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中国精品科技期刊2020

不同品种马铃薯全粉品质特性分析

刘爽, 王滢颖, 郭爱良, 周晨霞, 李慧静

刘爽,王滢颖,郭爱良,等. 不同品种马铃薯全粉品质特性分析[J]. 食品工业科技,2022,43(7):59−66. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021070096.
引用本文: 刘爽,王滢颖,郭爱良,等. 不同品种马铃薯全粉品质特性分析[J]. 食品工业科技,2022,43(7):59−66. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021070096.
LIU Shuang, WANG Yingying, GUO Ailiang, et al. Analysis on Quality Properties of Different Varieties of Potato Flour[J]. Science and Technology of Food Industry, 2022, 43(7): 59−66. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021070096.
Citation: LIU Shuang, WANG Yingying, GUO Ailiang, et al. Analysis on Quality Properties of Different Varieties of Potato Flour[J]. Science and Technology of Food Industry, 2022, 43(7): 59−66. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021070096.

不同品种马铃薯全粉品质特性分析

基金项目: 河北省二期现代农业产业技术体系小麦创新团队产后加工与食品开发(HBCT2018010207);河北农业大学食品加工学科群资助(2021-05)
详细信息
    作者简介:

    刘爽(1997−),女,硕士研究生,研究方向:粮食、油脂及植物蛋白工程,E-mail:2398036149@qq.com

    通讯作者:

    李慧静(1973−),女,博士,教授,研究方向:粮食、油脂及植物蛋白工程,E-mail:huijingli2002@163.com

  • 中图分类号: TS231

Analysis on Quality Properties of Different Varieties of Potato Flour

  • 摘要: 选取河北省张家口地区7个马铃薯品种,通过色泽、微观形态、基本成分、功能特性、糊化特性及体外消化特性等指标的测定,研究了不同品种马铃薯全粉的品质特性。结果表明,冀张薯8、22号和京张薯2号干物质含量均高于22.50%,高于大西洋、夏波蒂两个国外品种;冀张薯8、12号淀粉含量高于大西洋(70.87%);京张薯2号还原糖含量低,但其蛋白质含量最高(9.92%);大西洋和冀张薯22号溶解度较高,京张薯2号膨胀能力和冻融稳定性较好;冀张薯12号峰值黏度和回生值接近大西洋薯;夏波蒂和冀张薯20号快消化淀粉(RDS)含量较低,但慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)较高,大西洋薯具有较高的抗性淀粉含量(13.79%)。
    Abstract: Seven potato varieties from Zhangjiakou area of Hebei Province were selected to study the quality characteristics of potato flours by measuring the indexes of color, micromorphology, basic components, functional characteristics, gelatinization characteristics and in vitro digestion characteristics. The results showed that the dry matter content of Jizhangshu 8, Jingzhangshu 2 and Jizhangshu 22 was all higher than 22.50%, which was higher than that of the two foreign varieties (Atlantic and Charpoti). The starch content of Jizhangshu 8 and Jizhangshu 12 was higher than that of Atlantic (70.87%). The reducing sugar content of Jingzhangshu 2 was low, but its protein content (9.92%) was the highest. Atlantic and Jizhangshu 22 had high solubility, Jingzhangshu 2 had good swelling power and freezing-thawing stability. The peak viscosity and setback of Jizhangshu 12 were similar to that of Atlantic. The RDS content of Charpoti and Jizhangshu 20 was low, but their SDS and RS content were high. Atlantic had high resistant starch content (13.79%).
  • 马铃薯(Solanum tuberosum L.),茄科茄属多年生块茎草本植物,是世界上仅次于水稻、小麦和玉米的第四大粮食作物,也是唯一的块茎类粮食作物[1]。据联合国粮农组织(FAO)统计资料显示,我国马铃薯的种植面积和产量均居世界首位。河北省是马铃薯重要种植区之一,其中以张家口、承德为主要产区[2]。2015年农业部提出马铃薯主粮化建议,该建议旨在改善我国居民膳食比例,可扩大马铃薯的种植与推广,推动部分地区脱贫致富。

