華南甘薯的理化特性比較分析

龐 敏，李林靜，唐漢軍,3

（1. 湖南大學(xué)研究生院隆平分院，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2. 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410125；3. 湖南省農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125；4. 克明面業(yè)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410125）

華南甘薯的理化特性比較分析

龐 敏1,2，李林靜2,4，唐漢軍1,2,3

（1. 湖南大學(xué)研究生院隆平分院，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2. 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410125；3. 湖南省農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125；4. 克明面業(yè)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410125）

研究針對(duì)我國(guó)南方具代表性的9個(gè)甘薯品種（4個(gè)較原始品種和5個(gè)改良品種），對(duì)其鮮薯的質(zhì)構(gòu)特性、主要營(yíng)養(yǎng)成分特性，以及干制甘薯的基本營(yíng)養(yǎng)成分特性、可溶性多糖、水溶性、膨潤(rùn)勢(shì)、凝膠質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明，改良品種相對(duì)于較原始品種主要的改良是淀粉含量普遍較高、加工特性相對(duì)較穩(wěn)定，然而蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性膳食纖維、甜度、口感上并沒(méi)有明顯的改善。

甘薯；物理性質(zhì)；營(yíng)養(yǎng)成分

甘薯[Ipomoea batatas (L.) Lam]是一種旋花科塊根類(lèi)植物，起源于南美和中美，約5 000 a前哥倫布把早期的甘薯種苗帶到歐洲，后經(jīng)西班牙貿(mào)易商傳到非洲和亞洲。甘薯曾作為亞洲及非洲最穩(wěn)定的碳水化合物來(lái)源作物之一，在解決發(fā)展中國(guó)家人口增長(zhǎng)及溫飽問(wèn)題中發(fā)揮著巨大作用[1-3]。甘薯的碳水化合物占其干物質(zhì)的90%（脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和灰分占10%[2,4]），約60%～70%的碳水化合物是淀粉，可溶性糖4.3%～14.9%。同時(shí)還含有相當(dāng)量的功能性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如膳食纖維、酚類(lèi)化合物和維生素A前體物質(zhì)，具有抗腫瘤活性，免疫力增強(qiáng)劑和體內(nèi)脂肪減少劑[5-6]。

中國(guó)甘薯的種植面積和產(chǎn)量分別占世界面積的60%和80%，通過(guò)長(zhǎng)期的選育、雜交技術(shù)和基因工程技術(shù)等培育了數(shù)百種改良品種。然而對(duì)于這些改良品種的營(yíng)養(yǎng)成分和物理性質(zhì)，以及品種之間的本質(zhì)差異等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)積累嚴(yán)重不足，甚至落后于印度[7]、韓國(guó)[8]、斯里蘭卡[9]、東帝汶[10]和肯尼亞[11]等國(guó)家。

因此，筆者針對(duì)我國(guó)南方代表性的改良品種和較原始品種，系統(tǒng)分析鮮薯及其干制品在加熱和非加熱下的質(zhì)構(gòu)、膨潤(rùn)勢(shì)、電導(dǎo)率、營(yíng)養(yǎng)成分和功能成分等特性，以及這些理化特性之間相互關(guān)系，為品種改良和加工工藝研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

湘薯系列（A1、YS14和YS19）、徐薯（XS22）和南薯（N007）由湖南省作物研究所提供。較原始品種（BQ1、BQ2、BQ3和BQ4）采集于湖南邵陽(yáng)。

選擇大小外形完整的薯塊，洗凈、去皮后切片，在55℃干燥到水分含量基本約為10%，干燥后打粉過(guò)300目篩后作為干制分析樣品備用。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 鮮薯質(zhì)構(gòu)特性 挑選外形相似的新鮮甘薯，在最大直徑部位取厚度1 cm作為測(cè)試樣品，在離樣品中心4 cm的位置，采用CT3質(zhì)構(gòu)儀分析。

1.2.2 鮮薯水分含量測(cè)定 取鮮薯最大直徑部位，厚度1 cm，離中心4 cm的部位為分析樣品，采用常壓105℃烘干重量分析法測(cè)定水分含量[12]。

1.2.3 鮮薯汁的總可溶性糖（TSS）分析 取上述鮮薯樣品約20 g榨汁后，離心分離（10 000×g，10 min），取上清液，沉淀加水離心分離（10 000×g，10 min），收集上清液定容至500 mL。采用苯酚-硫酸法測(cè)定總可溶性糖含量。

1.2.4 顆粒淀粉提取 取上述鮮薯材料，采用Tang等[13]和Wickramasinghe等[14]改良法提取顆粒淀粉。淀粉含量（g/100g）=淀粉干重/鮮薯重×100。

1.2.5 干制甘薯的基本營(yíng)養(yǎng)成分 粗蛋白質(zhì)、粗脂質(zhì)、不溶性膳食纖維（IDF）和可溶性膳食纖維（SDF）、灰分、總糖含量等基本營(yíng)養(yǎng)成分采用AOAC方法[12]測(cè)定，總糖（%）=100-（粗蛋白+粗脂質(zhì)+IDF+SDF+灰分含量）。

