不同品種馬鈴薯營養品質分析及利用價值評價

岳新麗，湛潤生，弓 越，戴偉志，陳 云，白小東，范向斌

(1.山西農業大學 高寒區作物研究所，山西 大同 037008；2.山西大同大學 生命科學學院，山西 大同 037009)

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)是茄科一年生的草本植物，又被稱為土豆、洋山芋等，以塊莖為食用器官，營養物質豐富，約有20%左右的淀粉，2%～3%的蛋白質，0.2%的脂肪，還有多種無機鹽、維生素及生理活性物質等[1]。馬鈴薯用途廣泛，傳統消費中它糧菜皆用。自2015年起，我國農業部啟動馬鈴薯主糧化戰略，將進一步提高馬鈴薯產業化水平。馬鈴薯將不只是以鮮薯形式出現在人們眼前，可以把它加工成淀粉、全粉、薯條等一系列加工產品，供食品加工利用；還可以將它經過進一步加工得到變性淀粉，這種淀粉可以廣泛的應用于化工、鋼鐵制作、醫療、食品、污水處理等行業[2]。隨著馬鈴薯產品應用面不斷擴大，馬鈴薯的品質問題成為了越來越多的馬鈴薯科研部門和生產部門所共同關心的問題，這些指標主要包括干物質、淀粉、蛋白質、維生素C、還原糖含量等[3]。相關研究表明，不同馬鈴薯品質存在著很大的差異，它除了受到遺傳效應的控制之外，還會受到環境因素的影響[4]。

大同市位于山西省北部大同盆地的中心，屬于高寒冷涼地區，是我國典型的季風大陸性氣候，年平均氣溫在6.4℃左右，年平均光照2 595 h左右，氣候干燥寒冷，晝夜溫差大，適合馬鈴薯的生長。在大同市馬鈴薯的種植面積年均5.8萬km2，占大同市糧田總面積的20%左右，是僅低于玉米的第二大糧食作物。為了比較不同品種馬鈴薯之間的品質差異性，研究挑選14個品種的馬鈴薯塊莖進行品質分析，以期為馬鈴薯的加工利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用馬鈴薯均由山西農業大學高寒區作物研究所提供，共14個品種，其中所內選育品種8個：晉薯13號、晉薯14號、晉薯16號、晉薯21號、晉薯27號、同薯23號、同薯30號、大同里外黃；引進品種6個：紫花白(由黑龍江省農科院馬鈴薯研究所選育)、興佳2號(由黑龍江省大興安嶺地區農業林業科學研究院選育)、冀張薯8號(由河北省高寒作物研究所選育)、冀張薯12號(由河北省高寒作物研究所選育)、青薯9號(由青海省農林科學院生物技術研究所選育)、中薯18號(由中國農業科學院蔬菜花卉研究所選育)，以上馬鈴薯品種均為北方一季種植品種。

1.2 試驗地概況

高寒區作物研究所試驗基地，位于朔州市懷仁縣毛家皂鎮，海拔1 038 m，距大同市區15 km，屬大同盆地中間地帶，土地肥沃，水資源豐富，試驗地前茬為黍子。

1.3 實驗方法

試驗用馬鈴薯于2019年國慶節期間收獲，地窖低溫儲藏，2020年5月10日在大同大學生命科學實驗教學中心完成品質指標測定任務。烘干法測定干物質含量[6]，2,6-二氯酚滴定法測定Vc含量[7]，考馬斯亮藍比色法測定蛋白質含量[8]，蒽酮-硫酸比色法測定淀粉含量[8]，3,5-二硝基水楊酸比色法測定還原糖含量[8]。

1.4 數據處理分析

塊莖營養品質綜合評價用模糊數學隸屬函數法，依公式X(μ)=(X-Xmin)/( Xmax-Xmin)計算各品種單個營養品質指標的隸屬函數值，再求各品種的平均隸屬函數值[9]。

2 結果與分析

2.1 不同馬鈴薯品種營養品質比較

2.1.1 干物質含量分析 干物質含量是馬鈴薯加工行業中十分重要的一個指標，通常干物質含量越高，淀粉含量越高。干物質含量多少，與品種、土壤類型、種植季節、田間管理等各方面都有關系。一般認為干物質含量超過20%的馬鈴薯品種可以作為炸薯條或薯片使用[10]。14個供試品種中，“青薯9號”、“大同里外黃”干物質含量最高分別為25.70%、25.67%，另外，“冀張薯8號”、“晉薯14號”、“晉薯16號”、“同薯23號”、“中薯18號”、“晉薯27號”、“紫花白”干物質含量均超過了20%，“晉薯13號”、“晉薯21號”、“冀張薯12號”、“興佳2號”、“同薯30號”干物質含量低于20%。

2.1.2 淀粉含量分析 淀粉含量高低是馬鈴薯淀粉加工的首選衡量指標，通常認為淀粉含量在16%或以上的馬鈴薯品種可以作為淀粉加工使用[11]。試驗中“青薯9號”淀粉含量最高為19.57%，其次“大同里外黃”18.37%，“晉薯14號”、“冀張薯8號”分別為16.32%、16.04%，其余品種淀粉含量都在10.00%～16.00%之間。

