Comprehensive Evaluation of Starch and Noodles Quality of Different Sweet Potato Varieties Based on Principal Component Analysis and Cluster Analysis
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摘要: 为科学评价不同品种甘薯淀粉品质，并建立甘薯淀粉品质评价体系，以10个淀粉型甘薯品种为试验材料，对其淀粉组成、粒径、分子聚合度、热力学特性、糊化特性和粉条品质指标进行测定分析，研究不同甘薯品种淀粉性质的差异，并且运用相关性分析、主成分分析和聚类分析对淀粉品质进行综合评价。结果表明，不同品种之间淀粉各项品质指标存在显著性差异（P<0.05），由相关性分析发现各淀粉性质指标之间有不同程度的相关性，并且粉条品质主要与淀粉组成、粒径以及分子聚合度密切相关。通过主成分分析从28个指标中提取了7个主成分，累计方差贡献率为96.761%，能够反映原指标的大部分信息。10个甘薯品种淀粉品质指标综合得分从高到低依次为：渝薯198、商薯19、渝薯50、渝薯15、齐宁19、黔薯11、徐薯22、苏薯28、徐薯37、鄂薯6号。聚类分析将10个甘薯品种分为五类，其中第III类的商薯19，淀粉粒径较大，回生值较高，粉条断条率较低，弹性较好，该品种适宜用作粉条加工。渝薯198综合得分最高，粉条咀嚼性较好，但是烹煮损失较高、硬度较大；鄂薯6号、苏薯28和徐薯37综合得分较低，粉条品质较差，不适宜用作粉条加工。Abstract: To scientifically evaluate the starch quality of different sweet potato varieties and establish the sweet potato starch quality evaluation system, 10 starchy sweet potato varieties were used as experimental materials. Their starch composition, particle size, molecular polymerization, thermodynamic characteristics, gelatinization properties, and noodles quality indexes were determined and analyzed. The differences in starch properties among different sweet potato varieties were thoroughly investigated. Furthermore, the quality of starch was evaluated using correlation analysis, principal component analysis (PCA), and cluster analysis. Results exhibited significant variations in starch quality indexes among different varieties (P<0.05). Correlation analysis revealed varying degrees of association among the starch property indexes, with noodles quality primarily influenced by starch composition, particle size and molecular polymerization. By principal component analysis, 28 quality indicators were simplified into 7 principal components, and the cumulative variance contribution rate was 96.761%, which could reflect most of the information of the original indicators. The comprehensive scores of starch quality indexes of 10 sweet potato varieties were ranked as Yushu 198, Shangshu 19, Yushu 50, Yushu 15, Qining 19, Qianshu 11, Xushu 22, Sushu 28, Xushu 37, Eshu 6. The 10 sweet potato varieties were classified into five categories through cluster analysis. Among them, Shangshu 19 in the third category exhibits larger starch particle size and higher setback value, a low noodles breaking rate and excellent elasticity, which was suitable for noodle processing. Yushu 198 has the highest score, with better noodles mastication, but higher cooking loss and greater hardness. Eshu 6, Sushu 28 and Xushu 37 received low comprehensive scores indicating poor noodles quality and unsuitability for noodles processing.
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Keywords:
- sweet potato /
- starch quality /
- noodles /
- principal component analysis /
- cluster analysis
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甘薯（Ipomoea batatas（L.）Lam.）属于旋花科甘薯属一年生草本植物[1]。据FAO统计，2022年我国甘薯收获面积为215.73万公顷，总产量为4682.88万吨，居于世界首位[2]。淀粉是甘薯块根的主要成分，约占其干重的50%~80%[3]。甘薯淀粉被广泛应用于食品、化工等行业，可作为食品添加剂、增稠剂，同时也是生产甘薯粉条的主要原料。研究表明，粉条品质与淀粉成分、颗粒结构、糊化、老化以及凝胶特性相关[4−5]。我国甘薯品种资源丰富，其淀粉的化学组成、分子聚合度、晶体结构、淀粉颗粒形态大小、糊化特性以及粉条品质均存在较大差异[6−8]。由于不同品种间淀粉性质的区别，导致甘薯粉条产品稳定性差，难以满足精深加工的要求。因此建立科学有效的评价方法指导适宜粉条加工甘薯品种的筛选运用具有重要意义。
淀粉性质是由多个指标共同决定，单一的指标并不能综合评价其品质优劣，各指标之间的相关性导致信息发生重叠，给淀粉特性综合评价造成困难。主成分分析和聚类分析可以将多指标进行整合、归纳，简明扼要反映多个指标的信息，目前已经被广泛应用于作物品质特性综合评价研究中[9−11]。Wang等[12]研究了151份水稻重组自交系材料，通过主成分分析将18个常见水稻品质相关性状简化为8个独立主成分，并根据主成分的权重，将材料从优到劣划分为了五种类型。Zeng等[13]对26个品种玉米粉的化学成分和理化性质进行研究，通过主成分分析发现玉米粉的质量主要与5个主成分有关，其中淀粉糊化性能的贡献最大，达到48.90%，并且通过聚类分析将材料划分为了四类。本研究通过测定10份淀粉型甘薯品种的淀粉成分、淀粉颗粒形态和粒径、热力学特性、糊化特性及其粉条品质，研究不同甘薯品种之间的差异性，并采用主成分分析与聚类分析综合评价不同甘薯品种淀粉理化特性和粉条品质，为筛选适用于贵州种植的粉条加工专用甘薯品种提供依据。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
10个供试淀粉型甘薯品种 均由贵州省农业科学院生物技术研究所收集保存，分别为鄂薯6号、苏薯28、黔薯11、商薯19、徐薯22、渝薯15、徐薯37、齐宁19、渝薯50、渝薯198，种植于贵州省农业科学院试验田，于移栽130 d后采收，挑选无病无伤的薯块研究其淀粉性质；马铃薯直链淀粉标准品、玉米支链淀粉标准品 美国Sigma公司；总淀粉含量测定试剂盒 爱尔兰Megazyme公司；十二烷基硫酸钠、无水乙醚、石油醚 上海安谱实验科技股份有限公司；无水乙醇、冰醋酸、氢氧化钠、氢氧化钾、硼酸、盐酸、浓硫酸、甲基红、溴甲酚绿 国药集团化学试剂有限公司；3-（N-吗啡啉）丙磺酸钠盐 上海生工生物工程股份有限公司；碘、碘化钾 北京索莱宝科技有限公司；试验所用试剂均为分析纯。
SX-4-10马弗炉 上海特成机械有限公司；K-370全自动凯氏定氮仪 瑞士步琦有限公司；LWY-84B控温式远红外消煮炉 江苏盛蓝仪器制造有限公司；Micro 17R高速冷冻离心机、CS5000+离子色谱系统 美国Thermo Fisher Scientific公司；UV-6000紫外可见分光光度计 上海元析仪器有限公司；HH-S8恒温水浴锅 北京科伟永兴仪器有限公司；Sigma 300扫描电子显微镜 德国蔡司公司；MASTERSIZER 3000型激光粒度仪 英国Malvern公司；Q2000差式量热扫描仪 美国TA Instruments；RVA-TM快速粘度分析仪 瑞典波通仪器公司；TA20多功能质构仪 上海保圣实业发展有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 淀粉粒提取
将甘薯块根清洗干净、去皮并切成均匀的小块，用家用破壁机将薯块打碎成匀浆。将甘薯匀浆用孔径为0.15 mm的网袋过滤，将滤液转至50 mL塑料离心管，8000×g离心10 min，弃上清液，刮去上层杂质。加质量分数为0.2% NaOH溶液处理4 h除去蛋白质和花色苷，重复洗涤几次，直至淀粉干净呈纯白色；用蒸馏水重复洗涤3次，无水乙醇脱水2次，放置在40 ℃烘箱中干燥2 d，将干燥的淀粉研磨成粉末，并过孔径为0.15 mm的网筛，保存在干燥器中备用[14]。
1.2.2 淀粉成分分析
甘薯采收后烘干至恒重，并测定干物率，每个样品重复测定3次。研磨过孔径为0.15 mm的网筛后用于总淀粉含量测定，样品为干基。总淀粉含量测定使用Megazyme总淀粉测定试剂盒（K-TSTA）。
