不同品種馬鈴薯干片及其油炸脆片品質的比較

休閑食品在人們日常飲食中扮演著重要的角色，如何優(yōu)化其營養(yǎng)成分、提高其市場接受度，一直是食品研發(fā)人員關注的問題[1]。馬鈴薯干片和油炸脆片以其獨特的口感和質地，成為世界上最受歡迎的休閑食品之一[2]。馬鈴薯干片在中國西部山區(qū)有著悠久的歷史，作為一種傳統(tǒng)而有效的土豆保存方式，具有保質期長、使用方便、營養(yǎng)濃度高等優(yōu)點[3]。由于快節(jié)奏的現代生活，越來越多的消費者喜歡預加工食品。因此，干薯片，通常被認為是炸薯片的預加工食品，如今在城市生活中非常受歡迎。油炸是制作炸薯片常用的一種經典方法，因為油炸過程會給薯片帶來令人滿意的酥脆口感[4]。然而，過多攝入高油油炸產品會導致肥胖和心血管疾病，消費者現在傾向于尋求低脂肪、色澤、質地、味道誘人的健康零食[5]。因此，要生產出高品質的炸薯片不是一件簡單的事情[6]。目前，國內外學者對馬鈴薯油炸薯片的加工工藝優(yōu)化研究已趨于成熟，但對馬鈴薯原料的加工適宜性的研究報道較少[7]。

我國馬鈴薯資源雖然豐富，但加工專用薯種較少，大多依賴于引進品種。因此，研究馬鈴薯原料性狀與制品品質之間相關性，以及對不同馬鈴薯加工產品進行專用型馬鈴薯品種的篩選等工作，對促進馬鈴薯產業(yè)發(fā)展和升級具有積極的借鑒意義[8]。肖萬軍[9]通過田間試驗和實驗室分析篩選出了適宜油炸薯片加工的5個品種為美國切片、春薯5號、斯諾丹、豐白和大西洋。張小燕等[10]研究了不同馬鈴薯品種加工油炸薯片的適宜性，建立了薯片綜合評價指標與馬鈴薯原料加工指標之間的回歸模型，擬合度較高，回歸模型顯著；通過K-means聚類法在74個馬鈴薯品種中篩選出適宜加工薯片的15個品種，評價結果與實際應用現狀相符。不同品種馬鈴薯由于其理化指標的不同，會導致馬鈴薯干片的品質有所不同，進而會影響其油炸脆片的品質[11]。

云薯505號、龍薯12號、青薯9號、甘薯1號、黔芋8號、威芋5號、費烏瑞它、大西洋、中薯5號，是我國西南地區(qū)種植面積最大、具有代表性的馬鈴薯品種。目前，尚無研究對這9種馬鈴薯的化學成分進行系統(tǒng)性比較，此外，哪一品種更適用于生產馬鈴薯干片及油炸脆片也有待探究。本實驗比較了9個不同馬鈴薯品種的干片及其油炸脆片的品質，結合感官評價進而篩選出適宜加工成馬鈴薯脆片的原料品種。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗中所用的馬鈴薯為同1批次的新鮮馬鈴薯，9個品種為：云薯505號、龍薯12號、青薯9號、甘薯1號、黔芋8號、威芋5號、費烏瑞它、大西洋、中薯5號，初始含水量為79.27%～86.29%，塊莖成熟度及大小均勻，芽眼較少，表皮無霉變、無發(fā)綠及機械損傷，由貴州省生物技術研究所提供；金龍魚食用調和油，超市；石油醚(沸程為30～60 ℃)，分析純，成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設備

Ultra Scan PRO型測色儀，美國Hunter Lab公司；YZ-3032-BC型多功能油炸鍋，廣東容聲電器股份有限公司；TA.Plus型物性測定儀，英國Stable micro system公司；Phenom Pro型掃描電鏡，荷蘭Phenom World公司；KQ-600DE型數控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；HH-6D型數顯恒溫水浴磁力攪拌器，惠州市宏業(yè)儀器有限公司；WB-KQ01型熱泵(移動除濕烘干機)，廣州溫伴節(jié)能熱泵有限公司；DHG-9070型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海齊欣科學儀器有限公司；Ultra Scan PRO型測色儀，美國Hunter Lab公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

