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(1.四川农业大学食品学院,四川雅安 625000; 2.内江职业技术学院,四川内江 641000)

甘薯(Ipomoeabatatas(L.)Lam.)是旋花科甘薯属的一个重要栽培种,又名红薯、白薯、番薯、红苕、地瓜等,按肉质的颜色可分为红心甘薯、白心甘薯、紫甘薯[1],为蔓生性草本植物,原产于美洲墨西哥,大约在16世纪中叶传入我国。甘薯耐旱、耐瘠、稳产高产、适应性强、容易栽培,种植集中于亚洲和非洲的发展中国家和地区。在我国主要的粮食作物中,仅次于水稻、小麦和玉米,居第四位。我国甘薯常年种植面积约1亿亩,总产量在1亿吨以上,无论种植面积还是年产量,均居世界首位[2-3],其中四川、河南、山东、重庆、广东、安徽等省(直辖市)种植面积和产量较大[4]。甘薯营养价值丰富,含有多种人体所必需的营养物质。据研究分析,每100 g甘薯中约含蛋白质1.8 g、脂肪0.2 g、糖类29.5 g、钙18 mg、磷20 mg、铁0.2 mg、钾503 mg、胡萝卜素1.31 mg、维生素C 30 mg、维生素Bl0.12 mg、维生素B20.04 mg及烟酸0.5 mg[5]。此外,甘薯还具有多种食疗保健作用,如防癌、抑制胆固醇生成,有益于心脏健康,预防肺气肿、抗糖尿病、减肥、润肠通便等,是一种“长寿食品”[6]。

甘薯淀粉是目前甘薯加工的主要产品[1],但长期以来甘薯主要作为饲料、酿酒原料或进行部分粗加工利用,其效益不高,利用率低[6]。如何将甘薯进行深加工,开发以甘薯为原料的糕点食品、休闲食品、保健食品、饮料等,是甘薯产业开发的重要途径。将甘薯制备成饮料,不仅能全面地保留甘薯的营养价值,还能丰富饮料种类,提高甘薯的附加值,是目前研究的方向之一,但多集中在生产工艺及其优化[7-10]等方面,如邓皓天等[7]优化了甘薯的澄清工艺,于淑兰等[8]研究了紫甘薯、大枣、山楂复合饮料的生产工艺,后立琼等[9]研究了甘薯浊汁饮料的生产工艺,张碧莹等[10]研究了常压蒸煮、高压蒸煮、微波蒸煮、螺旋榨汁这四种加工方式对甘薯汁品质及抗氧化活性的影响。在饮料加工中,原料品种是最重要的影响因素之一,其品质直接影响到成品的品质,因此有必要对不同品种的加工特性进行研究,为饮料加工筛选出适宜的原料品种,如董星光等[11]、张圆圆等[12]分别研究了不同品种梨和樱桃对制汁特性的影响。关于甘薯品种制汁性能已有报道,如张启贵等[13]研究了9个品种甘薯汁的抗氧化活性,张继明等[14]研究了3个甘薯品种在贮藏期间淀粉含量、出汁率及榨汁后还原糖含量的变化,确定红香蕉等适合加工浓缩汁,邹波等[15]对9个品种紫肉甘薯的饮料加工特性进行了评价;总体来说,甘薯品种原料基础数据少,制汁性能研究少,无法适应甘薯汁及甘薯深加工发展需要。因此,本试验收集了15个品种的甘薯,对它们的基本制汁性能如水分含量、淀粉含量、可溶性糖含量、酶解后出汁率等指标进行了对比,旨在为甘薯资源利用提供基础数据,为甘薯汁制备提供适宜的原料品种。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

UV-1800PC型紫外可见分光光度计 上海美谱达仪器有限公司;KDN-1型凯氏定氮仪 上海仪电科学仪器股份有限公司;KDN-08C型数显温控消化炉 上海新嘉电子有限公司;JYL-CO22E型料理机 九阳股份有限公司;DZKW-4型电子恒温水浴锅 北京中兴伟业仪器有限公司;DHG-9246A型电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;JM-A10002型电子天平 诸暨市超泽衡器设备有限公司;DL-1型万用电炉 北京中兴伟业仪器有限公司。

1.2 实验方法

用刀将红薯块根手工切成2～5 mm大小颗粒,用于下述各指标的测定。

1.2.1 水分含量的测定 直接干燥法,参照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[16]测定。

1.2.2 淀粉含量的测定 酸水解法,参照GB 5009.9-2016《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定》[17]测定。

1.2.3 可溶性糖含量的测定 硫酸蒽酮法,参照全妙华等[18]的方法测定。

1.2.4 还原糖含量的测定 3,5-二硝基水杨酸比色法,参照赵凯等[19]的方法测定。

1.2.5 总酸含量的测定 酸碱滴定法,参照GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》[20]测定。

1.2.6 蛋白质含量的测定 凯氏定氮法,参照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》[21]测定。

1.2.7 出汁率的测定 参照张继明等[14]的方法略作修改,具体为:取一定量的甘薯颗粒,加入甘薯粒50%质量的软化水,用料理机打成匀浆,然后按甘薯浆∶淀粉酶=1∶0.0025(质量比)添加5%淀粉酶水溶液,将薯浆加热到85 ℃保温2 h,以4层纱布手工挤汁,立即对挤出的汁称重。出汁率(%)=(汁质量-加水质量)/原料质量×100。