    马铃薯营养丰富,含有淀粉、蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质及多种活性成分,其中,脂肪含量低,蛋白质为全价蛋白,含有8种必需氨基酸、两种限制性氨基酸[3]。但新鲜马铃薯储运成本较高,将其脱水制成马铃薯全粉很大程度上解决了这一弊端。目前,市场上产量较大的马铃薯全粉主要是“马铃薯雪花全粉”和“马铃薯颗粒全粉”,这两种全粉都经过熟化处理导致淀粉糊化,当添加到馒头、面包中时,具有黏度大、难成形、口感劣变等缺点[4],而马铃薯生全粉可减少上述情况的发生,马铃薯生全粉是以马铃薯原薯为原料加工而成的未熟制的片屑状或粉状制品,保有马铃薯的原始风味,维生素和活性成分损失较少[5]。马铃薯淀粉具有吸水性好、高黏度、易膨胀、糊化透明度高、糊化温度低等特性[6]。按淀粉消化率划分,淀粉可分为快速消化淀粉(rapid digesting starch,RDS)、慢消化淀粉(slow digested starch,SDS)和抗性淀粉(resistant starch,RS)。其中,RS淀粉是指食用120 min后未被水解的部分,从小肠继续到大肠[7],可以被肠道菌群发酵。RS具有抗消化性,有利于控制血糖浓度,适合糖尿病、肥胖症、心脏病等患者食用[8]。此外,RS在肠道中被发酵产生短链脂肪酸(主要为乙酸、丙酸和丁酸),对结肠细菌和结肠腺细胞起作用,增加结肠的血液流动,有助于缓解结肠炎[9]

    当前,用于马铃薯食品生产的品种以大西洋和夏波蒂两个国外品种为主,但其抗旱、抗病性差[10],因此,需要筛选出抗病性强且与大西洋、夏波蒂品质类似的马铃薯品种。许多学者对不同产地不同品种的马铃薯进行比较分析,研究多集中在马铃薯理化及营养特性的比较和分析上。本文除基础指标外,还对马铃薯全粉的糊化特性和体外消化特性进行研究,旨在探究河北省不同品种马铃薯全粉品质的差异,筛选出适合加工成马铃薯全粉的品种,进而推动河北省马铃薯产业的发展。

    七个品种马铃薯鲜薯(大西洋、夏波蒂、京张薯2号、冀张薯8号、冀张薯22号、冀张薯20号、冀张薯12号) 河北省张家口市农业科学院察南实验基地,2020年5月6日播种,2020年9月9日收获;直链淀粉标准品、支链淀粉标准品(分析纯) 美国Sigma公司;热稳定α-淀粉酶(酶活力≥20000 U/mL)、葡萄糖淀粉酶(酶活力≥100000 U/mL) 上海金穗生物科技公司;猪胰α-淀粉酶(12 U/g) 上海源叶科技公司;葵花籽油(食品级) 市售;其他试剂 均为分析纯。

    AR423CN电子天平 奥豪斯仪器(上海)有限公司;SUS304高速多功能粉碎机 永康市铂欧五金制品有限公司;101-2A电热鼓风干燥箱 天津泰斯特仪器有限公司;NR60CP色差计 深圳市三恩时科技有限公司;752N紫外可见分光光度计、SU8010型扫描电子显微镜 日本日立精密科学仪器有限公司;WSB-VI智能白度测定仪 杭州大吉光电仪器有限公司;KDN-08C消化炉 浙江托普石农科技股份有限公司;Viscograph-E黏度仪 德国Brabender公司。

    将形状大小均匀的新鲜马铃薯清洗干净,用纱布擦干表面水分,用削皮刀去皮,切块(1 cm×1 cm×1 cm),将其放入护色液(1.5%柠檬酸、0.15% CaCl2)中使其没过马铃薯块,浸泡15 min,在垫有纱布的陶瓷盘上铺平,放入60 ℃恒温鼓风干燥箱内12 h[11]。烘干后取出冷却至室温,用粉碎机将其粉碎,过100目筛,将筛下的马铃薯全粉放入自封袋中,低温避光保存。