工藝流程如下：

原料挑選→清洗→去皮→切片→漂洗→汽蒸+超聲處理→涼水冷卻→瀝水、擦干表面水分→熱泵干燥→干片→油炸→馬鈴薯脆片

操作要點：(1)將去皮后的馬鈴薯沿橫向進行切片，要求厚薄均勻，切片厚度為3 mm左右；(2)稱取400 g樣品置于直徑為24 cm的蒸籠內，盡量使樣品散開平鋪于整個蒸籠內，加蓋汽蒸3 min，然后將汽蒸后的樣品稱取200 g放于裝有800 mL純水的燒杯中，于超聲清洗機中300 W處理20 min；(3)熱泵設定條件為：干球溫度50 ℃，相對濕度30%，干燥3 h，干片含水量為11.0%～12.5%，滿足水分要求；(4)油炸溫度為(180±5) ℃，油炸至脆片全部浮起，由于含水量較低，10 s以內即可使脆片表面呈均勻的白色或淡黃色，故每次放8片即可，炸至終點迅速撈起防止焦糊。

1.3.2 理化指標測定

(1)水分含量的測定：采用常壓干燥法，按照國標GB 5009.3—2016 《食品安全國家標準 食品中水分的測定》測定。以樣品的干基含水率為準，取各時刻的樣品進行水分含量測定，平行3次試驗，取平均值。樣品的水分含量計算如公式(1)所示[12]：

(1)

式中：Mt為t時刻干基含水率，g/g；mt為物料干燥至t時刻的質量，g；mg為樣品的干物質重量，g；t為干燥時間，h。

(2)還原糖的測定參考國標GB 5009.7—2016《食品安全國家標準 食品中還原糖的測定》[13]，采用直接滴定法；蛋白質測定則參考國標GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[14]，采用凱氏定氮法；淀粉測定參考國標GB 5009.9—2016《食品安全國家標準 食品中淀粉的測定》[15]，采用酶水解法。

(3)色澤的測定[16]：將樣品粉碎，過30目篩，裝入自封袋后使用測色儀對樣品進行色差測定，顏色測量在室溫(25 ℃)下進行，色度計光源為D65。在測量之前，色度計是根據標準的黑白板進行校準的。對每個樣品記錄不同位置3個讀數的平均值。L*值表示亮度；a*表示紅綠值，“+”表示偏紅，“-”表示偏綠；b*表示黃藍值，“+”表示偏黃，“-”表示偏藍。

(4)質構分析：在室溫(25 ℃)下，利用質構分析儀對干薯片和炸薯片進行質構分析，探頭型號為HDP-3PB。采用3點彎曲夾具對樣品的質構進行評價。儀器測試條件設置為：觸發(fā)力為5 g，測試距離為25 mm，預速度2.0，測試速度0.5，后速度10.0 mm/s。硬度，定義為探頭穿透油炸脆片外層表面時的最大壓縮力，用來描述樣品的質構[16]。對每個樣本進行8次測量，并記錄平均值。

(5)含油量測定[17]：油炸薯片用臼壓碎，然后在102 ℃的烤箱中烘干至恒重。隨后，干燥的樣品被轉移到單壁纖維素提取套管中，60 ℃下用石油醚為溶劑索氏提取8 h。含油燒瓶在55 ℃真空干燥機中烘干至恒重。含油量以提取油的重量與薯片重量的比值表示。所有測定重復進行3次。

1.3.3 感官評價

參考馬鈴薯油炸薯片相關標準QBT 2686—2005和LS/T 3106—1985，并結合本研究產品的特殊性，制定馬鈴薯油炸脆片感官得分評價標準(表1)。感官分析由10名接受過感官評估半訓練的研究者(年齡20～30歲)進行。不同的樣本用3位數隨機數字編碼，炸薯片(每個樣品3片)被隨機分發(fā)到各個評分者，每次評估前，小組成員會用冷水漱口[18]。根據表1對產品各項指標打分，取平均值作為各項指標最終得分，將各項指標平均分累加即是該產品的感官評價得分。

