不同品種甘薯制汁特性的比較

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(1.四川農業大學食品學院,四川雅安 625000; 2.內江職業技術學院,四川內江 641000)

甘薯(Ipomoeabatatas(L.)Lam.)是旋花科甘薯屬的一個重要栽培種,又名紅薯、白薯、番薯、紅苕、地瓜等,按肉質的顏色可分為紅心甘薯、白心甘薯、紫甘薯[1],為蔓生性草本植物,原產于美洲墨西哥,大約在16世紀中葉傳入我國。甘薯耐旱、耐瘠、穩產高產、適應性強、容易栽培,種植集中于亞洲和非洲的發展中國家和地區。在我國主要的糧食作物中,僅次于水稻、小麥和玉米,居第四位。我國甘薯常年種植面積約1億畝,總產量在1億噸以上,無論種植面積還是年產量,均居世界首位[2-3],其中四川、河南、山東、重慶、廣東、安徽等省(直轄市)種植面積和產量較大[4]。甘薯營養價值豐富,含有多種人體所必需的營養物質。據研究分析,每100 g甘薯中約含蛋白質1.8 g、脂肪0.2 g、糖類29.5 g、鈣18 mg、磷20 mg、鐵0.2 mg、鉀503 mg、胡蘿卜素1.31 mg、維生素C 30 mg、維生素Bl0.12 mg、維生素B20.04 mg及煙酸0.5 mg[5]。此外,甘薯還具有多種食療保健作用,如防癌、抑制膽固醇生成,有益于心臟健康,預防肺氣腫、抗糖尿病、減肥、潤腸通便等,是一種“長壽食品”[6]。

甘薯淀粉是目前甘薯加工的主要產品[1],但長期以來甘薯主要作為飼料、釀酒原料或進行部分粗加工利用,其效益不高,利用率低[6]。如何將甘薯進行深加工,開發以甘薯為原料的糕點食品、休閑食品、保健食品、飲料等,是甘薯產業開發的重要途徑。將甘薯制備成飲料,不僅能全面地保留甘薯的營養價值,還能豐富飲料種類,提高甘薯的附加值,是目前研究的方向之一,但多集中在生產工藝及其優化[7-10]等方面,如鄧皓天等[7]優化了甘薯的澄清工藝,于淑蘭等[8]研究了紫甘薯、大棗、山楂復合飲料的生產工藝,后立瓊等[9]研究了甘薯濁汁飲料的生產工藝,張碧瑩等[10]研究了常壓蒸煮、高壓蒸煮、微波蒸煮、螺旋榨汁這四種加工方式對甘薯汁品質及抗氧化活性的影響。在飲料加工中,原料品種是最重要的影響因素之一,其品質直接影響到成品的品質,因此有必要對不同品種的加工特性進行研究,為飲料加工篩選出適宜的原料品種,如董星光等[11]、張圓圓等[12]分別研究了不同品種梨和櫻桃對制汁特性的影響。關于甘薯品種制汁性能已有報道,如張啟貴等[13]研究了9個品種甘薯汁的抗氧化活性,張繼明等[14]研究了3個甘薯品種在貯藏期間淀粉含量、出汁率及榨汁后還原糖含量的變化,確定紅香蕉等適合加工濃縮汁,鄒波等[15]對9個品種紫肉甘薯的飲料加工特性進行了評價;總體來說,甘薯品種原料基礎數據少,制汁性能研究少,無法適應甘薯汁及甘薯深加工發展需要。因此,本試驗收集了15個品種的甘薯,對它們的基本制汁性能如水分含量、淀粉含量、可溶性糖含量、酶解后出汁率等指標進行了對比,旨在為甘薯資源利用提供基礎數據,為甘薯汁制備提供適宜的原料品種。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

UV-1800PC型紫外可見分光光度計 上海美譜達儀器有限公司;KDN-1型凱氏定氮儀 上海儀電科學儀器股份有限公司;KDN-08C型數顯溫控消化爐 上海新嘉電子有限公司;JYL-CO22E型料理機 九陽股份有限公司;DZKW-4型電子恒溫水浴鍋 北京中興偉業儀器有限公司;DHG-9246A型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司;JM-A10002型電子天平 諸暨市超澤衡器設備有限公司;DL-1型萬用電爐 北京中興偉業儀器有限公司。

1.2 實驗方法

用刀將紅薯塊根手工切成2～5 mm大小顆粒,用于下述各指標的測定。

1.2.1 水分含量的測定 直接干燥法,參照GB 5009.3-2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[16]測定。

1.2.2 淀粉含量的測定 酸水解法,參照GB 5009.9-2016《食品安全國家標準 食品中淀粉的測定》[17]測定。

1.2.3 可溶性糖含量的測定 硫酸蒽酮法,參照全妙華等[18]的方法測定。

1.2.4 還原糖含量的測定 3,5-二硝基水楊酸比色法,參照趙凱等[19]的方法測定。

1.2.5 總酸含量的測定 酸堿滴定法,參照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》[20]測定。

1.2.6 蛋白質含量的測定 凱氏定氮法,參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[21]測定。

1.2.7 出汁率的測定 參照張繼明等[14]的方法略作修改,具體為:取一定量的甘薯顆粒,加入甘薯粒50%質量的軟化水,用料理機打成勻漿,然后按甘薯漿∶淀粉酶=1∶0.0025(質量比)添加5%淀粉酶水溶液,將薯漿加熱到85 ℃保溫2 h,以4層紗布手工擠汁,立即對擠出的汁稱重。出汁率(%)=(汁質量-加水質量)/原料質量×100。