    色差值使用色差计测定,每个样品取三个不同位置进行测定。

    马铃薯鲜薯干物质和全粉水分测定参照GB 5009.3-2016《食品中水分的测定》;还原糖测定参照3,5-二硝基水杨酸法;蛋白质测定参照GB5009.5-2016《食品中蛋白质的测定》;脂肪测定参照GB 5009.6-2016《食品中粗脂肪的测定》;淀粉测定参照GB 5009.9-2016《食品中淀粉的测定》;碘蓝值测定参照冷明新等[12]的方法;直链淀粉测定参照GB 7648-1987《水稻、玉米、谷子籽粒直链淀粉测定法》。

    取马铃薯全粉分别进行离子溅射喷金处理,工作电压设为2.0 kV,将样品置于扫描电子显微镜下观察其微观结构,选取合适的放大倍数,拍摄具有代表性颗粒形貌照片。

    采用代春华等[13]的方法。准确称取0.1 g马铃薯全粉于50 mL离心管中,加入10 mL蒸馏水溶解,于95 ℃水浴30 min,期间不断振摇,取出冷却至室温,4000 r/min离心15 min,将上清液倒至已恒重的铝盒中,于105 ℃烘箱中干燥至恒重,计算马铃薯全粉的溶解度;称量离心管中膨胀全粉的质量,计算膨胀能力:

    (1)
    (2)

    式中,S为溶解度,%;B为膨胀能力,%;A为上清液干燥至恒重后的质量,g;P为离心管中膨胀样品的质量,g;W为样品的质量,g。

    参考HOOVER等[14]的方法。称取一定量的样品配成质量分数为6.0%的悬浮液,在沸水浴中加热搅拌30 min使之充分糊化,冷却至室温,在−20 ℃的冰箱中冷冻24 h后取出,在室温下自然解冻,以4000 r/min离心20 min,弃去上清液,称量沉淀物的质量,若无上清液,继续冷冻直至上清液析出,以析水率表示冻融稳定性,计算公式:

    (3)

    式中,D为析水率,%;m1为糊化物质量,g;m2为沉淀物质量,g。

    采用ELKHALIFA等[15]的方法。准确称取样品2 g于称重的离心管中,加入20 mL蒸馏水(或20 mL葵花籽油),将样品旋涡并在(25.0±2.0)℃下静置30 min,然后以4000 r/min离心25 min。将试管倒置于吸纸上,沥出多余的水或油。以样品结合水和油的质量来表示持水性和持油性,计算公式:

    (4)
    (5)

    式中,WAI为吸水系数,g/g;mw为离心管中沉淀质量,g;m1样品的质量,g。OAI为吸油系数,g/g;mo为离心管中沉淀质量,g;m2样品质量,g。

    马铃薯全粉的糊化度采用熊易强[16]的方法测定。取200 mg样品放入25 mL具塞试管中,加15 mL 0.05 mol/L醋酸钠缓冲溶液中沸水浴1 h,隔15 min震荡摇匀,并补充缓冲液至原刻度,该样品记为全糊化样品。将待测样品放入25 mL具塞试管中,加15 mL 0.05 mol/L醋酸钠缓冲溶液,记为待测样品。仅加缓冲液的具塞试管记为空白。同时向全糊化样品、待测样品和空白中加入1 mL葡萄糖淀粉酶液(180 U/mL)40 ℃水浴1 h,隔15 min震荡摇匀,酶解结束后加入1 mL 0.5 mol/L NaOH溶液进行灭酶。用0.5 mL酶解液,加入0.5 mL DNS试剂,沸水浴5 min,在吸光度540 nm处测定吸光值。

    (6)

    式中,X为糊化度,%;A0为空白样品吸光值;A1为待测样品吸光值;A2为全糊化样品吸光值。

    参照GB/T14490-2008 《粮油检验 谷物及淀粉糊化特性测定 粘度仪法》测定样品。准确称取马铃薯全粉,加蒸馏水配制成质量分数为10%的悬浮液。测定仪器选用德国Brabender公司 Viscograph-E黏度仪,测定条件:以1.5 ℃/min的速率由50 ℃升温至95 ℃,保温30 min,以−1.5 ℃/min的速率由95 ℃降温至50 ℃,保温30 min。