表1 馬鈴薯油炸脆片感官得分評價標準
Table 1 Sensory evaluation criteria of potato fried crisps

1.4 數據統(tǒng)計分析

所有的試驗結果均用平均值±標準偏差表示，使用Excel 2010與SPSS 22.0版統(tǒng)計軟件對試驗數據進行處理和顯著性分析(顯著性水平P<0.05)，用Origin 8.6軟件制圖。

2 結果與分析

2.1 不同品種馬鈴薯干片主要成分和色澤對比

由表2可知，不同品種的馬鈴薯其基本成分均有所不同，其中水分含量為79.23%～86.29%，大體分為3個水平且水平間具有顯著性(P<0.05)，由小到大排序為：大西洋<中薯5號、黔芋8號、威芋5號、龍薯12號<中薯9號、費烏瑞它、甘薯1號、云薯505號，而其干物質含量順序則與水分含量相反；不同品種馬鈴薯還原糖含量為0.04%～0.15%，相差較大，還原糖含量在0.10%以下(包含0.10%)的有黔芋8號、龍薯12號、費烏瑞它、大西洋及云薯505號品種；不同品種馬鈴薯蛋白質含量(干基計)為5.78%～15.31%，品種間相差明顯；淀粉含量7.86%～15.39%，品種間差異較大，其中大西洋品種淀粉含量為最大值，高達17.39%，青薯9號達15.19%；在鮮薯的色澤方面，各鮮薯亮度(L*值)相差較小，而a*和b*相差較大，表明各品種鮮薯內部果肉顏色區(qū)分明顯。

表2 不同品種新鮮馬鈴薯主要成分和色澤
Table 2 Components and color of different fresh potato varieties

注：每列肩標字母不同表示差異顯著(P<0.05)

2.2 不同品種馬鈴薯干片還原糖和蛋白質含量對比

由圖1-a可知，9種馬鈴薯干片的還原糖含量為0.19%～0.31%，其中甘薯1號還原糖含量達到最大值(0.31%)，其次是青薯9號(0.27%)，且無顯著性差異，其余品種則處于同一水平，范圍在0.19%～0.24%。此結果與不同品種新鮮馬鈴薯的還原糖含量大致相符合，即鮮薯還原糖含量高則對應干片的還原糖含量也相應較高，但威芋5號和中薯5號2個品種的結果卻與此結論略有不同，這可能是由于這2種馬鈴薯的組織結構致密程度較小，樣品在處理過程中還原糖損失較多[19]。由圖1-b可知，不同品種馬鈴薯干片的蛋白質含量為4.42%～7.77%(干基)，黔芋8號最大，甘薯1號、費烏瑞它、大西洋3個品種次之，且相互之間無顯著性差異(P<0.05)，青薯9號最小。相較于鮮薯蛋白質含量，各個品種干片的蛋白質含量均有不同程度的降低，這可能是由于超聲處理破壞了汽蒸時馬鈴薯片表面形成的薄膜，使得蛋白質更容易溶出到水中，另外在馬鈴薯片干燥過程中蛋白質也會隨著可溶物的溶出而損失，因此一定程度地降低了蛋白質的含量[16]。

a-還原糖含量；b-蛋白質含量
圖1 不同品種馬鈴薯干片還原糖含量和蛋白質含量
Fig.1 Comparison of reducing sugar and protein contents among different dried potato slices
注：字母a、b、c、d表示各組間存在顯著性差異(P<0.05)(下同)

