马铃薯成分及其淀粉的功能特性分析

徐 忠，徐巧姣，王志鹏，赵 丹

(哈尔滨商业大学 食品工程学院，哈尔滨 150086)

马铃薯成分及其淀粉的功能特性分析

徐 忠，徐巧姣，王志鹏，赵 丹

(哈尔滨商业大学 食品工程学院，哈尔滨 150086)

以4种主粮化品种马铃薯为研究对象，分别研究了马铃薯的营养成分及其淀粉的糊化性质、膨胀度、溶解度、冻融稳定性等功能特性.研究结果表明，不同品种马铃薯的营养成分含量不同；不同品种马铃薯淀粉膨胀度和溶解度与温度有关，均随着温度升高而增大；不同品种马铃薯淀粉经一次冻融后析水率也有差异，析水率随冻融循环次数的增加而逐渐增大；不同品种马铃薯淀粉直链淀粉质量分数不相同.

马铃薯淀粉；功能特性；直链淀粉；相关性

马铃薯营养丰富，是仅次于水稻、玉米、小麦的第四大粮食作物，也是粮、菜和工业原料兼用的经济农作物[1-2]，与其他主粮作物相比，马铃薯加工转换能力强，产业链条长，增产增收潜力大.农业部2016年2月23日公布了《关于推进马铃薯产业开发的指导意见》，提出把马铃薯作为主粮，扩大种植面积、推进产业开发[3-5].

马铃薯具有很好的加工适应性，可直接加工成马铃薯粉丝、粉条等传统食品，也可作为马铃薯馒头、面包等主粮食品和休闲薯条、薯饼等休闲食品的原料[6-7].马铃薯加工原料的选择和马铃薯加工食品的品质与其所含主要成分马铃薯淀粉的功能特性密切相关.目前，关于不同品种马铃薯性质的研究主要集中在马铃薯加工产品的品质和马铃薯淀粉的结构分析[8-9]，以及淀粉的应用研究[10-11]，关于作为主粮开发品种马铃薯淀粉功能特性的比较研究报道较少.

本文以目前主要应用的4个马铃薯品种为研究对象，对马铃薯营养成分及其淀粉的糊化性质，膨胀度、溶解度、冻融稳定性等功能特性进行了详细研究，研究结果为马铃薯主粮品种原料的选择及马铃薯食品品质控制提供理论参考.

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

布尔班克、麦垦1号、尤金、夏波蒂4个马铃薯品种，由黑龙江省双城福增食品有限公司提供；马铃薯直链淀粉、支链纯品 Sigma，其他试剂均为国产分析纯.

1.2 主要仪器设备

DHG-9123A电热鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司；FA2004B型电子天平 上海越平科学仪器有限公司；TDL-4A型台式离心机 上海菲恰尔分析仪器有限公司；HZS-H型超级恒温水浴震荡器 金坛市友联仪器研究所；UV 5100B型紫外可见分光光度计 上海元析有限公司；Super 3快速黏度分析仪 澳大利亚新港科技公司.

1.3 试验方法

1.3.1 马铃薯成分测定

1)马铃薯水分测定

采用GB5497-1985[12]测定马铃薯中含有的水分.

2)马铃薯蛋白质测定

采用GB5009.5-2010[13]测定马铃薯中含有的蛋白质.

3)马铃薯还原糖测定

采用GB5009.7-2008[14]测定马铃薯中含有的还原糖.

4)马铃薯淀粉含量测定

采用GB5514-2008[15]测定马铃薯中淀粉含量测定.

5)马铃薯维生素C测定

采用GB6195-1986[16]测定马铃薯中维生素C的含量测定.

6)马铃薯多酚含量的测定

参照周胜男[17]等人的方法进行测定

原料的制备：将马铃薯清洗干净，削皮，切取厚度约5 mm小块，加入少量70%乙醇，放入组织捣碎机中捣碎匀浆备用.

总酚的测定：配制质量浓度为0.1 mg/mL的没食子酸标准溶液，然后稀释至质量浓度为0.05 mg/mL的标准溶液，备用.

总酚标准曲线的制作：用移液管分别移取上述标准液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL于6个10 mL的容量瓶中，然后各加入0.5 mL Folin-酚试剂，充分振荡后静置3～4 min，再分别加入 0.5 mL10%碳酸钠溶液，用蒸馏水定容至10 mL摇匀置于25 ℃恒温水浴中反应1 h，以空白试剂为对照765 nm下测定吸光度建立标准曲线.