    根据ENGLYST等[17]和闫巧珍等[18]的方法,稍有改动。称取200 mg样品(干基)于100 mL烧杯中,添加0.1 moL/L,pH5.2的醋酸缓冲溶液25 mL,沸水浴加热20 min,使其完全糊化,冷却至室温,加入5 mL混合酶液(猪胰α-淀粉酶290 U和淀粉葡萄糖苷酶120 U),混合均匀后倒入50 mL恒温夹套烧杯中酶解,温度37 ℃,磁力搅拌速度150 r/min,在20 min和120 min取出0.5 mL酶解液,加入4.5 mL无水乙醇灭酶,用DNS法测定其葡萄糖含量,计算公式:

    (7)
    (8)
    (9)

    式中,RDS为快消化淀粉含量,%;SDS为慢消化淀粉含量,%;RS为抗性淀粉含量,%;G20为20 min的葡萄糖含量,mg;G120为120 min的葡萄糖含量,mg;FG为酶解前的游离葡萄糖含量,mg;TS为样品中淀粉含量,mg。

    采用SPSS 22.0软件,选用Duncan’s检验比较多组实验数据之间的差异,P<0.05表示差异显著;采用Origin 2019软件作图。

    不同品种马铃薯全粉的色差值如图1所示。色泽是影响马铃薯全粉加工和消费者选择的关键因素,而色泽的产生取决于其化学成分及加工方式。L*、a*、b*分别表示样品的亮度、红绿值及黄蓝值。供试样品的亮度范围较大,差异明显,其中,大西洋全粉亮度最大,京张薯2号最低,对市售大西洋雪花全粉进行色差测定,发现其L*值为87.29,可见马铃薯全粉的亮度大于雪花全粉的亮度;京张薯2号的a*值最大,颜色偏红,a*值较小的品种为京张薯8号和大西洋;冀张薯20号的b*值较大,这可能是由于胡萝卜素含量较高[19],冀张薯12号的b*值较小。a*b*值较大的全粉也可能是由于制粉过程中发生了酶促褐变,导致其颜色偏深褐色[20]。总体而言,冀张薯8号与大西洋和夏波蒂的色差值接近。

    图  1  不同品种马铃薯全粉的色差值
    注:不同小写字母表示不同品种间差异显著(P<0.05);图2~图7表1~表2同。
    Figure  1.  Chromatism value of different varieties of potato flours

    不同品种马铃薯全粉的基本成分如表1所示,不同马铃薯的干物质含量由大到小依次为:冀张薯8号>京张薯2号>冀张薯22号>大西洋>夏波蒂>冀张薯12号>冀张薯20号,干物质平均值为21.98%,在马铃薯全粉生产中,一般要求马铃薯干物质含量不低于20%[21],除冀张薯20号外,其他品种均符合要求,冀张薯8号、京张薯2号和冀张薯22号的干物质含量高于两个国外品种。马铃薯全粉的还原糖含量是影响油炸和焙烤食品品质的重要因素,由于还原糖参与美拉德反应,利于风味的形成,但还原糖含量过高时会导致产品颜色深,可能产生较高的丙烯酰胺[22],进而影响产品品质。供试马铃薯全粉的还原糖含量平均值为0.39%,低于李梅等[23]所测的旱作品种(系)马铃薯的还原糖含量,大西洋和京张薯2号的还原糖含量相近显著低于其他品种,冀张薯22号的还原糖最高。马铃薯全粉的蛋白质含量平均值为7.92%,低于普通小麦中的蛋白质含量,由于马铃薯中不含有面筋蛋白,因此将其添加到小麦粉中会稀释蛋白质,从而导致混合粉的加工特性变差。但马铃薯蛋白中氨基酸的组成比例比较平衡,富含赖氨酸和缬氨酸[24],可弥补谷物的这一不足。京张薯2号和夏波蒂蛋白质含量较高,冀张薯8号蛋白质含量最低。马铃薯全粉的粗脂肪含量在0.86%~3.88%,变异系数较大,马铃薯的粗脂肪含量远低于小麦及玉米,更加符合现代人少油的饮食要求,其中,夏波蒂的粗脂肪含量最低,其次为冀张薯12号、大西洋,可用于低脂食品,粗脂肪最高的是冀张薯8号,可制成含油量要求较高的食品。

