华南甘薯的理化特性比较分析

庞 敏，李林静，唐汉军,3

（1. 湖南大学研究生院隆平分院，湖南 长沙 410125；2. 湖南省农业科学院，湖南 长沙 410125；3. 湖南省农产品加工研究所，湖南 长沙 410125；4. 克明面业有限公司，湖南 长沙 410125）

华南甘薯的理化特性比较分析

庞 敏1,2，李林静2,4，唐汉军1,2,3

（1. 湖南大学研究生院隆平分院，湖南 长沙 410125；2. 湖南省农业科学院，湖南 长沙 410125；3. 湖南省农产品加工研究所，湖南 长沙 410125；4. 克明面业有限公司，湖南 长沙 410125）

研究针对我国南方具代表性的9个甘薯品种（4个较原始品种和5个改良品种），对其鲜薯的质构特性、主要营养成分特性，以及干制甘薯的基本营养成分特性、可溶性多糖、水溶性、膨润势、凝胶质构特性进行了分析研究。结果表明，改良品种相对于较原始品种主要的改良是淀粉含量普遍较高、加工特性相对较稳定，然而蛋白质、脂肪、可溶性膳食纤维、甜度、口感上并没有明显的改善。

甘薯；物理性质；营养成分

甘薯[Ipomoea batatas (L.) Lam]是一种旋花科块根类植物，起源于南美和中美，约5 000 a前哥伦布把早期的甘薯种苗带到欧洲，后经西班牙贸易商传到非洲和亚洲。甘薯曾作为亚洲及非洲最稳定的碳水化合物来源作物之一，在解决发展中国家人口增长及温饱问题中发挥着巨大作用[1-3]。甘薯的碳水化合物占其干物质的90%（脂质、蛋白质和灰分占10%[2,4]），约60%～70%的碳水化合物是淀粉，可溶性糖4.3%～14.9%。同时还含有相当量的功能性营养物质，如膳食纤维、酚类化合物和维生素A前体物质，具有抗肿瘤活性，免疫力增强剂和体内脂肪减少剂[5-6]。

中国甘薯的种植面积和产量分别占世界面积的60%和80%，通过长期的选育、杂交技术和基因工程技术等培育了数百种改良品种。然而对于这些改良品种的营养成分和物理性质，以及品种之间的本质差异等系统的数据积累严重不足，甚至落后于印度[7]、韩国[8]、斯里兰卡[9]、东帝汶[10]和肯尼亚[11]等国家。

因此，笔者针对我国南方代表性的改良品种和较原始品种，系统分析鲜薯及其干制品在加热和非加热下的质构、膨润势、电导率、营养成分和功能成分等特性，以及这些理化特性之间相互关系，为品种改良和加工工艺研发提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

湘薯系列（A1、YS14和YS19）、徐薯（XS22）和南薯（N007）由湖南省作物研究所提供。较原始品种（BQ1、BQ2、BQ3和BQ4）采集于湖南邵阳。

选择大小外形完整的薯块，洗净、去皮后切片，在55℃干燥到水分含量基本约为10%，干燥后打粉过300目筛后作为干制分析样品备用。

1.2 实验方法

1.2.1 鲜薯质构特性 挑选外形相似的新鲜甘薯，在最大直径部位取厚度1 cm作为测试样品，在离样品中心4 cm的位置，采用CT3质构仪分析。

1.2.2 鲜薯水分含量测定 取鲜薯最大直径部位，厚度1 cm，离中心4 cm的部位为分析样品，采用常压105℃烘干重量分析法测定水分含量[12]。

1.2.3 鲜薯汁的总可溶性糖（TSS）分析 取上述鲜薯样品约20 g榨汁后，离心分离（10 000×g，10 min），取上清液，沉淀加水离心分离（10 000×g，10 min），收集上清液定容至500 mL。采用苯酚-硫酸法测定总可溶性糖含量。

1.2.4 颗粒淀粉提取 取上述鲜薯材料，采用Tang等[13]和Wickramasinghe等[14]改良法提取颗粒淀粉。淀粉含量（g/100g）=淀粉干重/鲜薯重×100。