2.3 不同品種馬鈴薯干片及油炸脆片色澤的比較

由圖2-a可知，9個品種馬鈴薯干片的L*值為87.85～92.40，甘薯1號、黔芋8號、威芋5號以及費烏瑞它白度值均小于90，且相互間無顯著性差異(P<0.05)，大西洋品種樣品白度最大，黔芋8號最小；a*值為2.73～5.90，云薯50的a*值最小，黔芋8號a*值最大。相較于鮮薯，馬鈴薯干片的a*值有所升高，這是由于干燥過程樣品失水，并伴隨著褐變反應發(fā)生，從而顏色加深[20]；b*值為19.18～30.51，云薯505黃度值最小，威芋5號最大，這與鮮薯對應的b*值大體一致。由圖2-b可知，9個品種馬鈴薯油炸脆片的L*值為87.77～92.08，其中甘薯1號最小，龍薯12號最大；a*值為1.93～5.95，其中龍薯12號最小，甘薯1號最大；b*值為21.89～29.82，其中龍薯12號最小，黔芋8號最大。因此，龍薯12號油炸脆片的白度較大，紅度、黃度較小，整體顏色偏淡，呈現出較好的色澤。而甘薯1號脆片由于出現了部分焦糊，色澤加深，這可能與其對應的鮮薯中具有較高含量的還原糖密切相關[21]。黔芋8號和中薯5號b*值較大，脆片呈現較深的黃色。云薯505號和大西洋2個馬鈴薯品種的油炸脆片L*值居中，但a*和b*值均較低，因此這2個品種的油炸脆片的色澤也較好。

a-馬鈴薯干片；b-油炸脆片
圖2 不同品種馬鈴薯干片及油炸脆片的色澤比較
Fig.2 Comparison of color parameters of dried potato slices and fried potato crisps among different varieties

2.4 不同品種馬鈴薯干片及油炸脆片的硬度比較

由圖3-a可知，不同品種馬鈴薯干片的硬度差異較大，為1 112.60～2 802.81 g，其中，費烏瑞它和中薯5號較小，青薯9號、甘薯1號、威芋5號和大西洋較大，云薯505、龍薯12號和黔芋8號最大，且組間無顯著性差異(P<0.05)。由圖3-b可知，9個不同品種馬鈴薯油炸脆片的硬度為1 607.15～2 321.94 g，其中大西洋品種脆片的硬度最小，云薯505最大，且具有顯著性差異(P>0.05)；青薯9號、甘薯1號和威芋5號脆片的硬度均較大，為2 135.77～2 214.98 g，相互之間無顯著性差異(P<0.05)；黔芋8號脆片硬度值居中(2 024.79 g)；龍薯12號、費烏瑞它和中薯5號油炸脆片的硬度值為1 824.65～1 906.32 g，相互之間無顯著性差異(P<0.05)；大西洋品種馬鈴薯油炸脆片的硬度值最小(1 607.15 g)。馬鈴薯油炸脆片的硬度越小，酥脆度越好[17,22]。因此，大西洋品種的馬鈴薯油炸脆片酥脆度最好，其次是龍薯12號、費烏瑞它和中薯5號，其余品種在酥脆度方面則表現一般或者偏硬。

a-馬鈴薯干片；b-油炸脆片
圖3 不同品種馬鈴薯干片及油炸脆片硬度的比較
Fig.3 Comparison of the hardness of dried potato slices and fried potato crisps among different varieties

2.5 不同品種馬鈴薯油炸脆片水分和脂肪含量對比

適宜的水分含量和脂肪含量能夠賦予馬鈴薯油炸脆片好的酥脆性和口感。由圖4可知， 9個品種中，青薯9號(5.69%)和威芋5號(5.60%)脆片的水分含量最高；中薯5號的水分含量最小(4.23%)，大西洋、龍薯12號、云薯505三個品種脆片的水分含量為4.91%～5.04%，且相互之間無顯著性差異。此外，9個品種馬鈴薯油炸脆片的脂肪含量為13.29%～18.31%，其中，中薯5號馬鈴薯油炸脆片脂肪含量最低，云薯505號脂肪含量最高。云薯505號、青薯9號、威芋5號、龍薯12號及費烏瑞它制備的馬鈴薯油炸脆片的脂肪含量較高，為17.42%～18.31%，但相互之間無顯著性差異(P<0.05)；大西洋、黔芋8號和甘薯1號制備的馬鈴薯油炸脆片脂肪含量較低，分別為15.82%、15.72%、14.39%?？梢园l(fā)現，相同工藝下，不同品種馬鈴薯油炸脆片的水分和脂肪含量差異明顯，這與其組成成分含量及其組織結構的差異有關[23-24]。

