不同干燥方式对彩色马铃薯干片色泽和花青素含量的影响

普红梅杨万林李燕山帅 良杨 芳张绍智白建明*

（1云南省农业科学院经济作物研究所，云南昆明 650205；2云南省农业科学院农产品加工研究所，云南昆明 650000；3贺州学院食品与生物工程学院，食品科学与工程技术研究院，广西贺州 542899；4农业农村部云贵高原马铃薯与油菜科学观测实验站，云南昆明 650205）

彩色马铃薯中含有种类丰富的花青素（Lewis et al.，1999；Jansen & Flamme，2006；殷丽琴 等，2015），不仅使薯肉呈现诱人的色彩，还具有抗氧化、抗炎、抑菌作用，以及对肝脏、心脑血管和视力的保护作用等生理活性（徐春明 等，2013），是一种天然的保健食品，具有很好的药食兼用功能。但是新鲜马铃薯不耐贮藏，收获以后会失水萎蔫、腐烂、变绿和发芽，造成损失。云贵川地区有喜食“洋芋片片”的习惯，做法如沈慧（2006）在文献中记录：备料、切片、煮沸、晾晒、贮藏。其外形近似虾片，品质酥、脆，味香爽口，耐保存、方便食用，是提高马铃薯身价的好方法。真空冷冻干燥技术是公认生产高品质食品的加工方法，能最大限度地保存食品的色、香、味、形（乔晓玲 等，2008）。在马铃薯的干燥技术中，真空冷冻干燥技术与其他干燥方法相比有其独特优势：马铃薯原来的物质结构和外观形态不会被破坏，不会产生收缩和表面硬化现象；在不使用护色剂的前提下，能够很大程度保留产品的营养成分和香气；复水后的外观及口感与新鲜食品相近（于洪剑 等，2017）。研究指出，真空冷冻干燥马铃薯粉色泽与新鲜马铃薯相近，而热风干燥马铃薯粉的L*、a*、b*值与真空冷冻干燥马铃薯粉、新鲜马铃薯则呈现显著差异（P＜0.05）（王海鸥 等，2017）。为了探讨不同干燥方式对彩色马铃薯色泽的影响，本试验采用红色马铃薯品种S10-515和紫色马铃薯品种S10-843，以干燥后的色差值和花青素含量为指标，考察真空冷冻干燥（冻干）和热风干燥（烘干）两种方式对彩色马铃薯干片颜色和花青素含量的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为2017年12月种植于云南省建水县、2018年5月底收获的彩色马铃薯，紫色马铃薯为S10-843，红色马铃薯为S10-515。

1.2 主要试剂和仪器设备

主要试剂为磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、无水乙醇、盐酸，均为分析纯；主要仪器设备为色差仪（爱丽色ci4200，美国）、热风干燥箱（上海炉南电热烘箱厂）、马铃薯切片机、冻干机（CHRIST Alpha 1-4 LD plus，德国）、索氏提取器、全波长测定仪（MultiskanGo，美国）。

1.3 试验设计

1.3.1 不同干燥方式对彩色马铃薯干片外观及色差值的影响 将马铃薯去皮洗净后切成厚度2 mm 左右的薯片，沸水漂烫30 s 后，采用不同方法进行干燥处理。真空冷冻干燥的操作步骤为：-20 ℃过夜后，将薯片放入真空冷冻干燥机干燥（温度-40℃，真空度12 Pa 主干燥5 h，-76 ℃真空度1 Pa 干燥30 min）；热风干燥条件为60 ℃干燥8 h；以室内自然阴干为对照。干燥处理第2天，每个处理取60 片薯片，用色差仪测定色差值，3 次重复，分析不同干燥方式对彩色马铃薯干片颜色的影响。

