青海马铃薯全粉品质特性研究

张 杰

(1.青海大学农林科学院，青海大学，青海 西宁 810016；2.青海省青藏高原农产品加工重点实验室，青海 西宁 810016)

马铃薯又名土豆、山药蛋，其种植周期相对较短，具有耐旱、耐寒、适应性强的特点[1]，是目前唯一作为粮食的块茎类作物[2-3]。马铃薯具有多种营养成分和功能活性物质[4]，研究发现食用马铃薯可降低各类疾病的发生，尤其在降低高血压和癌症等方面具有重要意义[5-8]。随着马铃薯产业的不断壮大，且在2015年国家提出了马铃薯主粮化战略[9-10]，当前马铃薯的市场需求不断增加，促进了马铃薯加工产业的健康发展。

目前，马铃薯相关产品是以新鲜马铃薯或马铃薯全粉加工制备而成，但由于新鲜马铃薯水分含量较高，不耐保存及贮藏，且运输成本相对较高[11]。因此，目前大多是以马铃薯全粉为原料加工生产马铃薯产品，一方面，马铃薯全粉经脱水处理后，保留了马铃薯的大部分营养功能成分及活性物质，且对于一些加工企业而言，能够有效降低其储存及运输的成本；另一方面，在马铃薯相关产品的加工过程中，马铃薯全粉更易于与其他原辅料混合，减少加工步骤及成本，其制备马铃薯产品营养更为全面，实现马铃薯产品的营养互补[12]。Friedman和Ngobese等人[13-14]研究报道了不同品种马铃薯制备的马铃薯全粉的理化性质及加工品质存在很大差异。因此，有必要进一步对不同品种马铃薯全粉的理化特性及功能特性进行研究，而当前对于常见的青海马铃薯品种——乐薯1号、下寨65号、青薯168缺乏相关的研究资料，使得不同品种的青海马铃薯全粉在进一步加工选择上缺乏相关依据。为此，本研究以三种不同品种马铃薯(乐薯1号、下寨65号、青薯168)为原料制备得到马铃薯全粉，探究三种不同品种马铃薯全粉的外观品质、理化特性及功能特性，评价并筛选出不同马铃薯产品的专用品种，为马铃薯全粉加工专用品种的选择及相关产品的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验原料与试剂

新鲜马铃薯(乐薯1号、下寨65、青薯168)，由青海省农林科学院生物所提供。总淀粉试剂盒，购自 Megazyme 公司；其它试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

低速离心机(型号：DL-5M，厂家：长沙湘仪离心机仪器有限公司)；电热鼓风干燥箱(型号：101A-25T，厂家：上海试验仪器有限公司)；高速分散均质机(型号：FJ-201，厂家：金坛市金玻试验仪器厂)；粗纤维测定仪(型号：FibrethermFT12，厂家：Gerhardt德国格哈特仪器公司)；全自动脂肪提取仪(型号：SOX412Macro，厂家：Gerhardt德国格哈特仪器公司)；色度仪(型号：WSC-S，厂家：上海精密科学仪器有限公司)。

1.3 试验方法

1.3.1 马铃薯全粉的制备

将三种不同品种的新鲜马铃薯清洗去皮后，切至薄片，在常温常压下蒸煮10min，然后将其置于真空冷冻干燥机中干燥24h，干燥结束后粉碎过筛，备用。

1.3.2 色度测定

室温下采用WSC-S色度仪对三种马铃薯全粉进行色度测定[15]。

1.3.3 理化特性测定

水分的测定：参照GB 5009.3-2016；灰分的测定：参照GB 5009.4-2016；粗纤维的测定：参照GB/T 5009.88-2008；粗脂肪的测定：参照GB 5009.6-2016；总淀粉含量测定：采用TOTAL STARCH试剂盒测定；氨基酸测定：参照GB/T 5009.124-2016。

1.3.4 功能特性测定

1.3.4.1 吸水指数测定

参照文献[16]的方法进行测定，称取 2.5 g制备好的马铃薯全粉将其置于离心管中，向内加入30ml的蒸馏水，充分混合后在30℃条件下水浴30min，然后离心取上清液，并将其置于铝盒中，105℃下烘干，取沉淀进行称重。WAI 为吸水系数，按下式进行计算：

1.3.4.2 吸油指数测定

参照文献[17]的方法进行测定，称取2g制备好的马铃薯全粉将其置于离心管中，向内加入40ml的花生油，充分混合后离心，弃去上清液，随后将离心管倒置10min并称重。OAI为吸油指数，按下式进行计算：