圖4 不同品種馬鈴薯油炸脆片水分和脂肪含量比較
Fig.4 Comparison of moisture and fat contents in fried potato crisps among different varieties

2.6 不同品種馬鈴薯油炸脆片感官評價

由圖5和表3可知，云薯505號、龍薯12號以及大西洋品種色澤較好，其中大西洋脆片色澤最佳，呈現明亮的淡黃色，而其余品種脆片色澤較差，出現較深的黃色或者焦糊色，這是由褐變反應所引起的[21]；在酥脆度方面，大多數品種脆片酥脆度較好，得分都較高；在口感(脂肪含量)方面，除甘薯1號、費烏瑞它以及中薯5號之外，脂肪含量均較低，口感不油膩；在外形方面，各品種脆片外形均完整無碎裂，但是甘薯1號、費烏瑞它和中薯5號表面出現較多的大泡，影響外觀，故得分較低。大西洋、龍薯12號和云薯505號品種脆片感官總得分較高，甘薯1號、中薯5號、費烏瑞它品種感官總得分較低。綜合來看，大西洋和龍薯12號品種最適合油炸脆片加工，云薯505號、威芋5號、青薯9號和黔芋8號4個品種加工成油炸脆片品質一般，中薯5號、費烏瑞它、甘薯1號3個品種不適合油炸脆片加工。其中，中薯5號和甘薯1號由于還原糖含量高，易發(fā)生焦糖化和美拉德反應，產生焦糊味，影響口感。

圖5 九個品種制備的馬鈴薯油炸脆片的表觀
Fig.5 Nine kinds of fried potato crisps made from different varieties

表3 不同品種馬鈴薯油炸脆片感官評分
Table 3 The sensory scores of fried potato crisps

2.7 馬鈴薯干片品質與新鮮土豆成分、色澤間的相關性分析

將馬鈴薯干片的硬度、色澤(L*、a*、b*)與新鮮土豆的化學組成成分(水分、還原糖、蛋白質、淀粉)和色澤(L*、a*、b*)進行皮爾遜相關性分析。如表4所示，馬鈴薯干片的硬度與新鮮土豆的水分含量顯著負相關，與新鮮土豆的淀粉含量呈顯著正相關，這與淀粉老化有關[25]，且淀粉含量高(即干物質含量高)，水分蒸發(fā)后干物質結構更致密有關。馬鈴薯干片的L*與新鮮土豆的淀粉含量顯著正相關，與新鮮土豆的a*值呈顯著負相關；干片的a*值與新鮮土豆的a*值呈顯著正相關；干片的b*值與新鮮土豆的a*、b*均存在顯著正相關；這表明土豆原料本來的色澤影響其產品色澤。由此可見，馬鈴薯原料的化學成分和色澤對馬鈴薯干片的品質指標影響顯著。

表4 馬鈴薯干片與其原料各指標間的相關性分析
Table 4 Correlation analysis between dried potato slices and fresh potatoes

注：*和**分別代表顯著性水平為0.05和0.01，n=9(下同)