总淀粉含量(%)=ΔA×F×EV/0.1×D×1/1000×100/W×162/180 式中：ΔA为测定样品在510 nm处相对于空白对照读取的吸光度值；F为将吸光度值转换为葡萄糖量的换算因子；EV为样品提取体积（100 mL）；0.1为分析的样品体积（0.1 mL）；D为样品溶液稀释系数；1/1000为单位μg转换为mg；100/W为转换至100 mg样品，W为样品质量（mg）；162/180为从游离葡萄糖转化为脱水葡萄糖的计算因子。
直链淀粉含量测定参照何洁等[15]的方法进行，每样品重复测定3次，采用双波长法绘制直链淀粉标准曲线为y=0.0176x−0.0503（R2=0.9992）；灰分测定参照GB 5009.4-2016；粗蛋白测定参照GB 5009.5-2016；粗脂肪测定参照GB 5009.6-2016；磷含量测定参照NY/T2017-2011。
1.2.3 淀粉颗粒形态
将淀粉均匀撒在粘有导电胶的样品台上，用洗耳球吹去多余的淀粉颗粒，然后进行镀金膜处理。在采用电子扫描显微镜（SEM）在3.0 kV加速电位下，观察不同甘薯品种淀粉颗粒形状、大小，并拍照保存。
1.2.4 粒径分析
淀粉粒径分布参考Deng等[16]的方法进行，采用激光粒度仪检测。称取淀粉样品100 mg放入离心管中，加入蒸馏水涡旋混匀，选择湿法测试模式，将混合均匀的淀粉悬浮液加入到样品池进行测试，遮光系数为1.5；遮光度范围为5%~8%。
1.2.5 分子聚合度分析
淀粉分子聚合度分析按照Guo等[17]的方法进行。称取约10 mg已纯化淀粉样品，重悬于5 mL水中，沸水浴60 min，间断涡旋混匀；加入50 μL醋酸钠溶液（0.6 mol/L，pH4.4），10 μL 2%（w/v）叠氮化钠溶液和10 μL异淀粉酶（1400 U），37 ℃恒温水浴24 h。加入0.5%（w/v）硼氢化钠溶液，涡旋混匀后放置20 h。取600 μL于离心管中，室温氮吹干燥。溶于30 μL氢氧化钠溶液（1 mol/L）60 min，之后加入570 μL水稀释，12000 r/min离心5 min，取上清液上样。采用Thermo ICS5000离子色谱系统，利用电化学检测器对淀粉进行分析检测。采用Dionex™ CarboPac™ PA200（250×4.0 mm，10 μm）液相色谱柱，进样量为5 μL。流动相A相：0.2 mol/L NaOH；B相：0.2 mol/L NaOH/0.2 mol/L NaAC，柱温为30 ℃，利用电化学检测器对组分进行分析检测，并计算分子聚合度（DP）和峰面积占比。
1.2.6 热力学特性分析
淀粉热力学特性采用差式量热扫描仪（DSC）参照Kong等[18]的方法进行，并稍作改进。称取淀粉3.0 mg，置于DSC专用小坩埚中央，加入6 μL ddH2O，密封后在室温下静置12 h。然后采用差式量热扫描仪（DSC）测定，每个样品测定3次重复。以10 ℃/min的速度，从30 ℃升至105 ℃，并以空坩埚作对照，热力学特性参数用起始糊化温度（To）、峰值糊化温度（Tp）、终止糊化温度（Tc）和糊化焓（ΔH）表示。热力学特性测试结束后，将样品于4 ℃放置10 d，然后测定回生特性，以10 ℃/min的速度，由30 ℃升至105 ℃，记录回生淀粉的熔化焓（ΔHr）。
1.2.7 糊化特性分析
采用粘度速测仪（RVA）测定淀粉的糊化特性，参考GB/T 24853-2010方法进行。准确称取淀粉3.00 g，以25.0 mL水溶解，所有样品均重复测定3次。在搅拌过程中管内温度为：50 ℃保持1 min，以3.7 min上升至95 ℃；95 ℃下保持2.5 min；以3.2 min降温至50 ℃，50 ℃下保持2 min。粘滞性值参数单位用cP（centPoise）表示。RVA特征值以峰值粘度（PKV）、最低粘度（HPV）、最终粘度（CPV）、衰减值（BDV=PKV−HPV）、回生值（CSV=CPV−HPV）、峰值时间（Peak time）和糊化温度（PT）描述。
1.2.8 粉条的制备及其品质指标测定
1.2.8.1 粉条的制备
取15 g淀粉，于150 mL烧杯中，加入30 g水搅拌均匀后，倒入20 cm×20 cm的方形蒸盘中，放入蒸锅中蒸5 min，之后于冷水中漂1 min，取出于4 ℃存放17 h，切成宽度为0.5 cm的粉条，40 ℃烘干，装入自封袋保存备用。
1.2.8.2 断条率测定
取粉条样品20根在500 mL蒸馏水中煮沸30 min，之后记录断条数，根据公式计算断条率[19]。断条率（%）=（断条数/20）×100。
1.2.8.3 烹煮品质测定
称取3 g（干基）粉条于250 mL烧杯中，于100 mL沸腾的蒸馏水加热15 min，期间不断搅拌，然后用吸水纸吸去粉条表面的水分后称质量。再将粉条放入烘箱在105 ℃下烘干至恒重，并称质量。分别按公式计算粉条的膨胀系数和蒸煮损失[19]。膨胀系数=（煮后含水粉条质量（g）−煮后干燥粉条质量（g））/煮后干燥粉条质量（g），蒸煮损失（%）=（煮前粉条质量（g）−煮后干燥粉条质量（g））/煮前粉条质量（g）×100，干物质的量（%）=煮后干燥粉条质量（g）/煮前粉条质量（g）×100。
1.2.8.4 质构特性测定
选择长度相同、粗细均匀的粉条，在沸水中煮15 min至粉条完全变软，取2根长度一致、大小均匀的粉条并排放于测试台上，选择质构仪P50探头进行TPA测试。每组样品重复做3次平行试验，取平均值作为试验结果。试验参数设定：探头量程：1000 N；测定模式：压缩模式；运行速度：60 mm/min；压缩型变量：70%；触发感应力：1.5 N[20]。
1.3 数据处理
采用Excel 2019统计与整理试验数据，采用SPSS 20.0进行方差分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。方差分析采用Duncan's进行多重比较，相关性分析采用Pearson法进行，并使用Origin 2022绘制图表。
2. 结果与分析
2.1 淀粉的化学组分分析
由表1可知，不同甘薯品种淀粉化学组分差异均达到显著水平（P<0.05）。干物率变化范围为26.507%~36.787%，其中徐薯37干物率显著高于其余品种（P<0.05），而渝薯15显著低于其余品种（P<0.05）；不同品种总淀粉含量变化范围为55.168%~67.370%，总淀粉含量较高的有齐宁19、渝薯198；直链淀粉含量存在较大差异，变化范围16.468%~28.494%，其中徐薯22、渝薯198显著高于其余品种（P<0.05），而鄂薯6号、商薯19和徐薯37则显著低于其余品种（P<0.05）。本试验中各品种直链淀粉含量与张令文等[21]报道8个甘薯品种直链淀粉含量（17.73%~26.64%）相近，而低于Zhu等[22]研究甘薯表观直链淀粉含量结果（23.3%~26.5%）。不同品种淀粉粗蛋白含量为0.038%~0.114%，粗脂肪含量为0.216%~0.600%，灰分含量为0.169%~0.641%，磷含量为0.040%~0.054%。说明各品种淀粉组分之间存在差异，这与候夫云等[23]对不同甘薯品种淀粉组分分析结果略有差异，这可能与甘薯品种资源、生长环境和收获时间差异有关。
表 1 不同甘薯品种淀粉化学组分Table 1. Chemical composition of starch from different sweet potato varieties品种 干物率（%） 总淀粉（%） 直链淀粉（%） 粗蛋白（%） 粗脂肪（%） 灰分（%） 磷（%） 鄂薯6号 30.537±0.867cd 55.168±1.601e 18.172±0.656d 0.114±0.003a 0.228±0.008e 0.589±0.017b 0.047±0.001b 苏薯28 31.847±0.329bc 55.796±1.400e 21.487±1.430c 0.102±0.002b 0.550±0.009b 0.636±0.007a 0.047±0.002b 黔薯11 32.433±0.907bc 55.305±1.443e 22.528±0.568c 0.101±0.003b 0.595±0.010a 0.641±0.012a 0.054±0.001a 商薯19 30.763±0.522bcd 57.419±0.986e 16.468±0.328d 0.056±0.001g 0.600±0.021a 0.485±0.012c 0.053±0.001a 徐薯22 28.757±1.791d 63.685±1.919bc 28.494±0.568a 0.081±0.001d 0.382±0.012c 0.394±0.009e 0.053±0.001a 渝薯15 26.507±0.860e 63.441±1.308bc 24.801±0.752b 0.075±0.002e 0.536±0.014b 0.404±0.009e 0.045±0.001bc 徐薯37 36.787±2.348a 60.416±1.798d 16.563±0.284d 0.074±0.003e 0.403±0.013c 0.433±0.011d 0.054±0.001a 齐宁19 30.630±0.674cd 67.370±0.977a 26.222±1.863b 0.062±0.002f 0.271±0.009d 0.303±0.009f 0.041±0.000d 渝薯50 30.203±1.473cd 61.365±0.125cd 22.434±0.328c 0.038±0.002h 0.216±0.007e 0.309±0.001f 0.040±0.001d 渝薯198 33.100±1.507b 65.717±0.755ab 28.116±1.565a 0.087±0.003c 0.380±0.002c 0.169±0.001g 0.043±0.000c 平均值 31.156 60.568 22.528 0.079 0.416 0.436 0.048 标准差 2.833 4.466 4.370 0.023 0.144 0.151 0.005 变异系数（%） 9.092 7.372 19.398 28.760 34.640 34.620 11.480 极差 13.350 14.823 13.646 0.080 0.400 0.480 0.020 注：同列小写字母不相同表示差异显著（P<0.05），表4~表6同。 2.2 淀粉颗粒形态和粒径分布
不同甘薯品种淀粉颗粒形貌分析结果如图1所示，10个品种淀粉颗粒基本相似，由大淀粉粒和小淀粉粒组成，表面光滑，形状为圆形、椭圆形和多边形，与前人关于甘薯淀粉颗粒形貌的研究结果基本一致[21−24]。其中黔薯11、徐薯22和渝薯15的小淀粉粒以多边形占比较大，而徐薯37、齐宁19和渝薯50小淀粉粒以圆形为主。由表2可知，各甘薯品种体积加权平均直径、表面积加权平均直径和数量加权平均直径范围分别为：15.70~20.95、12.75~16.10、8.47~11.10 μm。Dx（10）、Dx（50）、Dx（90）分别代表小于当前数值的淀粉颗粒所占百分比，对应不同品种甘薯淀粉颗粒直径大小范围分别为7.57~9.83、14.35~18.75、24.75~36.25 μm，说明不同品种间淀粉粒径存在差异，本试验测定的品种淀粉粒径大于Li等[7]和Guo等[14]的研究结果。总体来看，商薯19、渝薯50、渝薯198、齐宁19平均粒径较大，而黔薯11、徐薯22、徐薯37平均粒径较小。相关研究表示D[4,3]和D[3,2]越接近表明样品的形状越规则，粒径分布越集中[25]，所以商薯19淀粉颗粒不规则，徐薯22较为规则。
