不同类型甘薯最佳烹饪方式评价

赵俊梅， 王学清， 韩美坤， 胡亚亚， 高志远， 焦伟静 刘兰服， 辛国胜， 杨 雪， 马志民， 牟德华

(河北省农林科学院粮油作物研究所；河北省遗传育种实验室1，石家庄 050035) (河北科技大学食品与生物学院2，石家庄 050018) (河北省农林科学院3，石家庄 050035) (山东省烟台市农业科学研究院4，烟台 265500)

甘薯又名红薯、山芋等[1]，富含碳水化合物、维生素、矿物质和食用纤维以及胰蛋白酶抑制剂等物质[2]，营养价值较高，有“最佳防癌保健食品”“长寿食品”之称[3]。随着人们生活水平提高，甘薯品种需求呈现多元化发展趋势，优良的食味品质始终是鲜食型甘薯的重要育种目标。在烹饪过程中，薯块在高温下发生一系列化学反应，使薯块质地发生明显变化，同时薯块还被赋予了特定的风味及感官品质。甘薯的烹饪方式多样，其中以烤制和蒸制最为常见，因其传热介质不同，对薯块的质地特性和风味影响也不同。

质地特性是甘薯品质的重要组成部分，是评估甘薯质量优劣的重要指标，直接影响块根食用品质[4]。通过质构仪对熟化甘薯质构特性测定，在一定程度上可反映甘薯的质地特性和组织结构变化，从而反映甘薯的口感情况。香气是评价薯块品质的另一个重要指标，不同的挥发性物质组成赋予产品不同的风味特性。不同烹饪方式会对薯块的香味、质地以及消费者的接受程度等造成明显影响[5]，直接影响大众对甘薯的接受度以及品种的推广。Nwosisi等[6]研究了烘烤、高压蒸煮和常规蒸煮对甘薯质构的影响。李臣等[7]探究了甘薯储藏期主要营养成分及香味组分的变化，田晴等[8]测定了不同烘烤时间及温度对冀粉1号香气成分、质构及感官的影响，未涉及2种食用方式下甘薯品质的探究。

本实验选用干率低、蛋白质含量低、淀粉含量低的两个品种冀粉2号、烟薯25和干率高、淀粉含量高、蛋白质含量高的2个品种冀薯8号、冀元1号对其烤制和蒸制，通过测定质构和挥发性香气成分及感官评分进行分析比较其差异，确定各品种最适烹饪方式，为培育优质鲜食甘薯品种培育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

参试甘薯品种为冀粉2号、冀薯8号、冀元1号、烟薯25，均产自河北省农林科学院提上实验站，均在10月份成熟收获期采摘，储藏60 d后进行测定，选取大小一致、表皮无损伤和无染病的新鲜薯块，甘薯品种基本信息见表1。

表1 甘薯品种的基本营养成分/%

1.2 仪器与设备

质构仪TVT-300XP，烤箱JF-168，5975/7820气相色谱-质谱联用仪，DF- 101S 集热式恒温加热磁力搅拌器，顶空萃取瓶。

1.3 方法

1.3.1 烤制甘薯和蒸甘薯的制备

烤制：分别选取新鲜、无病虫害、长度约15 cm、直径约9 cm的4种甘薯品种，洗净晾干，用锡纸包裹，放于烤箱中200 ℃，110 min。

蒸制：分别选取新鲜、无病虫害、长度约15 cm、直径约9 cm的4种甘薯品种，洗净晾干，常压蒸40 min。

1.3.2 质构测定

烤制和蒸制甘薯的质构参考田晴等[8]方法，将烤制和蒸制完毕后的薯块立刻切成10 mm厚度的薯块，取甘薯中部薯块进行质构测定。采用物性分析仪P-Cy35S圆柱形探头在圆片的中心进行TPA测试，平行测定5次。

1.3.3 香气物质测定

香气物质的萃取：参照李臣等[7]方法采用顶空固相微萃取法。取刚烤制和蒸制完成的甘薯样品去皮迅速用研钵将薯肉捣成糊状，称取3.0 g，装入顶空萃取瓶中。将复合萃取头扎入顶空萃取瓶中，萃取纤维头暴露在瓶内样品上部，60 ℃萃取50 min。

