紫色马铃薯营养成分分析与质量评价

阳 淑， 郝艳玲， 牟婷婷

(1.成都农业科技职业学院， 四川 成都 611130；2.四川省农业科学研究院， 四川 成都 610066)



紫色马铃薯营养成分分析与质量评价

阳 淑1， 郝艳玲1， 牟婷婷2

(1.成都农业科技职业学院， 四川 成都 611130；2.四川省农业科学研究院， 四川 成都 610066)

对紫色马铃薯基本营养成分进行了分析，采用氮氨基酸评分标准模式、鸡蛋蛋白模式和模糊识别等方法对其营养价值进行了评价。结果表明，紫色马铃薯鲜味氨基酸含量(239.82 g·kg-1)、氨基酸比值系数分(73.89%)、干物质含量(283.67 g·kg-1)、粗纤维(8.34 g·kg-1)、VB1(4.30 g·kg-1)、VB2(19.00 g·kg-1)和VC(17.80 g·kg-1)以及矿质元素Se(8.71 g·kg-1)均高于普通马铃薯，且差异显著。紫色马铃薯比普通马铃薯营养价值更高，更具推广价值。

紫色马铃薯；营养成分；质量评价

马铃薯(SolanlumtuberostunL.)是茄科茄属一年生草本植物,又名土豆、洋芋和山药，是一种粮菜兼用的高产作物。其种植面积和消费量仅次于小麦、玉米和水稻，位居第4位[1]；其营养价值高，享有“能源植物” “地下苹果” “第二面包” “世界十大营养食品之一”等多项美称[2]。此外，马铃薯还具有多种食疗保健作用，被誉为“21世纪的健康食品”。[3]紫色马铃薯是马铃薯的一个变种，其薯型小巧，块茎皮呈紫茄色，剖开后可见似维管束的紫色彩带环型分布，色泽鲜艳，煮食香糯，“面”感强、滋香味好，鲜食可口，风味独特，被称为七彩土豆、紫糯洋芋、袖珍洋芋等。由于紫色马铃薯多在云贵高原高寒冷凉山区的特殊环境(海拔较高、土质肥沃、排水性良好、昼夜温差大、常年云雾笼罩时间长)种植，是餐桌上少见的有机天然食品[4-6]，极具发展潜力，被誉为“薯中精品”，因此，紫色马铃薯是一种比普通马铃薯更具发展潜力的纯天然的无公害绿色营养保健食品。紫色马铃薯中所含的黏体蛋白质是一种多糖蛋白质的混合物，能够预防心脑血管系统的脂肪沉积，还可保持动脉血管的弹性，防止动脉粥样硬化过早发生[7，8]。目前，对紫色马铃薯的研究在国内外鲜见报道。本试验旨在分析和评价紫色马铃薯的基本营养和功能成分，更好地了解紫色马铃薯的理化特性和营养价值，为紫色马铃薯的产业化开发和高值化利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

紫色马铃薯(purple potato，简写P-P)试验材料为会东乌洋芋， 取自四川省凉山彝族自治州甘洛县彝家山寨农牧科技有限公司，为当年生紫色马铃薯块茎，系地区特产，色彩鲜艳，质好,味甘甜,口感好。该种生长在大雾较多、气温较低的高山冷寒气候地区。 普通马铃薯(General potato，简写G-P)品种为岷薯4号，来自青白江岷山科技有限公司。2个样品的种植条件基本一致。样品收集后，各随机挑选100个，清洗，自然风干，去皮，TQP同泰马铃薯切割器，切割果肉为统一大小(1 cm×1 cm)块样，送相同部位的块样进行测定。

1.2 方法

1.2.1 基本营养成分分析方法 粗蛋白质、粗脂肪、淀粉、还原糖含量等参考国家标准进行测定：粗蛋白质参照GB/T 5009.5—2003；粗脂肪参照GB/T 5009.6—2003；淀粉参照GB/T 5009.9—2003；还原糖参照GB/T 5009.7—2003；钙参照NY/T 1653—2008；镁参照GB/T 5009.90—2003；硒参照GB/T 5009.93—2003；钾参照GB/T 5009.91—2003；铁参照GB/T 5009.90—2003；铜参照GB/T 5009.13—2003；锌参照GB/T 5009.14—2003；锰参照GB/T 5009.90—2003；VB1参照GB/T 5009.84—2003；VB2参照GB/T 5009.85—2003；Vc参照GB/T 5009.81—2003；氨基酸参照GB/T 5009.124—2003。

各指标重复测定3次，结果取平均值。

1.2.2 营养价值评价方法 根据世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)于1973年建议的每克氮氨基酸评分标准模式(g·kg-1，干基)和中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所1991年提出的鸡蛋蛋白模式(egg protein pattern,简写EPP)，氨基酸评分(amino acid score, 简写AAS)、化学评分(chemical score, 简写CS)和必需氨基酸指数(essential amino acid index,简写EAAI) 分别按以下公式计算[9]：

AAS=样品中氨基酸含量(g·kg-1)/[FAO/WHO评分模式中同种氨基酸含量(g·kg-1)]