样品总酚含量的测定：准确移取1 mL待测液于10 mL容量瓶中，按上述步骤加入显色剂，然后再加0.5 mL10%的碳酸钠溶液，定容摇匀置于25 ℃恒温水浴中反应1 h，以空白试剂为对照765 nm下测定吸光度,根据标准曲线计算样品总酚含量.

1.3.2 马铃薯淀粉功能性质测定

1)马铃薯淀粉制备

清洗→去皮→组织捣碎→过滤分离→滤液静置→离心→收集沉淀→50 ℃烘干→粉碎→过100目筛→马铃薯淀粉.

2)马铃薯淀粉膨胀度和溶解度测定

参照张杰[18]等人的方法：准确称取0.6 g马铃薯淀粉置于100 mL离心管中，向其中加入30 mL去离子水，然后分别在55、65、75、85、95 ℃下水浴震荡3 min，取出静置5 min，在4 000 r/min的条件下离心30 min.将上清液到入已知质量并恒重的称量皿中，放在105 ℃的恒温烘箱干燥重，称量其质量m1，将离心后的沉淀物过滤，称量滤纸上的淀粉糊质量m2，m为样品的干重，做三组平行，计算溶解度(S)和膨胀度(P)，分别按下列公式计算：S(%)=100m1/m；P(%)=100m2/[m(100-S)]，并求平均值.

3)马铃薯淀粉冻融稳定性测定

参照李志达[19-20]等人的方法：准确称取1 g马铃薯淀粉样品，置于250 mL锥形瓶中，向其中加100 mL蒸馏水，沸水浴加热20 min，前5 min边加热边搅拌，然后保温15 min，待淀粉完全糊化后，取出冷却到室温，用移液管分别移取10 mL转移到质量为m1的100 mL离心管中，称重为m2，放在-18℃冷冻冰箱中冷冻24 h，取出解冻6 h，取其中1管在4 000 r/min条件下离心20 min，倒掉上清液，称重为m3，其余离心管按上述操作继续冷冻解冻然后离心，一共做5次.计算析水率(%)=(淀粉糊质量一离心后的沉淀质量) ×100/淀粉糊质量=[(m2-m3)/(m2-m1)]×100,每个样品平行3次，取平均值.

4)马铃薯淀粉直链淀粉质量分数测定

采用GB7468-87[21]测定马铃薯淀粉中直链淀粉(质量分数).

1.3.3 数据处理

利用Excel整理数据，再用SPSS处理，获得回归方程并进行相关性分析.试验结果用平均值加减标准差表示.

2 结果与讨论

2.1 不同品种马铃薯的基本成分

表1 不同品种马铃薯的基本成分

2.2 不同品种马铃薯淀粉膨胀度及溶解度分析

淀粉的溶解度和膨胀度与温度有关，均随着温度的升高而增大.由表2、3可以看出，在95 ℃时，4种马铃薯淀粉的溶解度和膨胀度总体范围为12.56%～23.61%和18.01%～20.63%，夏波蒂淀粉具有最高的溶解度，尤金淀粉具有较低的溶解度；夏波蒂淀粉具有最高的膨胀度，尤金淀粉具有较低的膨胀度.4种不同品种马铃薯淀粉溶解度和膨胀度的差异可能与其淀粉颗粒结构、直链淀粉组成成分等因素有关.

表2 不同马铃薯淀粉在不同温度下的溶解度

品种溶解度/%55℃65℃75℃85℃95℃布尔班克5.43±0.01c8.87±0.12c11.45±0.005c14.53±0c18.55±0.008c麦垦1号6.41±0.02d12.91±0.12d14.73±0.005d17.13±0.012d20.37±0.012d尤金4.16±0.01a5.98±0.005a9.21±0.02a10.14±0.008a12.56±0.008a夏波蒂8.53±0.02b14.28±0.012b15.09±0.012b19.54±0.012b23.61±0.014b

表3 不同马铃薯淀粉在不同温度下的膨胀度

品种膨胀度/%55℃65℃75℃85℃95℃布尔班克13.77±0.008a14.77±0.012a15.44±0.008a16.45±0.021a18.05±0.012a麦垦1号12.96±0.012b15.21±0.012d15.45±0.005d16.82±0.016d17.63±0.016d尤金12.23±0.008c14.32±0.008c15.37±0.009c16.08±0.008c18.01±0.012c夏波蒂12.95±0.008b14.06±0.016b16.04±0.025b18.67±0.016b20.63±0.008b