1.2.5 干制甘薯的基本营养成分 粗蛋白质、粗脂质、不溶性膳食纤维（IDF）和可溶性膳食纤维（SDF）、灰分、总糖含量等基本营养成分采用AOAC方法[12]测定，总糖（%）=100-（粗蛋白+粗脂质+IDF+SDF+灰分含量）。

1.2.6 干制甘薯的可溶性多糖常温提取 取甘薯粉体试料1 g于离心管中，加3 mL水在4℃浸泡5 h；加入99.5%乙醇17 mL，充分搅拌后离心（10 000×g，10 min），除上清，重复操作2次；沉淀部分加入75%乙醇20 mL，搅拌后静置2 h，离心分离（10 000×g，10 min），收集上清液，提取操作重复2次，上清液用75%乙醇定容至100 mL，苯酚-硫酸法测定糖含量。

1.2.7 干制甘薯的可溶性多糖加热提取 取甘薯粉体试料0.2 g于离心管中，加2 mL水充分搅匀后水浴加热1 h；加入99.5%乙醇18 mL，后续操作按常温提取法进行。

1.2.8 干制甘薯的水溶性 取甘薯粉体试料1 g于离心管中，加水20 mL后充分摇匀，低温静置2 h后离心分离（10 000×g，10 min），收集上清液，提取操作重复2次，收集上清液定容至100 mL。采用电导仪测定电导率（EC）和固形物含量（TDS）。

1.2.9 干制甘薯的膨润势 膨润势的测定采用Tang[15]改良的方法。膨润势（g/g）=凝胶重/样品重。

1.2.10 淀粉凝胶质构特性 采用Tang[15]改良的方法制取淀粉凝胶，于4℃保存1 h后，采用CT3质构仪分析。

1.2.11 数据处理 所有数据均采用Excel和SPSS 19.0软件统计分析。

2 结果与分析

2.1 鲜薯的质构特性

鲜薯的硬度、压缩功如表1所示，分别为351.2～743.0 g，3.6～7.9 MJ，品种间有显著差异（P＜0.05），整体上看改良品种有较大的硬度和压缩功，其中较原始品种BQ3和BQ4的硬度和压缩功的检测值低了近半水平。

表1 鲜薯的质构特性

2.2 鲜薯的主要营养成分特性

表2所示，鲜薯的水分含量为63.7%～84.2%，与Huang[16]报告的类似，总体上看改良品种的含水量较低。改良品种的TSS湿基含量为3.8%～5.6%，干基含量为10.5%～19.0%，较原始品种的分别为5.6%～7.6%和20.1%～48.0%。5.6%是鲜薯的感官甜度阀值，改良品种的甜度均较差。但改良品种的淀粉含量（干基）均高于60%，与Daiuto[17]及Senanayak[9]的报告一致。

表2 鲜薯的主要营养成分 （%）

2.3 干制甘薯的基本营养成分特性

表3所示粗蛋白含量为1.7%～2.8%，与Senanayake[9]的报告类似，但较原始品种普遍高于改良品种。粗脂肪含量为1.6%～4.5%，大部分品种在1.6%～2.7%范围内，与Cai[18]的结果相似，比Wanasundera[7]稍高，但较原始品种多数高于改良品种。灰分含量为2.0%～3.6%，与刘鲁林及 Wanasundera[7]的报告类似，改良品种普遍高于较原始品种。总膳食纤维（TDF）含量为13.4%～23.9%，其中IDF和SDF分别为6.2%～12.0%和5.2%～14.0%，多数改良品种的IDF含量高于较原始品种，而SDF较低，和Huang等[16]及Mullin[19]的报告类似。

2.4 干制甘薯的可溶性多糖

表4所示，常温下提取的多糖（CSP）为4.0%～8.8%，加热条件提取的多糖（HSP）为8.0%～17.9%，所有样品的HSP高于CSP， HSP是CSP的1.1～4.5倍，样品间表示了显著的差异（P＜0.05），说明温度对干制甘薯可溶性多糖的提取率影响显著。但与鲜薯比较，可溶性多糖没有明显的对应关系，说明干制工程对可溶性多糖产生的影响因品种有差异。

表3 干制甘薯的基本营养成分 （%）

表4 干制甘薯的可溶性多糖

2.5 干制甘薯的水溶性

表5所示，干制甘薯水溶液的EC为229.0～395.0 μS/cm，TDS在114.0～197.9 mg/L，品种间差异显著（P＜0.05），但整体上看改良品种水溶液的EC和TDS值高于较原始品种，TDS和EC有相似的变化规律，且与其灰分含量的高低对应一致。

