2个紫色马铃薯品种营养品质分析与评价

唐月明 罗芳耀 沈学善

摘要    为明确黑美人、蓉紫芋5号2个紫色马铃薯品种的营养品质，以四川地区栽培的2个马铃薯品种为试验材料，分析测定及评价其质量参数（单薯重、薯块形状、表皮颜色、芽眼深浅和个数、果肉硬度、干物质含量）和营养参数（淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白、总酚、花青素、抗氧化能力）指标。结果表明，黑美人和蓉紫芋5号为紫皮紫肉倒锥形薯肉块茎，干物质率约19%，其中蓉紫芋5號平均单薯重较重，黑美人质地较硬，但两者差异较小;蓉紫芋5号的淀粉、可溶性糖、总酚及花青素含量高于黑美人，而黑美人的可溶性蛋白含量和抗氧化值高于蓉紫芋5号。综上所述，黑美人和蓉紫芋5号是适合大众食用的高营养、低成本且富含抗氧化物质的粮食作物。

关键词    紫色马铃薯;营养成分;质量性状

中图分类号    S532        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）15-0052-03                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    In order to determine the nutritional quality of two purple potatoes of Heimeiren Rongziyu No. 5， two varieties of potatoes cultivated in Sichuan were used as test materials. Their quality parameters （single potato weight， potato shape， skin color， depth and number of bud eyes， pulp hardness， dry matter content） and nutritional parameters （starch， soluble sugar， soluble protein， total phenol， anthocyanins and antioxidant capacity） were analyzed and evaluated. The results showed that： Heimeiren and Rongziyu No. 5 were purple inverted cone potato tubers， and the dry matter rate was about 19%. The average potato weight of Rongziyu No. 5 was slightly heavier than that of Heimeiren， and Heimeiren was slightly harder than Rongziyu No. 5; the content of starch， soluble sugar， total phenol and anthocyanin in Rongziyu No. 5 was slightly higher than that of Heimeiren， and the soluble protein and antioxidant value of Heimeiren was slightly higher than that of Rongziyu No. 5. Heimeiren and Rongziyu No. 5 were rich in antioxidants， and were a high-nutrition value and low-cost food crop suitable for public consumption.

Key words    purple potato;nutrient content;quality parameter

马铃薯为一年生草本块茎植物，由于成本低、产量高、适应性较强，是我国仅次于小麦、水稻、玉米之后的第四大粮食作物，是食品及加工产业重要的原料作物，素有“地下苹果”之称[1-2]。在自然界中有5 000多个马铃薯品种[3]，除了常见的黄肉、白肉品种外，还有粉红、红、黑、紫等肉色的马铃薯。薯肉颜色主要由类胡萝卜素和花色苷2类化合物决定，类胡萝卜素使之呈白色、黄色或橘黄色[4]，花色苷使之呈现红、紫、蓝、橙等彩色[5]。其中，紫色马铃薯营养丰富，不仅含有普通马铃薯的营养成分，还富含抗氧化物质花青素，对人体具有抗衰老、抗炎、抗癌等保健功能，比普通马铃薯更具发展潜力，是理想的功能保健食品[6-7]。黑美人是我国目前种植较广的一种彩色马铃薯品种，由甘肃省兰州市采用航天技术选育而成，现主要分布在内蒙古、四川、甘肃、宁夏、贵州等地[8]。蓉紫芋5号是四川省成都市以黑土豆和乌洋芋杂交，经紫外线诱变照射选育而成，现主栽于四川省[9]。

近年来，众多彩色马铃薯品种涌出，但能直接用于生产进行精深加工的品种缺乏。为此，本研究特选四川地区栽培的黑美人和蓉紫芋5号马铃薯为试验材料，系统研究其内在营养品质特性，阐释紫色马铃薯的理化特性和营养价值，为有效利用紫色马铃薯资源及其功能产品开发等提供参考。

1    材料与方法

1.1    材料与仪器

1.1.1    试验材料。供试2个马铃薯品种的商品薯原料由四川省农业科学院土壤肥料研究所在金堂县竹篙镇马铃薯示范基地统一生产。2017年12月26日播种，2018年5月13日统一收获。原料采收后按品种分别挑选大小一致、无病虫害、無机械损伤的健康样品送至实验室4 ℃冷库中贮藏备用。