1.3.2 不同干燥方式对彩色马铃薯干片花青素含量的影响 设真空冷冻干燥、热风干燥、自然阴干3个处理，每处理取20 g 薯片，用九阳料理机（JYLC020E）打碎以后，取5 g 样品加入100 mL 60% 酸化乙醇索氏提取至薯肉近无色，然后采用pH 示差法进行花青素含量测定，3 次重复，以鲜薯花青素含量为对照，分析不同干燥方式对彩色马铃薯花青素含量的影响。

1.4 试验方法

1.4.1 马铃薯干片色差值测定 采用爱丽色ci4200色差仪，将色差仪校准后，尽量选择干片平整部分放置于测定孔上，并用黑色罩子密封，避免外界光线的干扰，测定L*、a*、b*、C*值。

1.4.2 花青素提取 花青素在中性和碱性环境中不稳定，为防止花青素的降解和提高花青素的溶出率，一般在酸性环境下进行提取，本试验釆用相对无毒的乙醇，即60%酸化乙醇溶液为提取液，索氏提取2 h。

1.4.3 花青素含量测定 花青素总含量的测定采用pH示差法。取花青素提取液4 mL于10 mL离心管中，分别加入6 mL pH为1.0的盐酸缓冲液和pH为4.5的醋酸缓冲液，混匀后，用蒸馏水作为空白对照，取1 mL使用分光光度计分别测定样品在535 nm和700 nm处的吸光度A。

式中，A为吸光度，A=（A535nm，pH1.0-A700nm，pH1.0）-（A535nm，pH4.5-A700nm，pH4.5）；εL 为矢车菊素 -3-葡萄糖苷的消光系数，为29 600；DF为稀释倍数；L为光程，1 cm；Mr为矢车菊色素-3-葡萄糖苷的相对分子质量449.2；V为最终体积（mL）；Wt为样品质量（g）。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对彩色马铃薯干片外观的影响

图1 不同干燥方式下彩色马铃薯干片外观

由图1可以看出，不同干燥处理对马铃薯干片的外观影响较大，自然阴干（CK）的马铃薯干片平整度较差，颜色发黑、色泽暗淡，薯片表面附着白色的淀粉颗粒；冻干处理的马铃薯干片，薯片非常平整，颜色鲜艳、色泽较亮；烘干处理的薯片平整度比冻干处理差，但优于自然阴干（CK）处理，薯片颜色较深，色泽好。

2.2 不同干燥方式对彩色马铃薯干片色差值的影响

色差仪测量原理采用国际照明委员会（CIE）最广泛使用于测量物体色调的CIE1976 L*、a*、b*色度系统，借助均匀色的立体表示方法将所有的颜色用L*、a*、b*3个轴的坐标来定义。如图2所示，L*为垂直轴也即中轴，代表明暗度，其值从底部0（黑）到顶部100（白），数值越大，物体颜色越白，数值越小，则物体颜色越黑。中间为亮度不同的灰色过度，有100个等级；a*、b*坐标组成的色度平面是一个圆，表示不同的色彩方向，a*代表红绿轴上颜色的饱和度，其中-a*为绿，+a*为红；b*代表蓝黄轴上颜色的饱和度，其中-b*为蓝，+b*为黄。a*、b*都是水平轴。

图2 色差值示意图

2.2.1 不同干燥方式对彩色马铃薯干片L*值的影响 从图3可以看出，各处理马铃薯品种S10-515的L*值均高于S10-843，说明S10-515的颜色偏白，而S10-843的颜色偏暗，与肉眼看到的颜色一致：S10-843为深紫色，S10-515为粉红色。不同的干燥方式下，冻干处理的L*值最高，其次为自然阴干（CK），烘干处理的L*值最低，说明冻干处理能够较好地保持马铃薯干片的颜色。

2.2.2 不同干燥方式对彩色马铃薯干片a*值的影响 由图4可以看出，不同干燥处理下2个马铃薯品种干片的a*值均为正值，除S10-843冻干处理的a*值为12.15外，其余处理的a*值都在10以下，在此范围内的颜色为偏紫色；S10-515在自然阴干（CK）和烘干2种处理下的a*值高于S10-843，冻干处理下的a*值低于S10-843。