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图 1 不同甘薯品种淀粉颗粒扫描电镜图Figure 1. Scanning electron micrographs of starch of different sweet potato varieties表 2 不同甘薯品种淀粉粒径分布Table 2. Granule size and distribution of starch from different sweet potato varieties品种 D[4,3]
（μm）D[3,2]
（μm）D[1,0]
（μm）Dx（10）
（μm）Dx（50）
（μm）Dx（90）
（μm）鄂薯6号 16.00 13.15 9.02 7.96 14.65 26.15 苏薯28 16.65 13.75 9.57 8.36 15.35 26.90 黔薯11 15.85 12.80 8.50 7.65 14.45 26.05 商薯19 20.95 15.90 9.36 8.94 18.75 36.25 徐薯22 15.70 13.30 9.55 8.25 14.70 24.75 渝薯15 17.25 14.40 10.10 8.89 16.05 27.25 徐薯37 15.90 12.75 8.47 7.57 14.35 26.50 齐宁19 18.70 15.55 10.90 9.57 17.30 30.05 渝薯50 19.35 15.55 10.25 9.24 17.65 32.00 渝薯198 19.50 16.10 11.10 9.83 18.00 31.40 注：D[4,3]：体积加权平均直径；D[3,2]：表面积加权平均直径；D[1,0]：数量加权平均直径；Dx（10）：10%淀粉颗粒直径小于该值；Dx（50）：50%淀粉颗粒直径小于该值；Dx（90）：90%淀粉颗粒直径小于该值。 2.3 淀粉分子聚合度
根据淀粉分子结构模型，淀粉颗粒中的支链淀粉分子由A、B、C链组成，通过异淀粉酶将支链淀粉水解为不同长度的葡聚糖链，淀粉链长分布反映不同聚合度葡聚糖链的含量[26]。根据峰面积作图，各甘薯品种峰面积图有一定的相似性，支链淀粉聚在DP8处呈低谷水平，在DP12~13处和DP≥37处分别有一个峰（图2）。将链长分布分为四个部分，DP≤12、DP13~24、DP25~36和DP≥37。其中，中间链DP13~24和DP25~36所占比例较高，分别为45.36%~54.98%和18.09%~21.70%；短链DP≤12比例在11.67%~16.43%；长链DP≥37在10.50%~21.35%；淀粉分子平均聚合度（DPn）在17.55~20.16之间，均值为19.24。鄂薯6号短链占比最高，而长链占比最低，且平均聚合度最低；渝薯50短链占比最低，而长链占比最高，且平均聚合度最高（表3）。本试验结果与李艺博[27]研究不同甘薯品种淀粉链长DP≤12、DP25~36和DPn存在较大差异，淀粉链长分布可能受到淀粉合成相关基因多样性和生长环境的影响。
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图 2 不同甘薯品种淀粉链长分布图Figure 2. Starch chain length distribution of different sweet potato varieties表 3 不同甘薯品种淀粉分子聚合度Table 3. Starch chain length distribution of different sweet potato varieties品种 DP≤12（%） DP13~24（%） DP25~36（%） DP≥37（%） DPn 鄂薯6号 16.43 54.98 18.09 10.50 17.55 苏薯28 14.30 48.28 21.70 15.73 18.80 黔薯11 12.24 46.98 20.68 20.09 19.78 商薯19 12.09 47.19 20.95 19.77 19.75 徐薯22 12.37 46.42 20.20 21.00 19.82 渝薯15 15.01 50.10 19.64 15.25 18.51 徐薯37 12.15 46.52 21.37 19.96 19.80 齐宁19 13.07 45.36 20.90 20.66 19.68 渝薯50 11.67 45.59 21.39 21.35 20.16 渝薯198 14.88 49.77 20.12 15.23 18.55 2.4 淀粉热力学特性分析
淀粉悬浮液被加热到一定温度时，淀粉内部分子秩序被破坏，淀粉悬浮液变成具有粘度的浆糊的过程被称为糊化；糊化的淀粉在温度降低的过程中，分子间氢键相互吸引，淀粉分子重新转化为有序状态的过程被称为淀粉老化[28]。差式量热扫描仪（DSC）可有效测定淀粉的糊化焓值变化和温度参数，反映淀粉的热力学特性[26−29]。如表4所示，不同甘薯品种之间淀粉热力学特性参数均存在差异（P<0.05）。TO变化范围为61.67~71.55 ℃，黔薯11、渝薯15和渝薯50显著高于其余品种（P<0.05），徐薯37则低于其余品种；TP变化范围为69.47~77.25 ℃，其中渝薯50和黔薯11最高，而商薯19和徐薯37低于其余品种；TC的变化范围分别为83.63~87.82 ℃。总体来看，黔薯11、渝薯15和渝薯50有较高的糊化温度，而徐薯37、苏薯28糊化温度较低。ΔH和ΔHr变化范围分别为8.90~14.65 J/g和2.24~4.68 J/g，其中徐薯37最高，渝薯50最低。本试验与Zhu等[22]研究不同基因型甘薯淀粉热力学特性结果相似。此外，Cooke等[30]提出糊化焓值可以间接反映淀粉晶体结构，所以本研究中徐薯37淀粉形成的结晶更加致密、有序，而渝薯50的结构较为疏松。
表 4 不同甘薯品种淀粉热力学特性分析Table 4. Thermal properties of starch from different sweet potato varieties品种 TO（℃） TP（℃） TC（℃） ΔH（J/g） ΔHr（J/g） 鄂薯6号 65.44±0.35d 74.44±0.90c 87.17±0.36ab 9.36±0.16c 3.28±0.35bcd 苏薯28 62.41±0.34ef 71.94±0.23d 83.63±0.96d 14.65±0.93a 3.57±0.39bc 黔薯11 71.55±0.40a 77.17±0.80a 86.56±0.08ab 9.55±0.61c 2.85±0.43cd 商薯19 62.92±0.52e 69.47±1.31e 87.82±1.41a 13.14±1.28ab 3.07±0.17bcd 徐薯22 67.39±0.29c 74.20±0.25c 84.69±0.83cd 12.79±0.86b 3.34±1.01bcd 渝薯15 71.21±0.26a 76.40±0.53ab 86.49±0.21ab 10.42±0.98c 2.89±0.31bcd 徐薯37 61.67±1.27f 70.61±2.00de 85.95±1.16bc 14.53±0.58a 4.68±0.37a 齐宁19 67.22±0.40c 75.21±1.00bc 86.41±0.59ab 9.72±0.44c 4.04±0.47ab 渝薯50 71.28±0.35a 77.25±1.39a 87.57±1.13ab 8.90±0.49c 2.24±0.10d 渝薯198 69.08±0.56b 74.33±0.17c 86.06±1.02bc 11.98±1.60b 2.43±1.34cd 平均值 67.02 74.10 86.24 11.50 3.24 标准差 3.69 2.71 1.43 2.24 0.87 变异系数（%） 5.51 3.66 1.66 19.45 26.81 极差 10.99 10.51 6.76 7.28 3.72 2.5 淀粉糊化特性分析
糊化特性是反应淀粉蒸煮和加工品质的重要指标，与直链淀粉含量、淀粉链长分布和淀粉晶体结构密切相关[31]。如表5所示，不同甘薯品种淀粉糊化特性参数均存在显著差异性（P<0.05）。峰值粘度变化范围5585.33~6432.00 cP，苏薯28和渝薯50峰值粘度显著高于其余品种（P<0.05），徐薯37则显著低于其余品种（P<0.05）；最低粘度变化范围为2724.00~3377.67 cP，鄂薯6号和苏薯28显著高于其余品种（P<0.05），渝薯198显著低于其余品种（P<0.05）；衰减值变化范围为2722.33~3665.00 cP，齐宁19显著高于其余品种（P<0.05），而商薯19衰减值最低；最终粘度变化范围为3437.67~4228.67 cP，苏薯28显著高于其余品种（P<0.05），齐宁19显著低于其余品种（P<0.05）；回生值变化范围为608.67~963.00 cP，变异系数为13.36%，品种间差异较大，回生值较高的品种有商薯19、徐薯37，较低的品种有齐宁19和渝薯50；峰值时间4.20~4.90 min，变异系数为4.32%，鄂薯6号峰值时间最长，渝薯198峰值时间最短；糊化温度的范围为76.63~81.00℃，渝薯15糊化温度最高，齐宁19最低。孙健等[32]研究15个淀粉型甘薯品种RVA谱特征值结果总体低于本研究结果，这可能与所研究的甘薯品种和的淀粉提取方法的差异有关。