2.8 馬鈴薯油炸脆片品質與新鮮土豆成分、色澤間的相關性分析

將馬鈴薯油炸脆片的感官總評分、水分、脂肪、硬度、色澤(L*、a*、b*)與新鮮土豆的水分、還原糖、蛋白質、淀粉、色澤(L*、a*、b*)進行相關性分析，結果如表5所示。馬鈴薯油炸脆片的感官總評分與新鮮土豆的水分含量、還原糖含量呈顯著負相關，與淀粉含量呈顯著正相關；脆片水分含量與新鮮土豆白度(L*)顯著正相關；脆片脂肪含量與新鮮土豆蛋白質含量顯著負相關，這可能是因為蛋白質會包裹淀粉形成復合物，阻止糊化的馬鈴薯淀粉吸附油脂，此外，油炸中變性的蛋白質減少了油水置換的通道，從而阻止脆片吸附油脂。脆片的硬度與新鮮土豆水分含量極顯著負相關，與新鮮土豆的淀粉含量呈顯著正相關，這是由于其干片硬度大，脆片油炸過程中不易膨化，產品不疏松。脆片的L*值與新鮮土豆的還原糖含量顯著負相關；脆片的a*值與新鮮土豆還原糖含量顯著正相關，與L*值呈顯著負相關；脆片黃度與新鮮土豆的a*值、b*值均極顯著正相關，這說明土豆原料色澤會影響產品色澤，此外，由于還原糖易發(fā)生焦糖化和美拉德反應，其含量也影響產品色澤。

表5 馬鈴薯油炸脆片品質與新鮮土豆指標間的相關性分析
Table 5 Correlation analysis between qualities of fried potato crisps and fresh potatoes

2.9 馬鈴薯干片品質指標與其油炸脆片品質間的相關性分析

將馬鈴薯干片的還原糖、蛋白質、硬度、色澤(L*、a*、b*)與其油炸脆片的感官總評分、水分、脂肪、硬度、色澤(L*、a*、b*)進行相關性分析，結果如表6所示。油炸脆片感官總評分與干片的還原糖呈顯著負相關，與馬鈴薯干片的硬度、L*顯著正相關；油炸脆片的脂肪含量與干片的硬度顯著正相關，干片硬度大，不易膨化，產生了更少的孔徑通道，從而阻礙了油脂進入脆片。油炸脆片的硬度與干片還原糖含量顯著負相關，與蛋白質含量、硬度顯著正相關。這是因為干片硬度大，膨化所需要的膨脹力大，油炸過程不易酥松；而干片中蛋白質含量高，阻礙了淀粉的糊化和膨化，使硬度增加，另外，蛋白質本身變性，也可能會影響硬度。油炸脆片的a*值與干片的還原糖含量均顯著正相關，與干片L*值呈顯著負相關；油炸脆片的b*值與干片的b*值呈顯著正相關。因此，油炸脆片的綜合品質受干片的還原糖含量的影響較大，其次也會受到干片的色澤和硬度的影響。

表6 馬鈴薯油炸脆片與干片各指標間的相關性分析
Table 6 Correlation analysis between fried potato crisps and dried potato slices

3 結論

9種不同品種新鮮馬鈴薯的還原糖、蛋白質及淀粉含量有顯著差別，其色澤也顯著不同。相同工藝下制備的馬鈴薯干片的還原糖含量、蛋白質含量和色澤也表現出了顯著的差異，這與新鮮馬鈴薯成分含量和組織結構不同有關。9種馬鈴薯油炸脆片中，大西洋、龍薯12號、費烏瑞它和中薯5號制備的油炸脆片酥脆度較好；中薯5號、大西洋、黔芋8號和甘薯1號制備的馬鈴薯油炸脆片脂肪含量較低；云薯505號、龍薯12號以及大西洋品種制備的油炸脆片色澤較好?？傮w來看，大西洋和龍薯12號品種比較適合作為油炸脆片的加工原料。

馬鈴薯干片和油炸脆片的硬度均與新鮮馬鈴薯中的淀粉含量具有顯著(P<0.05)的正相關性，與新鮮馬鈴薯中水分具有顯著負相關性；并且干片和油炸脆片的色澤也顯著受到新鮮馬鈴薯色澤的影響。油炸脆片的色澤顯著受到新鮮馬鈴薯中還原糖含量及干片中還原糖含量的影響。油炸脆片的酥脆度與干片中蛋白質含量、還原糖含量及其硬度均具有顯著相關性。馬鈴薯原料組分含量的不同，會導致其加工的干片和油炸脆片的品質出現差異，生產品質上乘的馬鈴薯脆片要選擇合適的原料。因此，馬鈴薯脆片的加工對其原料育種提出了要求，未來需選育、篩選出專用品種，提高馬鈴薯產品的品質。