1.1.2    仪器与试剂。试验仪器有CR-400色差仪（日本Konica Minolta公司）、TA-XT Plus质构仪（英国SMS公司）、Synergy HTX多功能酶标仪（美国BioTek公司）、Centrifuge 5424R冷冻离心机（德国Eppendorf公司）、TW-802蔬菜切片机（台湾天烨食品机械集团），试剂均为分析纯（AR）（成都市科隆化学品有限公司）。

1.2    测定指标与方法

1.2.1    样品处理。将从冷库取出的马铃薯用清水冲净表面杂质，放置室温24 h晾干。每个品种随机选取15个马铃薯块茎为一组，共3组重复，并分组进行样品外观指标测定，之后将每个马铃薯块茎横切，取中部1 cm厚果肉（去皮），每组混合迅速用液氮打磨成粉，于-80 ℃保存。

1.2.2    外观指标测定。称取和测量每个马铃薯块茎的重量及长、宽，计算每个供试样品的单薯重及果形长宽比，并观察记录薯块形状、芽眼深浅和芽眼个数。

1.2.3    鲜样指标测定。干物质含量采用直接干燥法测定。分组切取马铃薯块茎中部2 mm厚薄片，每5个马铃薯薄片为一组放入75 ℃烘箱烘干至恒重，即干物质含量（%）=烘干后样品质量÷烘干前质量×100。薯块果肉硬度采用质构仪进行测定，测试程序为：P/2探头穿刺，测试速度5 mm/s，果肉硬度定义为5～15 mm位移时的平均值。

1.2.4    冻样指标测定。淀粉含量采用碘显色法测定[10];可溶性糖含量采用蒽酮试剂法测定[11];总酚含量采用福林酚法测定[12];可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝染色法测定[13];花青素采用盐酸甲醇溶剂提取（避光，4 ℃，24 h），分光光度计在535 nm波长下比色测定吸光度[14];清除DPPH自由基能力测定参考Sun等[15]的方法，分别量取0.2 mL浓度为0、200、400、600、800、1 000 μg/mL的样品甲醇溶液，加入3.8 mL的0.1 mmol/L DPPH-甲醇溶液，室温下避光1 h后517 nm测定吸光度，并采用半数抑制浓度IC50值表示。测定的所有冻样指标每个品种重复3组，每组测定2次平行。

1.3    数据处理

采用SPSS 21.0软件对数据进行统计分析，并进行2组数据的差异性检验。IC50值通过线性回归曲线得到，表示DPPH自由基清除率为50%时对应的浓度。

2    结果与分析

2.1    2个紫色马铃薯品种质量参数分析

由表1可知，2个紫色马铃薯品种薯形相似，为肾形，表皮光滑，呈黑紫色，果肉深紫色，薯心为淡紫色，芽眼浅，芽眼数中等。经测定，黑美人的单薯重38.92～149.36 g，平均单薯重88.18 g，50 g以上商品薯率为88.9%;蓉紫芋5号单薯重45.03～158.96 g，平均单薯重95.68 g，50 g以上商品薯率为97.8%。果肉硬度和内聚性反应薯肉的质地情况，黑美人薯肉硬于蓉紫芋5号。

2个紫色品种外观商品性较好，符合鲜食马铃薯物理感官特性的要求。不同地区栽培的同一品种经济性状存在差异。在浙南山区种植的黑美人紫色马铃薯平均单薯重92.9 g，最大单薯可达500 g[16]，在新疆博州地区种植的黑美人紫色马铃薯平均单薯重54.2 g，50 g以上商品薯率为69.4%[17]。

