不同品种马铃薯炒制加工品质的评价

蔡雪梅，彭毅秦，何 莲，乔明锋, ，范文教，陈云川，韦献雅

（1.四川旅游学院烹饪科学四川省高等学校重点实验室，四川成都 610100；2.成都农业科技职业学院，四川成都 611130）

马铃薯作为世界上最重要的粮食作物之一，营养及风味俱佳，深受大众喜爱。在我国马铃薯“主粮化”战略推进下，马铃薯种植产业逐渐扩大，70%左右的马铃薯产地主要分布于集中连片特困山区，包括川西甘孜州，在脱贫攻坚中马铃薯产业发挥重要作用[1-2]。

川西马铃薯产业重种植、轻加工，其品种丰富，主要用于淀粉加工和鲜食，对其他加工适宜性评价研究较少。不同品种马铃薯的营养成分、淀粉含量存在差异[3-4]，所表现的性状不一样，加工适宜性就会存在差异[5-6]。刘娟等[7]根据马铃薯块茎蒸煮前后的色泽、硬度和软化度，从14个品种中筛选出‘Burbank’、‘Shepody’、‘0724-58’和‘0712-66’适宜蒸煮加工，这四个品种是蒸煮后色泽变化较小且软化度比较高；张忆洁等[8]对国内40个马铃薯品种进行了加工面条适宜性研究，筛选出了12个适宜面条加工的品种，Xu等[9]发现‘中薯19号’马铃薯粉制作的面条抗拉性、硬度和耐嚼性以及面筋网络均较好，适合面条制作；杨炳南等[5]对44种马铃薯进行加工适宜性分类，发现‘中薯1号’、‘转心乌’、‘天薯5号’、‘宁薯7号’等品种干物质含量低、蛋白质含量高且还原糖含量较低，加工过程中不易褐变，适合鲜食菜用；文献[10-13]根据马铃薯的理化分析以及功能评价筛选了薯条加工型品种，发现干物质和淀粉含量较高的马铃薯炸出的薯条质地较好，且不同品种马铃薯炸出的薯条中丙烯酰胺含量存在差异，选择合适的品种有利于降低薯条中的丙烯酰胺含量。由此可见，关于不同品种马铃薯的加工适宜性评价主要集中在主食产品和西式产品上，缺少中式菜肴烹饪加工适宜性相关研究。

炒土豆丝是最为常见的马铃薯烹饪方式之一，要求土豆丝口感脆爽[14]。在家庭烹饪中，任何品种的马铃薯都可以用于炒土豆丝，对炒后的色泽和质地没有明确的要求。但在马铃薯产业化加工土豆丝小吃的过程中，对马铃薯加工前后色泽和质地变化规律进行分析，建立相应的质量标准，筛选适宜的马铃薯品种，是商业化土豆丝的必要前提。因此，本研究对川西15种马铃薯炒制前后的色泽和质地进行比较分析，筛选出适宜炒制加工土豆丝的品种，为家庭烹饪和商业化土豆丝加工提供理论参考依据，对促进马铃薯产业发展和升级具有积极借鉴意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

马铃薯 源自四川省多家农户，所有马铃薯均为新鲜出土，共15个马铃薯品种，分别是‘荷兰15号’、‘掉毛1号’、‘斯凡特’、‘七彩洋芋’、‘V8’、‘马尔科’、‘黑金刚’、‘五彩洋芋’、‘V7’、‘兴佳2号’、‘巫溪洋芋’、‘青薯9号’、‘荷兰14号’、‘希森6号’和‘合作88’。

BT423S型电子天平 德国赛多利斯公司；DCP3型全自动测色色差计 北京市兴光测色仪器有限公司；TMS-PRO高精度专业食品物性分析仪 美国FTC公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 参照李蕙蕙等[14]的方法，并略作改动，将马铃薯洗净去皮机械刨丝，土豆丝横截面尺寸均为1.5 mm×1.5 mm。切好后，浸泡在自来水中（1:100）15 min，沥出，在沸水（1:50）中焯水1 min，焯水后迅速沥出在凉水下冲洗2 min，沥干。热锅中加入食用油（10:1），用红外温度计检测油温达到200 ℃时，设置电磁炉功率为1400 W，加入土豆丝炒制1 min，出锅，备用。

