蛋白

2.2 馬鈴薯全粉的功能指標(biāo)分析

2.2.1 馬鈴薯全粉游離淀粉率

碘藍(lán)值是衡量馬鈴薯全粉中游離淀粉含量的指標(biāo)，也反映了馬鈴薯細(xì)胞的破損程度[15]。碘藍(lán)值高表明大量馬鈴薯細(xì)胞被破壞，從而釋放出大量游離淀粉；碘藍(lán)值低則表明馬鈴薯細(xì)胞破碎程度低，細(xì)胞較為完好，在較大程度上保留了馬鈴薯具有的營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味。11種馬鈴薯全粉的碘藍(lán)值結(jié)果見(jiàn)圖1所示。

由圖1可知，不同品種馬鈴薯經(jīng)過(guò)相同加工處理后的細(xì)胞破損程度不同，但各個(gè)品種間的總體差異不大。中 5和 919的碘藍(lán)值最大，均為10.42%，這可能暗示著這兩個(gè)品種的馬鈴薯細(xì)胞在加工的過(guò)程中極易破裂，從而釋放較多的游離淀粉。尤金的碘藍(lán)值最小，為5.54%。

2.2.2 11種馬鈴薯全粉的透光率

圖1 11種馬鈴薯全粉的碘藍(lán)值

透光率主要是影響食品的外觀和可接受性。11種馬鈴薯全粉的透光率結(jié)果見(jiàn)圖2所示。由圖2可知，11種馬鈴薯全粉的透光率差異很大，919的透光率最大，BQ25和大西洋的透光率較小。透光率大小主要影響因素是全粉的來(lái)源和種類，其次是全粉中淀粉在糊化后分子重新排列互相締合的程度，高直鏈淀粉的分子流動(dòng)力學(xué)半徑較大，容易形成分子內(nèi)氫鍵呈卷曲狀態(tài)，全粉糊透明度較低。由此可知，BQ25和大西洋全粉直鏈淀粉含量高，克23、33、夏波蒂和早大白的直鏈淀粉較低，919直鏈淀粉含量最低。馬鈴薯全粉透光率低的原因也可能是因?yàn)轳R鈴著全粉中除了含有淀粉，還含有蛋白質(zhì)、脂肪等大分子物質(zhì)以及不溶于水的粗纖維，這無(wú)形中增加了光的反射和折射，導(dǎo)致透光率降低[16]。

圖2 11種馬鈴薯全粉的透光率

2.2.3 馬鈴薯全粉凍融穩(wěn)定性

凍融穩(wěn)定性是指樣品經(jīng)過(guò)低溫冷凍再解凍后保持原有組織結(jié)構(gòu)的程度。解凍后樣品析水率反映了樣品耐受冷凍、融解等劇烈物理變化的能力[17]。析水率低，說(shuō)明冷凍、解凍過(guò)程對(duì)其結(jié)構(gòu)破壞小，抗凍融效果好；析水率高，則說(shuō)明其在低溫條件下的耐受能力較差，老化速率快。

由圖3可知，富金、克23和33的析水率較高，說(shuō)明其在低溫條件下耐受能力較差，老化速度快，BQ25和大西洋相較于其他品種的馬鈴曹全粉而言，其抗凍融效果更好，更適合做速凍食品的原料。

圖3 11種馬鈴薯全粉的凍融穩(wěn)定性

2.2.4 馬鈴薯全粉的持水性和持油性

持水力的差異與淀粉內(nèi)部束水的位置不同有關(guān)，主要是由淀粉分子內(nèi)部羥基與分子鏈或水形成氫鍵和共價(jià)結(jié)合所致。羥基與淀粉分子結(jié)合的作用大于與水分子的結(jié)合，顯示低的持水力，反之則顯示高的持水力[9]。11種馬鈴薯全粉的持水性和持油性結(jié)果如下表3所示。

表3 11種馬鈴薯全粉的持水性和持油性測(cè)定結(jié)果 g/mL

實(shí)驗(yàn)測(cè)得 11種馬鈴薯全粉的持水能力范圍為7.3～8.1 g/mL，持油能力范圍為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。馬鈴薯顆粒全粉的吸水和吸油能力較弱可能是因?yàn)楹械挠坞x淀粉率低導(dǎo)致的。研究發(fā)現(xiàn)吸水性與直鏈淀粉含量成反比[5,9]，由此可見(jiàn)，克23和33直鏈淀粉含量較低，BQ25和中10直鏈淀粉含量較高。

3 結(jié)論

11種馬鈴薯塊莖的淀粉含量范圍為 67.9%～73.4%，其中大西洋、919淀粉含量高，適合于淀粉制備，早大白和克23淀粉含量低；蛋白質(zhì)含量差異較大，其中富金、尤金蛋白質(zhì)含量高，中 5蛋白質(zhì)含量最低；還原糖含量差異也較大，BQ25和大西洋含量較低，克 23還原糖含量較高，生產(chǎn)過(guò)程容易產(chǎn)生褐變；脂肪含量差異不大；大西洋粗纖維含量較低，克 23粗纖維含量較高。異亮氨基酸，苯丙氨基酸+酪氨酸含量11個(gè)品種均高于WHO“必需氨基酸模式標(biāo)準(zhǔn)”，相對(duì)其他氨基酸，33、大西洋、夏波蒂和中5的氨基酸含量較高。

11種馬鈴薯全粉的游離淀粉率差異不大。但透光率差異很大，919的透光率最大，可能是由于其含有的直鏈淀粉含量低所致，BQ25和大西洋的透光率較小，可能是直鏈淀粉含量高引起的。富金、克23和33的析水率較高，說(shuō)明其在低溫條件下耐受能力較差，老化速度快，BQ25和大西洋相較于其他品種的馬鈴曹全粉而言，其抗凍融效果更好，更適合做速凍食品的原料。11種馬鈴薯全粉的持水能力范圍為 7.3～8.1 g/mL，持油能力范圍為 7.6～8.6 g/mL，馬鈴薯顆粒全粉的吸水和吸油能力較弱可能是因?yàn)楹械挠坞x淀粉率低導(dǎo)致的。