表5 干制甘薯水溶液的理化特性

2.6 干制甘薯的膨润势

干制甘薯粉体的膨润势为6.8～9.5 g/g，品种间表现了明显的差异（P＜0.01），但较原始品种与改良品种之间没有明显的变化规律。

2.7 干制甘薯的凝胶质构特性

干制甘薯凝胶的质构图所示（图1），各品种均表示了独特的图谱曲线，正峰的结束时间在5～7.5 s范围，多数改良品种在6 s附近，多数较原始品种在7 s附近。

基于干制甘薯凝胶质构图谱结果，将硬度、压缩功、粘性与粘力等主要质构指标呈示在表6，分别为7.8～15.3 g，110.0～180.0 μJ，30.0～90.0 μJ和1.7～4.5 g。品种间差异显著（P＜0.05）。改良品种与较原始品种比较，整体上规律性不太明显，但较原始品种的硬度相对较大。改良品种的压缩功相对集中在155 μJ，粘力相对较高。

表6 干制甘薯的凝胶质构特性

2.8 相关性分析

根据表7结果，从成分之间看，鲜薯的可溶性总糖与干制后的粗脂肪、可溶性膳食纤维含量之间显著正相关，与总糖、淀粉含量之间显著负相关；淀粉含量与干制后的粗脂肪、可溶性膳食纤维、总膳食纤维、鲜薯的可溶性总糖含量之间显著负相关，与总糖含量之间显著正相关；干制后的可溶性膳食纤维与粗脂肪之间显著正相关，与总糖含量之间显著负相关；总膳食纤维与总糖含量之间显著负相关。

从理化性质与成分之间看，鲜薯的硬度与不溶性膳食纤维之间，干制后的水溶液电导率与灰分之间显著正相关。

3 结 论

图1 干制甘薯的凝胶质构图谱

表7 甘薯理化指标间的相关分析

研究针对我国南方具代表性的9个甘薯品种（4个较原始品种和5个改良品种），从鲜薯的理化特性、干制工程成分的变化、以及加工适应性等3方面进行了比较分析。可作如下结论：改良品种相对较原始品种，淀粉含量较高且品种间相对稳定，加工适应性方面没有明显的差异且品种间相对稳定，但蛋白质、脂肪、可溶性膳食纤维、鲜薯甜度等营养成分和感官指标较差，而不溶性膳食纤维、鲜薯硬度等指标较高。改良品种间品质比较均衡，但整体上不如较原始品种，可能与长期追求高产的选育目标有关，今后需要加强对品质的关注。在品质的评价上鲜薯汁的可溶性总糖（甜度）、淀粉含量、鲜薯硬度是最重要的指标。这些结果对华南甘薯的品种选育和加工具有重要的理论指导意义。

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（责任编辑：肖彦资）

Comparative Analysis on Physicochemical Properties of Sweet Potato in Southern China

PANG Min1,2，LI Lin-jing2,4，TANG Han-jun1,2,3

（1. College of Longping, Graduate School of Hunan University, Changsha 410125, PRC; 2. Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410125, PRC; 3. Hunan Institute of Agricultural Product Processing, Changsha 410125, PRC; 4. Keming Noodle Industry Co., Ltd., Changsha 410125, PRC）

Nine representative sweet potato varieties in South China (include 4 primitive varieties and 5 improved varieties) were analyzed and studied about the texture and the main nutrient characteristics of the fresh root, and the characteristics of essential nutrients, soluble polysaccharides, water solubility, swelling potential, and textual properties of the dried. The results showed that the improved posses higher starch content and stable processing characteristics compared to the primitive varieties, however, the protein, fat, soluble dietary fi ber, sweetness and taste did not improves signi fi cantly.

sweet potato, physical properties, nutrient composition

S531

：A

：1006-060X（2017）07-0024-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.007.008

2017-04-24

湖南省农业科学院作物淀粉化学与代谢组学创新团队平台建设项目（2014TD06）

庞 敏（1990-），女，山西大同市人，硕士研究生，主要从事作物淀粉化学与代谢组学。

唐汉军