    表  1  不同品种马铃薯全粉的基本成分
    Table  1.  Basic components of different varieties of potato flours
    品种干物质
    (%,wb)
    水分含量(%)还原糖含量
    (%,db)
    蛋白质含量(%,db)粗脂肪含量
    (%,db)
    大西洋22.46±0.93bc11.68±0.00g0.14±0.01a7.62±0.07c0.94±0.05a
    夏波蒂21.80±0.68b10.23±0.15d0.48±0.01c9.32±0.02e0.86±0.09a
    京张薯2号22.96±3.09bc9.84±0.02c0.15±0.02a9.92±0.07f2.37±0.20c
    冀张薯8号24.87±1.81c11.15±0.03f0.48±0.02c5.25±0.01a3.88±0.23e
    冀张薯22号22.50±0.43bc10.74±0.04e0.68±0.01d8.34±0.07d1.63±0.42b
    冀张薯20号18.66±0.20a9.41±0.01b0.34±0.01b7.42±0.02b2.76±0.11d
    冀张薯12号20.61±0.58ab8.98±0.03a0.49±0.03c7.54±0.06c0.88±0.17a
    平均值21.9810.290.397.921.90
    变异系数(%)8.218.6646.4417.7156.26
    注:湿基(wb,wet base),是以物料质量为基准计算的表示方法;干基(db,dry base),是以物料中固体干物质为基准计算的表示方法。
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    碘蓝值表示全粉被破坏释放出游离淀粉的程度,碘蓝值越大说明游离淀粉越多。由图2可知,碘蓝值最高的是京张薯2号,其次为冀张薯12号,在此类马铃薯加工过程中更容易出现淀粉破损的情况,在一定程度上会限制马铃薯全粉的加工;冀张薯20号、夏波蒂和大西洋全粉的碘蓝值较低,有利于在加工过程中保持淀粉形态。

    图  2  不同品种马铃薯全粉的碘蓝值、淀粉和直链淀粉含量
    Figure  2.  Iodine blue value, starch and amylose content of different varieties of potato flours

    不同品种马铃薯全粉的淀粉含量和直链淀粉含量如图2所示。淀粉是马铃薯的主要成分,供试马铃薯全粉的淀粉含量在65.04%~73.04%之间,该测试结果与施杨琪等[25]的报道结果一致,其中,冀张薯8号、冀张薯12号和大西洋的淀粉含量在70%以上,这些品种适合马铃薯淀粉及全粉的加工,淀粉含量最低的是夏波蒂。马铃薯淀粉由直链淀粉和支链淀粉构成,其消化率、糊化等特性取决于直链淀粉与支链淀粉的比例[26]、直链淀粉链长的分布、分支度和各分支链长度的大小等[27]。当直链淀粉含量增加时,抗性淀粉含量通常随之增加,有利于控制血糖生成速率[28]。通常马铃薯直链淀粉占总淀粉质量的20%~33%,其余大部分为支链淀粉[29],受试品种直链淀粉含量平均值为27.66%,变异系数较小,其中,京张薯2号的直链淀粉含量最高,冀张薯12号的直链淀粉含量最低。

    不同品种马铃薯全粉放大500倍的扫描电镜图如图3所示。7种马铃薯全粉相较于市售的马铃薯雪花全粉和颗粒全粉,淀粉颗粒较为完整、表面光滑,主要呈现为大的椭球形和小的球形,也有少量呈不规则形状,而雪花全粉和颗粒全粉由于部分糊化,淀粉呈碎片状和粗糙的不规则形状[30]。马铃薯淀粉属于B型淀粉,其颗粒尺寸较大[22]。冀张薯12号、大西洋、冀张薯8号大颗粒淀粉占比较大,一般会表现出较好的膨胀性和保水性,适合制成膨化食品[31]。冀张薯20号小颗粒淀粉和破损淀粉占比较多。

    图  3  不同品种马铃薯全粉扫描电镜图
    注:A~G依次为大西洋、夏波蒂、京张薯2号、冀张薯8号、冀张薯22号、冀张薯20号、冀张薯12号。
    Figure  3.  Scanning electron micrographs of different varieties of potato flours