1.3.4.3 乳化性及乳化稳定性

参照Elkhalifa等人[18]的方法进行乳化性及乳化稳定性的测定，向 2g制备好的马铃薯全粉中加入100ml 4℃的蒸馏水及同体积的花生油，并利用均质机使其混合均匀。然后将混合好的溶液分别置于两个离心管中，其中一个离心管中的混合液直接离心处理，而另一个离心管中的混合液在80℃条件下水浴30min，随后进行离心处理。分别测定经离心处理后两个离心管中溶液的总高度及乳化层高度，按下式进行计算：

1.3.4.4 溶解度

参考Chinyere等人[19]的方法进行测定，向装有1g制备好的马铃薯全粉的刻度试管中加入蒸馏水，使总体积为10ml。室温条件下将混合物静置1h，期间每隔10min充分混匀1次， 随后静置15min，然后取2ml上清液将其置于铝盒中，在105℃条件下干燥并称量。其计算公式如下：

1.3.4.5 复水稳定性

参照王瑾[20]的方法进行测定，向装有10g制备好的马铃薯全粉于量筒中加入90g的热水(80℃)，充分搅拌均匀，随后将其静置3min。其计算公式如下：

1.4 数据分析

数据结果采用平均值±标准差表示；采用 SPSS18.0软件进行数据分析，P<0.05表示显著，P<0.01表示极显著。所有试验均重复3 次。

2 结果与分析

2.1 不同品种马铃薯全粉的色泽

从表2可以看出，不同品种马铃薯全粉的色度相差较大，其中不同马铃薯品种的L*值具有显著差异，下寨65马铃薯全粉L*值最大，达到73.54，a*值为-0.66(a*<0，偏绿)，b*值为12.46，说明下寨65亮度较高，黄色较深，光泽度较好。其次，青薯168 L*值相对较高为63.77，但其b*值最高，达到16.40(b*>0，偏黄)，表现出较深的黄色。而乐薯1号L*值、b*值最低，分别为57.54、11.26，a*最高为-0.37，表现出颜色较暗，亮度较低。

表1 不同品种马铃薯全粉的色泽Table.1 Color of different varieties of potato flour

2.2 不同品种马铃薯全粉的营养品质分析

不同品种马铃薯全粉的理化特性见表2。从表2可以看出，不同品种马铃薯全粉的理化特性不尽相同。由表2可知，三种马铃薯全粉的总淀粉含量在59.10%-74.21%之间，其大小依次为乐薯1号>下寨65>青薯168，马铃薯淀粉含量存在差异，主要可能是与其前期原料选择、薯型大小有关，有研究表明，一般情况下中薯淀粉含量最高，其次为大薯、小薯[21]；本试验的马铃薯全粉样品的水分含量范围为5.79%-9.58%，其大小依次为乐薯1号>青薯168>下寨65，在相同工艺加工下，不同品种的马铃薯其含水量存在差异，这可能与不同品种马铃薯的自身生长环境、基因结构密切相关；不同品种马铃薯全粉的脂肪含量存在显著性差异，且脂肪含量在0.22%-0.53%之间，其大小依次为：下寨65>乐薯1号>青薯168；不同品种马铃薯全粉的粗纤维含量在1.34%-2.54%之间，且三种马铃薯全粉的粗纤维含量大小依次为：青薯168>乐薯1号>下寨65；不同品种马铃薯全粉的灰分含量在0.28%-0.75%之间，其大小依次为：下寨65>青薯168>乐薯1号。结果表明，三种不同品种马铃薯全粉的理化性质存在显著性差异，其中乐薯1号全粉的淀粉及水分含量最高，分别达到74.21±0.41%、9.58±0.10%。下寨65具有较高的灰分含量及脂肪含量，分别达到0.75±0.12%、0.53±0.04%；而青薯168全粉的粗纤维最高，达到2.54±0.06%，且脂肪和淀粉最低，分别为0.22±0.03%和59.10±0.01%。综合比较三种马铃薯全粉的营养品质，青薯168更利于开发低脂及减肥产品，而下寨65更适于开发含油较高的产品。

表2 不同品种马铃薯全粉的理化特性Table.2 The physicochemical property of different varieties of potato flour

2.3 不同品种马铃薯全粉的功能特性

2.3.1 持水能力

持水能力是开发马铃薯产品配方设计中重要考察因素。三种马铃薯全粉的持水能力见图1。由图1可以看出，下寨65及青薯168的马铃薯全粉的吸水指数显著高于乐薯1号，其吸水指数分别为3.37±0.03g/g、3.33±0.01g/g、3.09±0.07g/g。马铃薯全粉的吸水指数高，则在马铃薯产品配料设计时，可加大水分的添加量，且其制得的产品含水量也相对较高[22]。因此，下寨65和青薯168更适宜于加工制备高含水量的产品。