表 5 不同甘薯品种淀粉糊化特性Table 5. Pasting properties of starch from different varieties of sweet potatoes品种 峰值粘度（cP） 最低粘度（cP） 衰减值（cP） 最终粘度（cP） 回生值（cP） 峰值时间（min） 糊化温度（℃） 鄂薯6号 6183.33±59.70bc 3374.00±31.00a 2806.00±28.51e 4101.00±36.06c 719.00±6.56f 4.90±0.03a 78.33±0.08c 苏薯28 6432.00±53.36a 3377.67±2.52a 3074.33±49.65d 4228.67±7.02a 852.00±5.57c 4.37±0.04f 77.35±0.54cd 黔薯11 6013.67±78.16d 2854.00±35.37c 3168.67±43.06c 3704.67±22.81e 846.33±16.65cd 4.54±0.05d 79.81±0.37b 商薯19 5910.33±37.07e 3187.33±8.02b 2722.33±29.01f 4152.67±8.74b 963.00±2.65a 4.63±0.04c 77.52±0.03cd 徐薯22 6036.67±5.86d 2834.67±34.00cd 3202.00±33.41c 3643.33±17.47f 805.67±17.01e 4.46±0.07e 78.32±0.03c 渝薯15 5970.33±76.74de 2814.33±14.50d 3141.67±57.54cd 3644.00±5.57f 829.67±9.07d 4.50±0.03de 81.00±1.73a 徐薯37 5585.33±34.65f 2814.33±10.50d 2767.67±45.06ef 3756.33±10.07d 941.00±20.66b 4.64±0.04c 77.50±0.10cd 齐宁19 6424.67±16.26a 2761.33±6.43e 3665.00±21.07a 3437.67±2.52h 678.00±3.61g 4.35±0.03f 76.63±0.08d 渝薯50 6263.67±30.57b 3177.00±9.85b 3087.67±40.50d 3785.33±24.50d 608.67±15.28h 4.70±0.03b 79.91±0.07b 渝薯198 6124.33±53.26c 2724.00±23.52f 3407.33±29.09b 3507.00±16.52g 787.00±9.85e 4.20±0.01g 78.38±0.03c 平均值 6094.43 2991.87 3104.27 3796.07 803.03 4.53 78.48 标准差 248.20 249.55 284.23 264.83 107.32 0.20 1.41 变异系数（%） 4.07 8.34 9.16 6.98 13.36 4.32 1.79 极差 944.00 705.00 992.00 801.00 373.00 0.73 6.46 2.6 甘薯粉条品质分析
烹煮特性和质构特性是评价甘薯粉条品质的重要参数[23]。本试验不同品种粉条品质分析结果见表6。不同品种断条率变化范围为4.35%~61.54%，苏薯28、黔薯11、商薯19断条率显著低于其余品种（P<0.05），而渝薯50在烹煮过程中断条严重，显著高于其余品种（P<0.05）；膨胀系数变化范围为142.15~209.60，徐薯37膨胀系数最高，苏薯28最低；蒸煮损失变化范围为10.48%~17.56%，蒸煮损失较高的有鄂薯6号、渝薯198；干物质的量变化范围为82.44%~89.52%，品种间差异未达到显著水平；粉条硬度变化范围62.97~210.13 N，其中渝薯198粉条质地最硬，显著高于其余品种（P<0.05），粘附性变化范围为0.02~0.48 N，其中徐薯37和渝薯50显著高于其余品种（P<0.05）；内聚性变化范围为0.60~0.77 Ratio，其中鄂薯6号较高；粉条弹性变化范围为1.38~2.48 mm，商薯19、渝薯15和渝薯198弹性较好，而徐薯37显著低于其余品种（P<0.05）；胶粘性变化范围为46.97~129.50 N，渝薯198显著高于其余品种（P<0.05）；粉条咀嚼性变化范围为68.40~307.07 mJ，渝薯198显著高于其余品种（P<0.05）。
表 6 不同甘薯品种粉条的烹煮和质构特性分析Table 6. Cooking and texture properties of noodles from different sweet potato varieties品种 断条率（%） 膨胀系数 蒸煮损失（%） 干物质的量（%） 硬度（N） 粘附性（N） 内聚性（Ratio） 弹性（mm） 胶粘性（N） 咀嚼性（mJ） 鄂薯6号 20.00±1.15c 171.80±10.24bcd 17.56±2.02a 82.44±10.46a 62.97±25.04e 0.15±0.11b 0.77±0.06a 1.70±0.18d 46.97±14.98c 81.00±33.44de 苏薯28 4.35±1.14e 142.15±8.44e 14.57±1.82ab 85.43±4.57a 77.13±23.60de 0.22±0.05b 0.67±0.06ab 1.73±0.22d 51.13±21.35c 89.20±39.20de 黔薯11 5.88±1.62e 153.25±17.51de 12.99±2.24ab 87.01±6.11a 103.13±15.21bcde 0.06±0.05b 0.67±0.06ab 2.21±0.19ab 67.83±10.64bc 149.87±29.10cd 商薯19 8.33±0.61e 183.50±6.30abc 12.43±4.68ab 87.57±5.71a 144.53±26.22b 0.02±0.01b 0.67±0.06ab 2.48±0.12a 94.27±14.28b 234.37±44.66b 徐薯22 13.64±3.77d 195.09±20.85ab 12.46±2.16ab 87.54±6.51a 90.37±25.08cde 0.16±0.10b 0.60±0.10b 1.80±0.31cd 51.70±7.89c 93.43±21.51de 渝薯15 21.74±5.20c 165.19±16.35cde 13.14±1.44ab 86.86±7.50a 121.07±39.91bcd 0.14±0.12b 0.70±0.00ab 2.34±0.31a 85.30±27.08b 204.30±90.28bc 徐薯37 23.81±3.05c 209.60±22.29a 13.41±2.75ab 86.59±5.29a 78.20±17.67de 0.48±0.31a 0.67±0.12ab 1.38±0.13e 50.23±14.59c 68.40±15.80e 齐宁19 14.29±2.66d 177.35±17.83bcd 10.48±2.24b 89.52±4.98a 129.73±7.47bc 0.12±0.03b 0.70±0.00ab 1.93±0.01bcd 90.50±3.99b 175.10±7.56bc 渝薯50 61.54±2.59a 174.56±6.00bcd 14.06±1.50ab 85.94±7.03a 151.47±32.70b 0.45±0.09a 0.60±0.00b 2.13±0.07abc 95.33±19.23b 202.73±35.36bc 渝薯198 29.41±4.91b 196.95±12.53ab 17.26±5.56a 82.74±2.13a 210.13±39.28a 0.03±0.01b 0.63±0.12ab 2.37±0.04a 129.50±11.57a 307.07±32.87a 均值 20.30 176.94 13.84 86.16 116.87 0.18 0.67 2.01 76.28 160.55 标准差 16.23 23.35 3.22 5.69 48.33 0.18 0.08 0.38 29.36 82.95 变异系数（%） 0.80 0.13 0.23 0.07 0.41 1.01 0.11 0.19 0.38 0.52 全距 60.95 101.56 13.64 24.81 206.90 0.82 0.30 1.45 109.3 290.5 2.7 淀粉性质与粉条品质相关性分析
采用Pearson相关系数分析淀粉性质与粉条品质参数之间的相关性，结果见表7。粉条断条率与淀粉粗脂肪含量呈显著负相关（P<0.05），可能是因为脂肪与淀粉颗粒结合改变了淀粉分子之间的作用力；DPn与粉条蒸煮损失和内聚力呈显著负相关（P<0.05），而与干物质的量呈显著正相关（P<0.05）；淀粉灰分含量与粉条硬度呈极显著负相关（P<0.01），而与胶粘性和咀嚼性均呈显著负相关（P<0.05）；淀粉粒径与粉条弹性呈显著正相关（P<0.05），而与粉条硬度、胶粘性和咀嚼性均呈极显著正相关（P<0.01），说明淀粉颗粒越大制作的粉条弹性越好并且更加柔软；此外粉条弹性和咀嚼性与ΔHr呈显著负相关（P<0.05）。相关性分析表明，粉条品质主要与甘薯淀粉组分、淀粉颗粒大小以及分子结构密切相关，但与淀粉糊化特性无显著相关性。谭洪卓等[33]研究发现甘薯淀粉理化性质、分子结构对粉条品质影响较大，与本研究结果具有一定相似性；但快速粘度分析参数与粉条品质具有显著相关性，与本研究结果存在明显差异，这可能是由于所研究甘薯品种和粉条制作工艺不同导致的。候夫云等[23]研究发现淀粉的峰值粘度、最终粘度、回生值与其粉条硬度呈负相关，与本研究结果具有一定的相似性。本研究中，淀粉性质与粉条品质参数之间存在相关性，为了更好地评价不同品种淀粉的综合品质特性，需要采用主成分分析法对各品种淀粉品质进行综合分析。
表 7 淀粉性质与粉条品质参数的相关性分析Table 7. Correlation analysis between starch properties and noodles quality parameters指标 直链
淀粉粗蛋白 粗脂肪 灰分 磷 D[4,3] D[3,2] DPn To Tp Tc ΔH ΔHr 峰值
粘度最低
粘度衰减值 最终
粘度回生值 峰值
时间糊化