    马铃薯全粉的溶解度、膨胀能力如图4所示。溶解度和膨胀能力都是反应样品水合能力的重要指标,马铃薯全粉的溶解度平均值为37.36%,其中,大西洋和冀张薯22号的溶解度较高,溶解度最低的是冀张薯20号,溶解度与直链淀粉含量呈正相关性,还受到淀粉颗粒结构,支链淀粉链长等因素的影响[32];马铃薯全粉的膨胀能力平均值为22.10%,膨胀能力与淀粉颗粒比表面积、结构和颗粒直径大小有关[31]。京张薯2号和冀张薯12号的膨胀能力较大,优于两个国外品种,这是由于其碘蓝值较大,即游离淀粉占比较多,与水接触面积较大,易于淀粉吸水膨胀,最小的是冀张薯20号。

    图  4  不同品种马铃薯全粉的溶解性、膨胀能力
    Figure  4.  Solubility and swelling power of different varieties of potato flours

    马铃薯全粉的冻融稳定性用析水率表示,析水率越低说明全粉的冻融稳定性越好,反之则越差[22],冻融稳定性与淀粉的种类、淀粉分子大小、直链淀粉结构及含量的多少都有关,一般情况下,直链淀粉含量越高,冻融稳定性越差[31]。马铃薯全粉的析水率平均值为52.09%,与GONG等[33]报道的结果大体一致。由图5可知,大西洋和夏波蒂全粉的析水率较高,说明经冷冻再解冻时糊化液维持其胶体结构的能力较差,对抗冷的能力较差,这可能是由于其直链淀粉含量较高。而冀张薯20号、京张薯2号的析水率较小,冻融稳定性较好,优于两个国外品种,适合添加到冷饮中或加工成冷冻食品。

    图  5  不同品种马铃薯全粉的冻融稳定性
    Figure  5.  Freeze-thaw stability of different varieties of potato flours

    马铃薯全粉的持水率、持油率如图6所示,持水性和持油性是产品配方设计中需要着重考虑的因素。马铃薯全粉的持水率高于持油率,其中持水率平均值为1.45 g/g,夏波蒂、冀张薯22号和京张薯2号的持水率较高,冀张薯12号的持水率最低。持水率可能与淀粉及游离淀粉含量有关。持油力的大小与加工条件、颗粒的大小有关[34]。马铃薯全粉的持油率平均值为1.15 g/g,其中冀张薯8号和夏波蒂的持油率较高,京张薯2号持油率最低。

    图  6  不同品种马铃薯全粉的持水性、持油性
    Figure  6.  Water and oil holding capacity of different varieties of potato flours

    在相同的制粉工艺下,不同品种马铃薯所制得的全粉的糊化度不同(图7),受试样品的平均糊化度25.72%,远低于马铃薯雪花全粉(95.41%)及颗粒全粉(95.51%),高于沈存宽等[30]所制生全粉(12.87%),这与制粉工艺有关,冀张薯20号的糊化度显著高于其他品种,对于热较为敏感,糊化度最低的是大西洋,适合加工成马铃薯生全粉,糊化度对马铃薯全粉的黏度特性影响较大。

    图  7  不同品种马铃薯全粉的糊化度
    Figure  7.  Gelatinization degree of different varieties of potato flours

    不同品种马铃薯全粉的黏度特性如表2所示。糊化温度能够反应样品发生糊化的难易程度,糊化温度受直链淀粉含量、结晶度的影响,直链淀粉含量高、结晶度高的淀粉,其晶体结构紧密,晶体溶解所需热量大故而糊化温度较高[35]。马铃薯全粉的糊化温度在63.90~67.85 ℃,变异系数较小。冀张薯12号的糊化温度显著低于其他品种,是由于其直链淀粉含量最低,最高的是夏波蒂,但该品种的直链淀粉含量低,推测可能是由于其结晶度较高,导致糊化温度高;峰值黏度指升温过程中淀粉的膨胀程度,支链淀粉含量越高,峰值黏度越高,冀张薯12号和大西洋的峰值黏度较高,可用作增稠剂,峰值黏度最低的是夏波蒂,这是由于糊化度较高,部分淀粉颗粒遭到破坏,重新加热时黏度较低;最终黏度在454.5~763.5 BU之间,最大的是大西洋全粉,最小的为夏波蒂;回生值反映了淀粉的老化情况,直链淀粉含量越高,淀粉越易老化,大西洋、冀张薯12号和冀张薯22号回生值较大,回生值最小的是夏波蒂全粉。