香气物质的测定：气相色谱质谱(GC-MS)联用检测烤甘薯香气物质。气相条件为：载气为核氦气，流速1.0 ml/min；升温程序40 ℃保持12 min，以3 ℃/min升温至108 ℃保持2 min，再以5 ℃/min升至250 ℃保持5 min，进样口温度250 ℃。质谱条件：离子源温度230 ℃；四级杆温度150 ℃；电离方式为EI，电子能量70 ev；扫描质量范围为45～550 amu。

香气物质的定性与定量：甘薯中香气物质定性采用NIST11质谱数据库，取匹配度大于等于80的成分。香气物质的定量采用总香气物质峰面积归一法进行各种香气物质相对含量的计算，平行测定3次。

1.3.4 感官评价

分别取烤制和蒸制薯块的中部，切成厚度为1 cm薯块，随机放置，进行盲评。选取10位具有食品感官鉴定经验的人员进行品评，感官评价采用5分制,评分标准参见表2。

表2 烤制和蒸制甘薯的感官评价标准

1.3.5 数据处理

采用Excel 2019进行数据整理，运用SPSS 20.0软件行数据处理，数据差异分析采用ANOVA-Tukey 法，检验水平P设为0.05，Origin Pro 9进行图表制作，相关性分析采用派森诺基因云平台。

2 结果与分析

2.1 烤制和蒸制甘薯质构特性分析

硬度在一定范围内可表示质地的柔软度[9]，是直接反映口感的一项指标。由图1可知，烤制甘薯硬度变化范围为347.60～1 486.50 g，蒸制甘薯变化范围为1 358.00～3 205.50 g，在甘薯在熟化过程中随着温度升高，淀粉颗粒开始糊化进而体积膨大，对细胞壁产生了压力，使细胞壁破坏，细胞间层逐步松散，使甘薯质地变软[10]。通过烤制和蒸制其硬度变化趋势相同，均是冀粉2号硬度最低，冀薯8号硬度最高，4种甘薯经烤制和蒸制后硬度差异性较大。

图1 烤制和蒸制甘薯的硬度变化

弹性代表物体在外部因素的影响下产生变化后去除影响力后恢复至原有形态的能力[11]，可以模拟食物在牙齿之间被压缩后回复到其原始形状的程度。由图2可知，烤制甘薯弹性变化范围为0.50～0.79 m，冀粉2号烤制弹性最大、冀薯8号弹性最低；蒸制甘薯变化范围0.65～1.05 m，烟薯25蒸制弹性最大、冀元1号弹性最小。冀元1号烤制弹性比蒸制大，其余3个品种的烤制均比蒸制小。在4个品种中烟薯25烤制和蒸制弹性差异最大、冀元1号烤制和蒸制弹性差异最小。

图2 烤制和蒸制甘薯的弹性变化

内聚性反映的是咀嚼薯块时薯块抵抗受损并紧密连接使之保持完整的性质[12]。由图3可知，烤制内聚性变化范围为0.30～0.45，烟薯25烤制的内聚性最大、冀元1号烤制的内聚性最小；蒸制变化范围为0.26～0.42，烟薯25蒸制的内聚性最大、冀粉2号蒸制内聚性最小。冀粉2号和烟薯25烤制甘薯比蒸制甘薯内聚性大，冀薯8号和冀元1号烤制甘薯比蒸制小。

图3 烤制和蒸制甘薯的内聚性变化

黏附性表示食品表面和其他物体附着时剥离它们所需要的力。由图4可知，烤制甘薯黏附性变化范围为112.68～469.30 N，蒸制甘薯黏附性变化范围为416.10～780.23 N，烟薯25烤制和蒸制黏附性均最低，烤制和蒸制的黏附性差异较大，烤制黏附性均比蒸制低。