淀粉、可溶性糖、还原糖、总酸、蛋白质含量均为湿基含量,干基含量=湿基含量×100/(100-W水)。

1.3 数据处理

每组试验重复3次,试验数据均以平均值±标准差表示,应用SPSS 22软件进行数据分析。实验数据采用ANOVA进行邓肯氏(Duncan’s)差异分析,字母不同代表差异显著,显著水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 不同品种甘薯的水分含量

水分是农产品品质中最重要的一个指标,与加工、呼吸、蒸腾、贮藏特性等密切相关。不同品种甘薯水分含量差异大,从51.5%到87.3%不等[22]。对于制汁而言,水分含量高,可能出汁率更高。15个品种甘薯的水分含量见表1。

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

2.2 不同品种甘薯的淀粉含量

薯类中除水分外,碳水化合物的含量最高,而碳水化合物中含量最高的则是淀粉,淀粉含量一般占鲜重的15%～20%,高的可达24%～29%[23],低的则仅为5.5%[24]。淀粉含量是决定薯类用途的重要指标,对于用于提取淀粉的薯类而言,淀粉含量越高越好,但对于甘薯饮料而言,淀粉经加热后大多以糊化状态存在,糊化的淀粉容易老化产生浑浊或分层沉淀,且不容易过滤,致使饮料后稳定性差,是甘薯饮料中非常常见的一个质量问题,因此常需要采用适当的方法加以去除。但若从源头来降低淀粉的含量,即选取淀粉含量低的品种则可达到很好的效果。15个甘薯品种的淀粉含量见表2。

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

从表2来看,15种甘薯的淀粉含量差异较大,介于11.1%～18.1%之间,与文献报道[23-24]相一致。其中以XN 1448-5、A 122、XS 15-6-32最低,三者间无显著性差异(p>0.05),而以XS 15-11-15最高,达18.1%,显著高于其余14个品种(p<0.05)。因此,就研究的这15个品种,若要作为淀粉加工原料,以XS 15-11-15最佳,但若要加工制作甘薯汁饮料,要提高甘薯汁稳定性,则淀粉含量低的品种XN 1448-5、A 122、XS 15-6-32为佳。

2.3 不同品种甘薯的糖酸含量

糖和酸分别是食品呈现甜味和酸味的物质基础,它们的含量是影响食品口感最重要的指标之一。对于制汁原料而言,要求糖含量高,酸含量适中。15个品种甘薯中的可溶性糖、总酸(以柠檬酸计)和还原糖(以葡萄糖计)含量进行了测定,结果见表3。

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

就甘薯的糖酸含量来看,其可溶性糖、还原糖含量、总酸含量均偏低。但由于甘薯中富含淀粉,为解决淀粉带来的稳定性问题,通常会采用淀粉酶来水解淀粉,水解后会导致可溶性糖和还原糖含量有所提高,因此,从这一点来说,原料糖含量的重要性也就有所下降。

2.4 不同品种甘薯的蛋白质含量

蛋白质是生物体细胞的重要组成成分,在细胞的结构和功能中起着重要的作用;蛋白质具有重要的营养特性,提供能量和必需氨基酸;蛋白质也是食品中最重要的组成成分之一,对食品品质产生重大影响[26]。甘薯蛋白质不仅是甘薯的主要营养成分,还具有较强的抗氧化性、脱氧抗坏血酸还原酶活性和单脱氧抗坏血酸还原酶活性,具有多重用途[1]。15个品种甘薯的总蛋白质含量见表4。

表4 不同品种甘薯的蛋白质含量Table 4 Protein content of different varieties of sweet potato(Ipomoea batatas(L.)Lam.)

从表4来看,15种甘薯的蛋白质含量介于0.88%～2.95%,其中以1498-4含量最高,为2.95%,它与XS 11-3-59没有显著性差异(p>0.05),而南垝苕含量最低,为0.88%,它显著低于其余14个品种(p<0.05)。将这15个品种甘薯的蛋白质含量折算成干基含量,则为3.39%～13.49%,与刘鲁林等[24]报道的0.34%～11.16%基本一致。

由此可见,甘薯含有较为丰富的蛋白质,能为饮料带来益处,但由于蛋白质会对饮料的稳定性产生影响[27],因此需要在制汁中通过添加稳定性等方式来加以控制。

2.5 不同品种甘薯的出汁率

出汁率是反映甘薯利用率的一个重要指标,也是制汁的首要参考因素[14]。15个品种甘薯的出汁率见表5。

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

由表5可以看出,各个品种的出汁率差异非常大,其中,XN 1448-5出汁率最高,达到77.9%,但它与A 122、XN 1386-4、217-46的出汁率均无显著性差异(p>0.05),而XS 15-11-15出汁率含量仅为39.8%,显著低于其余14个品种(p<0.05),其余品种的出汁率则集中在54.7%～74.3%。因此,就出汁率来看,以XN 1448-5、A 122、XN 1386-4、217-46较佳。

3 结论