不同品种马铃薯雪花全粉品质分析

惠宇晴; 沈卉芳; 姚鑫淼; 周野; 李庆全; 孙庆申

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022120091

不同品种马铃薯雪花全粉品质分析

惠宇晴^{1, 2,},
沈卉芳^{2, 3},
姚鑫淼^{2, 3, ,},
周野^{2, 3},
李庆全⁴,
孙庆申^1, ,

1.
黑龙江大学生命科学学院，农业微生物技术教育部工程研究中心，黑龙江省寒区植物基因与生物发酵重点实验室，黑龙江省普通高校微生物重点实验室，黑龙江哈尔滨 150080
2.
黑龙江省农业科学院食品加工研究所，黑龙江哈尔滨 150086
3.
黑龙江省食品加工重点实验室，黑龙江省全谷物营养食品工程技术研究中心，黑龙江哈尔滨 150086
4.
黑龙江省农业科学院经济作物研究所，黑龙江省马铃薯生物学与品质改良重点实验室，黑龙江哈尔滨 150086

基金项目: 中央引导地方科技发展专项（ZY21C01）；黑龙江省农业科学院创新工程资助项目（CX23GG16）。

详细信息

作者简介:
惠宇晴（1999−），女，硕士，研究方向：食品加工与安全，E-mail：1056673129@qq.com

通讯作者:
姚鑫淼（1980−），女，博士，研究员，研究方向：农产品贮藏与加工，E-mail：cocoyococo@163.com

孙庆申（1977−），男，博士，教授，研究方向：食品与药品活性物质的挖掘与研发，E-mail：sunqingshen@hlju.edu.cn

中图分类号: TS235.2
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出版历程
- 收稿日期: 2022-12-11
- 网络出版日期: 2023-07-26
- 刊出日期: 2023-10-09

Quality Analysis of Different Varieties of Potato Snowflakes Powder

HUI Yuqing^{1, 2,},
SHEN Huifang^{2, 3},
YAO Xinmiao^{2, 3, ,},
ZHOU Ye^{2, 3},
LI Qingquan⁴,
SUN Qingshen^1, ,

1.
School of Life Sciences, Heilongjiang University, Engineering Research Center of Agricultural Microbiology Technology, Ministry of Education, Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Plant Genetic Engineering and Biological Fermentation Engineering for Cold Region, Key Laboratory of Microbiology, College of Heilongjiang Province, Harbin 150080, China
2.
Food Processing Research Institute, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150086, China
3.
Heilongjiang Province Key Laboratory of Food Processing, Heilongjiang Province Engineering Research Center of Whole Grain Nutritious Food, Harbin 150086, China
4.
Institute of Industrial Crops of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Heilongjiang Key Laboratory of Biology and Quality Improvement of Potato, Harbin 150086, China

摘要

摘要: 本研究选取11个品种马铃薯作为原料在相同条件下加工全粉，通过测定成分、碘蓝值、色度、持水性、持油性、冻融稳定性等指标，研究不同品种马铃薯制得的雪花全粉品质的差异，以明确不同品种马铃薯对其全粉品质的影响。结果表明，龙薯6号持水性（9.84 g/g）、持油性（1.63 g/g）与凝沉性最强，衰减值（315.2 RVU）显著高于其他几个品种（P<0.05）；龙薯15号的水分含量（9.20%）最高；龙薯9号粘度（589.4 RVU）最大，抗剪切能力最强，但回生值高达33.9 RVU，凝胶性强，易老化；龙薯18号蛋白质含量（12.29 g/100 g）最高，但淀粉含量少（46.24 g/100 g），吸水率（0.55%）最高，抗冻能力最差，不适宜加工需要冷冻贮存的制品；大西洋还原糖含量（0.24 g/100 g）显著低于其他品种（P<0.05），碘蓝值（26.28）最高，游离淀粉最多；龙薯15号的L^*值（91.49）最大，b^*值（14.96）较小，颜色明亮，外观更迎合市场。本研究通过比较马铃薯全粉品质与品种的关系，为选择优势马铃薯品种进行全粉的开发提供数据支持。
- 马铃薯全粉 /
- 品种 /
- 品质
Abstract: In this study, 11 varieties of potatoes were selected as raw materials to process whole powder under the same conditions. The quality differences of snowflake whole powder prepared by different varieties of potatoes were studied by measuring components, iodine blue value, chroma, water holding capacity (WHC), oil holding capacity (OHC), freeze-thaw stability and other indicators, so as to clarify the influence of different varieties of potatoes on the quality of whole powder. The results showed that the Longshu 6 had the strongest WHC (9.84 g/g), OHC (1.63 g/g) and coagulation capacity, and the attenuation value (315.2 RVU) was significantlyhigher than that of the other varieties (P<0.05). Longshu 15 had the highest water content (9.20%). Longshu 9 had the highest viscosity (589.4 RVU) and the strongest shear resistance, but the retrogradation value was 33.9 RVU, with strong gelation and easy aging. Longshu 18 had the highest protein content of 12.29 g/100 g, but less starch content (46.24 g/100 g), the highest water absorption rate (0.55%) and the worst freezing resistance, so it is not suitable for processing products that need to be frozen and stored. The reducing sugar content of Atlantic (0.24 g/100 g) was significantly lower than that of other varieties (P<0.05), the iodine blue value (26.28) was the highest, and the free starch content was the highest. Longshu 15 had the largest L^* value (91.49) and smaller b^* value (14.96), with bright colors and a more marketable appearance. This study would provide data support for the selection of dominant potato varieties for the development of potato whole powder by comparing the relationship between potato quality and varieties.
- potato powder /
- variety /
- quality

