不同品種馬鈴薯在不同生長期褐變的規(guī)律研究

趙 萍，王 莉，蒲育林，王 雅，林櫻姬，亓文靜，楊明峰

（1.蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730050；2.甘肅省定西市旱作農(nóng)業(yè)科研推廣中心，甘肅定西743000）

不同品種馬鈴薯在不同生長期褐變的規(guī)律研究

趙 萍1，王 莉1，蒲育林2，王 雅1，林櫻姬1，亓文靜1，楊明峰1

（1.蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730050；2.甘肅省定西市旱作農(nóng)業(yè)科研推廣中心，甘肅定西743000）

實驗利用色差儀探究了7個品種的馬鈴薯在不同生長時期，塊莖切面暴露于空氣中的褐變規(guī)律。結(jié)果表明，馬鈴薯的品種及生長時間對其褐變有顯著性影響（P＜0.01）；隨著馬鈴薯生長期延長，其褐變強度增大；成熟期的7個馬鈴薯品種相比較，隴薯3號最不易發(fā)生褐變；并且建立了馬鈴薯褐變隨時間變化的一元二次回歸方程，得出馬鈴薯的褐變強度隨暴露于空氣中的時間延長而增大。

馬鈴薯，褐變，色差儀，回歸方程

馬鈴薯除了被人們作為蔬菜食用外，還被加工成食品、淀粉、發(fā)酵產(chǎn)品等加工產(chǎn)品［1-2］。馬鈴薯在加工過程中易發(fā)生褐變，嚴(yán)重影響馬鈴薯深加工產(chǎn)品的感官指標(biāo)和市場競爭力［3］。褐變是因為在果蔬內(nèi)的多酚氧化酶（PPO）被激活后［4］，氧化酚類物質(zhì)生成醌，并聚合為黑色產(chǎn)物［5-6］。目前關(guān)于研究馬鈴薯褐變的報道較多，分析檢測手段各異。色差儀是近年發(fā)展起來的基于亮度檢測的一種快速檢測手段，一般用于工業(yè)、輕紡及汽車行業(yè)，用于食品行業(yè)的檢測十分少見。目前有關(guān)報道如：蔣曉玲、趙曉楓等人關(guān)于色差儀光源參數(shù)對豬肉肉色測定結(jié)果的影響，以及周波、黃瑞華等人關(guān)于色差儀和肉色板在豬肉肉色評定中的應(yīng)用［7-8］。對于色差儀用于馬鈴薯褐變規(guī)律的研究尚未見報道。色差儀數(shù)據(jù)精確度高、客觀性強、操作方便，相比于傳統(tǒng)的測定褐變的方法，方便簡單，結(jié)果直觀。因次，本實驗運用色差儀測定馬鈴薯切面亮度來判斷馬鈴薯褐變程度，為馬鈴薯褐變規(guī)律研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

隴薯6號、夏波蒂、隴薯3號、LK99、大西洋、壩薯8號、中薯9號 均為田間同一時間統(tǒng)一收獲的馬鈴薯塊莖，由甘肅定西地區(qū)旱農(nóng)中心提供。

計時器、X-Ride便攜式色差儀 SP60型，北京天若國際儀器及技術(shù)貿(mào)易有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品選擇 選取無蟲害、無枯萎、無機械損傷、無發(fā)芽的大小均勻的健康馬鈴薯塊莖，洗凈待用。

1.2.2 測定生長期的選擇 馬鈴薯自2008年4月份播種，并于當(dāng)年10月初收獲，期間選取了四個采摘時間分別為：8月15日（未成熟）、9月1日（未成熟）、9月15日（未成熟）、10月1日（成熟）。

表1 不同品種馬鈴薯生長期間完全褐變的亮度值L*

1.2.3 測定時間的選取 將馬鈴薯用不銹鋼刀切取大小相同、厚度約為1cm的片，暴露于空氣中（在室溫下18±3℃），在一定的時間間隔內(nèi)用色差儀測定其表面的亮度變化，進而研究其褐變程度。根據(jù)經(jīng)驗，馬鈴薯切片后褐變迅速，因此在前10min內(nèi)測定的時間間隔較小，為每2min測定1次；10min后，褐變變緩，選取測定時間間隔適當(dāng)加大，為每5min測定1次。測定時間分別為：2、4、6、8、10、15、20、25、30、45、60、75、90、105、120min，直到馬鈴薯褐變完全，測定數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定為止。