图4 烤制和蒸制甘薯的黏附性变化

咀嚼性为胶着性与弹性的乘积，可解释为咀嚼固体食物所需的能量，反映的是咀嚼食物时食物抵抗受损并紧密连接，使食物保持完整的性质[13]。由图5可知，烤制甘薯咀嚼性变化范围为60.80～362 J，蒸制甘薯咀嚼性变化范围为401.50～890.40 J，冀薯8号的烤制和蒸制咀嚼性均最高。烤制甘薯中烟薯25咀嚼性最低，冀薯8号的咀嚼性最高，蒸制甘薯中冀粉2号咀嚼性最低，烤制甘薯的咀嚼性普遍低于蒸制甘薯咀嚼性。

图5 烤制和蒸制甘薯的咀嚼性变化

胶黏性是剪切食物时最先感触到的抵抗力，数值上以硬度与内聚性的乘积表示[14]。由图6可知，烤制甘薯胶黏性变化范围为92.72～724.53 N，冀元1号烤制胶黏性最大、烟薯25烤制胶黏性最小；蒸制甘薯胶黏性变化范围为449.01～1 336.67 N，冀元1号蒸制胶黏性最大、冀粉2号蒸制胶黏性最小，烤制和蒸制胶黏性差异较大。

图6 烤制和蒸制甘薯的胶黏性变化

由图7可知烤制甘薯回复性变化范围为0.12～0.53，冀元1号烤制回复性最大、烟薯25蒸制回复性最小；蒸制甘薯变化范围为0.37～0.92，冀粉2号蒸制回复性最大，冀元1号蒸制回复性最小，冀元1号烤制回复性比蒸制高，其余3个品种烤制回复性比蒸制低。

图7 烤制和蒸制甘薯的回复性变化

硬度、黏附性、咀嚼性、胶黏性烤制和蒸制差异较大，弹性、内聚性、回复性烤制和蒸制之间差异较小，相同品种烤制和蒸制，各质构之间存在显著性差异；不同甘薯品种进行烤制和蒸制，各质构之间也存在差异。

2.2 烤制和蒸制甘薯的香气成分分析

挥发性风味成分是评价甘薯品质的关键质量指标之一，由表3可知，甘薯中香气成分主要包括烷烃类、烯烃类、醇类、醛类、酚类、酯类、酮类、其他化合物等八大类物质，共49种化合物。冀粉2号烤制和蒸制分别检测出27、16种香气化合物，冀薯8号烤制和蒸制分别检测出21、13种香气化合物，冀元1号烤制和蒸制分别检测出20、23种香气化合物，烟薯25烤制和蒸制分别检测出20、21种香气化合物。冀粉2号烤制检测出的挥发性物质种类最多，蒸制测得挥发性物质种类最少。冀粉2号、冀薯8号烤制化合物种类比蒸制多；冀元1号、烟薯25烤制的化合物种类比蒸制少。

烃类化合物包括烯烃类和烷烃类两类，主要来自脂肪酸烷氧自由基的均裂产生[15]。甘薯烤制和蒸制共检测15种烃类化合物。冀粉2号、冀薯8号烤制的烃类化合物种类比蒸制多，冀粉2号烤制和蒸制分别检测7种、4种烃类化合物；冀薯8号烤制和蒸制分别检测出6种和2种烃类化合物。冀元 1号烤制的烃类化合物种类比蒸制少，冀元1号烤制和蒸制分别检测出5种和13种烃类化合物；烟薯25烤制和蒸制检测出烃类化合物种类均为6种。(?)-α-蒎烯是4种甘薯烤制和蒸制共有的烃类化合物。1-石竹烯为冀元1号烤制和蒸制特有的香气化合物，长叶烯一般为无气味或气味较弱，可以忽略对甘薯香气的贡献，除冀薯8号外，其他3个品种烤制和蒸制均检测出长叶烯。异长叶烯、α-衣兰油烯、环庚三烯只在冀元1号蒸制中检测出。芳香烃类化合物香气阈值较低，可以对甘薯香味起到增效作用[16]。