温度断条率 0.087 −0.572 −0.642* −0.580 −0.562 0.317 0.366 0.157 0.415 0.403 0.417 −0.405 −0.434 0.043 0.003 0.026 −0.249 −0.616 0.237 0.396 膨胀系数 0.023 −0.345 −0.347 −0.625 0.193 0.152 0.140 0.236 −0.217 −0.347 0.175 0.268 0.265 −0.585 −0.490 −0.089 −0.402 0.151 −0.013 −0.272 蒸煮损失 −0.103 0.518 −0.251 0.019 −0.173 −0.083 −0.055 −0.729* −0.016 0.021 0.009 −0.038 −0.366 0.066 0.369 −0.264 0.293 −0.139 0.179 0.146 干物质的量 0.103 −0.518 0.251 −0.019 0.173 0.083 0.055 0.729* 0.016 −0.021 −0.009 0.038 0.366 −0.066 −0.369 0.264 −0.293 0.139 −0.179 −0.146 硬度 0.426 −0.489 −0.048 −0.770** −0.472 0.803** 0.864** 0.145 0.428 0.173 0.349 −0.185 −0.598 0.113 −0.387 0.439 −0.452 −0.197 −0.501 0.141 粘附性 −0.313 −0.359 −0.409 −0.066 −0.073 −0.231 −0.262 0.341 −0.178 −0.032 −0.058 0.133 0.317 −0.205 0.130 −0.295 0.049 −0.178 0.362 0.033 内聚性 −0.409 0.489 −0.043 0.432 −0.038 −0.222 −0.244 −0.683* −0.229 −0.064 0.224 −0.243 0.325 0.065 0.275 −0.194 0.278 0.033 0.383 −0.120 弹性 0.268 −0.316 0.362 −0.287 −0.219 0.686* 0.673* 0.046 0.553 0.267 0.472 −0.342 −0.764* 0.090 −0.163 0.218 −0.160 −0.009 −0.255 0.445 胶粘性 0.388 −0.489 −0.044 −0.742* −0.533 0.829** 0.890** 0.083 0.443 0.203 0.417 −0.262 −0.578 0.151 −0.370 0.455 −0.446 −0.222 −0.469 0.155 咀嚼性 0.347 −0.432 0.095 −0.639* −0.438 0.822** 0.859** 0.033 0.462 0.186 0.444 −0.253 −0.658* 0.099 −0.317 0.363 −0.355 −0.122 −0.424 0.245 注：*表示在0.05水平（双侧）上显著相关，**表示在0.01水平（双侧）上显著相关。 2.8 主成分分析
本研究采用主成分分析利用降维的方法把多个指标简化为少数综合性指标，并且保留原指标包含的主要信息[34−35]。本研究对10个甘薯品种的淀粉性质和粉条品质指标进行主成分分析结果如表8所示。以特征值>1，方差贡献率累计达到85%以上为选择标准，共提取7个主成分，贡献率累计达到96.761%，因此提取的7个主成分可以对淀粉性质及其粉条品质指标进行综合评价，并且载荷值的绝对值越大即代表该指标对主成分的影响越重要。主成分1（Z1）特征值为9.291，方差贡献率为33.182%，说明主成分1在分析评价中起主导作用，综合了直链淀粉、灰分、磷含量、D[4,3]、D[3,2]、起始糊化温度、峰值温度、回生焓变、衰减值和粉条的硬度、弹性、胶粘性和咀嚼性的信息；主成分2（Z2）的特征值和方差贡献率分别为4.548和16.243%，主要反应淀粉糊化焓、回生值以及粉条的膨胀系数；主成分3（Z3）的特征值和方差贡献率分别为3.844和13.727%，主要代表终止糊化温度、最低粘度和最终粘度的信息；主成分4（Z4）的特征值和方差贡献率分别为3.128和11.173%，主要代表粗蛋白、粗脂肪含量、峰值时间以及粉条的粘附性的信息；主成分5（Z5）的特征值和方差贡献率分别为2.831和10.112%，在淀粉的峰值粘度和糊化温度有较大载荷值；主成分6（Z6）的特征值和方差贡献率分别为1.955和6.984%，在淀粉分子聚合度和粉条干物质的量有较大载荷值；主成分7（Z7）的特征值和方差贡献率分别为1.495和5.34%，在粉条内聚性有较大载荷值。
表 8 主成分特征值、方差贡献率、累计贡献率及成分载荷矩阵Table 8. Eigenvalue, variance contribution rate, cumulative contribution rate and principal component loading matrix指标 成分 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 直链淀粉（X1） 0.656 −0.125 −0.603 0.320 −0.061 −0.026 −0.135 粗蛋白（X2） −0.504 −0.455 −0.115 0.572 −0.104 −0.380 −0.031 粗脂肪（X3） −0.235 0.347 0.241 0.739 0.349 0.252 0.033 灰分（X4） −0.774 −0.341 0.223 0.296 0.160 0.302 0.110 磷（X5） −0.664 0.390 0.015 0.236 0.500 −0.062 0.019 D[4,3]（X6） 0.646 0.395 0.557 −0.119 −0.269 0.148 0.087 D[3,2]（X7） 0.788 0.290 0.367 −0.073 −0.367 0.096 0.059 DPn（X8） 0.150 0.530 −0.246 −0.312 0.349 0.588 0.003 To（X9） 0.713 −0.465 −0.138 0.072 0.498 0.028 −0.050 Tp（X10） 0.547 −0.697 −0.285 −0.037 0.349 0.075 −0.002 Tc（X11） 0.342 −0.057 0.614 −0.466 0.331 −0.147 0.375 ΔH（X12） −0.511 0.690 −0.079 0.261 −0.254 0.001 −0.325 ΔHr（X13） −0.645 0.336 −0.435 −0.180 −0.225 −0.053 0.403 峰值粘度（X14） 0.336 −0.526 −0.081 0.123 −0.636 0.418 0.023 最低粘度（X15） −0.445 −0.379 0.591 −0.123 −0.365 0.316 −0.224 衰减值（X16） 0.680 −0.123 −0.594 0.227 −0.243 0.096 0.208 最终粘度（X17） −0.639 −0.107 0.641 0.063 −0.238 0.255 −0.196 回生值（X18） −0.526 0.631 0.202 0.444 0.249 −0.101 0.030 峰值时间（X19） −0.466 −0.347 0.457 −0.577 0.300 −0.047 0.078 糊化温度（X20） 0.317 −0.444 0.136 0.071 0.714 −0.028 −0.275 膨胀系数（X21） 0.092 0.621 −0.187 −0.447 0.053 −0.558 −0.060 干物质的量（X22） 0.060 0.393 −0.334 −0.070 0.252 0.611 0.505 硬度（X23） 0.887 0.316 0.224 0.075 −0.073 −0.132 −0.121 粘附性（X24） −0.272 0.042 −0.234 −0.744 0.066 0.153 −0.382 内聚性（X25） −0.371 −0.436 0.254 0.068 −0.191 −0.339 0.631 弹性（X26） 0.715 0.079 0.507 0.372 0.251 0.099 0.076 胶粘性（X27） 0.899 0.256 0.271 0.076 −0.089 −0.128 0.004 咀嚼性（X28） 0.861 0.238 0.382 0.188 0.002 −0.119 −0.003 特征值 9.291 4.548 3.844 3.128 2.831 1.955 1.495 方差贡献率（%） 33.182 16.243 13.727 11.173 10.112 6.984 5.340 累计贡献率（%） 33.182 49.425 63.152 74.325 84.437 91.421 96.761 根据特征值和相应的特征向量，按照公式计算了10个甘薯品种的各主成分得分。
Y1=0.215X1−0.165X2−0.077X3−0.254X4−0.218X5+0.212X6+0.259X7+0.049X8+0.234X9+0.18X10+0.112X11−0.168X12−0.212X13+0.11X14−0.146X15+0.223X16−0.21X17−0.173X18−0.153X19+0.104X20+0.03X21+0.02X22+0.291X23−0.089X24−0.122X25+0.235X26+0.295X27+0.282X28
Y2=−0.058X1−0.213X2+0.163X3−0.16X4+0.183X5+0.185X6+0.136X7+0.248X8−0.218X9−0.327X10−0.027X11+0.324X12+0.158X13−0.247X14−0.178X15−0.058X16−0.05X17+0.296X18−0.163X19−0.208X20+0.291X21+0.184X22+0.148X23+0.02X24−0.204X25+0.037X26+0.12X27+0.112X28
Y3=−0.307X1−0.059X2+0.123X3+0.114X4+0.008X5+0.284X6+0.187X7−0.125X8−0.07X9−0.146X10+0.313X11−0.041X12−0.222X13−0.042X14+0.301X15−0.303X16+0.327X17+0.103X18+0.233X19+0.069X20−0.096X21−0.17X22+0.114X23−0.119X24+0.13X25+0.259X26+0.138X27+0.195X28
Y4=0.181X1+0.323X2+0.418X3+0.167X4+0.133X5−0.067X6−0.041X7−0.176X8+0.041X9−0.021X10−0.263X11+0.147X12−0.102X13+0.069X14−0.069X15+0.128X16+0.035X17+0.251X18−0.326X19+0.04X20−0.253X21−0.039X22+0.043X23−0.421X24+0.039X25+0.21X26+0.043X27+0.107X28
Y5=−0.036X1−0.062X2+0.207X3+0.095X4+0.297X5−0.16X6−0.218X7+0.207X8+0.296X9+0.207X10+0.197X11−0.151X12−0.134X13−0.378X14−0.217X15−0.144X16−0.142X17+0.148X18+0.178X19+0.424X20+0.031X21+0.15X22−0.043X23+0.039X24−0.114X25+0.149X26−0.053X27+0.001X28
Y6=−0.019X1−0.271X2+0.18X3+0.216X4−0.044X5+0.106X6+0.069X7+0.421X8+0.02X9+0.053X10−0.105X11+0.001X12−0.038X13+0.299X14+0.226X15+0.069X16+0.183X17−0.072X18−0.033X19−0.02X20−0.399X21+0.437X22−0.094X23+0.11X24−0.243X25+0.071X26−0.091X27−0.085X28