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马铃薯（Solanum tuberosum L.），茄科茄属，又称土豆、洋芋、洋山芋等，是我国的第三大重要粮食作物。我国是马铃薯总产量最多的国家^[1]。马铃薯有很高的营养价值，其中的膳食纤维有益于预防慢性疾病^[2]。随着马铃薯主食化的推广，其本身的价值以及具有投资少、效益高的优势，越来越受到消费市场的欢迎，马铃薯加工食品需求量逐年提高^[3]。

新鲜马铃薯块茎较大，含水量较高，具有运输困难和贮藏期短的缺点^[4]，马铃薯加工产品如马铃薯全粉具有贮藏稳定性好，运输方便等优势，因此，将马铃薯加工成全粉，可以大大提高马铃薯的利用价值，增加收入，也迎合了我国马铃薯主食化的发展趋势。马铃薯中含有天然磷酸基团，具有非常好的增稠、吸水和持水性，能够为产品提供马铃薯特有的口感和香气^[5]。马铃薯经过蒸煮、脱水干燥、磨粉等加工，所得的全粉在正常环境条件下储存期能达到2年，复水后的马铃薯全粉可呈现新鲜马铃薯块茎熟后捣成泥的性状，细胞完整率高，而且有效保留了马铃薯的营养价值和天然风味^[6]。因此，从口感和健康角度出发，以马铃薯全粉为原辅料的食品加工前景广阔，马铃薯全粉是马铃薯深加工前景较好的产品，是很重要的中间材料。目前，马铃薯全粉加工工艺的主要区别在于干燥方式这项重点工序，包括真空冷冻干燥、喷雾干燥、热风干燥、微波干燥等。马喜山等^[7]对几种干燥方式加工的全粉进行综合评价，发现真空冷冻干燥对全粉品质的影响最小，该方法制作的马铃薯全粉复水性更强，是最佳的干燥方式；其次是微波干燥方法，虽然高温干燥可缩短马铃薯全粉的干燥时间，但是在低温下进行干燥，对淀粉分子的影响相对较小，蛋白质也不会发生变性^[8]，所以对蛋白质和淀粉的保护较好，减少营养物质的损失，提亮全粉的色泽，还可以降低全粉的糊化度^[9]。在加工中，冷冻干燥能耗也是很大的问题，可以通过对干燥方式组合、优化加工工艺等方法来提高产品的品质同时来降低生产成本，成为在生产应用中的重要发展方向^[10]。

马铃薯品种资源多样化，在相同工艺条件下，不同马铃薯品种制成的马铃薯全粉品质指标差异大^[11]，严重影响全粉制品的商品性。本文以黑龙江常见10个马铃薯品种（龙薯6号、8号、9号、11号、12号、14号、15号、16号、17号、18号）和大西洋马铃薯品种为原料，通过蒸煮熟化、打浆制泥、冻干筛分制得全粉，并对其品质进行分析。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜马铃薯　11个品种，其中龙薯6号、8号、9号、11号、12号、14号、15号、16号、17号、18号马铃薯　均为黑龙江省农业科学院马铃薯所提供，大西洋马铃薯为市面购买；0.1 moL/L碘标准溶液C13650587、2,6-二氯靛酚（2,6-二氯靛酚钠盐，C₁₂H₆Cl₂NNaO₂）　上海麦克林生化科技有限公司；石油醚（沸程为30~60 ℃）　天津市富宇精细化工有限公司；D-无水葡萄糖（C₆H₁₂O₆）　纯度>98%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；偏磷酸（HPO₃）　含量（以HPO₃计）>38%，天津市天力化学试剂有限公司；白陶土（对抗坏血酸无吸附性）　天津市登峰化学试剂厂；鲁花花生油（食品级）　市售；其他试剂均为分析纯。

SCIENTZ-100F/A型真空冷冻干燥机　宁波新芝生物科技股份有限公司公司；XS204型分析天平（0.0001 g）、HB43-S快速水分测定仪　梅特勒-托利多；TD5A-WS型离心机　金坛市金南仪器制造有限公司；HK02A小型粉碎机　旭朗机械有限公司；Cary 100 Scan紫外分光光度计　安捷伦科技有限公司；FOSS Kjeltec 8400定氮仪　上海瑞玢国际贸易有限公司；CM-5分光测色计　标格达精密仪器（广州）有限公司；DC-B5/11智能箱式高温炉　北京独创科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 马铃薯全粉的制备

取11种不同品种的马铃薯样品，清洗擦拭干净后去皮，切片（厚度控制在8~10 mm左右），用清水冲洗掉附着在切片上的淀粉和碎渣，放入100 ℃水中护色热烫2 min，冷却后在100 ℃条件下蒸煮25 min，用搅拌机将煮熟的马铃薯片直接搅拌制泥，用真空冷冻干燥机干燥，干燥后粉碎80目筛网进行筛分，装袋备用。

1.2.2 全粉基本成分测定

水分含量测定使用快速水分测定仪^[12]；蛋白质含量测定参照GB 5009.5-2016第一法^[13]；灰分含量测定参照GB 5009.4-2016^[14]；淀粉含量测定参照GB 5009.9-2016^[15]；还原糖含量测定参照GB 5009.7-2016^[16]；脂肪含量测定参照GB 5009.7-2016^[17]。

