不同品種馬鈴薯用于真空油炸薯條的適宜性

歐陽玲花,朱雪晶,何家林,羅晶,祝水蘭,袁林峰,馮健雄,周巾英

(江西省農業科學院 農產品加工研究所,江西 南昌,330200)

馬鈴薯是我國大部分省(區)的優勢經濟作物,有著廣泛的種植面積。中國馬鈴薯生產規模總體呈上升趨勢,播種面積和產量均大幅增長,2018年種植面積達到481.35萬hm2,產量達到9 032.14萬t,隨著生產技術的不斷提高,馬鈴薯的單產也呈現穩步提高的趨勢,2018年為20 944.1 kg/hm2,與國內其他作物相比,2018年馬鈴薯的種植面積和產量均居于第5位,是國家重要的糧食和經濟作物[1]。目前我國馬鈴薯鮮食比重大、加工率偏低、增值率不高;每年由于萌芽、失水、腐爛等原因,我國馬鈴薯貯藏損失為15%～25%,嚴重時超過40%。這些都制約了馬鈴薯產業的發展,影響種植戶的收入水平,降低種植戶的種植積極性[2]。為了促進馬鈴薯產業的健康全面發展,應大力發展馬鈴薯深加工產業,提高馬鈴薯加工利用率。

油炸技術通常可以分為常壓油炸和真空油炸,常壓油炸工藝(180 ℃左右)下高溫使馬鈴薯的營養成分受到破壞,色、香、味受到影響,高溫油易產生有害物質,影響消費者的健康。真空油炸產品能保持原料自然的色澤、天然的成分,產品酥脆可口,故發展迅速[3]。真空油炸馬鈴薯薯條是以新鮮的馬鈴薯為原料,經過清洗、去皮、切條、燙漂、冷凍、真空油炸和調味等多道工序而制成的一種松脆可口的方便休閑食品。馬鈴薯品種數量繁多,品質指標差異性大,加工后的色澤和質地品質是塊莖各種成分含量在加工過程中的綜合體現[4];常溫油炸薯條品質與原料水分、淀粉、還原糖、總糖含量顯著相關,干物質含量高、糖分含量較低且蛋白質含量較高,加工過程中不易變色,可用于馬鈴薯油炸薯條、薯片加工[5-6]。目前真空油炸馬鈴薯薯條、薯片,主要注重制品的加工配方、工藝優化研究[7-8],不同特性馬鈴薯原料生產真空油炸薯條、薯片的適宜性研究還鮮見報道。本試驗選取了江西省收獲的6個馬鈴薯品種,測定馬鈴薯原料及真空油炸薯條的主要品質指標,分析馬鈴薯原料加工指標與真空油炸薯條品質的相關性,探討不同品種馬鈴薯加工真空油炸薯條的適應性,為選擇適宜的真空油炸薯條加工品種具有一定的指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗品種為江西省農業科學院作物研究所種植的春收馬鈴薯,種植于江西省農業科學院高安科研基地,經同樣栽培條件種植,收獲后統一處理。受試品種為:中薯5號、夏波蒂、華薯9號、隴薯6號、興佳2號、費烏瑞它。

1.2 主要儀器設備

B-260型恒溫水浴,上海亞榮生化儀器廠;SH-3型磁力攪拌器,天津市泰斯特儀器有限公司;ZK-700真空油炸機,廣州旭眾食品機械有限公司;TP-214型電子天平,北京賽多利斯儀器系統有限公司;Agilent-100高效液相色譜儀,美國Agilent科技有限公司;WSD-S型色差計,上海儀電物理光學儀器有限公司;TMS-Pro質構儀,北京盈盛恒泰科技有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 馬鈴薯真空油炸方法

馬鈴薯經清洗、去皮、切條(7 mm×7 mm)后,沸水漂燙5 min,冷卻后瀝干,-18 ℃冷凍24 h后備用。真空油炸時,真空度0.098 MPa,溫度88 ℃,時間38 min,脫油轉速720 r/min,時間6 min。