Y7=−0.111X1−0.026X2+0.027X3+0.09X4+0.016X5+0.072X6+0.048X7+0.002X8−0.041X9−0.001X10+0.307X11−0.266X12+0.33X13+0.019X14−0.184X15+0.17X16−0.161X17+0.025X18+0.064X19−0.225X20−0.049X21+0.413X22−0.099X23−0.312X24+0.516X25+0.062X26+0.004X27−0.003X28
以7个主成分所对应的方差贡献率为权重，计算各品种淀粉品质的综合得分：Y=0.33182Y1+0.16243Y2+0.13727Y3+0.11173Y4+0.10112Y5+0.06984Y6+0.0534Y7。
其中渝薯198、商薯19、渝薯50、渝薯15、齐宁19和黔薯11综合得分为正值，可能其淀粉综合品质较好，而徐薯22、苏薯28、徐薯37和鄂薯6号得分为负值可能淀粉综合品质较差，不适宜作为粉条加工品种（表9）。
表 9 不同甘薯品种的主成分得分、综合得分及排名Table 9. Principal component scores, comprehensive scores and ranking of different sweet potato varieties品种 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y 排名 鄂薯6号 −3.1531 −3.8137 1.6291 −1.0467 −0.9878 −1.8323 0.5213 −1.7591 10 苏薯28 −3.3256 −0.6161 −0.1523 2.0362 −2.5373 1.7806 −1.1883 −1.1926 8 黔薯11 −0.3704 −1.47 −0.3381 1.8856 2.8727 0.7139 0.6145 0.1757 6 商薯19 −0.3963 3.2924 4.0283 0.3455 0.0808 0.7698 0.8154 1.1003 2 徐薯22 −0.7712 0.7757 −2.8357 0.2834 0.7192 0.1978 −0.9139 −0.4497 7 渝薯15 1.582 −1.0393 0.2179 1.134 1.7688 −0.4478 0.3715 0.6802 4 徐薯37 −4.3153 2.8882 −1.3533 −2.0668 0.7748 −1.1888 −0.1305 −1.3911 9 齐宁19 2.6564 0.1267 −2.1952 −0.8205 −1.941 0.7649 2.5085 0.5001 5 渝薯50 3.3944 −1.2924 0.8956 −3.2605 0.4973 1.5497 −1.4844 0.7543 3 渝薯198 4.6991 1.1485 0.1038 1.5098 −1.2475 −2.3078 −1.114 1.5819 1 2.9 聚类分析
根据甘薯淀粉品质指标测定结果，采用组间联接法进行系统聚类分析，以平方欧式距离为度量标准，对10个甘薯品种进行聚类分析，得到聚类谱系图（图3）。当平方欧式距离为15时，可将10个甘薯品种分为五大类，其中黔薯11、渝薯15、徐薯22聚为第I类；齐宁19、渝薯198和渝薯50聚为第II类；商薯19聚为第III类；鄂薯6号、苏薯28聚为第IV类；徐薯37为第V类。结合淀粉性质、粉条品质测定结果综合来看，第I类直链淀粉含量较高、淀粉糊化温度较高；第II类淀粉粗脂肪、灰分和磷含量较低，粉条的硬度和胶粘性较高；第III类直链淀粉含量较低，淀粉粒径较大，粉条干物质量较高，弹性和咀嚼性较好，适宜作为粉条加工品种；第IV类粉条干物质的量较低，粉条硬度较低、胶粘性和咀嚼性较差；第V类淀粉粒径较小，粘度参数较低，粉条弹性和咀嚼性较差，所以第IV类和第V类不适宜用作粉条加工品种。
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图 3 不同甘薯品种系统聚类谱系图Figure 3. Cluster pedigree diagram of different sweet potato varieties3. 结论
本研究对10个淀粉型甘薯品种淀粉成分、淀粉颗粒形态和粒径、热力学特性、糊化特性及其粉条品质进行测定和分析，结果表明10个品种之间淀粉品质存在差异性。通过指标间相关性分析，发现各指标之间有不同程度的相关性，存在信息重叠现象。采用主成分分析将指标进行简化，得到10个甘薯品种淀粉品质综合评分由高到低依次为：渝薯198、商薯19、渝薯50、渝薯15、齐宁19、黔薯11、徐薯22、苏薯28、徐薯37、鄂薯6号。通过聚类分析将10个甘薯品种分为五类，其中第III类的商薯19，淀粉粒径较大，回生值较高，粉条断条率较低，并且弹性较好，所以初步筛选出商薯19是适合加工粉条的品种；第II类的渝薯198综合得分最高，总淀粉和直链淀粉含量较高，粉条弹性和咀嚼性较好，但是烹煮损失较高，粉条硬度较大，因此不适宜用作粉条加工品种，可以考虑开发为其他淀粉食品；第IV类的鄂薯6号和苏薯28，其粉条干物质的量较低，粉条硬度过低、胶粘性和咀嚼性较差，以及第V类的徐薯37淀粉粒径较小，粘度参数较低，粉条弹性和咀嚼性较差，不适宜用作粉条加工品种。本研究可为甘薯淀粉品质综合评价和优质甘薯粉条加工品种的选择运用提供参考。
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图 1 不同甘薯品种淀粉颗粒扫描电镜图
Figure 1. Scanning electron micrographs of starch of different sweet potato varieties
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图 2 不同甘薯品种淀粉链长分布图
Figure 2. Starch chain length distribution of different sweet potato varieties
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图 3 不同甘薯品种系统聚类谱系图
Figure 3. Cluster pedigree diagram of different sweet potato varieties
表 1 不同甘薯品种淀粉化学组分
Table 1 Chemical composition of starch from different sweet potato varieties
品种 干物率（%） 总淀粉（%） 直链淀粉（%） 粗蛋白（%） 粗脂肪（%） 灰分（%） 磷（%） 鄂薯6号 30.537±0.867cd 55.168±1.601e 18.172±0.656d 0.114±0.003a 0.228±0.008e 0.589±0.017b 0.047±0.001b 苏薯28 31.847±0.329bc 55.796±1.400e 21.487±1.430c 0.102±0.002b 0.550±0.009b 0.636±0.007a 0.047±0.002b 黔薯11 32.433±0.907bc 55.305±1.443e 22.528±0.568c 0.101±0.003b 0.595±0.010a 0.641±0.012a 0.054±0.001a 商薯19 30.763±0.522bcd 57.419±0.986e 16.468±0.328d 0.056±0.001g 0.600±0.021a 0.485±0.012c 0.053±0.001a 徐薯22 28.757±1.791d 63.685±1.919bc 28.494±0.568a 0.081±0.001d 0.382±0.012c 0.394±0.009e 0.053±0.001a 渝薯15 26.507±0.860e 63.441±1.308bc 24.801±0.752b 0.075±0.002e 0.536±0.014b 0.404±0.009e 0.045±0.001bc 徐薯37 36.787±2.348a 60.416±1.798d 16.563±0.284d 0.074±0.003e 0.403±0.013c 0.433±0.011d 0.054±0.001a 齐宁19 30.630±0.674cd 67.370±0.977a 26.222±1.863b 0.062±0.002f 0.271±0.009d 0.303±0.009f 0.041±0.000d 渝薯50 30.203±1.473cd 61.365±0.125cd 22.434±0.328c 0.038±0.002h 0.216±0.007e 0.309±0.001f 0.040±0.001d 渝薯198 33.100±1.507b 65.717±0.755ab 28.116±1.565a 0.087±0.003c 0.380±0.002c 0.169±0.001g 0.043±0.000c 平均值 31.156 60.568 22.528 0.079 0.416 0.436 0.048 标准差 2.833 4.466 4.370 0.023 0.144 0.151 0.005 变异系数（%） 9.092 7.372 19.398 28.760 34.640 34.620 11.480 极差 13.350 14.823 13.646 0.080 0.400 0.480 0.020 注：同列小写字母不相同表示差异显著（P<0.05），表4~表6同。 
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表 2 不同甘薯品种淀粉粒径分布
Table 2 Granule size and distribution of starch from different sweet potato varieties
品种 D[4,3]
（μm）D[3,2]
（μm）D[1,0]
（μm）Dx（10）
（μm）Dx（50）
（μm）Dx（90）
（μm）鄂薯6号 16.00 13.15 9.02 7.96 14.65 26.15 苏薯28 16.65 13.75 9.57 8.36 15.35 26.90 黔薯11 15.85 12.80 8.50 7.65 14.45 26.05 商薯19 20.95 15.90 9.36 8.94 18.75 36.25 徐薯22 15.70 13.30 9.55 8.25 14.70 24.75 渝薯15 17.25 14.40 10.10 8.89 16.05 27.25 徐薯37 15.90 12.75 8.47 7.57 14.35 26.50 齐宁19 18.70 15.55 10.90 9.57 17.30 30.05 渝薯50 19.35 15.55 10.25 9.24 17.65 32.00 渝薯198 19.50 16.10 11.10 9.83 18.00 31.40 注：D[4,3]：体积加权平均直径；D[3,2]：表面积加权平均直径；D[1,0]：数量加权平均直径；Dx（10）：10%淀粉颗粒直径小于该值；Dx（50）：50%淀粉颗粒直径小于该值；Dx（90）：90%淀粉颗粒直径小于该值。
