引用本文
李臣, 薛冠炜, 黄静艳, 王宁东, 陆国权. 生育期对鲜食甘薯品种“心香”营养成分及产品加工特性的影响[J]. 浙江农业学报, 2018,29(12): 1957-1962.
LI Chen, XUE Guanwei, HUANG Jingyan, WANG Ningdong, LU Guoquan. Effects of different growth stages on nutritional components and processing characteristics of sweetpotato cultivar Xinxiang[J]. ACTA AGRICULTURAE ZHEJIANGENSIS, 2018,29(12): 1957-1962.  
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生育期对鲜食甘薯品种“心香”营养成分及产品加工特性的影响
李臣1,2, 薛冠炜1,2, 黄静艳1,2, 王宁东1,2, 陆国权1,2,*
1.浙江农林大学 农业与食品科学学院/浙江省农产品品质改良技术研究重点实验室,浙江 临安 311300
2.浙江农林大学 薯类作物研究所,浙江 临安 311300
*通信作者,陆国权,E-mail:lugq10@zju.edu.cn

作者简介:李臣(1990—),男,江苏徐州人,硕士研究生,主要从事甘薯风味调控研究。E-mail:1035053766@qq.com

收稿日期: 2017-06-06
基金资助: 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-11-B-18); 国家自然科学基金面上项目(31671750); 浙江省农业(粮食)新品种选育重大科技专项薯类项目(2016C02050-7-5)
摘要

以鲜食甘薯代表性品种“心香”为试验材料,自大田栽植70 d后每7 d取样1次,共8次(70、77、84、91、98、105、112和119 d),对其干率、淀粉率、可溶性糖含量、淀粉酶活性、多酚含量以及薯片含油量、全粉吸水值和碘兰值进行测定,并分析各指标的变化规律和相关性。结果表明,不同生育期内,淀粉含量总体呈上升趋势,而干率与淀粉变化相似,可溶性糖含量呈缓慢下降趋势。同时,生育期天数与全粉吸水值、碘兰值呈极显著正相关性,与薯片含油量呈显著正相关。干率与全粉吸水率呈极显著正相关,可溶性糖含量与全粉碘兰值呈显著负相关。因此,甘薯“心香”在生育期77~84 d时,干率为24.17%,含油量为23.30%,多酚含量较低,最适合油炸薯片加工;生育期119 d的淀粉率最高,适合淀粉加工;84 d则可溶性糖含量最高,适合烤薯和鲜食。

关键词: 甘薯; 生育期; 营养成分; 加工特性
中图分类号:S531 文献标志码:A 文章编号:1004-1524(2017)12-1957-06 doi: 10.3969/j.issn.1004-1524.2017.12.01
Effects of different growth stages on nutritional components and processing characteristics of sweetpotato cultivar Xinxiang
LI Chen1,2, XUE Guanwei1,2, HUANG Jingyan1,2, WANG Ningdong1,2, LU Guoquan1,2,*
1.School of Agricultural and Food Science, Zhejiang A & F University/Key Laboratory for Quality Improvement of Agro-Products of Zhejiang Province, Lin'an 311300, China;
2.Institute of Root & Tuber Crops, Zhejiang A & F University, Lin'an 311300, China;
Abstract

This article took sweetpotato cultivar Xinxiang as the test material, which were sampled every 7 days after 70 days of planting at 70, 77, 84, 91, 98, 105, 112, and 119 days. The dry matter content, starch content, soluble sugar content, amylase activity, polyphenol content, oil content of sweetpotato chips, water absorption value and iodine value of the whole powder were measured, and the change rules and correlations of each index were analyzed. The results showed that starch content was increasing in different growth stages, and the trend of the dry matter content was similar to that of starch content. Soluble sugar content showed a slow downward trend. At the same time, there was a significant positive correlation between the number of days of growth stages and water absorption value and iodine value of the whole powder, and positively correlated with the oil content of sweetpotato chips. There was a significantly positive correlation between the dry matter content and water absorption value of the whole powder, and soluble sugar content was negatively correlated with iodine value of the whole powder. Therefore, in the growth stages of 77-84 days, the dry matter content was 24.17%, oil content was 23.30%, polyphenol content was low and suitable for sweetpotato chips processing; in the growth stages of 119 days, it was suitable for starch processing with the highest starch rate; in the growth stages of 84 days, it was suitable for roasting and cooking with the highest soluble sugar content.