2.2.3 不同干燥方式对彩色马铃薯干片b*值的影响

从图5可以看出，马铃薯品种S10-515 3个处理的b*值均为正值，且均高于S10-843，而S10-843冻干处理和烘干处理的b*值为负值，说明S10-515的颜色偏黄，S10-843的颜色偏蓝。

图3 不同干燥方式对彩色马铃薯干片L*值的影响

图4 不同干燥方式对彩色马铃薯干片a*值的影响

图5 不同干燥方式对彩色马铃薯干片b*值的影响

2.2.4 不同干燥方式对彩色马铃薯干片C*值的影响 C*值表示色饱和度，代表颜色的鲜艳程度，其值越大表示色彩越鲜艳。从图6可以看出，2个马铃薯品种中，S10-515的C*值在自然阴干（CK）和烘干处理下均高于S10-843，说明在这2种处理条件下，S10-515的颜色比S10-843鲜艳。不同的处理条件下，S10-515的C*值变化差异较小，而S10-843的C*值差异较大，其中冻干处理的C*值最大，颜色最鲜艳，可见冻干处理更有利于保持彩色马铃薯干片颜色的鲜艳程度。

2.3 不同干燥方式对彩色马铃薯干片花青素含量的影响

彩色马铃薯品种S10-843颜色为深紫色，鲜样中的花青素含量为192.2 mg·kg-1；S10-515为粉红色，鲜样中的花青素含量为160.0 mg·kg-1。经过3种干燥方式干燥以后，2个品种花青素含量都有所下降（图7）。其中S10-515的花青素下降率为34.12%～62.51%，冻干处理的花青素下降率最低，其次是烘干处理，损失率最高的是自然阴干处理；S10-843花青素下降率为9.66%～75.21%，不同处理的花青素损失率差异较大，其中冻干处理下降率最低，其次为自然阴干处理，烘干处理的花青素损失率最高。可见，冻干处理能够很好地保持马铃薯的花青素含量，是马铃薯干片的理想干燥方式。

图6 不同干燥方式对彩色马铃薯干片C*值的影响

图7 不同干燥方式对彩色马铃薯干片花青素含量的影响

3 结论与讨论

彩色马铃薯花青素的价值越来越受到人们的关注，干制是保存马铃薯的有效方法，而不同干燥方式对花青素含量影响的研究未见报道。本试验中不同干燥处理下马铃薯干片的外观有较大差异：自然阴干（CK）处理的薯片因干燥所需时间长，一般需要50 h左右，导致薯片颜色发黑、色泽较暗且平整度较差；冻干处理的马铃薯干片要先在-20 ℃下过夜，然后在-40 ℃下冷冻干燥5 h，平整度较好，薯片颜色鲜亮；烘干处理要在60 ℃下烘干8 h左右，薯片会发生明显收缩，颜色较深，平整度优于自然阴干处理但不及冻干处理；因此从外观上看冻干是较适宜于马铃薯干片的处理方式。

经过不同的干燥方式处理，2个彩色马铃薯品种干片的颜色会发生变化，冻干处理后的马铃薯干片L*、a*、b*、C*值均优于其他干燥处理，说明冻干处理是较好的彩色马铃薯片干燥方式。

从花青素含量上看，与鲜样相比，经过干燥处理后的马铃薯干片花青素含量都有所下降，紫色品种S10-843在烘干条件下的花青素损失率最高，达到75.21%；红色品种S10-515在自然阴干处理下花青素含量损失率最高，为62.51%；在冻干处理条件下，2个品种的花青素损失率最低，说明冻干处理能够最大限度减少花青素含量损失，是较好的彩色马铃薯片干燥方式。

综合外观、颜色和花青素含量三方面考虑，冻干不仅可以使彩色马铃薯干片保持鲜艳的彩色，还能够有效减少花青素损失率，是最适宜彩色马铃薯片的干燥方式。