2.2    2个紫色马铃薯品种营养参数分析

营养参数是评判马铃薯品种优劣的重要指标，黑美人与蓉紫芋5号2个品种的主要营养参数如图1所示。2个品种的干物质含量均在19%左右，据资料显示，普通马铃薯品种干物质含量为15%～32%[18]，彩色马铃薯干物质含量在17%～29%之间[19]，差异较大。蓉紫芋5号淀粉含量17.78%，显著高于黑美人，而其他品种马铃薯中淀粉含量在6%～23%之间[20]，就用于淀粉生产而言，蓉紫芋5号更为理想。马铃薯的蛋白质具有多种氨基酸和极高的营养价值，普通马铃薯的蛋白质含量普遍在1%～2%之间，富含蛋白质的品种最高可达2.9%[18]，供试的2个紫色马铃薯品种蛋白质含量在2.1%左右。不同品种马铃薯的酚类物质含量为50～200 mg/100 g[21]，蓉紫芋5号薯肉中总酚含量为231.83 mg/100 g，高于黑美人，在已发布的马铃薯品种中属较高水平，且紫色马铃薯不存在切分后褐变问题，酚类物质较多的紫色马铃薯可用于鲜切产品。其中，马铃薯酚类物质包含没食子酸、绿原酸、花青素、黄酮醇等抗氧化物质，而花青素是彩色马铃薯区别于黄肉、白肉品种马铃薯所特有的抗氧化物质[22]。目前，自然界中发现19种花青素苷元，红色马铃薯中含天葵色素、芍药色素、矢车菊色素等[23]，而紫色马铃薯中富含矮牵牛花色素、锦葵色素等，以矮牵牛色素为主[5，24]。本试验蓉紫芋5号薯肉含花青素26.9 mg/100 g，显著高于黑美人。我国已报道的彩色马铃薯花青素含量差异较大，小到1 mg/100 g，高到1 000 mg/100 g，不等。彩色马铃薯整薯的花青素与总抗氧化活性之间成显著的正相关关系[25]，而本试验中2个紫色马铃薯的抗氧化值差异不显著（P<0.05），未与花青素成正相关，猜测可能与2个品种的花色苷成分不同有关，不同花青素苷元的抗氧化活性不同[26]。

黑美人是我国栽培较广的一种彩色马铃薯，现主要分布在内蒙古、甘肃、宁夏、贵州、四川等地。其中，栽培于甘肃繁育基地的黑美人含干物质21.6%、蛋白质2.84%、淀粉15.82%、花青素36.48 mg/100 g[27]，栽培于浙南山区的黑美人含蛋白质2.3%、碳水化合物16.5%、花青素含100 mg/100 g，栽培于内蒙古的黑美人含干物质18.15%、淀粉13.65%、蛋白质0.94%、酚类物质0.11%、花青素112.08 mg/100 g[21]。由此可见，同一品种栽培不同地方其内在品质存在明显差异，而引起这种差异除了品种遗传因素外，还有温度、湿度、土壤、海拔、日照等环境因素，并与耕作制度、肥水管理、病虫害防治等栽培方式密切相关。

花青素含量是直接影响紫色马铃薯经济价值的重要因素，强烈的光照、低温、干旱等处理有利于花青素的形成[28-29]。在宝兴县不同海拔种植的紫云1号，高海拔地区（1 800～2 500 m）种植的产量高、品质较好，其中薯皮、薯肉的花青素含量均随海拔高度的降低而减少，但薯肉花青素含量受海拔影响较小[30]。同在阿坝州小金县（海拔3 000 m）和成都市金堂县（海拔452 m）种植黑美人，薯肉花青素含量也是随着海拔的降低而降低，降幅11%～33%[31]。2个试验出现差异可能与光照强弱有关，小金县属于强光照区，成都市属于弱光照区。

3    結论与讨论

黑美人和蓉紫芋5号是以结中等薯为主的紫色马铃薯，其表皮光滑、紫皮紫肉、芽眼浅、肉质紧密、外观商品性较好。综合2个品种的营养品质特性，蓉紫芋5号的营养价值及产品附加值更高。目前，我国彩色马铃薯品种多样化，但市场占有率较低，且不同品种之间营养品质跨度较大，对于彩色马铃薯专用薯种缺乏。因此，较全面地了解黑美人、蓉紫芋5号的营养品质，可为进一步对其产品研发提供理论基础，从而推动彩色马铃薯产业发展。

4    参考文献

[1] 刘俊霞，贾金荣.中国马铃薯国际贸易趋势分析[J].西北农林科技大学学报（社会科学版），2012，12（4）：57-62.

[2] 吴兴壮，李利峰，朱华.马铃薯的综合利用研究概述及前景预测[J].食品研究与开发，2004，25（2）：27-29.

[3] BURLINGAME B，MOUILL？譩 B，CHARRONDI？魬RE R.Nutrients，bioactive non-nutrients and anti-nutrients in potatoes[J].Journal of Food Composi-tion & Analysis，2009，22（6）：494-502.

[4] BROWN C R，EDWARDS C G，YANG C P，et al.Orange flesh trait in potato：inheritance and carotenoid content[J].Journal of the American Society for Horticultural Science，1993，118（1）：145-150.

[5] FOSSEN T，？覫VSTEDAL D O，SLIMESTAD R，et al.Anthocyanins from a Norwegian potato cultivar[J].Food Chemistry，2003，81（3）：433-437.

[6] 王兰，邓放明，赵玲艳，等.紫色马铃薯保健功效及其利用研究进展[J].中国酿造，2015，34（7）：117-120.