1.2.3 碘蓝值测定

参照冷明新等^[18]方法，称取0.25 g样品，置50 mL容量瓶中，加蒸馏水定容至刻度，加热搅拌5 min，过滤后吸取1 mL于另一个50 mL容量瓶中，加入1 mL的0.02 mol/L碘标准溶液并定容至刻度，测定650 nm波长时吸光度值，计算碘蓝值。

I B V = E \times 54.2 + 5

$\mathrm{I}\mathrm{B}\mathrm{V}=\mathrm{E}\times 54.2+5$

式中，IBV为碘蓝值；E为650 nm波长时吸光度值。

1.2.4 色度测定

称30 g马铃薯全粉，压实后铺平，用色度仪在室温下进行测量，分别记录三色协调系统L^*、a^*、b^*的值。

1.2.5 光学显微镜观察

称取1 g马铃薯全粉，与10 g水混合均匀，滴取0.1 mL混合液于载玻片上，光学显微镜放大倍数为40倍，观察全粉复水后的状态。

1.2.6 持水性测定

参照文献[19]方法，准确称取2 g样品，加30 mL蒸馏水，于沸水水浴20 min，冷却至室温，将液体转入50 mL离心管中，以3000 r/min离心25 min，倒出上清液，控掉多余水分，称重，计算WHC。

W H C = \frac{W_{2} - W_{1}}{W_{0}}

$\mathrm{W}\mathrm{H}\mathrm{C}=\frac{{\mathrm{W}}_{2}-{\mathrm{W}}_{1}}{{\mathrm{W}}_{0}}$

式中，WHC为持水力，g/g；W₀为样品质量，g；W₁为样品加离心管质量，g；W₂为最终沉淀物与离心管质量，g。

1.2.7 持油性测定

参照文献[20]方法，准确称取1 g样品，加20 mL花生油，于沸水水浴20 min，冷却至室温，将全部样品转入50 mL离心管，以3000 r/min离心25 min，倒出上清液控掉油，称重，计算。

O H C = \frac{W_{2} - W_{1}}{1}

$\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{C}=\frac{{\mathrm{W}}_{2}-{\mathrm{W}}_{1}}{1}$

式中，OHC为吸油能力，g/g；W₁为离心管与样品质量，g；W₂为油糊与离心管质量，g；1为样品质量，g。

1.2.8 冻融稳定性

参照文献[21]方法，准确称取2 g样品，加30 mL蒸馏水，于沸水中加热搅拌15 min，冷却后在-18 ℃冰箱中冷冻24 h，解冻后以5000 r/min离心20 min，弃去上清液，称重，计算。

W A R = \frac{W_{2} - W_{1}}{W_{2} - W_{0}} \times 100

$\mathrm{W}\mathrm{A}\mathrm{R}=\dfrac{{\mathrm{W}}_{2}-{\mathrm{W}}_{1}}{{\mathrm{W}}_{2}-{\mathrm{W}}_{0}}\times 100$

式中，WAR为吸水率，%；W₀为离心管质量，g；W₁为淀粉糊与离心管质量，g；W₂为最终沉淀物与离心管质量，g。

1.2.9 粘度特性

参照GB/T 24852-2010^[22]，配制10%淀粉溶液，采用快速粘度分析仪测定。

1.2.10 流变性分析

参照文献[23]方法，称取1.6 g马铃薯全粉置50 mL锥形瓶中，加32 mL蒸馏水，于沸水浴中加热糊化15 min后，置于80 ℃水浴中。量取2 mL糊化液加到样品台上，设置温度为25 ℃，间隙为1 mm。稳态剪切测定时，设定程序为：剪切速率2 min内由l s⁻¹上升到1000 s⁻¹，持续30 s，2 min内由1000 s⁻¹下降到l s⁻¹。结束后，对待测液进行动态流变测定，角频率范围设定为l~100 rad/s。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel进行数据整理，SPSS 22.0进行统计分析，采用Origin 2022绘图，数据采用平均值±标准差表示。

2. 结果与分析

2.1 不同品种马铃薯全粉成分指标结果

由表1可知，不同品种马铃薯全粉理化营养指标有一定的差异。马铃薯全粉的水分、蛋白质、灰分、淀粉、还原糖、脂肪含量分别介于6.48%~13.00%、6.57%~12.84%、2.93%~4.26、51.70%~72.40%、0.14%~5.86%、0.20%~1.57%之间，这与文献[1,23-26]报道的一致。11种马铃薯全粉水分含量均在规定范围内，但不同品种马铃薯水分含量差异较大，大西洋水分含量相对更低一些，其次是龙薯9号。这可能与马铃薯其他成分的含量有关，因不同种马铃薯蛋白质、淀粉含量不同，与这些大分子结合水的含量不同，导致干燥极限有差异。雪花全粉灰分含量一般≤4.0%^[27]，龙薯15号灰分含量高达4.16 g/100 g，说明矿物元素等无机物多，龙薯9号、龙薯17号、龙薯18号的灰分含量无显著差异，低于其它几个品种。本研究所得的马铃薯全粉蛋白含量范围介于6.57~12.84 g/100 g之间。有研究表明，鲜薯蛋白质含量在6.12%~9.99%之间^[28]，说明全粉制品极大程度的保留了蛋白质。龙薯14号与龙薯17号蛋白质含量最低且无显著差异。淀粉影响粘度、冻融稳定性等特性，全粉得率与淀粉含量一般成正比^[29]，进而影响生产中的应用。龙薯9号、龙薯12号、17号和龙薯18号淀粉含量较低，其余品种马铃薯全粉中淀粉含量均符合标准。除大西洋外的各品种马铃薯全粉还原糖含量均高于理想值，可能与原料放置时间久淀粉转为还原糖相关。大西洋是公认的适宜加工全粉的品种之一，还原糖含量最低，除此之外，龙薯9号、龙薯14号符合全粉对还原糖含量的要求，在加工全粉上属于优势品种。11种全粉的脂肪含量都较低，最低的是龙薯14号和龙薯15号，两者无显著差异。根据李铁梅等^[28]实验结果可知鲜薯脂肪含量介于0.2~3.63 g/100 g之间，表明马铃薯自身脂肪含量低，因而全粉制品脂肪含量均低。