1.2.4 亮度值L*的測定 L*表示亮度，取值0～100，值越大，亮度越大。色差儀在每次使用前分別用標(biāo)準(zhǔn)白板和黑板進行校準(zhǔn)，然后再測定L*值。

在1.2.2規(guī)定的時間范圍內(nèi)用色差儀測量樣品的L*亮度值，并以L*亮度值的大小來表示樣品的褐變度，L*值越小，表示樣品的褐變度越大，采用2次重復(fù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 生長期對馬鈴薯褐變的影響

由表1可以看出，各品種馬鈴薯在不同生長時期的褐變有所差異。方差分析表明，同一品種馬鈴薯在不同生長期的完全褐變強度具有極顯著差異（F=22.09＞F（0.01）=5.39，P＜0.01）。經(jīng)過LSR多重比較分析，同一品種馬鈴薯在不同生長期的完全褐變強度具有顯著差異（P＜0.05）（見表2）。同時分析圖1～圖7可知，各品種馬鈴薯在生長初期（8月份）的褐變趨勢最小，L*值的差值范圍為0.21～5.60；隨著生長期的延長，褐變趨勢逐漸增大，收獲期（10月份）的馬鈴薯褐變趨勢最明顯，L*值的差值范圍為4.93～7.84。這主要是因為馬鈴薯在生長過程中多酚氧化酶和酚類底物的濃度積累所致。

表2 不同生長期馬鈴薯褐變的差異

2.2 品種對馬鈴薯褐變的影響

圖1 夏波蒂在不同生長期褐變隨時間的變化

圖2 隴薯6號在不同生長期褐變隨時間的變化

圖3 隴薯3號在不同生長期變隨時間的變化

圖4 LK99在不同生長期褐變隨時間的變化

圖5 壩薯8號在不同生長期褐變隨時間的變化

甘肅定西的馬鈴薯一般在每年的4月份播種，在10月初收獲，因此，以下選定了在收獲后的不同品種馬鈴薯，比較其褐變隨時間的變化規(guī)律。

各品種間馬鈴薯褐變的方差分析表明同一生長期不同品種馬鈴薯的完全褐變強度具有極顯著差異（F=4.38＞F（0.01）=4.01，P＜0.01）。同時經(jīng)過LSR多重比較分析，各品種馬鈴薯的褐變差異達到顯著（P＜0.05）（見表3）。由圖8、表4可得，進一步對收獲期各品種馬鈴薯褐變亮度值L*的變化進行分析，成熟期隴薯3號的褐變亮度值L*的變化明顯低于其他6個品種，說明隴薯3號最耐褐變（注：=-）。因此成熟后的7個品種馬鈴薯的褐變強度大小排列為：壩薯8號＞夏波蒂＞LK99＞隴薯6號＞中薯9號＞大西洋＞隴薯3號。

圖6 中薯9號在不同生長期褐變隨時間的變化

圖7 大西洋在不同生長期褐變隨時間的變化

圖8 不同品種馬鈴薯褐變隨時間的變化

表3 不同品種馬鈴薯褐變的差異

表4 不同品種馬鈴薯褐變亮度值L*的變化

由此說明，品種差異嚴(yán)重影響馬鈴薯的褐變強度，這主要是由于不同品種馬鈴薯的多酚氧化酶的活性不同，多酚氧化酶活性強的，褐變強度高，反之，其褐變強度低。

2.3 馬鈴薯褐變隨時間的變化規(guī)律

由圖9可以看出，根據(jù)馬鈴薯切面在空氣中的褐變亮度值與時間的關(guān)系，通過Excel建立了一元二次回歸方程，Y=0.0003x2-0.0695x+73.396，R2= 0.9957，F(xiàn)=9.56＞F0.01=8.53，呈極顯著的相關(guān)性，說明數(shù)學(xué)模型成立。馬鈴薯的褐變隨時間而變化，馬鈴薯切面暴露于空氣中的時間越長，褐變越明顯。由此方程可根據(jù)時間計算馬鈴薯切片、條暴露于空氣中發(fā)生褐變的亮度值，根據(jù)加工產(chǎn)品的要求控制切片、條的生產(chǎn)時間，有效地控制褐變。

