不同品种马铃薯在不同生长期褐变的规律研究

赵 萍，王 莉，蒲育林，王 雅，林樱姬，亓文静，杨明峰

（1.兰州理工大学生命科学与工程学院，甘肃兰州730050；2.甘肃省定西市旱作农业科研推广中心，甘肃定西743000）

不同品种马铃薯在不同生长期褐变的规律研究

赵 萍1，王 莉1，蒲育林2，王 雅1，林樱姬1，亓文静1，杨明峰1

（1.兰州理工大学生命科学与工程学院，甘肃兰州730050；2.甘肃省定西市旱作农业科研推广中心，甘肃定西743000）

实验利用色差仪探究了7个品种的马铃薯在不同生长时期，块茎切面暴露于空气中的褐变规律。结果表明，马铃薯的品种及生长时间对其褐变有显著性影响（P＜0.01）；随着马铃薯生长期延长，其褐变强度增大；成熟期的7个马铃薯品种相比较，陇薯3号最不易发生褐变；并且建立了马铃薯褐变随时间变化的一元二次回归方程，得出马铃薯的褐变强度随暴露于空气中的时间延长而增大。

马铃薯，褐变，色差仪，回归方程

马铃薯除了被人们作为蔬菜食用外，还被加工成食品、淀粉、发酵产品等加工产品［1-2］。马铃薯在加工过程中易发生褐变，严重影响马铃薯深加工产品的感官指标和市场竞争力［3］。褐变是因为在果蔬内的多酚氧化酶（PPO）被激活后［4］，氧化酚类物质生成醌，并聚合为黑色产物［5-6］。目前关于研究马铃薯褐变的报道较多，分析检测手段各异。色差仪是近年发展起来的基于亮度检测的一种快速检测手段，一般用于工业、轻纺及汽车行业，用于食品行业的检测十分少见。目前有关报道如：蒋晓玲、赵晓枫等人关于色差仪光源参数对猪肉肉色测定结果的影响，以及周波、黄瑞华等人关于色差仪和肉色板在猪肉肉色评定中的应用［7-8］。对于色差仪用于马铃薯褐变规律的研究尚未见报道。色差仪数据精确度高、客观性强、操作方便，相比于传统的测定褐变的方法，方便简单，结果直观。因次，本实验运用色差仪测定马铃薯切面亮度来判断马铃薯褐变程度，为马铃薯褐变规律研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

陇薯6号、夏波蒂、陇薯3号、LK99、大西洋、坝薯8号、中薯9号 均为田间同一时间统一收获的马铃薯块茎，由甘肃定西地区旱农中心提供。

计时器、X-Ride便携式色差仪 SP60型，北京天若国际仪器及技术贸易有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品选择 选取无虫害、无枯萎、无机械损伤、无发芽的大小均匀的健康马铃薯块茎，洗净待用。

1.2.2 测定生长期的选择 马铃薯自2008年4月份播种，并于当年10月初收获，期间选取了四个采摘时间分别为：8月15日（未成熟）、9月1日（未成熟）、9月15日（未成熟）、10月1日（成熟）。

表1 不同品种马铃薯生长期间完全褐变的亮度值L*

1.2.3 测定时间的选取 将马铃薯用不锈钢刀切取大小相同、厚度约为1cm的片，暴露于空气中（在室温下18±3℃），在一定的时间间隔内用色差仪测定其表面的亮度变化，进而研究其褐变程度。根据经验，马铃薯切片后褐变迅速，因此在前10min内测定的时间间隔较小，为每2min测定1次；10min后，褐变变缓，选取测定时间间隔适当加大，为每5min测定1次。测定时间分别为：2、4、6、8、10、15、20、25、30、45、60、75、90、105、120min，直到马铃薯褐变完全，测定数据保持稳定为止。

1.2.4 亮度值L*的测定 L*表示亮度，取值0～100，值越大，亮度越大。色差仪在每次使用前分别用标准白板和黑板进行校准，然后再测定L*值。

在1.2.2规定的时间范围内用色差仪测量样品的L*亮度值，并以L*亮度值的大小来表示样品的褐变度，L*值越小，表示样品的褐变度越大，采用2次重复。

2 结果与讨论

2.1 生长期对马铃薯褐变的影响

由表1可以看出，各品种马铃薯在不同生长时期的褐变有所差异。方差分析表明，同一品种马铃薯在不同生长期的完全褐变强度具有极显著差异（F=22.09＞F（0.01）=5.39，P＜0.01）。经过LSR多重比较分析，同一品种马铃薯在不同生长期的完全褐变强度具有显著差异（P＜0.05）（见表2）。同时分析图1～图7可知，各品种马铃薯在生长初期（8月份）的褐变趋势最小，L*值的差值范围为0.21～5.60；随着生长期的延长，褐变趋势逐渐增大，收获期（10月份）的马铃薯褐变趋势最明显，L*值的差值范围为4.93～7.84。这主要是因为马铃薯在生长过程中多酚氧化酶和酚类底物的浓度积累所致。