表 1 不同品种马铃薯全粉基本成分指标

Table 1. Basic composition index of whole potato powder of different varieties

品种	水分（%）	蛋白质（g/100 g）	灰分（g/100 g）	淀粉（g/100 g）	还原糖（g/100 g）	脂肪（g/100 g）
龙薯6号	6.49±0.28^d	11.03±0.52^bc	3.67±0.03^c	60.70±0.92^c	1.00±0.17^e	0.91±0.03^ab
龙薯8号	5.95±0.25^f	11.59±0.54^ab	3.02±0.05^de	63.68±1.10^a	1.01±0.98^e	0.72±0.07^c
龙薯9号	3.83±0.12^g	8.46±0.17^f	2.69±0.43^g	45.72±1.12^hi	0.79±0.09^e	0.62±0.06^c
龙薯11号	6.96±0.22^d	10.19±0.38^cd	3.11±0.01^d	62.01±0.28^b	5.20±0.27^a	0.73±0.04^c
龙薯12号	8.01±0.34^c	11.50±0.36^ab	3.92±0.02^b	49.17±0.20^f	2.11±0.36^d	1.04±0.04^a
龙薯14号	6.71±0.23^de	7.39±0.42^g	2.97±0.01^def	56.90±0.42^e	0.87±0.07^e	0.61±0.04^c
龙薯15号	9.20±0.18^a	9.86±0.65^de	4.16±0.04^a	60.55±0.47^c	3.10±0.36^c	0.61±0.04^c
龙薯16号	7.84±0.17^c	10.18±1.17^cd	3.14±0.01^d	58.78±0.82^d	3.72±0.66^b	0.92±0.05^a
龙薯17号	5.71±0.23^f	7.44±0.49^g	2.27±0.07^fg	47.36±0.28^g	1.79±0.09^d	0.76±0.21^bc
龙薯18号	8.75±0.16^b	12.29±0.33^a	2.83±0.02^efg	46.24±0.78^gh	3.90±0.17^b	0.90±0.04^ab
大西洋	2.35±0.13^h	9.07±0.21^ef	3.13±0.05^d	63.79±1.06^a	0.24±0.02^f	0.64±0.12^c
注：同列不同字母表示显著差异（P<0.05）；图1、图4~图5、表2~表3同。

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2.2 不同品种马铃薯全粉碘蓝值比较

碘蓝值是马铃薯全粉品质的一项重要指标，它表示全粉被破坏而释放出游离淀粉的程度，碘蓝值越高代表游离淀粉越多，细胞越容易破损，营养和风味物质保存率越低^[30]。本研究结果显示，雪花全粉经过高温蒸煮与碰撞，淀粉结构发生变化，更多的淀粉游离出来，致使蓝值的升高。由图1可知，这11个品种的马铃薯全粉在相同工艺加工下碘蓝值范围介于11.52~26.28之间，平均值为18.39，其中，大西洋碘蓝值最高，其次是龙薯11号。龙薯18号碘蓝值显著（P<0.05）低于其它品种，淀粉也最低，这与朱新鹏等^[31]研究结果一致，总淀粉的含量较低，则游离淀粉率也相对较低。在显微镜下观察发现游离淀粉含量高（如图2），表明加工时马铃薯细胞容易破损。龙薯18号较整洁，游离淀粉率低，完整度较高，在加工时细胞结构保存较完好，能更好地留住营养和风味物质。