表3 烤制和蒸制甘薯的主要香气成分及质量分数/%

续表3

甘薯烤制和蒸制后共检测出10种醇类化合物，在4种甘薯中，冀粉2号烤制和蒸制检测出的醇类化合物种类和含量均比其他品种多，烤制为7种、蒸制4种，冀薯8号烤制和蒸制均为3种、烟薯25烤制为4种、蒸制为2种。除烤制烟薯25醇类化合物含量比蒸制多外，其余3种甘薯烤制醇类化合物含量均比蒸制少。芳樟醇为4种甘薯烤制和蒸制共有组分，芳樟醇、β-谷甾醇、4-萜烯醇为冀粉2号烤制和蒸制共有组分，芳樟醇、香茅醇、4-萜烯醇为冀元1号烤制和蒸制共有组分。

醛类一般具有奶油、脂肪、香草等气味[17]，是构成甘薯香气的重要成分之一。4种甘薯共检测出12种醛类化合物，冀粉2号、冀薯8号、冀元1号烤制醛类化合物种类和含量均比蒸制多。烟薯25烤制和蒸制醛类化合物均为8种，且蒸制含量比烤制多。苯甲醛、癸醛、壬醛为烤制和蒸制甘薯共有的醛类化合物。苯甲醛具有特殊杏仁味道和果香味[18]。在4种烤甘薯均检测出苯乙醛，具有甜花香味[19]，在各种醛类物质种含量较多，被认为是苯丙氨酸 Strecker 降解产物，为甘薯重要的香味组分[20]。糠醛存在于冀粉2号蒸制、冀薯8号烤制和蒸制、冀元1号烤和蒸制、烟薯25蒸制，具有焦糖香、烤面包的香味[21]。辛醛存在于冀粉2号烤制、烟薯25蒸制，有研究表明辛醛对烤薯特征香气贡献值较低[22]。

酯类通常具有花香和水果香[23]，4种甘薯共检测出5种酯类化合物，冀粉2号、冀薯8号烤制的酯类化合物种类均比蒸制的酯类化合物多蒸制；冀元1号烤制和蒸制均检测出3种酯类化合物；烟薯25的烤制酯类化合物种类比蒸制少。邻苯二甲酸二异丁酯在冀薯8号、冀元1号烤制和蒸制均存在。除冀薯8号外，在其他3种烤制甘薯中均检测出乙酸丁酯。

酮类化合物主要来脂肪氧化和美拉德反应，一般认为对风味贡献不大，主要对其他风味化合物起辅助作用[24]。4种甘薯种共检测出2种酮类化合物。6,10,14-三甲基-2-十五烷酮在冀粉2号、烟薯25烤和蒸制均存在，且在烟薯25的含量高于冀粉2号。烤和蒸制温度的不同是影响挥发性成分差异的主要原因。

2.3 烤制和蒸制甘薯的感官分析

甘薯感官评价结果如图8所示，淀粉含量低的冀粉2号和烟薯25烤制和蒸制质地较松软可口；淀粉含量高的冀薯8号和冀元1号烤制和蒸制质地偏干面。华宏等[25]发现浙江省种植的 3 个甘薯品种淀粉含量高、蒸煮后口感干面；淀粉含量低、蒸煮后口感偏稀软，与本实验探究结果一致。除冀薯8号外，其他3个品种烤制质地均优于蒸制。甜度被认为是影响甘薯感官风味的重要因素[26]，就感官甜度而言冀粉2号、烟薯25较高，除冀元1号外，其他3个品种烤制甜度均大于蒸制，2种烹饪方式甜度差异不大。冀粉2号烤的香味得分最高；冀薯8号的蒸制得分最低，而结合表7，冀粉2号烤检测出香气成分种类最多；冀薯8号蒸检测出香气成分种类最少，4个甘薯品种烤制的香味得分均比蒸制高。冀粉2号、烟薯25烤制口感比蒸制口感好；冀薯8号、冀元1号蒸制口感比烤制好。就整体口感得分依次冀粉2号烤、烟薯25烤、冀粉2号蒸、冀薯8号蒸、烟薯25蒸、冀薯8号烤、冀元1号蒸、冀元1号蒸。