Keyword: sweetpotato; growth stages; nutritional components; processing characteristics

甘薯(Ipomoea batatas L.)是我国重要的经济、粮食、工业原料作物。近年来, 随着甘薯产业化利用途径呈现多样化趋势, 迫切需要品种、品质和栽培方式的多样化[1]。因此, 众多科研人员对甘薯营养成分变化进行探究。朱燕燕等[2]研究发现, 不同生育期甘薯可溶性糖出现升高、降低、小幅度升高三个不同阶段; 而后猛等[3]发现, 生育期前期参试甘薯块根的干率升高速度快, 之后下降少许, 然后趋于平稳。淀粉含量有两个高峰值, 之后趋于稳定。可溶性糖变化的趋势为双峰曲线, 膨大后期先降到最低然后持续升高, 直至收获, 与朱燕燕等[2]的研究有所不同。许森等[4]研究发现, 甘薯薯块生长过程中, 可溶性糖质量分数与淀粉质量分数呈显著负相关。刘伟明等[5]对甘薯心香做了相关研究, 发现心香甘薯不但结薯早, 前期薯块膨大快, 而且后期薯块膨大增重比例也相当高。同时, 甘薯营养成分的变化与其加工适宜性存在一定的关系。吴列洪等[6]认为干率24%~26%的甘薯品种, 薯片含油量在25%左右, 硬度值650~700 g时具有较好的油炸品质, 可以考虑作为油炸薯片专用品种选育的主要方向。何伟忠等[7]研究发现鲜薯可溶性糖与颗粒全粉得率间存在负相关关系。可将鲜薯干率和可溶性糖含量作为筛选甘薯颗粒全粉加工专用品种的两项指标。韦雪飞等[8]认为产品的游离淀粉含量高会影响全粉的品质。张小燕等[9]通过K-means聚类法对74个马铃薯品种进行加工适宜性的初步划分, 筛选出适宜加工薯片的品种15个, 评价结果与实际应用现状相符。虽然国内外对于甘薯的营养品质的研究较多, 但有关不同生育期对甘薯营养成分及最适加工产品选择的研究较少。本试验通过对比不同生长期甘薯的营养成分及加工特性的变化趋势, 探索甘薯最适加工特性及其相应生育期天数, 为甘薯的产业化加工和甘薯主粮化提供参照标准和理论依据。

1 材料与方法
1.1 试验材料

1.1.1 参试品种

迷你甘薯— — 心香。心香(原系号浙1257-5)是2000年由金玉和浙薯2号杂交选育而成, 属于早熟迷你新品种, 生长期70 d左右[10]。

1.1.2 仪器

电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9123A, 上海精宏实验设备有限公司); 九阳料理机(JYL-C020E); 锤式旋风磨(JXFM110, 杭州大吉光电仪器有限公司); 手动切片机; 烤箱(SAM-503, 无锡市双麦机械有限公司); 九阳电磁炉; 752PC型紫外可见分光光度计(ZW0511051005, 上海光谱仪器有限公司); 分析天平(丹佛仪器有限公司); 低速大容量离心机(上海安亭科学仪器厂); SSW型微电脑电热恒温水槽(上海博迅实业有限公司)。

1.2 试验设计

大田试验于2014年6— 10月在浙江农林大学农作园进行, 6月23日扦插, 其土壤肥力中等, 单行高垄, 垄宽50 cm, 垄高27 cm, 垄距110 cm, 株距24 cm。分小区种植, 每小区种植100株, 重复3次, 设保护行。9月1日开始收获, 每隔7 d收获一次, 生育期分别为70、77、84、91、98、105、112和119 d, 每次每小区收获10株, 共30株, 选具有代表性的中等大小薯块测定其主要营养成分及加工特性。

1.3 测定指标及方法

干率参照吴列洪等[6]的方法; 淀粉含量采用盐酸水解DNS法测定[11]; 可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法[12]; 总多酚的测定采用福林酚试剂法[13, 14]; 薯片含油量测定, 使用索氏抽提法[15]; 全粉制作和全粉碘兰值测定参照程力等[16]的方法。

淀粉酶的测定[17]:取4.5 mL 1%淀粉溶液于试管中, 加入0.5 mL稀释淀粉酶液, 于40 ℃水浴保持30 min, 取出后立即放入100 ℃水浴中, 10 min, 取出冷却, 定容至25 mL。取1 mL稀释液于试管中, 加入1 mL蒸馏水和5 mL DNS试剂, 沸水浴5 min, 冷却定容至25 mL, 540 nm比色。

油炸薯片的制作:取大小均匀的鲜薯洗净, 拭干表面水分, 去皮, 用手工切片机切成1 mm薄片, 用沸水热处理1 min, 再用5%的食盐水浸泡15 min, 取出后放入烘箱中, 60 ℃干燥40 min, 最后用大豆油180 ℃油炸1 min, 离心脱油, 待冷却至40 ℃左右时装于自封袋中, 待用。

全粉吸水值:称取0.5 g样品, 加入10 mL 70 ℃蒸馏水, 于70 ℃水浴振荡1 min, 冷却后以4 000 r· min-1离心5 min, 弃上清。吸水值=(吸水后样品质量-样品初始质量)/样品初始质量× 100%。