2.3 不同品种马铃薯淀粉冻融稳定性分析

冻融是淀粉的冷冻再解冻过程中出现收缩脱水的现象，因此马铃薯淀粉的冻融稳定性可以通过它的析水率来表征，析水率越大，淀粉冻融稳定性越差[22]，析水率还可以反映淀粉老化难易程度，析水率越大，淀粉老化越容易[23].从表2可以看出四个品种马铃薯淀粉析水率范围是51.02%～73.96%，析水率均随着冻融次数的增加而逐渐变大；经过5次冻融循环处理后，尤金淀粉和布尔班克淀粉的析水率高于其他两个品种，夏波蒂淀粉析水率最低，可以看出夏波蒂淀粉的冻融稳定性较好.

表4 不同马铃薯淀粉在不同循环次数的析水率

品种/循环次数循环次数1次2次3次4次5次布尔班克67.23±0.016c68.96±0.008c70.96±0.016c73.08±0.008c73.96±0.008c麦垦1号61.59±0.008b63.42±0.012b64.56±0.012b67.03±0.016b67.35±0.012b尤金67.61±0.008a68.79±0.016a69.32±0.012a70.54±0.016a71.18±0.012a夏波蒂51.02±0.016d52.97±0.012d56.14±0.029d58.76±0.024d60.37±0.008d

2.4 不同品种马铃薯淀粉直链淀粉质量分数

四种品种马铃薯直链淀粉质量分数分别为：布尔班克20.65%、麦肯1号19.76%、夏波蒂18.09%、尤金21.5%，如图1.不同品种马铃薯淀粉糊化性质的差异性可能与淀粉颗粒的大小、形状及直链淀粉的质量分数等因素有关[24-25]，因此直链淀粉质量分数是影响粮食感官品质和加工特性的一个重要因素，其质量分数的高低，可作为评价粮食品质的一个重要指标.所以应选择直链淀粉较低的品种，四个品种马铃薯淀粉中麦肯1号、夏波蒂直链淀粉质量分数较低，比较适合加工.

图1 不同品种马铃薯淀粉的直链淀粉质量分数

3 结 论

1)不同品种马铃薯的基本成分质量分数不同，综合来看，夏波蒂的营养元素：蛋白质，多酚及维生素质量分数较高，如若用来加工生产马铃薯产品将会带来很大的销售市场.

2)在试验范围内，随着温度的升高，不同品种马铃薯淀粉溶解度和膨胀度均增大，其中夏波蒂淀粉具有最高的溶解度，尤金淀粉具有最低的溶解度；夏波蒂淀粉具有最高的膨胀度，尤金淀粉的膨胀度较低.

3)不同品种马铃薯淀粉的冻融稳定性具有显著性差异，随着冻融循环次数的增多，淀粉的析水率逐渐增大，布尔班克淀粉的析水率最大，夏波蒂淀粉的析水率最小.

4)四个品种马铃薯淀粉中尤金淀粉的直链淀粉质量分数最高，夏波蒂淀粉的直链淀粉质量分数最低，根据不同加工特性要求，人们可以选择不同品种进行加工.

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Analysis on basal component content of potato and functional properties of potato starches

XU Zhong, XU Qiao-jiao,WANG Zhi-peng, ZHAO Dan

(School of Foodstuf,Harbin University of Commerce, Harbin 150086, China)

Four kinds of potato starch were regarded as the research object in this paper, The basal component content of potato and the pasting properties, swelling power, solubility, freeze-thaw stability features of the potato starch were studied. The results showed that pasting parameters were significant differences which come from different kinds of potato starch. The swelling power and solubility come from different varieties of potato were connected with temperature, which was increased with increasing temperature. The freeze-thaw stability from different potato starch was different. The analysis water rate increased when the freeze -thaw cycles increased. The more freeze-thaw cycles were, the freeze-thaw stability was worse. The amylose content of different varieties of potato starch was different.

basal component content; potato starch; functional properties; amylase

2016-09-20.

黑龙江省自然基金项目(B200915)

徐 忠(1964-)，男，博士，教授，研究方向：谷物与淀粉食品加工.

R285

A

1672-0946(2017)02-0168-04