1.2.6 干制甘薯的可溶性多糖常溫提取 取甘薯粉體試料1 g于離心管中，加3 mL水在4℃浸泡5 h；加入99.5%乙醇17 mL，充分?jǐn)嚢韬箅x心（10 000×g，10 min），除上清，重復(fù)操作2次；沉淀部分加入75%乙醇20 mL，攪拌后靜置2 h，離心分離（10 000×g，10 min），收集上清液，提取操作重復(fù)2次，上清液用75%乙醇定容至100 mL，苯酚-硫酸法測(cè)定糖含量。

1.2.7 干制甘薯的可溶性多糖加熱提取 取甘薯粉體試料0.2 g于離心管中，加2 mL水充分?jǐn)噭蚝笏〖訜? h；加入99.5%乙醇18 mL，后續(xù)操作按常溫提取法進(jìn)行。

1.2.8 干制甘薯的水溶性 取甘薯粉體試料1 g于離心管中，加水20 mL后充分搖勻，低溫靜置2 h后離心分離（10 000×g，10 min），收集上清液，提取操作重復(fù)2次，收集上清液定容至100 mL。采用電導(dǎo)儀測(cè)定電導(dǎo)率（EC）和固形物含量（TDS）。

1.2.9 干制甘薯的膨潤(rùn)勢(shì) 膨潤(rùn)勢(shì)的測(cè)定采用Tang[15]改良的方法。膨潤(rùn)勢(shì)（g/g）=凝膠重/樣品重。

1.2.10 淀粉凝膠質(zhì)構(gòu)特性 采用Tang[15]改良的方法制取淀粉凝膠，于4℃保存1 h后，采用CT3質(zhì)構(gòu)儀分析。

1.2.11 數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)均采用Excel和SPSS 19.0軟件統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮薯的質(zhì)構(gòu)特性

鮮薯的硬度、壓縮功如表1所示，分別為351.2～743.0 g，3.6～7.9 MJ，品種間有顯著差異（P＜0.05），整體上看改良品種有較大的硬度和壓縮功，其中較原始品種BQ3和BQ4的硬度和壓縮功的檢測(cè)值低了近半水平。

表1 鮮薯的質(zhì)構(gòu)特性

2.2 鮮薯的主要營(yíng)養(yǎng)成分特性

表2所示，鮮薯的水分含量為63.7%～84.2%，與Huang[16]報(bào)告的類(lèi)似，總體上看改良品種的含水量較低。改良品種的TSS濕基含量為3.8%～5.6%，干基含量為10.5%～19.0%，較原始品種的分別為5.6%～7.6%和20.1%～48.0%。5.6%是鮮薯的感官甜度閥值，改良品種的甜度均較差。但改良品種的淀粉含量（干基）均高于60%，與Daiuto[17]及Senanayak[9]的報(bào)告一致。

表2 鮮薯的主要營(yíng)養(yǎng)成分 （%）

2.3 干制甘薯的基本營(yíng)養(yǎng)成分特性

表3所示粗蛋白含量為1.7%～2.8%，與Senanayake[9]的報(bào)告類(lèi)似，但較原始品種普遍高于改良品種。粗脂肪含量為1.6%～4.5%，大部分品種在1.6%～2.7%范圍內(nèi)，與Cai[18]的結(jié)果相似，比Wanasundera[7]稍高，但較原始品種多數(shù)高于改良品種?；曳趾繛?.0%～3.6%，與劉魯林及 Wanasundera[7]的報(bào)告類(lèi)似，改良品種普遍高于較原始品種?？偵攀忱w維（TDF）含量為13.4%～23.9%，其中IDF和SDF分別為6.2%～12.0%和5.2%～14.0%，多數(shù)改良品種的IDF含量高于較原始品種，而SDF較低，和Huang等[16]及Mullin[19]的報(bào)告類(lèi)似。

2.4 干制甘薯的可溶性多糖

表4所示，常溫下提取的多糖（CSP）為4.0%～8.8%，加熱條件提取的多糖（HSP）為8.0%～17.9%，所有樣品的HSP高于CSP， HSP是CSP的1.1～4.5倍，樣品間表示了顯著的差異（P＜0.05），說(shuō)明溫度對(duì)干制甘薯可溶性多糖的提取率影響顯著。但與鮮薯比較，可溶性多糖沒(méi)有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，說(shuō)明干制工程對(duì)可溶性多糖產(chǎn)生的影響因品種有差異。

表3 干制甘薯的基本營(yíng)養(yǎng)成分 （%）

表4 干制甘薯的可溶性多糖

2.5 干制甘薯的水溶性

表5所示，干制甘薯水溶液的EC為229.0～395.0 μS/cm，TDS在114.0～197.9 mg/L，品種間差異顯著（P＜0.05），但整體上看改良品種水溶液的EC和TDS值高于較原始品種，TDS和EC有相似的變化規(guī)律，且與其灰分含量的高低對(duì)應(yīng)一致。