[7] 阳淑，郝艳玲，牟婷婷.紫色马铃薯营养成分分析与质量评价[J].河南农业大学学报，2015，49（3）：311-315.

[8] 仇菊，朱宏，刘鹏，等.我国彩色马铃薯主栽品种的营养成分分析[J].中国食物与营养，2018，24（11）：10-14.

[9] 沈学善，屈会娟，王晓黎.四川省马铃薯主栽品种特性简介[J].四川农业与农机，2015（2）：48-49.

[10] 惠会清.用分光光度法确定碘和淀粉显色反应的定量测定条件[J].中国卫生检验杂志，2008，18（1）：60-61.

[11] 曹建康，姜微波，赵玉梅.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京：中国轻工业出版社，2007.

[12] SINGLETON V，ROSSI J A.Colorimetry of total phenolics with phosph-omolybdic-phosphotungstic acid reagents [J].American Journal of Enology and Vitivulture，1964，16（3）：144-158.

[13] BRADFORD M M.A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding[J].Analytical Biochemistry，1976，72（2）：248-254.

[14] 牟杰，马越，李新华，等.彩色马铃薯及其花色苷研究进展[J].食品研究与开发，2009，30（2）：155-158.

[15] SUN J，PENG H，WEIQIANG S U，et al.Anthocyanins extracted from rambutan（Nephelium lappaceum L.）pericarp tissues as potential natural antioxidants[J].Journal of Food Biochemistry，2011，35（5）：1461-1467.

[16] 林水娟.‘黑美人紫色马铃薯在浙南山区种植的表现及栽培技术[J].中国马铃薯，2012，26（4）：210-212.

[17] 李红，董秀丽，再依拉，等.新疆博州地区‘黑美人紫薯引种示范[J].中国马铃薯，2011，25（5）：266-268.

[18] 文国宏，李高峰，李建武，等.陇薯系列马铃薯品种营养品质评价及相关性分析[J].核农学报，2018，32（11）：88-95.

[19] 赵春波，宋述尧，张传伟，等.不同品种马铃薯品质分析与评价[J].东北农业科学，2011，36（4）：58-60.

[20] 黄洪媛，王金华，石庆楠，等.马铃薯的品质分析及利用评价[J].贵州农业科学，2010，38（11）：24-28.

[21] 姜超，于肖夏，于卓，等.彩色馬铃薯新品系营养品质及染色体构型和SSR分析[J].东北师大学报（自然科学版），2016，48（3）：126-134.

[22] 王金华，秦礼康，叶春.乌洋芋主要营养成分分析与评价[J].食品与机械，2007，23（6）：79-82.

[23] LEWIS C E，WALKER，JOHN R L，et al.Changes in anthocyanin，flavonoid and phenolic acid concentrations during development and storage of coloured potato（Solanum tuberosum L）tubers[J].Journal of the Science of Food & Agriculture，2010，79（2）：311-316.

[24] 于振，徐龙飞，苏成付，等.不同品种紫色马铃薯花色苷含量及组分分析[J].食品工业，2016，37（12）：279-282.

[25] 殷丽琴，韦献雅，钟成，等.不同品种彩色马铃薯总花色苷含量与总抗氧化活性[J].食品科学，2014，35（5）：96-100.

[26] LACHMANA J，ORS？魣K M，PIVEC V，et al.Impact of selected factors-cultivar，storage，cooking and baking on the content of anthocyanins in coloured-flesh potatoes[J].Food Chemistry，2012，133（4）：1107-1116.

[27] 韩黎明，童丹，杨新俊.‘黑美人马铃薯颗粒全粉品质特性分析[J].食品工业科技，2019，40（17）：251-253.

[28] 于振，王伟，苏成付，等.不同产地紫色马铃薯花色苷含量及组分研究[J].中国食品添加剂，2016（7）：80-85.

[29] 黄敬寒，温可睿，潘秋红，等.环境条件和栽培技术对葡萄花色苷生物合成的影响（上）：环境条件对葡萄花色苷生物合成的影响[J].中外葡萄与葡萄酒，2011（9）：71-76.

[30] 郑顺林，张仪，李世林，等.不同海拔高度对紫色马铃薯产量、品质及花青素含量的影响[J].西南农业学报，2013，26（4）：1420-1423.

[31] 沈学善，王平，吴翠平，等.不同光照地区对马铃薯花青素含量及品质的影响[J].西南农业学报，2017，30（12）：2667-2672.