表2 不同生长期马铃薯褐变的差异

2.2 品种对马铃薯褐变的影响

图1 夏波蒂在不同生长期褐变随时间的变化

图2 陇薯6号在不同生长期褐变随时间的变化

图3 陇薯3号在不同生长期变随时间的变化

图4 LK99在不同生长期褐变随时间的变化

图5 坝薯8号在不同生长期褐变随时间的变化

甘肃定西的马铃薯一般在每年的4月份播种，在10月初收获，因此，以下选定了在收获后的不同品种马铃薯，比较其褐变随时间的变化规律。

各品种间马铃薯褐变的方差分析表明同一生长期不同品种马铃薯的完全褐变强度具有极显著差异（F=4.38＞F（0.01）=4.01，P＜0.01）。同时经过LSR多重比较分析，各品种马铃薯的褐变差异达到显著（P＜0.05）（见表3）。由图8、表4可得，进一步对收获期各品种马铃薯褐变亮度值L*的变化进行分析，成熟期陇薯3号的褐变亮度值L*的变化明显低于其他6个品种，说明陇薯3号最耐褐变（注：=-）。因此成熟后的7个品种马铃薯的褐变强度大小排列为：坝薯8号＞夏波蒂＞LK99＞陇薯6号＞中薯9号＞大西洋＞陇薯3号。

图6 中薯9号在不同生长期褐变随时间的变化

图7 大西洋在不同生长期褐变随时间的变化

图8 不同品种马铃薯褐变随时间的变化

表3 不同品种马铃薯褐变的差异

表4 不同品种马铃薯褐变亮度值L*的变化

由此说明，品种差异严重影响马铃薯的褐变强度，这主要是由于不同品种马铃薯的多酚氧化酶的活性不同，多酚氧化酶活性强的，褐变强度高，反之，其褐变强度低。

2.3 马铃薯褐变随时间的变化规律

由图9可以看出，根据马铃薯切面在空气中的褐变亮度值与时间的关系，通过Excel建立了一元二次回归方程，Y=0.0003x2-0.0695x+73.396，R2= 0.9957，F=9.56＞F0.01=8.53，呈极显著的相关性，说明数学模型成立。马铃薯的褐变随时间而变化，马铃薯切面暴露于空气中的时间越长，褐变越明显。由此方程可根据时间计算马铃薯切片、条暴露于空气中发生褐变的亮度值，根据加工产品的要求控制切片、条的生产时间，有效地控制褐变。

图9 马铃薯褐变与时间变化的关系

3 结论

3.1 马铃薯在不同的生长期，褐变趋势具有极显著性差异（P＜0.01）。在生长初期（8月份），褐变强度最低，但随着生长期的延长，褐变强度明显增大；直到成熟期（10月份）褐变强度达到最大。

3.2 收获后的7个马铃薯品种，褐变强度有极显著性差异（P＜0.01）。其中陇薯3号的L*值下降为0.51，相比其他6个品种最小，最不易发生褐变，坝薯8号为7.84，最易发生褐变。这说明马铃薯品种因素对褐变强度具有重要影响。这与胡小松等人的马铃薯丝加工中的褐变因素及其控制中，采用的分光光度法测定马铃薯褐变的研究结果一致［9］。

3.3 不同品种马铃薯的褐变与切面暴露于空气中的时间呈极显著的相关性（P＜0.01）。暴露时间越长，褐变强度越大。

因此，在实际的生产过程中，我们不仅可以通过筛选马铃薯的品种，选择多酚氧化酶活性和还原糖含量低，不易发生褐变的品种，而且可以通过控制马铃薯的生长期以及切面在空气中暴露的时间来控制褐变，选择适合工业需求及加工的马铃薯。

［1］谢庆华，吴毅歆.马铃薯品种营养成分分析测定［J］.云南师范大学学报：自然科学版，2002（2）：50-52.

［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（2）：27-28.

［3］王常青，朱志昂.马铃薯加工过程中的褐变因素分析与研究［J］.食品工业科技，2003（1）：43-45.

［4］程建军，任运宏，杨咏丽.果蔬酶褐变控制的研究进展［J］.东北农业大学学报，2000（4）：406-410.

［5］邱龙新，黄浩，陈清西.半胱氨酸对马铃薯多酚氧化酶的抑制作用［J］.食品科学，2006，27（4）：37-40.

［6］李敏，刘磊，郭玉蓉.马铃薯多酚氧化酶的特性研究［J］.甘肃农业大学学报，2005（2）：79-81.

［7］蒋晓玲，赵晓枫.色差仪光源参数对猪肉肉色测定结果的影响［J］.浙江农业科学，2008（4）：489-492.

［8］周波，黄瑞华，曲亮.色差仪和肉色板在猪肉肉色评定中的应用［J］.江苏农业科学，2007（2）：121-124.

［9］胡小松.马铃薯丝加工中的褐变因素及其控制［J］.食品科学，1994（5）：35-42.

Study on the law of different varieties of potato’s browning in different growing period

ZHAO Ping1，WANG Li1，PU Yu-lin2，WANG Ya1，LIN Ying-ji1，QI Wen-jing1，YANG Ming-feng1
（1.Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China；2.Dingxi Dryland Farming Research and Extension Center，Dingxi 743000，China）

The experiment explored seven varieties of potatoes at different growth stages by using colorimeter，and also the browning laws of seven potato varieties were exposed to the air.The results showed that the varieties of potatoes and growth time had significant impact on the browning（P＜0.01）.When the potatoes extended the growth cycle，they increased the intensity of browning.When comparing the maturity of seven potato varieties，the Long potato No.3 was the least prone to browning.And a quadratic regression equation of potato browning versus the time was established.The browning intensity of potatoes increased as the time of exposure to the air extended.

potato；browning；colorimeter；regression equation

TS255.1

A

1002-0306（2010）11-0101-04

2009-12-02

赵萍（1964-），女，教授，主要从事农产品产后贮藏、加工理论和新技术研究。

国家科技支撑计划（2006BAD21B05）。