1.2.2 干物质含量测定 根据GB/T 5009.3-2016采用直接烘干法测定，平行测定3次，结果取平均值。

1.2.3 色泽测定 使用色差分析仪测定样品的色泽。L*：表示亮度，正、负分别表示明、暗度；a*：表示红绿色度，正负分别表示红、绿色；b*：表示黄蓝色度，正负分别表示黄、蓝色[15]。每组样品重复测试5次，结果取平均值。

1.2.4 质构测定 使用专业食品物性分析仪测量马铃薯胶黏性、感官弹性、内聚性和硬度。测试条件[16]：HDP/BSK模具，起始压力0.375 N，形变量60%，停顿时间2 s，回升高度20 mm，每组样品重复测试5次，结果取平均值。

1.2.5 感官评定 挑选有品评经验的14名食品专业学生（7男7女）组成品评小组，根据土豆丝的色泽、香味、形态和口感四个方面进行感官评分，评定标准见表1。品评员评分时，在口中充分咀嚼后咽入，每个样品重复评价3次，每次品尝前后用温水漱口[17]。

表1 土豆丝感官评定标准Table 1 Criterion of sensory index for stir-fried shredded potatoes

1.3 数据处理

采用Excel 2013进行数据的基础处理；采用SPSS 20.0对数据进行统计分析；采用Origin 8.5绘制图形。

2 结果与分析

2.1 不同品种马铃薯干物质含量

马铃薯的干物质主要包含淀粉、还原糖和蛋白质等[18-19]，干物质含量越高，表明马铃薯的淀粉含量和粗蛋白含量越高[20-21]。由于品种原因及种植环境差异，不同马铃薯干物质含量明显不同，‘七彩洋芋’干物质含量（27.96%）显著（P＜0.05）高于其他品种，其次是‘青薯9号’（22.97%）和‘荷兰15号’（22.05%）。‘斯凡特’、‘V8’和‘巫溪洋芋’干物质含量相对较低，其中‘巫溪洋芋’干物质含量最低，为14.76%（图1）。

图1 不同品种马铃薯的干物质含量Fig.1 Dry matter content of different potato cultivars

2.2 不同品种马铃薯炒制前后色差变化

不同品种的马铃薯色素种类和含量的不一致导致其色泽也存在差异，彩色马铃薯，如‘七彩洋芋’，与普通马铃薯相比，富含花色素，黑金刚富含矮牵牛色素[22-23]。在加工过程中马铃薯颜色变化主要受到绿原酸、柠檬酸以及抗坏血酸含量的影响，绿原酸易导致块茎色泽变黑，而柠檬酸和抗坏血酸能减轻褐变，使马铃薯在加工后呈浅黄色[24]。对土豆丝进行色差分析，在炒制前，不同品种马铃薯的红绿色度a*值差异较大，彩色马铃薯‘五彩洋芋’和‘七彩洋芋’的a*值明显高于其他品种，‘马尔科’、‘V7’、‘兴佳2号’、‘青薯9号’和‘荷兰14号’的a*值均呈正值但较低，且相互之间无明显差异，‘荷兰15号’、‘斯凡特’和‘V8’的a*均呈负值，炒制后，a*值均下降，且12个品种都下降呈负数，可能是高温炒制破坏了马铃薯中抗坏血酸导致。‘黑金刚’的黄蓝色度b*值为负值，显著低于其他品种马铃薯（P＜0.05），‘合作88’的b*值最大，经炒制后，有9个品种马铃薯的b*值下降，其中‘合作88’下降幅度最大，而‘黑金刚’b*值增加，且增幅最大。‘黑金刚’颜色较深，明亮度L*值显著低于其他品种（P＜0.05），其次是‘七彩洋芋’和‘五彩洋芋’，亮度最大的是‘兴佳2号’。炒制后，亮度最低的3种马铃薯的明亮度增加，而其他品种的普遍下降，‘马尔科’变化较小，炒后的L*值最大（图2）。因此，品种特性对马铃薯加工过程中色泽变化具有明显影响[25]。