圖9 馬鈴薯褐變與時間變化的關(guān)系

3 結(jié)論

3.1 馬鈴薯在不同的生長期，褐變趨勢具有極顯著性差異（P＜0.01）。在生長初期（8月份），褐變強度最低，但隨著生長期的延長，褐變強度明顯增大；直到成熟期（10月份）褐變強度達到最大。

3.2 收獲后的7個馬鈴薯品種，褐變強度有極顯著性差異（P＜0.01）。其中隴薯3號的L*值下降為0.51，相比其他6個品種最小，最不易發(fā)生褐變，壩薯8號為7.84，最易發(fā)生褐變。這說明馬鈴薯品種因素對褐變強度具有重要影響。這與胡小松等人的馬鈴薯絲加工中的褐變因素及其控制中，采用的分光光度法測定馬鈴薯褐變的研究結(jié)果一致［9］。

3.3 不同品種馬鈴薯的褐變與切面暴露于空氣中的時間呈極顯著的相關(guān)性（P＜0.01）。暴露時間越長，褐變強度越大。

因此，在實際的生產(chǎn)過程中，我們不僅可以通過篩選馬鈴薯的品種，選擇多酚氧化酶活性和還原糖含量低，不易發(fā)生褐變的品種，而且可以通過控制馬鈴薯的生長期以及切面在空氣中暴露的時間來控制褐變，選擇適合工業(yè)需求及加工的馬鈴薯。

［1］謝慶華，吳毅歆.馬鈴薯品種營養(yǎng)成分分析測定［J］.云南師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2002（2）：50-52.

［2］吳興壯，李利峰，朱華.馬鈴薯的綜合利用研究概述及前景預(yù)測［J］.食品研究與開發(fā)，2004（2）：27-28.

［3］王常青，朱志昂.馬鈴薯加工過程中的褐變因素分析與研究［J］.食品工業(yè)科技，2003（1）：43-45.

［4］程建軍，任運宏，楊詠麗.果蔬酶褐變控制的研究進展［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000（4）：406-410.

［5］邱龍新，黃浩，陳清西.半胱氨酸對馬鈴薯多酚氧化酶的抑制作用［J］.食品科學(xué)，2006，27（4）：37-40.

［6］李敏，劉磊，郭玉蓉.馬鈴薯多酚氧化酶的特性研究［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005（2）：79-81.

［7］蔣曉玲，趙曉楓.色差儀光源參數(shù)對豬肉肉色測定結(jié)果的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（4）：489-492.

［8］周波，黃瑞華，曲亮.色差儀和肉色板在豬肉肉色評定中的應(yīng)用［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（2）：121-124.

［9］胡小松.馬鈴薯絲加工中的褐變因素及其控制［J］.食品科學(xué)，1994（5）：35-42.

Study on the law of different varieties of potato’s browning in different growing period

ZHAO Ping1，WANG Li1，PU Yu-lin2，WANG Ya1，LIN Ying-ji1，QI Wen-jing1，YANG Ming-feng1
（1.Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China；2.Dingxi Dryland Farming Research and Extension Center，Dingxi 743000，China）

The experiment explored seven varieties of potatoes at different growth stages by using colorimeter，and also the browning laws of seven potato varieties were exposed to the air.The results showed that the varieties of potatoes and growth time had significant impact on the browning（P＜0.01）.When the potatoes extended the growth cycle，they increased the intensity of browning.When comparing the maturity of seven potato varieties，the Long potato No.3 was the least prone to browning.And a quadratic regression equation of potato browning versus the time was established.The browning intensity of potatoes increased as the time of exposure to the air extended.

potato；browning；colorimeter；regression equation

TS255.1

A

1002-0306（2010）11-0101-04

2009-12-02

趙萍（1964-），女，教授，主要從事農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后貯藏、加工理論和新技術(shù)研究。

國家科技支撐計劃（2006BAD21B05）。