    表  2  不同品种马铃薯全粉的糊化特性关键参数
    Table  2.  Key parameters of gelatinization characteristics of different varieties of potato flours
    样品糊化温度( ℃)峰值黏度(BU)最终黏度(BU)崩解值(BU)回生值(BU)
    大西洋全粉66.55±0.07d920.0±9.9e763.5±6.4f368.5±16.3c303.0±0.0e
    夏波蒂全粉67.85±0.07g583.5±9.2a454.5±12.0a216.0±17.0a142.5±7.8a
    京张薯2号全粉66.25±0.07c712.0±17.0b571.0±8.5b293.0±9.9b223.5±3.5b
    冀张薯8号全粉64.60±0.00b815.5±27.6d653.5±14.8c379.0±18.4c287.5±9.2d
    冀张薯22号全粉66.95±0.07e800.5±0.7d719.0±4.2e285.5±2.1b296.5±3.5de
    冀张薯20号全粉67.20±0.00f745.5±2.1c690.5±2.1d243.0±2.8a275.0±2.8c
    冀张薯12号全粉63.90±0.00a948.0±9.9e647.0±1.4c494.5±6.4d299.5±0.7de
    平均值66.19789.29642.71325.64261.07
    变异系数(%)1.8713.6813.8525.4019.56
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    不同马铃薯全粉的体外消化性如图8所示。RDS、SDS和RS含量与马铃薯全粉中的淀粉含量及结构有关,与淀粉颗粒大小以及晶体结构和结晶度有关[22]。RDS含量由高到低依次为:冀张薯22号>冀张薯8号>冀张薯12号>京张薯2号>大西洋>夏波蒂>冀张薯20号;SDS含量由高到低依次为:夏波蒂>冀张薯20号>冀张薯12号>京张薯2号>大西洋>冀张薯22号>冀张薯8号;RS含量由高到低依次为:大西洋>冀张薯8号>冀张薯20号>京张薯2号>冀张薯12号>夏波蒂>冀张薯22号。综上可知,冀张薯20号和夏波蒂的RDS含量较低,SDS和RS较高,二者体外消化特性相似,可较好控制血糖;而冀张薯22号的RDS含量最高,SDS和RS含量较低,容易消化;此外大西洋的RS含量最高,抗消化能力较强。整体而言,供试马铃薯全粉的RDS>SDS>RS含量,不适合高血糖、糖尿病食用,在马铃薯育种和种植中,培育RS含量较高的马铃薯是未来的方向。通过物理、化学或酶法改性马铃薯全粉,使其RDS降低,SDS和RS含量升高也是食品领域未来的发展方向。

    图  8  不同品种马铃薯全粉的体外消化特性
    Figure  8.  In vitro digestibility of different varieties of potato flours

    冀张薯22号全粉的L*值最接近大西洋;供试马铃薯全粉淀粉颗粒表面较光滑,冀张薯12号和冀张薯8号与大西洋类似,其大颗粒淀粉占比较大;冀张薯8号、京张薯2号和冀张薯22号的干物质含量高于两个国外品种;京张薯2号与大西洋全粉还原糖含量类似;京张薯2号全粉蛋白质含量最高,达9.92%;夏波蒂脂肪含量最低;冀张薯20号、夏波蒂和大西洋全粉的碘蓝值较低;冀张薯8号、冀张薯12号淀粉含量高于大西洋,除冀张薯12号全粉直链淀粉含量显著低于大西洋外(P<0.05),其他品种无显著性差异(P>0.05);大西洋和冀张薯22号的溶解度较高,京张薯2号和冀张薯12号的膨胀能力较高;京张薯2号、冀张薯20号的冻融稳定性显著(P<0.05)优于其他品种;冀张薯12号全粉的糊化特性与大西洋类似,其峰值黏度、回生值无显著性差异(P>0.05);夏波蒂和冀张薯20号的淀粉体外消化性相近,RDS含量较低,SDS和RS较高,大西洋的抗性淀粉含量较高,达13.79%。