图8 薯块感官评价雷达图

注：a01、a02……、a19分别为干率、蛋白质、淀粉、还原糖、可溶性糖、烤薯硬度、蒸熟硬度、烤薯弹性、蒸熟弹性、烤薯内聚性、蒸熟内聚性、烤薯黏附性、蒸熟黏附性、烤薯咀嚼性、蒸熟咀嚼性、烤薯胶黏性、蒸熟胶黏性、烤薯回复性、蒸薯回复性。 图9 不同指标间相关性分析

2.4 营养品质与质地品质的相关性分析

将甘薯营养品质与质地品质进行相关性分析，可以了解它们之间存在的内在联系，从而达到快速检测目的，同样可以应用于对甘薯不同加工适应性的筛选。由图9可知 ，干率与蛋白质、烤薯硬度、蒸薯弹性、烤和蒸薯的内聚性、蒸薯黏附性、烤和蒸薯的咀嚼性、蒸薯回复性、烤薯胶黏性呈正相关；干率与淀粉、还原糖、可溶性糖、蒸薯硬度、烤薯弹性、烤薯黏附性、蒸薯胶黏性、烤薯回复性呈负相关；李思明等[27]探究不同甘薯品种块根营养品质与产量综合评价得出干率与可溶性糖呈显著负相关，于本实验研究一致。蛋白质与烤和蒸薯的硬度、蒸薯的弹性、烤和蒸薯的内聚性、蒸薯黏附性、烤和蒸薯的胶黏性、烤和蒸薯的咀嚼性呈正相关；蛋白质与淀粉、还原糖、可溶性糖、烤薯的弹性、烤薯黏附性、烤和蒸薯的回复性呈负相关；淀粉与还原糖、可溶性糖、蒸薯的硬度、烤和蒸薯的弹性、烤薯的黏附性、烤和蒸薯的回复性呈正相关；与烤薯的硬度、烤和蒸薯的咀嚼性、烤和蒸薯的胶黏性呈负相关。还原糖与可溶性糖、烤和蒸薯的弹性、烤薯内聚性、蒸薯的内聚性呈正相关；与烤和蒸薯的硬度、烤和蒸薯的咀嚼性、烤和蒸薯的胶黏性呈负相关。可溶性糖与烤和蒸薯的弹性、内聚性、回复性呈正相关；与烤和蒸薯的硬度、胶黏性、咀嚼性呈负相关。由此对于甘薯而言，质构指标和营养品质指标可通过仪器测定进行预测。

3 结论

薯块的硬度、弹性、黏附性、咀嚼性、胶黏性烤制和蒸制差异较大；弹性、内聚性、回复性烤制和蒸制之间差异较小，相同品种烤制和蒸制各质构之间存在显著性差异，不同甘薯品种统一烤制和蒸制质构各质构之间也存在显著差异。相关性分析得出营养品质与质构指标具有一定的相关性，干率与烤和蒸薯的内聚性、咀嚼性呈正相关；与淀粉、还原糖、可溶性糖呈负相关；蛋白质与烤和蒸薯的硬度、内聚性、胶黏性、咀嚼性呈正相关；与淀粉、还原糖、可溶性糖、烤和蒸薯的回复性呈负相关；淀粉与还原糖、可溶性糖、烤和蒸薯的弹性、回复性呈正相关；烤和蒸薯的咀嚼性、胶黏性呈负相关；还原糖与可溶性糖、烤和蒸薯的弹性呈正相关；与烤和蒸薯的硬度、咀嚼性 、胶黏性呈负相关。可溶性糖与烤和蒸薯的弹性、内聚性、回复性呈正相关；与烤和蒸薯的硬度、胶黏性、咀嚼性呈负相关。冀粉2号烤检测出风味化合物种类最多27种；冀薯8号蒸检测出风味化合物种类最少18种，冀粉2号、冀薯8号风味化合物种类烤制比蒸制分别多11、8种；冀元1号、烟薯25风味化合物种类烤制比蒸制分别少3、1种。综合得出：干率、蛋白质含量、淀粉含量均较低品种冀粉2号、烟薯25适合烤制；干率、蛋白质、淀粉含量均较高品种冀薯8号、冀元1号适合蒸制。