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表 3 不同甘薯品种淀粉分子聚合度
Table 3 Starch chain length distribution of different sweet potato varieties
品种 DP≤12（%） DP13~24（%） DP25~36（%） DP≥37（%） DPn 鄂薯6号 16.43 54.98 18.09 10.50 17.55 苏薯28 14.30 48.28 21.70 15.73 18.80 黔薯11 12.24 46.98 20.68 20.09 19.78 商薯19 12.09 47.19 20.95 19.77 19.75 徐薯22 12.37 46.42 20.20 21.00 19.82 渝薯15 15.01 50.10 19.64 15.25 18.51 徐薯37 12.15 46.52 21.37 19.96 19.80 齐宁19 13.07 45.36 20.90 20.66 19.68 渝薯50 11.67 45.59 21.39 21.35 20.16 渝薯198 14.88 49.77 20.12 15.23 18.55
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表 4 不同甘薯品种淀粉热力学特性分析
Table 4 Thermal properties of starch from different sweet potato varieties
品种 TO（℃） TP（℃） TC（℃） ΔH（J/g） ΔHr（J/g） 鄂薯6号 65.44±0.35d 74.44±0.90c 87.17±0.36ab 9.36±0.16c 3.28±0.35bcd 苏薯28 62.41±0.34ef 71.94±0.23d 83.63±0.96d 14.65±0.93a 3.57±0.39bc 黔薯11 71.55±0.40a 77.17±0.80a 86.56±0.08ab 9.55±0.61c 2.85±0.43cd 商薯19 62.92±0.52e 69.47±1.31e 87.82±1.41a 13.14±1.28ab 3.07±0.17bcd 徐薯22 67.39±0.29c 74.20±0.25c 84.69±0.83cd 12.79±0.86b 3.34±1.01bcd 渝薯15 71.21±0.26a 76.40±0.53ab 86.49±0.21ab 10.42±0.98c 2.89±0.31bcd 徐薯37 61.67±1.27f 70.61±2.00de 85.95±1.16bc 14.53±0.58a 4.68±0.37a 齐宁19 67.22±0.40c 75.21±1.00bc 86.41±0.59ab 9.72±0.44c 4.04±0.47ab 渝薯50 71.28±0.35a 77.25±1.39a 87.57±1.13ab 8.90±0.49c 2.24±0.10d 渝薯198 69.08±0.56b 74.33±0.17c 86.06±1.02bc 11.98±1.60b 2.43±1.34cd 平均值 67.02 74.10 86.24 11.50 3.24 标准差 3.69 2.71 1.43 2.24 0.87 变异系数（%） 5.51 3.66 1.66 19.45 26.81 极差 10.99 10.51 6.76 7.28 3.72
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表 5 不同甘薯品种淀粉糊化特性
Table 5 Pasting properties of starch from different varieties of sweet potatoes
品种 峰值粘度（cP） 最低粘度（cP） 衰减值（cP） 最终粘度（cP） 回生值（cP） 峰值时间（min） 糊化温度（℃） 鄂薯6号 6183.33±59.70bc 3374.00±31.00a 2806.00±28.51e 4101.00±36.06c 719.00±6.56f 4.90±0.03a 78.33±0.08c 苏薯28 6432.00±53.36a 3377.67±2.52a 3074.33±49.65d 4228.67±7.02a 852.00±5.57c 4.37±0.04f 77.35±0.54cd 黔薯11 6013.67±78.16d 2854.00±35.37c 3168.67±43.06c 3704.67±22.81e 846.33±16.65cd 4.54±0.05d 79.81±0.37b 商薯19 5910.33±37.07e 3187.33±8.02b 2722.33±29.01f 4152.67±8.74b 963.00±2.65a 4.63±0.04c 77.52±0.03cd 徐薯22 6036.67±5.86d 2834.67±34.00cd 3202.00±33.41c 3643.33±17.47f 805.67±17.01e 4.46±0.07e 78.32±0.03c 渝薯15 5970.33±76.74de 2814.33±14.50d 3141.67±57.54cd 3644.00±5.57f 829.67±9.07d 4.50±0.03de 81.00±1.73a 徐薯37 5585.33±34.65f 2814.33±10.50d 2767.67±45.06ef 3756.33±10.07d 941.00±20.66b 4.64±0.04c 77.50±0.10cd 齐宁19 6424.67±16.26a 2761.33±6.43e 3665.00±21.07a 3437.67±2.52h 678.00±3.61g 4.35±0.03f 76.63±0.08d 渝薯50 6263.67±30.57b 3177.00±9.85b 3087.67±40.50d 3785.33±24.50d 608.67±15.28h 4.70±0.03b 79.91±0.07b 渝薯198 6124.33±53.26c 2724.00±23.52f 3407.33±29.09b 3507.00±16.52g 787.00±9.85e 4.20±0.01g 78.38±0.03c 平均值 6094.43 2991.87 3104.27 3796.07 803.03 4.53 78.48 标准差 248.20 249.55 284.23 264.83 107.32 0.20 1.41 变异系数（%） 4.07 8.34 9.16 6.98 13.36 4.32 1.79 极差 944.00 705.00 992.00 801.00 373.00 0.73 6.46
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表 6 不同甘薯品种粉条的烹煮和质构特性分析
Table 6 Cooking and texture properties of noodles from different sweet potato varieties
品种 断条率（%） 膨胀系数 蒸煮损失（%） 干物质的量（%） 硬度（N） 粘附性（N） 内聚性（Ratio） 弹性（mm） 胶粘性（N） 咀嚼性（mJ） 鄂薯6号 20.00±1.15c 171.80±10.24bcd 17.56±2.02a 82.44±10.46a 62.97±25.04e 0.15±0.11b 0.77±0.06a 1.70±0.18d 46.97±14.98c 81.00±33.44de 苏薯28 4.35±1.14e 142.15±8.44e 14.57±1.82ab 85.43±4.57a 77.13±23.60de 0.22±0.05b 0.67±0.06ab 1.73±0.22d 51.13±21.35c 89.20±39.20de 黔薯11 5.88±1.62e 153.25±17.51de 12.99±2.24ab 87.01±6.11a 103.13±15.21bcde 0.06±0.05b 0.67±0.06ab 2.21±0.19ab 67.83±10.64bc 149.87±29.10cd 商薯19 8.33±0.61e 183.50±6.30abc 12.43±4.68ab 87.57±5.71a 144.53±26.22b 0.02±0.01b 0.67±0.06ab 2.48±0.12a 94.27±14.28b 234.37±44.66b 徐薯22 13.64±3.77d 195.09±20.85ab 12.46±2.16ab 87.54±6.51a 90.37±25.08cde 0.16±0.10b 0.60±0.10b 1.80±0.31cd 51.70±7.89c 93.43±21.51de 渝薯15 21.74±5.20c 165.19±16.35cde 13.14±1.44ab 86.86±7.50a 121.07±39.91bcd 0.14±0.12b 0.70±0.00ab 2.34±0.31a 85.30±27.08b 204.30±90.28bc 徐薯37 23.81±3.05c 209.60±22.29a 13.41±2.75ab 86.59±5.29a 78.20±17.67de 0.48±0.31a 0.67±0.12ab 1.38±0.13e 50.23±14.59c 68.40±15.80e 齐宁19 14.29±2.66d 177.35±17.83bcd 10.48±2.24b 89.52±4.98a 129.73±7.47bc 0.12±0.03b 0.70±0.00ab 1.93±0.01bcd 90.50±3.99b 175.10±7.56bc 渝薯50 61.54±2.59a 174.56±6.00bcd 14.06±1.50ab 85.94±7.03a 151.47±32.70b 0.45±0.09a 0.60±0.00b 2.13±0.07abc 95.33±19.23b 202.73±35.36bc 渝薯198 29.41±4.91b 196.95±12.53ab 17.26±5.56a 82.74±2.13a 210.13±39.28a 0.03±0.01b 0.63±0.12ab 2.37±0.04a 129.50±11.57a 307.07±32.87a 均值 20.30 176.94 13.84 86.16 116.87 0.18 0.67 2.01 76.28 160.55 标准差 16.23 23.35 3.22 5.69 48.33 0.18 0.08 0.38 29.36 82.95 变异系数（%） 0.80 0.13 0.23 0.07 0.41 1.01 0.11 0.19 0.38 0.52 全距 60.95 101.56 13.64 24.81 206.90 0.82 0.30 1.45 109.3 290.5