图1 不同品种马铃薯全粉的吸水指数Fig.1 Water absorption index of different varieties of potato flour注：不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

2.3.2 持油能力

三种不同品种马铃薯全粉的持油能力见图2。由图2可知，三种不同品种马铃薯全粉的吸油指数存在显著差异，其中青薯168的吸油指数最高，达到3.21±0.01g/g，其次是乐薯1号为2.43±0.08g/g，持油能力的高低与其颗粒的大小、加工条件密切相关[23]。吸油指数较高的马铃薯全粉，在实际生产加工时可添加更多的油脂，因此，所制备的产品含油量较高，更适于酥性产品的开发。另外，由于吸油指数高的马铃薯全粉添加了更多的油脂，因此在产品的保存及配方的选择上，更加注重脂肪的氧化及产品品质的改变。

图2 不同品种马铃薯全粉的吸油指数Fig.2 Oil absorption index ofdifferent varieties of potato flour

2.3.3 乳化性及乳化稳定性

三种马铃薯全粉的乳化性及乳化稳定性见图3、图4。由图3可以看出，三种马铃薯全粉的乳化性存在差异，其中下寨65及青薯168全粉的乳化性相对较高，分别达到28.27%、27.75%，而乐薯1号的乳化性相对较差，仅为21.46±0.58%；由图4可以看出，三种马铃薯全粉的乳化稳定性也存在差异，其中乐薯1号与青薯168其乳化稳定性差异不显著，其乳化稳定性分别达到17.68±0.71%、15.47±1.04%，而下寨65的乳化稳定性最低，仅为12.73±0.86%。综上所述，青薯168全粉的乳化性及乳化稳定性均较优，因此，青薯168马铃薯全粉加工得到的马铃薯相关产品的乳化性能更高、口感更佳。

图3 不同品种马铃薯全粉的乳化性Fig.3 The emulsibility of different varieties of potato flour

图4 不同品种马铃薯全粉的乳化稳定性Fig.4 The emulsion stability of different varieties of potato flour

2.3.4 溶解度

三种不同品种马铃薯全粉的溶解度见图5。由图5可知，三种马铃薯全粉的溶解度存在显著差异，其溶解度大小依次为下寨65>青薯168>乐薯1号，此结果说明下寨65可溶性固形物含量相对较高，而乐薯1号的溶解度相对较低，仅为8.95±0.29%，该结果可能与马铃薯自身品种及其内在营养品质密切相关。

图5 不同品种马铃薯全粉的溶解度Fig.5 The solubility ofdifferent varieties of potato flour

2.3.5 复水稳定性

不同品种的马铃薯全粉的复水稳定性如图6所示。由图6可知，不同马铃薯品种间复水稳定性存在差异，其中乐薯1号和青薯168相比无显著性差异，其复水稳定性在89%-96%之间。而下寨65的不仅复水稳定性相对较低，其值仅为84.00±1.76%，且在复水试验中存在明显的粘连结块现象。马铃薯全粉的复水性能在实际生产加工是重要考察指标，当其复水性能越高，其加工适宜性就越好，因此，乐薯1号和青薯168具有较好加工性能。

图6 不同品种马铃薯全粉的复水稳定性Fig.6 Rehydration stability of different varieties of potato flour

综合而言，青薯168全粉具有较高的持水能力、持油能力、乳化特性及复水稳定性，适宜加工在口感酥性上要求较高的食品；下寨65马铃薯全粉具有较高的持水能力、乳化性及溶解度，适宜加工对水分含量要求相对较高的产品；而乐薯1号具有较高的乳化稳定性及复水稳定性，可直接用于一些休闲食品的加工。

3 结论

三种不同品种马铃薯全粉的品质特性均存在显著差异，其中下寨65全粉色泽好、感官品质最佳，其灰分及脂肪含量最高，且具有较高的持水能力(3.37±0.03g/g)、乳化性(28.27±0.21%)及溶解度(22.12±0.17%)，适宜加工对水分含量要求相对较高的产品；而青薯168全粉的粗纤维含量最高，且具有较高的持水能力(3.33±0.01g/g)、持油能力(3.21±0.01g/g)、乳化性(27.75±0.95%)、乳化稳定性(15.47±1.04%)及复水稳定性(89.44±1.07%)，适宜加工在口感酥性上要求较高的食品；而乐薯1号全粉的淀粉及水分含量最高，具有较高的乳化稳定性(17.68±0.71%)及复水稳定性(90.36±1.00%)，可直接用于复水要求较高的休闲食品的加工。