CS=样品中氨基酸含量(g·kg-1)/鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量(g·kg-1)

EAAI=[(PThr/SThr)×(PVal/SVal)×…×(PMet/SMet)]1/n×100

式中：n为参与比较的必需氨基酸个数；P为样品中必需氨基酸含量/(g·kg-1)；S为鸡蛋蛋白质中对应的必需氨基酸含量/(g·kg-1)。

氨基酸比值系数(ratio coefficient of amino acids, 简写RC)和比值系数分(score of ratio coefficient of amino acids , 简写SRC )参考朱圣陶[10]的方法确定。

生物价(biological value，BV)参考OSER[11]的方法，计算公式为：BV=1.09×EAAI11.7

营养指数(nutritional index，NI)参考CRISAN等[12]的方法，计算公式为：NI=(EAAI)(PP)/100，PP=蛋白质的百分含量。

模糊识别法[13]根据兰氏距离法定义评价对象(ui，i=1，2，3，…13 )的待分析蛋白质u与标准蛋白(全鸡蛋蛋白)a的贴近度(close degree，简写CD)p(a，uik)，其计算公式为：

式中：ak(k=1，2，…8)为标准蛋白质a的8种EAA含量，uik为第i个评价对象的第k种EAA含量，最后按贴近度(CD)值大小顺序排列。

1.3 数据处理

采用数据分析软件SAS 8.1对所得试验数据进行平均数比较分析，采用软件中t测验进行显著性检验， 结果以平均值±标准差表示，相同字母表示差异不显著，字母不同表示差异显著(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 紫色马铃薯与普通马铃薯的营养成分比较

紫色马铃薯和普通马铃薯基本营养成分和矿质营养成分测定和分析结果见表1。

通过比较分析，发现紫色马铃薯中Zn,Fe和Mn等含量明显低于普通马铃薯，在脂肪、淀粉、 固形物以及K含量等方面则略低于普通马铃薯。但是紫色马铃薯的干物质含量、纤维含量、Se含量、维生素VB1和VB2和VC含量均明显高于普通马铃薯，P和Ca的含量也高于普通马铃薯， 而在人体所需的营养成分中，高粗纤维有利于帮助胃、肠蠕动，促进吸收作用；维生素广泛参与人体代谢，对维持机体健康十分重要；B族维生素是氨基酸代谢及糖代谢中多种酶的辅助因子，缺乏维生素B1和B2会出现糖代谢不完全、疲劳、肌肉萎缩、口角炎、舌炎、视力下降、白内障等症状；而硒(Se)是人正常生理活动所必需的一种微量元素，具有抗氧化[14]、抗疲劳[15]、抗心血管疾病[16]、提高机体免疫力[17]等重要功能，本研究所测Se值均比普通马铃薯高，说明紫色马铃薯对Se的吸收能力强，对Se具有一定的富集能力。

表1 紫色马铃薯与普通马铃薯的营养成分含量分析

2.2 紫色马铃薯与普通马铃薯的氨基酸含量分析

在人体所含的氨基酸中，谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、赖氨酸等9种氨基酸被称为药用氨基酸[18]。从本研究对紫色马铃薯的氨基酸含量分析结果(表2)可以看出，紫色马铃薯和普通马铃薯均含有包括人体必需8种氨基酸和这9种氨基酸，其中紫色马铃薯中非必需氨基酸天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)含量均显著高于普通马铃薯，甜味氨基酸含量也比普通马铃薯含量高，而两者必需氨基酸含量没有明显差别。现代营养学研究表明，蛋白质的营养价值与其氨基酸的组成密切相关，蛋白质的氨基酸组成越接近人体蛋白质的组成，其越易被人体消化吸收，营养价值越高[19]。本研究结果显示，紫色马铃薯中的必需氨基酸与氨基酸总量比值(E/T)和必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(E/N)值分别高达48%和95%, 均高于WHO/FAO提出的40%和60%的参考蛋白质模式，符合理想蛋白质的标准[20]。

2.3 紫色马铃薯与普通马铃薯的氨基酸比值系数和氨基酸比值系数分比较

食物中人体必需氨基酸的含量发挥着重要的作用，过量与不足都会严重影响蛋白质营养价值[21]，在蛋白质营养价值评价中，氨基酸比值系数(RC)值和氨基酸比值系数分(SRC)值是至关重要的指标，当食物中人体必需氨基酸的RC值越集中，SCR值越大，表明这些氨基酸在氮平衡上的正贡献越大，反之，则负贡献越大。由表3可以看出，紫色马铃薯的氨基酸RC值为0.63～1.52，普通马铃薯的氨基酸RC值为0.76～1.72，表明紫色马铃薯比普通马铃薯的氨基酸RC值变幅更小，更为集中。同时，紫色马铃薯的SRC值为73.89，高于普通马铃薯的SRC值67.38，更接近于FAO/WHO的标准氨基酸模式，说明紫色马铃薯的营养价值高于普通马铃薯。