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表 7 淀粉性质与粉条品质参数的相关性分析
Table 7 Correlation analysis between starch properties and noodles quality parameters
指标 直链
淀粉粗蛋白 粗脂肪 灰分 磷 D[4,3] D[3,2] DPn To Tp Tc ΔH ΔHr 峰值
粘度最低
粘度衰减值 最终
粘度回生值 峰值
时间糊化
温度断条率 0.087 −0.572 −0.642* −0.580 −0.562 0.317 0.366 0.157 0.415 0.403 0.417 −0.405 −0.434 0.043 0.003 0.026 −0.249 −0.616 0.237 0.396 膨胀系数 0.023 −0.345 −0.347 −0.625 0.193 0.152 0.140 0.236 −0.217 −0.347 0.175 0.268 0.265 −0.585 −0.490 −0.089 −0.402 0.151 −0.013 −0.272 蒸煮损失 −0.103 0.518 −0.251 0.019 −0.173 −0.083 −0.055 −0.729* −0.016 0.021 0.009 −0.038 −0.366 0.066 0.369 −0.264 0.293 −0.139 0.179 0.146 干物质的量 0.103 −0.518 0.251 −0.019 0.173 0.083 0.055 0.729* 0.016 −0.021 −0.009 0.038 0.366 −0.066 −0.369 0.264 −0.293 0.139 −0.179 −0.146 硬度 0.426 −0.489 −0.048 −0.770** −0.472 0.803** 0.864** 0.145 0.428 0.173 0.349 −0.185 −0.598 0.113 −0.387 0.439 −0.452 −0.197 −0.501 0.141 粘附性 −0.313 −0.359 −0.409 −0.066 −0.073 −0.231 −0.262 0.341 −0.178 −0.032 −0.058 0.133 0.317 −0.205 0.130 −0.295 0.049 −0.178 0.362 0.033 内聚性 −0.409 0.489 −0.043 0.432 −0.038 −0.222 −0.244 −0.683* −0.229 −0.064 0.224 −0.243 0.325 0.065 0.275 −0.194 0.278 0.033 0.383 −0.120 弹性 0.268 −0.316 0.362 −0.287 −0.219 0.686* 0.673* 0.046 0.553 0.267 0.472 −0.342 −0.764* 0.090 −0.163 0.218 −0.160 −0.009 −0.255 0.445 胶粘性 0.388 −0.489 −0.044 −0.742* −0.533 0.829** 0.890** 0.083 0.443 0.203 0.417 −0.262 −0.578 0.151 −0.370 0.455 −0.446 −0.222 −0.469 0.155 咀嚼性 0.347 −0.432 0.095 −0.639* −0.438 0.822** 0.859** 0.033 0.462 0.186 0.444 −0.253 −0.658* 0.099 −0.317 0.363 −0.355 −0.122 −0.424 0.245 注：*表示在0.05水平（双侧）上显著相关，**表示在0.01水平（双侧）上显著相关。
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表 8 主成分特征值、方差贡献率、累计贡献率及成分载荷矩阵
Table 8 Eigenvalue, variance contribution rate, cumulative contribution rate and principal component loading matrix
指标 成分 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 直链淀粉（X1） 0.656 −0.125 −0.603 0.320 −0.061 −0.026 −0.135 粗蛋白（X2） −0.504 −0.455 −0.115 0.572 −0.104 −0.380 −0.031 粗脂肪（X3） −0.235 0.347 0.241 0.739 0.349 0.252 0.033 灰分（X4） −0.774 −0.341 0.223 0.296 0.160 0.302 0.110 磷（X5） −0.664 0.390 0.015 0.236 0.500 −0.062 0.019 D[4,3]（X6） 0.646 0.395 0.557 −0.119 −0.269 0.148 0.087 D[3,2]（X7） 0.788 0.290 0.367 −0.073 −0.367 0.096 0.059 DPn（X8） 0.150 0.530 −0.246 −0.312 0.349 0.588 0.003 To（X9） 0.713 −0.465 −0.138 0.072 0.498 0.028 −0.050 Tp（X10） 0.547 −0.697 −0.285 −0.037 0.349 0.075 −0.002 Tc（X11） 0.342 −0.057 0.614 −0.466 0.331 −0.147 0.375 ΔH（X12） −0.511 0.690 −0.079 0.261 −0.254 0.001 −0.325 ΔHr（X13） −0.645 0.336 −0.435 −0.180 −0.225 −0.053 0.403 峰值粘度（X14） 0.336 −0.526 −0.081 0.123 −0.636 0.418 0.023 最低粘度（X15） −0.445 −0.379 0.591 −0.123 −0.365 0.316 −0.224 衰减值（X16） 0.680 −0.123 −0.594 0.227 −0.243 0.096 0.208 最终粘度（X17） −0.639 −0.107 0.641 0.063 −0.238 0.255 −0.196 回生值（X18） −0.526 0.631 0.202 0.444 0.249 −0.101 0.030 峰值时间（X19） −0.466 −0.347 0.457 −0.577 0.300 −0.047 0.078 糊化温度（X20） 0.317 −0.444 0.136 0.071 0.714 −0.028 −0.275 膨胀系数（X21） 0.092 0.621 −0.187 −0.447 0.053 −0.558 −0.060 干物质的量（X22） 0.060 0.393 −0.334 −0.070 0.252 0.611 0.505 硬度（X23） 0.887 0.316 0.224 0.075 −0.073 −0.132 −0.121 粘附性（X24） −0.272 0.042 −0.234 −0.744 0.066 0.153 −0.382 内聚性（X25） −0.371 −0.436 0.254 0.068 −0.191 −0.339 0.631 弹性（X26） 0.715 0.079 0.507 0.372 0.251 0.099 0.076 胶粘性（X27） 0.899 0.256 0.271 0.076 −0.089 −0.128 0.004 咀嚼性（X28） 0.861 0.238 0.382 0.188 0.002 −0.119 −0.003 特征值 9.291 4.548 3.844 3.128 2.831 1.955 1.495 方差贡献率（%） 33.182 16.243 13.727 11.173 10.112 6.984 5.340 累计贡献率（%） 33.182 49.425 63.152 74.325 84.437 91.421 96.761
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表 9 不同甘薯品种的主成分得分、综合得分及排名
Table 9 Principal component scores, comprehensive scores and ranking of different sweet potato varieties
品种 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y 排名 鄂薯6号 −3.1531 −3.8137 1.6291 −1.0467 −0.9878 −1.8323 0.5213 −1.7591 10 苏薯28 −3.3256 −0.6161 −0.1523 2.0362 −2.5373 1.7806 −1.1883 −1.1926 8 黔薯11 −0.3704 −1.47 −0.3381 1.8856 2.8727 0.7139 0.6145 0.1757 6 商薯19 −0.3963 3.2924 4.0283 0.3455 0.0808 0.7698 0.8154 1.1003 2 徐薯22 −0.7712 0.7757 −2.8357 0.2834 0.7192 0.1978 −0.9139 −0.4497 7 渝薯15 1.582 −1.0393 0.2179 1.134 1.7688 −0.4478 0.3715 0.6802 4 徐薯37 −4.3153 2.8882 −1.3533 −2.0668 0.7748 −1.1888 −0.1305 −1.3911 9 齐宁19 2.6564 0.1267 −2.1952 −0.8205 −1.941 0.7649 2.5085 0.5001 5 渝薯50 3.3944 −1.2924 0.8956 −3.2605 0.4973 1.5497 −1.4844 0.7543 3 渝薯198 4.6991 1.1485 0.1038 1.5098 −1.2475 −2.3078 −1.114 1.5819 1
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