淀粉、可溶性糖、還原糖、總酸、蛋白質含量均為濕基含量,干基含量=濕基含量×100/(100-W水)。

1.3 數據處理

每組試驗重復3次,試驗數據均以平均值±標準差表示,應用SPSS 22軟件進行數據分析。實驗數據采用ANOVA進行鄧肯氏(Duncan’s)差異分析,字母不同代表差異顯著,顯著水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 不同品種甘薯的水分含量

水分是農產品品質中最重要的一個指標,與加工、呼吸、蒸騰、貯藏特性等密切相關。不同品種甘薯水分含量差異大,從51.5%到87.3%不等[22]。對于制汁而言,水分含量高,可能出汁率更高。15個品種甘薯的水分含量見表1。

表1 不同品種甘薯的水分含量Table 1 Water content of different varieties of sweet potato(Ipomoea batatas(L.)Lam.)

2.2 不同品種甘薯的淀粉含量

薯類中除水分外,碳水化合物的含量最高,而碳水化合物中含量最高的則是淀粉,淀粉含量一般占鮮重的15%～20%,高的可達24%～29%[23],低的則僅為5.5%[24]。淀粉含量是決定薯類用途的重要指標,對于用于提取淀粉的薯類而言,淀粉含量越高越好,但對于甘薯飲料而言,淀粉經加熱后大多以糊化狀態存在,糊化的淀粉容易老化產生渾濁或分層沉淀,且不容易過濾,致使飲料后穩定性差,是甘薯飲料中非常常見的一個質量問題,因此常需要采用適當的方法加以去除。但若從源頭來降低淀粉的含量,即選取淀粉含量低的品種則可達到很好的效果。15個甘薯品種的淀粉含量見表2。

表2 不同品種甘薯的淀粉含量Table 2 Starch content of different varieties of sweet potato(Ipomoea batatas(L.)Lam.)

從表2來看,15種甘薯的淀粉含量差異較大,介于11.1%～18.1%之間,與文獻報道[23-24]相一致。其中以XN 1448-5、A 122、XS 15-6-32最低,三者間無顯著性差異(p>0.05),而以XS 15-11-15最高,達18.1%,顯著高于其余14個品種(p<0.05)。因此,就研究的這15個品種,若要作為淀粉加工原料,以XS 15-11-15最佳,但若要加工制作甘薯汁飲料,要提高甘薯汁穩定性,則淀粉含量低的品種XN 1448-5、A 122、XS 15-6-32為佳。

2.3 不同品種甘薯的糖酸含量

糖和酸分別是食品呈現甜味和酸味的物質基礎,它們的含量是影響食品口感最重要的指標之一。對于制汁原料而言,要求糖含量高,酸含量適中。15個品種甘薯中的可溶性糖、總酸(以檸檬酸計)和還原糖(以葡萄糖計)含量進行了測定,結果見表3。

表3 不同品種甘薯的糖酸含量Table 3 Sugar and acid content of different varieties of sweet potato(Ipomoea batatas(L.)Lam.)

就甘薯的糖酸含量來看,其可溶性糖、還原糖含量、總酸含量均偏低。但由于甘薯中富含淀粉,為解決淀粉帶來的穩定性問題,通常會采用淀粉酶來水解淀粉,水解后會導致可溶性糖和還原糖含量有所提高,因此,從這一點來說,原料糖含量的重要性也就有所下降。

2.4 不同品種甘薯的蛋白質含量

蛋白質是生物體細胞的重要組成成分,在細胞的結構和功能中起著重要的作用;蛋白質具有重要的營養特性,提供能量和必需氨基酸;蛋白質也是食品中最重要的組成成分之一,對食品品質產生重大影響[26]。甘薯蛋白質不僅是甘薯的主要營養成分,還具有較強的抗氧化性、脫氧抗壞血酸還原酶活性和單脫氧抗壞血酸還原酶活性,具有多重用途[1]。15個品種甘薯的總蛋白質含量見表4。

表4 不同品種甘薯的蛋白質含量Table 4 Protein content of different varieties of sweet potato(Ipomoea batatas(L.)Lam.)

從表4來看,15種甘薯的蛋白質含量介于0.88%～2.95%,其中以1498-4含量最高,為2.95%,它與XS 11-3-59沒有顯著性差異(p>0.05),而南垝苕含量最低,為0.88%,它顯著低于其余14個品種(p<0.05)。將這15個品種甘薯的蛋白質含量折算成干基含量,則為3.39%～13.49%,與劉魯林等[24]報道的0.34%～11.16%基本一致。

由此可見,甘薯含有較為豐富的蛋白質,能為飲料帶來益處,但由于蛋白質會對飲料的穩定性產生影響[27],因此需要在制汁中通過添加穩定性等方式來加以控制。

2.5 不同品種甘薯的出汁率

出汁率是反映甘薯利用率的一個重要指標,也是制汁的首要參考因素[14]。15個品種甘薯的出汁率見表5。

表5 不同品種甘薯的出汁率Table 5 Juice yield of different varieties of sweet potato(Ipomoea batatas(L.)Lam.)

由表5可以看出,各個品種的出汁率差異非常大,其中,XN 1448-5出汁率最高,達到77.9%,但它與A 122、XN 1386-4、217-46的出汁率均無顯著性差異(p>0.05),而XS 15-11-15出汁率含量僅為39.8%,顯著低于其余14個品種(p<0.05),其余品種的出汁率則集中在54.7%～74.3%。因此,就出汁率來看,以XN 1448-5、A 122、XN 1386-4、217-46較佳。

3 結論