1.3.2 原料指標的測定方法

鮮薯塊莖主要農藝性狀指標測定。塊莖長、寬及長寬比:每個樣品測試3株塊莖,收獲后的塊莖洗凈晾干,使用游標卡尺縱向測定塊莖頂端到臍部最長處長度L值,再橫向量取馬鈴薯塊莖最寬處長度W值,塊莖長寬比=L/W。塊莖質量計算:塊莖質量/g=單株產量/單株結薯數。商品率計算如公式(1)所示：

商品率/%=m/單株產量×100

(1)

式中：m,單株內單個馬鈴薯塊莖質量>75 g的塊莖總質量。

參考相關標準和馬鈴薯加工企業對原料品質要求,篩選出與馬鈴薯加工特性相關的主要指標,干物質按照GB 5009.3—2016 《食品中水分的測定 烘干法》測定，根據含水率進行計算：干物質含量/%=1-含水率；淀粉按照GB 5009.9—2016 《食品中淀粉的測定 酸解法》測定；總糖按照GB 5009.8—2016 《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定 高效液相色譜法》測定；還原糖按照GB 5009.7—2016 《食品中還原糖的測定 直接滴定法》測定；蛋白質按照GB 5009.5—2016 《食品中蛋白質的測定 凱氏定氮法 》測定；色澤利用WSD-S型色差計在原料切條、燙漂、冷卻后測定其色度。

1.3.3 真空油炸薯條理化指標測定方法

測定真空油炸薯條的3個理化品質指標:水分質量分數、脂肪質量分數、色澤。

薯條水分含量測定按照GB 5009.3—2016 《食品中水分的測定 烘干法》。

薯條脂肪含量測定按照GB 5009.6—2016 《食品安全國家標準食品中脂肪的測定 索氏抽提法》。

色差:由色差儀通過反射法測定不同薯條樣品的L*、a*、b*,根據公式(1)計算色差ΔE。

(1)

1.3.4 薯條硬度的測定

采用質構儀對薯條樣品進行質構測定,以D=75 mm圓盤擠壓探頭測定薯條的硬度。探頭以樣品平臺為位移零點,探頭以30 mm/min的速度向下運行,當接觸到樣品后(即觸發力達到0.15 N時)以30 mm/min的速度向下擠壓,使樣品發生形變,壓縮比50%后探頭以30 mm/min的速度抬起,回到起始位置。單次擠壓圖譜見圖1,最大峰值負荷為硬度。

圖1 單次擠壓質構圖Fig.1 Texture under single extrusion

1.3.5 薯條感官評價

選擇10位具有相關食品加工專業背景的科技人員作為感官評價人員,其中男性5名,女性5名。對真空油炸薯條的形態、色澤、酥脆性作出評價,評分細則如表1所示。

表1 真空油炸薯條感官評價標準Table 1 Sensory evaluation standard of vacuum fried chips

酥脆性:牙齒用力時伴有脆響,食品發生連續的破碎,碎片或碎塊較小。

綜合得分:觀察樣品的形態、色澤并結合品鑒樣品的硬度、酥脆性、咀嚼滋味等的綜合感官評價。

1.4 數據統計

使用 Excel 和 IBM SPSS Statistics 21軟件進行數據統計和分析。每個數據結果表示為“平均值±標準差”,所有平均數采用最低顯著性差異法(least significant difference,LSD)進行多重比較。Pearson法進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種馬鈴薯原料指標的測定結果

測定了6個馬鈴薯品種塊莖農藝性狀,見表2,夏波蒂塊莖最長(76.04 mm),其次為費烏瑞它(72.21 mm),但差異不顯著,與隴薯6號塊莖長(51.62 mm)相比,差異顯著(P<0.05);費烏瑞它塊莖長寬比最大(1.76),呈長橢圓形,隴薯6號長寬比最小(1.12),接近圓形;華薯9號塊莖質量和商品薯率最大,分別為109.39 g和90.66%。