图 1 不同品种马铃薯全粉碘蓝值

Figure 1. Iodine blue value of potato powder of different varieties

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图 2 不同品种马铃薯全粉状态

注：光学显微镜放大倍数为40×。

Figure 2. Morphology of potato powder of different varieties

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2.3 不同品种马铃薯全粉色度以及形态

色差值可以反映马铃薯薯粉的亮度等指标，这些直接影响到消费者的接受度，色泽明亮的成品在市面上会更受欢迎，其中L^*值表示明暗度，值越高说明亮度越高；a^*值表示红色度，值为正数说明样品颜色偏红，为负数说明偏绿；b^*值表示黄色度，值为正数说明样品颜色黄，为负数说明偏蓝^[32]。不同品种马铃薯全粉的色差值如表2所示，白度取决于全粉本身性质^[33]，龙薯15号L^*值显著（P<0.05）高于其他品种，龙薯11号和龙薯12号的L^*值无显著差异，相较于其他品种亮度更高，龙薯14号L^*值最低，说明样品偏暗，除龙薯14号全粉外，其他全粉颜色都较亮，可能与龙薯14号鲜薯块茎视觉上更暗相关。11种全粉a^*均为负数，综合b^*值表明颜色偏黄绿色，与刘爽等^[26]研究结果不一致（结果显示a^*值均为正值），但与李欢欢等^[34]对三种不同干燥方式的全粉研究结果相符，真空冷冻干燥方式加工的全粉a^*值为负数。a^*值最大的是龙薯14号，最小的是龙薯9号，其次是龙薯6号和大西洋，两者无显著差异，其中龙薯9号和龙薯16号的L^*值相对较小，b^*值较大，说明较其他几个品种偏暗偏黄，可能与原料呈色相关，马铃薯中含有呈现红黄色泽的β-胡萝卜素^[33]，龙薯9号b^*值较大可能内含丰富胡萝卜素所致。在加工过程中可以选择成本低的热水漂烫护色，避免b^*值过高^[35]。根据图3可知（由明到暗排序），色差计数值与肉眼根据亮度、黄度观察的趋势大致相同。

表 2 不同品种马铃薯全粉色度

Table 2. Chroma of potato powder of different varieties

品种	L^*	a^*	b^*
龙薯6号	87.96±0.98^c	−2.67±0.08^g	17.28±0.34^d
龙薯8号	86.76±0.15^d	−2.56±0.02^de	16.15±0.47^e
龙薯9号	86.84±0.72^d	−3.71±0.10^h	28.80±0.57^a
龙薯11号	90.03±0.53^b	−2.21±0.21^d	14.79±0.58^f
龙薯12号	89.40±0.37^b	−2.10±0.04^cd	16.00±0.11^e
龙薯14号	83.70±0.30^f	−1.39±0.03^a	13.08±0.21^g
龙薯15号	91.49±0.22^a	−1.95±0.04^bc	14.96±0.24^f
龙薯16号	85.10±0.10^e	−2.47±0.01^f	19.17±0.48^b
龙薯17号	87.28±0.34^cd	−2.41±0.19^ef	18.27±0.18^c
龙薯18号	88.15±0.66^c	−1.83±0.04^b	15.83±0.12^e
大西洋	87.72±0.26^c	−2.78±0.57^g	16.44±0.32^e

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图 3 不同品种马铃薯全粉粉状图

Figure 3. Potato powder images of different varieties

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2.4 不同品种马铃薯全粉持水性

持水性是加工制品配方设计中需要参考的重要因素之一^[36]，对于持水性高的品种加工时可适当增加水的比例。由图4可知，11种马铃薯全粉持水能力依次为：龙薯6号>龙薯11号>龙薯12号>龙薯14号>龙薯16号>大西洋>龙薯9号>龙薯8号>龙薯15号>龙薯17号>龙薯18号，这与图1中不同品种相应的碘蓝值大小趋势大致相同，持水性可能与淀粉含量和游离淀粉含量相关。不同品种马铃薯全粉持水性介于6.25~9.83 g/g之间，平均值为8.12 g/g，明显高于刘爽等^[26]的研究结果（平均值为1.45 g/g），低于朱新鹏等^[31]的研究结果（范围介于之间11.77~14.29 g/g），与李玉美等^[37]对雪花全粉持水性研究结果（平均值为7.6 g/g）相近，其中龙薯6号和龙薯11号无显著差异，持水性最强。龙薯17号与龙薯18号无显著差异，持水性最弱。持水性可能与淀粉含量以及游离淀粉含量相关，淀粉中含有大量与水之间以氢键为主的分子间力，并且对水能够起到强烈的滞留作用的羟基，因此吸水性强^[38]。外界条件也会对其造成影响，蒸煮温度升高，结构损坏而增大与水结合空间，持水能力变强，离心机转速较低时，增加羟基与水结合机会，导致持水性较高^[39]。Ngobese等^[40]支链淀粉含量与吸水性呈正相关，龙薯6号持水性最弱，表明其支链淀粉含量低，直链淀粉的消化速度较慢，通常比支链淀粉饱腹感更强，血糖高、减脂人群会更青睐于高直链淀粉含量的马铃薯直链淀粉占比高。

图 4 不同品种马铃薯全粉持水性

Figure 4. Potato powder WHC of different varieties

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2.5 不同品种马铃薯全粉持油性

持油能力的大小与加工条件、颗粒的大小以及蛋白质的来源有关^[41]。对于持油性高的品种加工时可适当增加油的比例。由图5可知，11种马铃薯全粉吸油能力依次为：龙薯6号>龙薯16号>龙薯8号>龙薯17号>大西洋>龙薯18号>龙薯14号>龙薯9号>龙薯12号>龙薯11号>龙薯15号。不同品种马铃薯全粉持油性平均值为1.25 g/g，接近但高于刘爽等对河北省不同品种马铃薯全粉持油性研究结果（平均值为1.15 g/g）^[26]。龙薯6号和龙薯16号无显著差异，有较强的持油性，龙薯15号持油能力最弱，与龙薯11号、龙薯12号无显著差异。龙薯15号持油能力最弱，蛋白质含量也较低，这符合马梦苹等^[42]的报道，蛋白质含量高则有利于提高持油性。但龙薯14号蛋白质含量最低，持油性高于龙薯9号、龙薯11号、龙薯12号、龙薯15号。此外，持油性不仅与蛋白质本身含量有关，蛋白质的变性程度也是影响因素之一^[39]。加工过程中蛋白质含量因温度条件变化而变化，升温时暴露了疏水基团，促进油与蛋白质聚集，进而提高持油性。有研究表明，持水性与持油性成反比^[34]，龙薯11号持水性最大，持油性最小，与之相符。持油性高的品种可用来制作酥性食品、肉制品或煎炸食品等，可使制品在加工过程中尽量避免油脂的过多流失，丰富营养并且延缓变质过程。