表5 干制甘薯水溶液的理化特性

2.6 干制甘薯的膨潤(rùn)勢(shì)

干制甘薯粉體的膨潤(rùn)勢(shì)為6.8～9.5 g/g，品種間表現(xiàn)了明顯的差異（P＜0.01），但較原始品種與改良品種之間沒(méi)有明顯的變化規(guī)律。

2.7 干制甘薯的凝膠質(zhì)構(gòu)特性

干制甘薯凝膠的質(zhì)構(gòu)圖所示（圖1），各品種均表示了獨(dú)特的圖譜曲線(xiàn)，正峰的結(jié)束時(shí)間在5～7.5 s范圍，多數(shù)改良品種在6 s附近，多數(shù)較原始品種在7 s附近。

基于干制甘薯凝膠質(zhì)構(gòu)圖譜結(jié)果，將硬度、壓縮功、粘性與粘力等主要質(zhì)構(gòu)指標(biāo)呈示在表6，分別為7.8～15.3 g，110.0～180.0 μJ，30.0～90.0 μJ和1.7～4.5 g。品種間差異顯著（P＜0.05）。改良品種與較原始品種比較，整體上規(guī)律性不太明顯，但較原始品種的硬度相對(duì)較大。改良品種的壓縮功相對(duì)集中在155 μJ，粘力相對(duì)較高。

表6 干制甘薯的凝膠質(zhì)構(gòu)特性

2.8 相關(guān)性分析

根據(jù)表7結(jié)果，從成分之間看，鮮薯的可溶性總糖與干制后的粗脂肪、可溶性膳食纖維含量之間顯著正相關(guān)，與總糖、淀粉含量之間顯著負(fù)相關(guān)；淀粉含量與干制后的粗脂肪、可溶性膳食纖維、總膳食纖維、鮮薯的可溶性總糖含量之間顯著負(fù)相關(guān)，與總糖含量之間顯著正相關(guān)；干制后的可溶性膳食纖維與粗脂肪之間顯著正相關(guān)，與總糖含量之間顯著負(fù)相關(guān)；總膳食纖維與總糖含量之間顯著負(fù)相關(guān)。

從理化性質(zhì)與成分之間看，鮮薯的硬度與不溶性膳食纖維之間，干制后的水溶液電導(dǎo)率與灰分之間顯著正相關(guān)。

3 結(jié) 論

圖1 干制甘薯的凝膠質(zhì)構(gòu)圖譜

表7 甘薯理化指標(biāo)間的相關(guān)分析

研究針對(duì)我國(guó)南方具代表性的9個(gè)甘薯品種（4個(gè)較原始品種和5個(gè)改良品種），從鮮薯的理化特性、干制工程成分的變化、以及加工適應(yīng)性等3方面進(jìn)行了比較分析。可作如下結(jié)論：改良品種相對(duì)較原始品種，淀粉含量較高且品種間相對(duì)穩(wěn)定，加工適應(yīng)性方面沒(méi)有明顯的差異且品種間相對(duì)穩(wěn)定，但蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性膳食纖維、鮮薯甜度等營(yíng)養(yǎng)成分和感官指標(biāo)較差，而不溶性膳食纖維、鮮薯硬度等指標(biāo)較高。改良品種間品質(zhì)比較均衡，但整體上不如較原始品種，可能與長(zhǎng)期追求高產(chǎn)的選育目標(biāo)有關(guān)，今后需要加強(qiáng)對(duì)品質(zhì)的關(guān)注。在品質(zhì)的評(píng)價(jià)上鮮薯汁的可溶性總糖（甜度）、淀粉含量、鮮薯硬度是最重要的指標(biāo)。這些結(jié)果對(duì)華南甘薯的品種選育和加工具有重要的理論指導(dǎo)意義。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）

Comparative Analysis on Physicochemical Properties of Sweet Potato in Southern China

PANG Min1,2，LI Lin-jing2,4，TANG Han-jun1,2,3

（1. College of Longping, Graduate School of Hunan University, Changsha 410125, PRC; 2. Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410125, PRC; 3. Hunan Institute of Agricultural Product Processing, Changsha 410125, PRC; 4. Keming Noodle Industry Co., Ltd., Changsha 410125, PRC）

Nine representative sweet potato varieties in South China (include 4 primitive varieties and 5 improved varieties) were analyzed and studied about the texture and the main nutrient characteristics of the fresh root, and the characteristics of essential nutrients, soluble polysaccharides, water solubility, swelling potential, and textual properties of the dried. The results showed that the improved posses higher starch content and stable processing characteristics compared to the primitive varieties, however, the protein, fat, soluble dietary fi ber, sweetness and taste did not improves signi fi cantly.

sweet potato, physical properties, nutrient composition

S531

：A

：1006-060X（2017）07-0024-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.007.008

2017-04-24

湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物淀粉化學(xué)與代謝組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目（2014TD06）

龐 敏（1990-），女，山西大同市人，碩士研究生，主要從事作物淀粉化學(xué)與代謝組學(xué)。

唐漢軍