1.4 数据处理

采用Excel 2007进行数据整理, SPSS 19.0进行相关性分析。

2 结果与分析
2.1 不同生育期甘薯心香主要营养功能成分的变化

由图1-a可知, 干率的变化由前期的缓慢增加, 到收获后期的逐渐减少, 前期增长率最高的时期是98~105 d, 增长率为16.80%, 总体而言, 干率未超过30.00%, 保持在23.41%~29.62%。淀粉含量前期呈现缓慢增加的趋势, 在91 d后出现波动, 其中增长率最高的阶段为98~105 d, 增长16.68%, 但总体呈上升趋势。平均淀粉率为19.42%, 最高和最低的差值为4.11%。可溶性糖含量的变化, 总体表现出平稳下降趋势, 变化范围在5.74%~7.46%, 最高与最低相差1.72%。由图1-b可知, 淀粉酶活性在91 d前为上升趋势, 91 d时最高, 为157.71 mg· g-1· 30 min-1; 之后呈现下降趋势, 105 d又有所回升, 但幅度不大。总多酚含量变化幅度较大, 平均值为0.151 mg· g-1, 最高值出现在112 d, 为0.220 mg· g-1, 最低值出现在84 d, 为0.102 mg· g-1, 含量变化范围在0.102~0.220 mg· g-1, 最大增长率是98.2%, 生育期为105~112 d。

图1 不同生育期干率、淀粉率和可溶性糖含量(a)、淀粉酶活性以及多酚含量(b)变化Fig.1 Changes of dry matter content, starch content, soluble sugar content (a), amylase activity and polyphenol content (b) in different growth stages

2.2 不同生育期甘薯心香加工特性变化

由图2-a可知, 收获前期的薯块加工成薯片后, 含油量呈现上升趋势, 于105 d达到最高值, 为35.05%, 然后下降, 在77 d为最低值, 含油量为23.30%。心香甘薯制成的薯片平均含油量为29.41%, 薯片含油量偏高。与此同时, 烤薯食味评价得分在不同生育期变化趋势呈现先上升后下降, 而后又上升的趋势, 在84 d以及112、119 d得分较高, 但结合多酚含量影响, 84 d时品质较佳, 更适合烤薯。同时, 全粉吸水值与碘兰值是评价甘薯淀粉加工的重要指标, 碘兰值越低表示淀粉细胞被破坏越少, 游离淀粉含量越少。由图2-b可知, 不同生育期全粉的吸水值变化, 随着收获期的延长, 吸水值总体趋势呈现缓慢上升趋势, 而后保持相对稳定, 后期稍微下降, 而在不同生育期甘薯全粉的碘兰值保持相对稳定, 总体变化趋势不明显。不同生育期甘薯全粉碘兰值变化范围在25.95~27.51, 全粉吸水值变化范围在4.00~6.07。

图2 不同生育期薯片含油量、烤薯食味评价(a)、全粉碘兰值及吸水值(b)变化Fig.2 Change of oil content of sweetpotato chips, taste evaluation of baked sweeppotato(a), iodine blue value and water absorption of whole powder (b) in different growth stages

2.3 不同生育期甘薯心香主要营养功能成分与加工特性相关性分析

由表1可知, 生育期天数与心香的干率、全粉吸水值以及全粉碘兰值呈极显著正相关性, 与薯片含油量呈显著负相关, 而与可溶性糖含量呈极显著负相关。干率和淀粉率以及全粉吸水率呈极显著正相关; 可溶性糖含量与多酚含量以及全粉碘兰值呈显著负相关; 淀粉酶活性与多酚含量以及薯片含油量呈显著负相关; 多酚含量与全粉碘兰值呈极显著正相关。其他指标间无显著相关性。

表1 不同收获期各指标间相关性分析 Table 1 Correlation analysis between each index of different growth stages
3 结论与讨论

在甘薯扦插以后, 生长前期光合作用所产生的物质, 主要用来供给地上部分的茎和叶生长, 大约70 d之后, 地下部分开始慢慢形成块根, 光合产物运输到块根, 主要成分淀粉开始积累。所以本试验开始收获甘薯的时间定为扦插后70 d, 然后以每7 d收获一次并测定相关指标, 来探究不同生育期天数甘薯心香主要营养成分及加工特性的变化规律。甘薯薯块生长过程中, 可溶性糖大量用于淀粉的合成, 淀粉质量分数增加, 导致可溶性糖质量分数相对减少。在某些时期淀粉和可溶性糖的含量同时减少, 有可能受环境效应的影响, 如98 d时, 其出现明显低谷, 主要归咎于环境降水的影响。

根据吴列洪等[6]关于甘薯品种干率与油炸薯片含油量和硬度间的相关性的研究, 干率24%~26%, 薯片含油量在25%左右时, 薯片品质最好。而心香在生长期77~84 d时, 干率为24.17%, 含油量在23.30%, 多酚含量相对较低, 薯片不易褐变, 所以最适合薯片的加工。若用于淀粉的生产, 淀粉率在119 d时达到最高值, 为21.60%, 且全粉吸水值和碘兰值较稳定, 收获后较适宜淀粉加工。生育期为70 d时, 可溶性糖含量最高, 适合于烤薯和鲜食。总体表明, 不同生育期营养成分和加工特性均在变化, 而且各营养成分与加工特性也存在一定的相关性, 未来可以通过生育期的长短来推测薯块营养成分的变化, 进一步指导适合产品的加工选择。研究结果对甘薯栽培和食品加工生产具有一定指导意义。

(责任编辑 张 韵)

The authors have declared that no competing interests exist.

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