图 5 不同品种马铃薯全粉持油性

Figure 5. Potato powder OHC of different varieties

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2.6 不同品种马铃薯全粉冻融稳定性

冻融稳定性代表乳液经冻结和融化交替变化时的稳定性，即马铃薯全粉冻融稳定性可以反映出其应用于低温加工制品或贮存的稳定性^[43]，是淀粉类食品重要功能特性。用吸水率表示冻融稳定性，卞旭芸^[44]研究表明，糊化液经过冷冻再解冻出现脱水缩水现象，淀粉与水分结合，吸水程度变化小的，代表低温条件下冻融稳定性越好，反之则不好。不同品种马铃薯全粉冻融稳定性如图6，吸水率依次为：龙薯18号>龙薯9号>龙薯6号>大西洋>龙薯17号>龙薯14号>龙薯8号>龙薯15号>龙薯16号>龙薯11号>龙薯12号，冻融稳定性最好的是龙薯12号，适宜冷冻品的加工，也适宜低温贮存。龙薯18号淀粉含量最低，吸水率最高，抗冻能力最差，这说明淀粉含量不是冻融稳定性的决定性因素，这可能是由于不同马铃薯品种间的差异所致。有研究认为冻融稳定性受淀粉内部结构影响，与直链淀粉与支链淀粉比例相关，支链淀粉占比高，冻融稳定性好^[45]。

图 6 不同品种马铃薯全粉冻融稳定性

Figure 6. Potato powder freeze-thaw stability of different varieties

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2.7 不同品种马铃薯全粉粘度特性

不同品种马铃薯全粉的粘度特性见表3，11种马铃薯糊化温度范围介于62.3~68.5 ℃之间，与前人研究结果（介于63.9~67.9 ℃之间）基本一致，其中龙薯17号的糊化温度最高，其次是龙薯18号，龙薯18号的峰值时间最长，说明其消耗能量最多^[45]。龙薯6号糊化温度最低，且吸水性较高，在食品加工中可以更好的被应用。峰值粘度反映淀粉结合水的能力和淀粉酶活性大小，其中龙薯18号的峰值粘度最低，糊化温度较高，说明淀粉酶过高。同时，龙薯18号的碘蓝值（图1）也是最低，因为破坏最小，细胞较完整，分散程度最好，粘度最低^[46]，这使它在生产中也会受到一定限制。龙薯6号全粉的粘度较大，相应的碘蓝值也较高。大西洋碘蓝值最高，粘度相对也较大。这与李玉美等^[37]对马铃薯全粉的游离淀粉率与粘度关系分析相一致，细胞的完整性以及分散性会影响全粉粘度的大小，若全粉颗粒易受损，蓝值高，游离淀粉多会不同程度的导致粘度升高。衰减值可以表示凝沉性强弱，龙薯6号衰减值最大，凝沉型最强。回生值最高的是龙薯9号，说明凝胶性更强，更易老化。有研究表明，全粉糊经过冷却后，淀粉分子间再次形成氢键和结晶结构，产生了不同的回生值^[47]，它显示了淀粉老化或者回生的程度，龙薯18号淀粉较低，回生值最低，结果与之相符。

表 3 不同品种马铃薯全粉粘度

Table 3. Potato powder viscosity of different varieties

品种	糊化温度（℃）	峰值粘度（RVU）	峰值时间（min）	最低粘度（RVU）	最终粘度（RVU）	衰减值（RVU）	回生值（RVU）
龙薯6	62.3	556.3	3.8	241.2	321.9	315.1	80.7
龙薯8	65.1	274	4.9	208.3	265.5	65.7	57.2
龙薯9	66.7	589.4	3.5	255.5	349.4	93.9	333.9
龙薯11	63.6	398.6	4	202.8	253.6	195.8	50.9
龙薯12	62.6	395.8	4.1	234.8	303.9	161	69.1
龙薯14	63.6	314.6	4.3	205.7	271.2	108.9	65.5
龙薯15	62.6	393.6	3.9	204.5	269.1	189.1	64.6
龙薯16	62.6	377.7	4.1	218.5	286.8	159.2	68.3
龙薯17	68.5	505.6	3.6	232.3	307.1	74.8	273.3
龙薯18	67.6	119	5.8	104	148.3	15	44.3
大西洋	62.5	481.9	3.7	220.4	324.1	103.7	261.5

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2.8 不同品种马铃薯全粉流变性

不同品种马铃薯全粉稳态剪切的表观黏度与剪切速率关系如图7所示。由图可知，随着剪切速率的增加，破坏了全粉的凝胶结构，减少了粒子间的相互作用，在剪切作用下，分子链舒展，黏度急剧下降。当剪切力达到一定的程度时，剪切方向摆正，此时黏度逐渐趋于稳定^[48]，表现出明显的剪切稀化现象。不同品种马铃薯全粉的表观黏度相差不大，其中龙薯9号黏度最大，抗剪切能力最强。