2.4 紫色马铃薯与普通马铃薯营养价值和蛋白质贴近度分析

对紫色马铃薯的必需氨基酸指数、生物价、营养指数以及与标准蛋白质贴近度进行了分析(表4)。结果表明，紫色马铃薯的必需氨基酸指数EAAI、生物价BV和营养指数IN分别为96.6，92.3和46.8，明显高于普通马铃薯的87.8，84.1和38.5，并且营养指数之间差异达到了显著水平，说明紫色马铃薯的营养价值更高。对于蛋白质含量，紫色马铃薯略低于普通马铃薯，但是与标准鸡蛋蛋白质含量相比，紫色马铃薯蛋白质贴近度为0.912，高于普通马铃薯的0.865，由于贴近度(CD)值反映评价对象蛋白质质量与标准蛋白质a的接近程度，值越接近1，其蛋白质营养价值相对较高。这也说明紫色马铃薯具有更高的蛋白质营养价值。

表2 紫色马铃薯与普通马铃薯的氨基酸含量分析

注：“▲”为鲜味氨基酸;“◆”为甜味氨基酸;“★”为苦味氨基酸;T为氨基酸总量;F为鲜味氨基酸;S为甜味氨基酸;B为苦味氨基酸;E为必需氨基酸；N为非必需氨基酸。**表示差异显著(P>0.01)。

Note：“▲”means flavor; “◆”means sweet; “★” means bitter; T total animo acid; F stands for flavor amino acid; S for sweet amino acid; B for bitter amino acids; E essential amino acid to human; N nonessential amino acid. ** indicates significant difference at the 1% probability level

表3 紫色马铃薯与普通马铃薯的氨基酸比值系数和氨基酸比值系数分比较

注：表中的R为氨基酸比值，RC为氨基酸比值系数。

Note：R,RCrepresent ratio of amino acids, ratio coefficient of amino acids.

表4 紫色马铃薯与普通马铃薯的必需氨基酸营养价值和蛋白质贴近度比较

3 结论与讨论

与普通马铃薯相比，紫色马铃薯含有普通马铃薯所没有的色素，颜色呈紫色，更能吸引消费者的视觉和味蕾，并且它的淀粉颗粒系椭圆形，颗粒分布均匀，蒸煮后具有糯质性，“面”感强、滋香味好的优良品质[22-24]。本研究表明，紫色马铃薯的干物质和矿质元素硒均高于普通马铃薯，这与前人研究结果一致[22]。硒是人体必需的微量元素之一,具有抗氧化、调节甲状腺激素,维持人体正常的免疫功能和生育功能, 预防克山病等重要作用[23]；而马铃薯块茎的干物质含量高低直接关系到加工制品的质量、产量和经济效益[24]。说明紫色马铃薯不仅具有重要的营养价值，还具有更适宜的加工性能。

而在本研究中，紫色马铃薯氨基酸成分比普通马铃薯更为全面，鲜味氨基酸含量高，必需氨基酸的SRC值比普通马铃薯高，3种维生素含量，粗纤维含量均高于普通马铃薯，并且富含矿物质元素等，说明紫色马铃薯比普通马铃薯具有更高的营养价值、保健功能及推广价值。但是，这在前人研究之中并未做全面分析。本研究还证明了紫色马铃薯的食用口感好，人体必需氨基酸含量高。

本研究对紫色马铃薯与普通马铃薯的必需氨基酸营养价值和蛋白质贴近度进行了比较 ，其中还就两者的必需氨基酸指数EAAI、生物价BV和营养指数IN进行了分析和比较，将两者进行区别和划分，详述了紫色马铃薯的营养功用。本研究认为，紫色马铃薯的蛋白质营养比普通马铃薯更高，加之前人研究中的紫色马铃薯富含天然色素，具有普通马铃薯所没有的医疗效应，紫色马铃薯会更具有广阔的前景和推广价值。

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(责任编辑：常思敏)

Analysis and evaluation of nutritional ingredients of purple potatoes

YANG Shu, HAO Yanling, MU Tingting

(1.Chengdu Vocational College of Agricultural Science and Technology, Chengdu 611130, China; 2.Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu 610066, China)

The basic nutritional ingredients of purple potatoes were analyzed, and their nutritional values were evaluated by adopting the model of nitrogen amino acid score standard, egg protein patterns and fuzzy recognition method. The results show that the flavor amino acid content of purple potato is 239.82 g·kg-1, amino acid ratio coefficient score is 73.89%, dry matter content 283.67 g·kg-1, crude fiber 8.34 g·kg-1, VB14.30 g·kg-1, VB219.00 g·kg-1, VC17.80 g·kg-1and Se 8.71 g·kg-1, which are all higher than those of other general potatoes. Moreover, the difference was significant. In conclusion, this research reveals that purple potato was richer in nutrients, and is of a higher nutritional value and promotional value than general potatoes.

purple potato; nutritional ingredients; nutritional evaluation

2015-03-25

四川省省级示范性高等职业院校建设项目(1104-02)

阳 淑(1965-)，女，四川彭州人，副教授，主要从事园艺专业教育及科研工作。

1000-2340(2015)03-0311-05

S 532

A