表2 不同馬鈴薯品種塊莖農藝性狀Table 2 Agronomic traits of tuber of different potato varieties

馬鈴薯主要理化指標結果見表3,隴薯6號和夏波蒂的干物質含量、淀粉含量高且無顯著差異,干物質含量分別為22.50%、21.99%,淀粉含量分別為17.22%,16.89%;其次為費烏瑞它和興佳2號;中薯5號干物質含量和華薯9號淀粉含量最低,分別為17.59%、12.34%,顯著低于其他品種;總糖和還原糖含量以費烏瑞它最高,含量顯著高于其他馬鈴薯品種(P<0.05);夏波蒂、華薯9號、隴薯6號的蛋白質含量高,三者無顯著差異,費烏瑞它含量最低,與其他品種差異顯著(P<0.05)。各品種加工指標間存在差異,表明不同馬鈴薯品種品質存在明顯差異。

表3 不同馬鈴薯品種理化指標測定結果 單位：%

馬鈴薯品種的特性影響加工制品的品質,經170 ℃,3 min油炸制作的薯片,感官品質與原料水分、淀粉、還原糖、總糖含量顯著相關[5],干物質含量高、糖分含量較低且蛋白質含量較高,加工過程中不易變色,可用于油炸薯條、薯片加工[6]。

2.2 不同品種馬鈴薯和真空油炸薯條的色澤

色澤是新鮮馬鈴薯品質評價的重要指標,直接影響人們對馬鈴薯加工產品品質優劣的判斷。測定鮮薯和薯條的色澤,L*值表示樣品的明度,L*值越大,則表示明度越高,反之,則明度越低,其中L*值(0～100),0表示最暗,100表示最亮,正負a*值分別代表紅和綠,正負b*值分別代表黃和藍。

表4結果表明,不同品種馬鈴薯的L*、a*、b*值差異均顯著(P<0.05);夏波蒂L*值最大;費烏瑞它L*值最低,b*值最大且與其他品種馬鈴薯黃度值差異顯著(P<0.05)。真空油炸后,鮮薯相應的薯條L*值下降,a*值、b*值都有不同程度地上升,但真空油炸的薯片其L*值、a*值、b*值比常壓油炸變化小[9]。ΔE值表示真空油炸薯條較原料總色澤的變化情況,色差ΔE的變化與薯條表觀色澤的變化相一致;馬鈴薯蒸煮前后的色差ΔE<15時,蒸煮前后的色差變化不顯著[10],本研究供試原料與真空油炸薯條的色差ΔE值均<10,色澤變化均不明顯,這與真空油炸技術可以較好地保持原料自然的色澤也是一致的。

表4 不同品種的鮮馬鈴薯和薯條色澤Table 4 Color parameters of fresh potatoes and vacuum fried chips

2.3 不同品種薯條理化指標結果

目前市場上的油炸食品存在的主要質量問題是產品含油率過高,對消費者來說,高脂肪、高熱量不利于身體的健康;其次增加了產品氧化的可能性,縮短了貨架期。常壓油炸馬鈴薯片含油量30%[11],以威芋3號、費烏瑞它、合作88、Atlantic加工的真空油炸薯片含油量低于20%[12],從表5可見,真空油炸薯條含油量(<17%)相對較低,夏波蒂的油脂含量最低,為12.12%,顯著低于其他品種的薯條;中薯5號、費烏瑞它薯條油脂含量相對高,分別為16.97%和16.82%,油炸甘薯片脂肪含量相對較高(23.47%),消費者更容易接受[13]。

品質良好的薯條要求硬度適中。由表5可知,夏波蒂硬度值最大(155.90 N),華薯9號硬度值最小值(76.14 N),硬度值越大薯條適口性較差;中薯5號、興佳2號、費烏瑞它硬度值適中,分別為95.99、103.82、94.69 N,結合表6可見,其酥脆性評價分值高,口感較好。