图2 不同品种马铃薯炒制前后色差变化Fig.2 Change of color of raw and processed of different potato cultivars

2.3 不同品种马铃薯炒制前后质构特性变化

质构特性是马铃薯加工土豆丝的重要观测指标，不同品种马铃薯炒制前后质构特性见图3。炒制前，‘荷兰15号’、‘掉毛1号’和‘斯凡特’的内聚性高于其他品种马铃薯，且三者之间也存在显著差异（P＜0.05），其中‘荷兰15号’最高，但炒制后，其内聚性下降；内聚性偏小的，比如‘七彩洋芋’、‘V8’、‘马尔科’、‘五彩洋芋’、‘青薯9号’等在炒制后反而增加，其中‘V8’、‘马尔科’、五彩洋芋’、‘青薯9号’等显著（P＜0.05）高于其他部分马铃薯品种。‘五彩洋芋’的感官弹性显著高于其他品种（P＜0.05），而‘掉毛1号’最低，炒制后感官弹性普遍增加，‘斯凡特’的相对较低，其他14种马铃薯之间感官弹性不存在显著差异（P＞0.05）。

‘马尔科’、‘五彩洋芋’、‘合作88’和‘荷兰14号’的硬度相对较高，且后面三者的胶黏性也较高，相互之间均不存在显著差异（P＞0.05）。硬度是马铃薯是否适合土豆丝炒制加工的一个重要评价标准，炒后硬度太低容易导致土豆丝断裂，形态不完整。马铃薯的硬度主要与干物质、纤维和果胶的含量相关[8]，但干物质含量最高的‘七彩洋芋’其硬度显著（P＜0.05）低于‘马尔科’、‘五彩洋芋’等其他品种，干物质含量最低的‘V8’其硬度居中，说明单独根据干物质含量并不能判断马铃薯的硬度。在炒制过程中，由于高温导致的淀粉糊化、果胶降解、纤维分解等原因[11]，土豆丝通常会软化，即硬度下降，但‘荷兰15号’、‘V7’、‘兴佳2号’和‘希森6号’在炒制后硬度明显上升，其原因有待进一步研究。不同品种马铃薯在炒制前后胶黏性的变化趋势都存在差异，除了‘荷兰15号’、‘掉毛1号’、‘V7’和‘兴佳2号’之外，其他品种马铃薯的胶黏性都减小。整体而言，‘V7’、‘合作88’和‘荷兰14号’在炒后硬度和胶黏性显著（P＜0.05）大于其他品种（图3）。

图3 不同品种马铃薯炒制前后质构特性变化Fig.3 Change of texture characteristics of raw and processed of different potato cultivars

2.4 不同品种马铃薯炒制后各指标主成分分析

对15个品种马铃薯炒制后各指标利用SPSS进行主成分分析，如表2所示，前三个主成分特征值大于1且累计贡献率超过85%，对所有变量的初始信息具有一定的代表性，因此选用前3个主成分作为数据分析的有效成分[26]。3个主成分的载荷矩阵如表3所示，载荷大小反应原始变量对因子的影响，正负表示影响的方向[27]。色差的三个指标在主成分1上具有较高的载荷，说明其对PC1的贡献最大，其中L*和b*呈正相关，a*呈负相关；PC2中感官弹性、硬度和胶黏性载荷系数较大，相关性较强；PC3主要代表了内聚性。

表2 主成分的特征值和贡献率Table 2 Eigenvalue of the principal components and their contribution rates and cumulative contribution rates

2.5 不同品种马铃薯的综合评价

由于PCA中前3个成分反应了指标的89.564%信息，因此利用前3个主成分进行对不同品种马铃薯的炒制品质进行综合评价，根据表3中的载荷向量构建评价模型如下：

表3 主成分的特征向量与载荷矩阵Table 3 Principal component eigenvectors and loading matrix

以各主成分对应的贡献率作为权重，对各主成分得分进行加权求和得到综合评分：F=0.336F1+0.260F2+0.200F3+0.116F4+0.088F5

通过计算得到不同品种马铃薯得分如表4，得分高低反映马铃薯炒制加工品质的高低[28-29]。由表4可知，PC1和PC2中得分最高都是‘V7’，说明这两组分对‘V7’的炒制品质都有较大影响，PC3中‘马尔科’得分最高，说明内聚性对‘马尔科’的炒制品质最大。根据综合评分排名情况来看，不同品种马铃薯的炒制品质存在较大差异，‘V7’综合得分最高，其次是‘荷兰15号’、‘青薯9号’、‘荷兰14号’和‘马尔科’，综合得分均大于0.5，这5种马铃薯炒制品质较好，相对比较适合炒制加工。