图 7 不同品种马铃薯全粉的表观黏度随剪切速率变化曲线

Figure 7. Variation curve of viscosity with shear rate of potato powder of different varieties

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图8用储能模量G'、损失模量G"以及损失因子tanδ的频率变化曲线来体现不同品种马铃薯全粉糊的动态黏弹性^[49]。G'代表能量贮存而可恢复的弹性性质，又称弹性模量，G"代表能量消散的黏性性质，又称黏性模量，tanδ为G'与G"的比值^[50]。由图8a~图8b可知，随着频率的增大，在角频率1~100 rad/s的范围内，储能模量（G'）和损失模量（G"）都在不断上升，11种全粉的G'和G"的变化趋势基本一致，均随着频率的增大而增大，具有一定的频率依赖性，同时所有样品的G'均远大于G"。龙薯12号G'最大，相较于其他品种粘弹性更大，适合加工为凝胶类食品。龙薯15号G'最小，结构较弱，黏弹性较低。龙薯9号的G'和G"均较大，说明它的结构更强。tanδ值越大表明被测样品的弹性越弱，黏性越强，流动性较强，反之，弹性越强，黏性越弱，流动性较弱^[51]。由图8c可知，损耗角正切值随频率的增大而增大，都小于1，与代春华等^[23]研究结果一致，说明样品表现弹性性质。龙薯16号和龙薯18号正切值都大于0.34，说明全粉糊的黏性本质远大于弹性本质。

图 8 不同品种马铃薯全粉G '（a）、G"（b）及tanδ（c）与角频率的关系

Figure 8. Different varieties of potato powder G' (a), G" (b) and tanδ (c) relation with angular frequency

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3. 结论与展望

本研究发现不同品种的马铃薯原料采用相同的工艺制备出的马铃薯全粉理化性质存在差异。大西洋马铃薯作为目前最适宜的原料品种之一，有高淀粉、高蛋白，营养物质含量较高，粘度较大，还原糖含量较低等性能。龙薯6号有较高的持水性、持油性，粘度高，糊化温度低，这些条件利于其在食品加工中的应用。龙薯18号细胞破损较小，蛋白质含量较高，有着较好的冻融稳定性，利于保持食品品质，可应用于加工需低温贮存的食品增加营养价值。龙薯12号冻融稳定性最好，糊化温度较低，持水性较好，可添加于冰淇淋增稠。龙薯6号、龙薯16号持水性、持油性方面较好，可用于加工煎炸食品或脂肪类制品并且提高产品附加值。

作为马铃薯最重要的深加工产品之一，马铃薯全粉在未来的食品市场上有很大的优势，它本身具有保健功效，适宜人群广泛。目前，我国全粉的80%用于生产膨化食品，例如薯条、薯片等休闲食品，打上“不健康食品”标签，这容易给大家造成刻板印象。然而，作为一种营养丰富的马铃薯深加工食品的基础原料，马铃薯全粉具有相当大的空间以开发产品，促进马铃薯全粉食品应用，推动我国马铃薯行业发展。

图 1 不同品种马铃薯全粉碘蓝值

Figure 1. Iodine blue value of potato powder of different varieties

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图 2 不同品种马铃薯全粉状态

注：光学显微镜放大倍数为40×。

Figure 2. Morphology of potato powder of different varieties

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图 3 不同品种马铃薯全粉粉状图

Figure 3. Potato powder images of different varieties

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图 4 不同品种马铃薯全粉持水性

Figure 4. Potato powder WHC of different varieties

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图 5 不同品种马铃薯全粉持油性

Figure 5. Potato powder OHC of different varieties

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图 6 不同品种马铃薯全粉冻融稳定性

Figure 6. Potato powder freeze-thaw stability of different varieties

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图 7 不同品种马铃薯全粉的表观黏度随剪切速率变化曲线

Figure 7. Variation curve of viscosity with shear rate of potato powder of different varieties

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图 8 不同品种马铃薯全粉G '（a）、G"（b）及tanδ（c）与角频率的关系

Figure 8. Different varieties of potato powder G' (a), G" (b) and tanδ (c) relation with angular frequency

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表 1 不同品种马铃薯全粉基本成分指标

Table 1 Basic composition index of whole potato powder of different varieties

品种	水分（%）	蛋白质（g/100 g）	灰分（g/100 g）	淀粉（g/100 g）	还原糖（g/100 g）	脂肪（g/100 g）
龙薯6号	6.49±0.28^d	11.03±0.52^bc	3.67±0.03^c	60.70±0.92^c	1.00±0.17^e	0.91±0.03^ab
龙薯8号	5.95±0.25^f	11.59±0.54^ab	3.02±0.05^de	63.68±1.10^a	1.01±0.98^e	0.72±0.07^c
龙薯9号	3.83±0.12^g	8.46±0.17^f	2.69±0.43^g	45.72±1.12^hi	0.79±0.09^e	0.62±0.06^c
龙薯11号	6.96±0.22^d	10.19±0.38^cd	3.11±0.01^d	62.01±0.28^b	5.20±0.27^a	0.73±0.04^c
龙薯12号	8.01±0.34^c	11.50±0.36^ab	3.92±0.02^b	49.17±0.20^f	2.11±0.36^d	1.04±0.04^a
龙薯14号	6.71±0.23^de	7.39±0.42^g	2.97±0.01^def	56.90±0.42^e	0.87±0.07^e	0.61±0.04^c
龙薯15号	9.20±0.18^a	9.86±0.65^de	4.16±0.04^a	60.55±0.47^c	3.10±0.36^c	0.61±0.04^c
龙薯16号	7.84±0.17^c	10.18±1.17^cd	3.14±0.01^d	58.78±0.82^d	3.72±0.66^b	0.92±0.05^a
龙薯17号	5.71±0.23^f	7.44±0.49^g	2.27±0.07^fg	47.36±0.28^g	1.79±0.09^d	0.76±0.21^bc
龙薯18号	8.75±0.16^b	12.29±0.33^a	2.83±0.02^efg	46.24±0.78^gh	3.90±0.17^b	0.90±0.04^ab
大西洋	2.35±0.13^h	9.07±0.21^ef	3.13±0.05^d	63.79±1.06^a	0.24±0.02^f	0.64±0.12^c
注：同列不同字母表示显著差异（P<0.05）；图1、图4~图5、表2~表3同。