表5 不同品種真空油炸薯條的理化指標測定結果Table 5 Main quality indicators of vacuum fried chips

2.4 不同品種薯條感官評價結果

感官品質是食品的重要指標,主要包括食品的形態、色澤、質地、嗜好感覺等,薯條質地特性是由加工后薯條的硬度、咀嚼性、酥脆性等構成的復合特性。由表6可知,品種費烏瑞它薯條的形態分值與夏波蒂、隴薯6號差異顯著,但在色澤、酥脆性和綜合得分的感官評分上最高,分別為9.14、9.17、9.33分,且與其他5種馬鈴薯都具有顯著差異(P<0.05),表明馬鈴薯品種費烏瑞它進行真空油炸薯條最適宜,其次是興佳2號、中薯5號,分別為8.29、8.06分,這2種薯條綜合得分與華薯9號、隴薯6號、夏波蒂差異顯著(P<0.05)。

表6 不同品種馬鈴薯薯條感官評價得分Table 6 Sensory quality scores of vacuum fried chips

2.5 馬鈴薯原料的理化性質與薯條品質的相關性分析

不同馬鈴薯品種具有不同的生物學特性,其與加工技術、加工制品、制品品質相輔相成[6]。不同馬鈴薯品種加工的薯片、薯餅,其品質差異顯著,表明不同馬鈴薯品種對加工產品的品質特性具有顯著影響[5,14]。將真空油炸薯條的感官評分、理化品質與原料的干物質、淀粉、總糖、還原糖和蛋白質含量進行相關性分析,結果如表7所示。

表7 馬鈴薯原料的理化性質與薯條的品質相關性分析Table 7 Correlation coefficient analysis of quality indicators between potato chips and potatoes

供試原料干物質含量對薯條形態評價、含水量和產品的硬度呈顯著或極顯著正相關,相關系數分別為0.864(P<0.05)、0.935(P<0.01)、0.835(P<0.05);但干物質含量不一定單獨決定薯條的硬度,夏波蒂、隴薯6號干物質含量分別為21.99%、22.50%,兩者之間差異不顯著,但硬度分別為155.90、126.46 N,差異顯著(P<0.05),說明薯條的硬度還與塊莖中纖維含量、果膠、淀粉組成、淀粉顆粒表面積、形狀、大小等以及與油炸過程中淀粉糊化、果膠降解、細胞壁破碎、細胞降解等有關[15-16]。

淀粉含量與真空油炸薯條形態分值、含水量、薯條硬度呈顯著或極顯著正相關,相關系數分別為0.907(P<0.05)、0.964(P<0.01)、0.914(P<0.05),對其他感官指標影響不顯著。由表8可見,淀粉含量與干物質含量對薯條品質的影響較一致。結合表3和表6可見,夏波蒂、隴薯6號淀粉含量高,分別為16.89%、17.22%,對應的真空油炸薯條形態評分高,分別為9.22、9.31分,應與淀粉含量高,水分相對低,真空油炸時薯條形變小,能保持薯條較好的形態有關。對質地特性影響最顯著的因素是塊莖細胞中淀粉含量[4],本研究同樣發現淀粉含量對真空油炸薯條硬度影響顯著;薯條加工過程中,燙漂,油炸等工序中淀粉顆粒發生吸水膨脹、糊化降解等變化,加工過程中的這些變化最終也會影響薯條的質地特性。

總糖含量與色澤、綜合得分、含油量成正相關,相關系數分別為0.940(P<0.01)、0.836(P<0.05)、0.860(P<0.05);還原糖含量與薯條酥脆性、綜合得分呈顯著正相關,分別為0.896(P<0.05)、0.853(P<0.05)。總糖和還原糖含量高對真空油炸薯條感官品質具有積極作用,一方面,可能薯條在燙漂預處理過程中,可溶性糖從原料中滲出,薯條經過冷凍處理后,其內部的水分轉變成大小分布不均的冰晶,真空油炸時,冰晶受熱升華使樣品形成多孔結構,使薯條具有良好的質地品質;另一方面,由于多孔結構,有利于油脂的附著,使油脂含量相對較高[17-18],費烏瑞它總糖含量最高,為1.90%,其含油量也最高,為16.82%。蛋白質對真空油炸薯條品質沒有顯著影響。