表4 不同品种马铃薯的成分得分和综合评估Table 4 Principal component scores and comprehensive scores in different potapoes

2.6 样品的聚类分析

为进一步分析各品种马铃薯的炒制特性，根据炒制后土豆丝的质构和色差指标对马铃薯采用组间联接聚类方法进行系统聚类分析[30]，结果见图4。当以欧式距离为5划分时，除了‘斯凡特’和‘黑金刚’，其余13种马铃薯均归为一类，分离度较小。由图4可知，从欧氏距离3处划分较为合适，可将15种马铃薯分为5大类，第1类为‘荷兰15号’、‘青薯9号’、‘马尔科’、‘V7’和‘荷兰14号’，炒制后色泽较为明亮，感官弹性、硬度和胶黏性也较高，适合炒制加工，这与主成分综合评分结果一致；第2类为‘V8’、‘巫溪洋芋’、‘掉毛1号’、‘希森6号’和‘合作88’，各指标相对第1类都较低；第3类包含‘五彩洋芋’、‘兴佳2号’和‘七彩洋芋’，内聚性较高；‘斯凡特’和‘黑金刚’各为一类，‘斯凡特’炒后色泽偏绿，感官弹性较差，‘黑金刚’炒后颜色最深，亮度最差，均不合适炒制加工。

图4 马铃薯系统聚类树状图Fig.4 Hierarchical diagram clustering of potatoes

2.7 不同品种马铃薯炒制后感官差异分析

不同品种马铃薯炒后感官品质存在差异，‘荷兰14’和‘V7’较为鲜亮，‘五彩洋芋’和‘黑金刚’颜色光泽度相对较暗；‘七彩洋芋’、‘马尔科’、‘合作88’、‘青薯9号’香味较好；口感上，‘V7’、‘马尔科’、‘荷兰14号’、‘青薯9号’和‘荷兰15号’形态都比较完整，土豆丝不容易断裂，且口感爽脆，与质构分析结果一致（图5）。

图5 不同品种马铃薯烹饪后感官评分Fig.5 Sensory score of processed potatoes in different cultivars

3 结论

炒制是食用马铃薯最主要的加工方式之一，马铃薯商业化加工过程中需要对炒制加工的品质性状进行分析。本文通过对15种马铃薯炒制加工土豆丝前后的硬度、内聚性、胶黏性、感官弹性、色泽、水分等进行检测，分析了不同品种马铃薯物理特性的差异以及炒制前后的变化。在炒制前后中，土豆丝a*值均下降，且大部分下降呈负数；绝大部分马铃薯的b*值均降低；内聚性较高的如‘荷兰15号’炒后下降，本身内聚性较低的如‘青薯9号’反而增加；感官弹性普遍增加，‘斯凡特’的相对较低；除个别品种马铃薯外，大部分的胶黏性和硬度炒后都下降，其中‘V7’、‘合作88’和‘荷兰14号’的硬度和胶黏性较高。

综合以上研究，并根据主成分综合评价、聚类分析和感官分析，表明‘V7’、‘荷兰15号’、‘青薯9号’、‘荷兰14号’和‘马尔科’炒制后品质相似，色泽明亮，感官弹性、硬度和胶黏性较大，形态完整，口感爽脆，适合用于炒制加工。本研究从物理特性方面出发筛选了川西地区适宜炒制的马铃薯品种，为马铃薯合理化深加工提供参考。不足之处在于仅研究了马铃薯在炒制前后物理特性的变化以及炒后感官差异，缺乏对香气物质的深入研究，因此本课题组接下来将通过气质联用技术对马铃薯炒制前后的挥发性香气成分进行比较分析。