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表 2 不同品种马铃薯全粉色度

Table 2 Chroma of potato powder of different varieties

品种	L^*	a^*	b^*
龙薯6号	87.96±0.98^c	−2.67±0.08^g	17.28±0.34^d
龙薯8号	86.76±0.15^d	−2.56±0.02^de	16.15±0.47^e
龙薯9号	86.84±0.72^d	−3.71±0.10^h	28.80±0.57^a
龙薯11号	90.03±0.53^b	−2.21±0.21^d	14.79±0.58^f
龙薯12号	89.40±0.37^b	−2.10±0.04^cd	16.00±0.11^e
龙薯14号	83.70±0.30^f	−1.39±0.03^a	13.08±0.21^g
龙薯15号	91.49±0.22^a	−1.95±0.04^bc	14.96±0.24^f
龙薯16号	85.10±0.10^e	−2.47±0.01^f	19.17±0.48^b
龙薯17号	87.28±0.34^cd	−2.41±0.19^ef	18.27±0.18^c
龙薯18号	88.15±0.66^c	−1.83±0.04^b	15.83±0.12^e
大西洋	87.72±0.26^c	−2.78±0.57^g	16.44±0.32^e

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表 3 不同品种马铃薯全粉粘度

Table 3 Potato powder viscosity of different varieties

品种	糊化温度（℃）	峰值粘度（RVU）	峰值时间（min）	最低粘度（RVU）	最终粘度（RVU）	衰减值（RVU）	回生值（RVU）
龙薯6	62.3	556.3	3.8	241.2	321.9	315.1	80.7
龙薯8	65.1	274	4.9	208.3	265.5	65.7	57.2
龙薯9	66.7	589.4	3.5	255.5	349.4	93.9	333.9
龙薯11	63.6	398.6	4	202.8	253.6	195.8	50.9
龙薯12	62.6	395.8	4.1	234.8	303.9	161	69.1
龙薯14	63.6	314.6	4.3	205.7	271.2	108.9	65.5
龙薯15	62.6	393.6	3.9	204.5	269.1	189.1	64.6
龙薯16	62.6	377.7	4.1	218.5	286.8	159.2	68.3
龙薯17	68.5	505.6	3.6	232.3	307.1	74.8	273.3
龙薯18	67.6	119	5.8	104	148.3	15	44.3
大西洋	62.5	481.9	3.7	220.4	324.1	103.7	261.5

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施引文献(29)

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1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 马铃薯全粉的制备
1.2.2 全粉基本成分测定
1.2.3 碘蓝值测定
1.2.4 色度测定
1.2.5 光学显微镜观察
1.2.6 持水性测定
1.2.7 持油性测定
1.2.8 冻融稳定性
1.2.9 粘度特性
1.2.10 流变性分析
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 不同品种马铃薯全粉成分指标结果
2.2 不同品种马铃薯全粉碘蓝值比较
2.3 不同品种马铃薯全粉色度以及形态
2.4 不同品种马铃薯全粉持水性
2.5 不同品种马铃薯全粉持油性
2.6 不同品种马铃薯全粉冻融稳定性
2.7 不同品种马铃薯全粉粘度特性
2.8 不同品种马铃薯全粉流变性
3. 结论与展望

1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 马铃薯全粉的制备
1.2.2 全粉基本成分测定
1.2.3 碘蓝值测定
1.2.4 色度测定
1.2.5 光学显微镜观察
1.2.6 持水性测定
1.2.7 持油性测定
1.2.8 冻融稳定性
1.2.9 粘度特性
1.2.10 流变性分析
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 不同品种马铃薯全粉成分指标结果
2.2 不同品种马铃薯全粉碘蓝值比较
2.3 不同品种马铃薯全粉色度以及形态
2.4 不同品种马铃薯全粉持水性
2.5 不同品种马铃薯全粉持油性
2.6 不同品种马铃薯全粉冻融稳定性
2.7 不同品种马铃薯全粉粘度特性
2.8 不同品种马铃薯全粉流变性
3. 结论与展望

参考文献(51)

施引文献

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不同品种马铃薯雪花全粉品质分析

作者简介: 惠宇晴（1999−），女，硕士，研究方向：食品加工与安全，E-mail：1056673129@qq.com

通讯作者: 姚鑫淼（1980−），女，博士，研究员，研究方向：农产品贮藏与加工，E-mail：cocoyococo@163.com 孙庆申（1977−），男，博士，教授，研究方向：食品与药品活性物质的挖掘与研发，E-mail：sunqingshen@hlju.edu.cn

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