2.6 馬鈴薯原料色澤與薯條感官色澤及整體喜好的相關性分析

食品的色澤是感官評價食品品質的一個重要因素,新鮮馬鈴薯的色澤是篩選適合不同用途需要的加工型品種的關鍵參數之一。將新鮮供試原料的色澤與油炸前后的色差、感官色澤和整體喜好進行相關性分析,結果如表8所示。

表8 原料色澤與薯條感官色澤及整體喜好的相關性分析Table 8 Correlation coefficient analysis of color parameters between potato chips and potatoes

3 討論

根據加工產品的不同,對馬鈴薯的品質要求也不盡相同。馬鈴薯原料品質的特性決定馬鈴薯加工產品的類型和產品的市場競爭力。在選擇馬鈴薯薯條加工品種時,需要對馬鈴薯的農藝性狀和塊莖的品質進行分析,這是進行薯條加工品種選擇的基礎。

薯型是薯條加工型品種要選擇的外觀性狀,通常薯條加工型品種的長度大于50 mm,長寬比大于1.5的橢圓形或長橢圓形薯型,質量在80～350 g。馬鈴薯品種、品系的聚類分析中,夏波蒂、Russet Burbank屬于長寬比大的品種,分別為1.56、2.06,塊莖為橢圓形和長橢圓形,符合炸薯條加工要求[16];本研究中馬鈴薯品種夏波蒂、興佳2號、費烏瑞它,平均長度均大于50 mm,且長寬比分別為1.69、1.70、1.76,薯形符合商業化薯條加工需要。

塊莖的干物質、淀粉、還原糖含量等是影響薯條加工品質的重要指標。油炸加工型馬鈴薯品種干物質含量要求應在20%～26%,還原糖含量應低于0.4%,轉心烏、云薯102、云薯301、Red Gold、Atlantic、高原7號等馬鈴薯品種干物質含量高、糖分含量較低且蛋白質含量較高,加工過程中不易變色,蛋白較高使得產品營養豐富,可用于油炸薯條、薯片等產品加工[6];本研究費烏瑞它、興佳2號干物質含量均小于20%、還原糖含量均大于0.4%,但真空油炸薯條費烏瑞它綜合得分最高(9.33分),其次興佳2號(8.29分);結合表7相關性分析可知,鮮薯干物質含量與硬度呈正相關,即薯條干物質含量高,硬度大,酥脆性差,其次真空油炸的低壓、低溫及低氧的加工環境,有效抑制還原糖與游離氨基酸發生“美拉德反應”,因此真空油炸薯條可選擇干物質含量適中的品種。

4 結論

適宜的馬鈴薯原料是生產優質真空油炸馬鈴薯條的物質基礎,本文測定了不同品種馬鈴薯原料的理化指標及真空油炸薯條的理化指標和感官指標,分析馬鈴薯原料品質與真空油炸薯條品質的相關性,為真空油炸薯條加工選擇優質馬鈴薯原料提供依據。

(1)鮮馬鈴薯的理化指標與真空油炸薯條品質之間有著較大的相關性;鮮薯干物質、淀粉、總糖、還原糖與薯條的理化品質和感官品質顯著相關,蛋白質對真空油炸薯條影響不顯著。

(2)鮮薯的色澤與真空油炸薯條感官色澤評分和綜合得分具有顯著相關性,亮度值L*與薯條感官品質存在顯著負相關,鮮薯黃藍值b*與薯條感官色澤和喜好性呈顯著正相關。

(3)不同馬鈴薯品種農藝性狀、主要化學成分含量、色澤存在差異,真空油炸加工成的薯條品質明顯不同,生產優質真空油炸薯條應選擇塊莖長寬比>1.5,干物質、淀粉含量適中,總糖、還原糖含量高,色澤亮度值L*低、黃藍值b*高的馬鈴薯品種;供試的馬鈴薯原料中,費烏瑞它的干物質和淀粉含量適中(19.22%、13.73%),總糖含量、還原糖含量、b*值高(1.90%、0.61%、29.13),其制作的薯條硬度較低(94.69 N),綜合得分最高(9.33分),品質最好,其次為興佳2號(8.29分)。