  • 图  1   不同品种马铃薯全粉的色差值

    注:不同小写字母表示不同品种间差异显著(P<0.05);图2~图7表1~表2同。

    Figure  1.   Chromatism value of different varieties of potato flours

    图  2   不同品种马铃薯全粉的碘蓝值、淀粉和直链淀粉含量

    Figure  2.   Iodine blue value, starch and amylose content of different varieties of potato flours

    图  3   不同品种马铃薯全粉扫描电镜图

    注:A~G依次为大西洋、夏波蒂、京张薯2号、冀张薯8号、冀张薯22号、冀张薯20号、冀张薯12号。

    Figure  3.   Scanning electron micrographs of different varieties of potato flours

    图  4   不同品种马铃薯全粉的溶解性、膨胀能力

    Figure  4.   Solubility and swelling power of different varieties of potato flours

    图  5   不同品种马铃薯全粉的冻融稳定性

    Figure  5.   Freeze-thaw stability of different varieties of potato flours

    图  6   不同品种马铃薯全粉的持水性、持油性

    Figure  6.   Water and oil holding capacity of different varieties of potato flours

    图  7   不同品种马铃薯全粉的糊化度

    Figure  7.   Gelatinization degree of different varieties of potato flours

    图  8   不同品种马铃薯全粉的体外消化特性

    Figure  8.   In vitro digestibility of different varieties of potato flours

    表  1   不同品种马铃薯全粉的基本成分

    Table  1   Basic components of different varieties of potato flours

    品种干物质
    (%,wb)
    水分含量(%)还原糖含量
    (%,db)
    蛋白质含量(%,db)粗脂肪含量
    (%,db)
    大西洋22.46±0.93bc11.68±0.00g0.14±0.01a7.62±0.07c0.94±0.05a
    夏波蒂21.80±0.68b10.23±0.15d0.48±0.01c9.32±0.02e0.86±0.09a
    京张薯2号22.96±3.09bc9.84±0.02c0.15±0.02a9.92±0.07f2.37±0.20c
    冀张薯8号24.87±1.81c11.15±0.03f0.48±0.02c5.25±0.01a3.88±0.23e
    冀张薯22号22.50±0.43bc10.74±0.04e0.68±0.01d8.34±0.07d1.63±0.42b
    冀张薯20号18.66±0.20a9.41±0.01b0.34±0.01b7.42±0.02b2.76±0.11d
    冀张薯12号20.61±0.58ab8.98±0.03a0.49±0.03c7.54±0.06c0.88±0.17a
    平均值21.9810.290.397.921.90
    变异系数(%)8.218.6646.4417.7156.26
    注:湿基(wb,wet base),是以物料质量为基准计算的表示方法;干基(db,dry base),是以物料中固体干物质为基准计算的表示方法。
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    表  2   不同品种马铃薯全粉的糊化特性关键参数

    Table  2   Key parameters of gelatinization characteristics of different varieties of potato flours

    样品糊化温度( ℃)峰值黏度(BU)最终黏度(BU)崩解值(BU)回生值(BU)
    大西洋全粉66.55±0.07d920.0±9.9e763.5±6.4f368.5±16.3c303.0±0.0e
    夏波蒂全粉67.85±0.07g583.5±9.2a454.5±12.0a216.0±17.0a142.5±7.8a
    京张薯2号全粉66.25±0.07c712.0±17.0b571.0±8.5b293.0±9.9b223.5±3.5b
    冀张薯8号全粉64.60±0.00b815.5±27.6d653.5±14.8c379.0±18.4c287.5±9.2d
    冀张薯22号全粉66.95±0.07e800.5±0.7d719.0±4.2e285.5±2.1b296.5±3.5de
    冀张薯20号全粉67.20±0.00f745.5±2.1c690.5±2.1d243.0±2.8a275.0±2.8c
    冀张薯12号全粉63.90±0.00a948.0±9.9e647.0±1.4c494.5±6.4d299.5±0.7de
    平均值66.19789.29642.71325.64261.07
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-07
  • 网络出版日期:  2022-02-11
  • 刊出日期:  2022-03-31

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