2.1.3 蛋白質含量分析 馬鈴薯蛋白質具有多種氨基酸組分，有極高的營養價值，必需氨基酸平衡優于其他植物產品，屬于完全蛋白質，能很好地被人體所吸收[12]。試驗中“冀張薯12號”蛋白質含量最高3.25%，其次“興佳2號”、“青薯9號”、“晉薯27號”分別為2.93%、2.76%、2.55%，“晉薯14號”、“同薯23號”、“晉薯21號”蛋白質含量小于2.00%，其余品種蛋白質含量介于2.00%～2.50%之間。

2.1.4 維生素C含量分析 維生素C(Vc，抗壞血酸)是人類營養中主要的維生素之一，在人體內，Vc是高效抗氧化劑，同時還有許多重要的生物合成過程中也需要維生素C參與作用，但是人類自身不能合成 Vc，必須通過食物、藥物等攝取[13]。試驗中“興佳2號”Vc含量最高為25.73 mg·100g-1，其次“青薯9號”23.07 mg·100g-1，“同薯30號”、“冀張薯12號”分別為20.67 mg·100 g-1、20.52 mg·100g-1，其余品種Vc含量也都在15.00～20.00 mg·100g-1之間。

2.1.5 還原糖含量分析 還原糖含量高低是薯片、薯條加工類馬鈴薯品質要求中重要的指標之一，馬鈴薯塊莖在高溫油炸過程中還原糖和氨基酸會發生Maillard反應，生成顏色較深具有苦味的物質，影響產品的適口性[14]。馬鈴薯理想還原糖含量應為鮮重的0.10%，生產實踐中炸薯片品種還原糖含量上限不超過鮮重0.30%，炸薯條不超0.50%[15]。試驗中“晉薯21號”、“同薯23號”還原糖含量最低，分別為0.16%、0.18%；“冀張薯12號”、“青薯9號”、“冀張薯8號”含量分別為0.25%、 0.27%、0.28%，適宜于炸薯片生產；“晉薯27號”、“紫花白”、“同薯30號”、“晉薯13號”、“晉薯16號”、“晉薯14號”、“中薯18號”含量分別為0.32%、0.34%、0.38%、0.39%、0.42%、0.44%、0.45%，適宜于炸薯條生產；“大同里外黃”、“興佳2號”還原糖含量最高，分別為0.54%、0.57%。

2.2 不同馬鈴薯品種營養品質評價

采用模糊數學的平均隸屬函數值來衡量馬鈴薯營養品質好壞，將干物質、淀粉、蛋白質、Vc含量設為優良品質指標，計算各個品種的平均隸屬函數值，數值越大，說明品質越好，反之則品質越差[16]。試驗中“青薯9號”、“大同里外黃”平均隸屬函數值大于0.6，營養品質好；“興佳2號”、“冀張薯8號”平均隸屬函數值大于0.5，營養品質較好；其余品種平均隸屬函數值均小于0.5，營養品質一般。

表1 不同馬鈴薯品種營養品質比較

3 討論與結論

試驗對14個品種馬鈴薯塊莖干物質、淀粉、蛋白質、Vc以及還原糖五項指標進行了測定，其中干物質含量變化范圍為16.38%～25.70%，淀粉含量10.01%～19.57%，蛋白質含量1.43%～3.25%，Vc含量13.33 ～25.70 mg·100 g-1，還原糖含量0.16%～0.57%。通過比較不同品種馬鈴薯上述五項指標值，結合相關行業標準，我們認為，“青薯9號”、“大同里外黃”、“晉薯14號”、“冀張薯8號”淀粉含量高，可以作為淀粉生產品種使用； “青薯9號”、“冀張薯8號”、“晉薯14號”、“晉薯16號”、“同薯23號”、“中薯18號”、“晉薯27號”、“紫花白”干物質含量高，而還原糖含量低，適合于炸薯片或薯條品種使用；“興佳2號”、“青薯9號”Vc含量高，適合于作為鮮薯食用。采用模糊數學隸屬函數法綜合評價塊莖營養品質，結果表明 “青薯9號”、“大同里外黃”營養品質好，“興佳2號”、“冀張薯8號”營養品質較好。

試驗中有些品種，例如“大同里外黃”，它是高寒作物研究所近年來新選育品種，干物質、淀粉含量都很高，但是其還原糖含量偏高，影響其作為炸薯條或薯片品種使用。“晉薯16號”是我所選育品種，增產效益明顯，是近年來重點推廣品種，但是在本次試驗中綜合品質評價表現一般，從而會影響到其后續加工利用環節，以及由此帶來的經濟效益。相反一些引進品種表現較好，“冀張薯12號”蛋白質含量較高，達到3.25%，可以加以利用；“青薯9號”、“冀張薯8號”以及“興佳2號”在本次品質分析試驗中都表現很好，可以考慮在后續加工利用行業中加以利用。

在馬鈴薯生產實踐環節中，除了研究馬鈴薯產量和營養品質，我們還應該加強對馬鈴薯品種的管理，合理配置資源，提高種植技術，積極向大眾推廣科學化生產技術，不要再延續舊傳統種植方式，這樣也能大大提升馬鈴薯的產量和質量。