西南地区淀粉加工型甘薯的淀粉性状对粉丝蒸煮品质的影响

潘雪萍1,莫罗杭1,徐锡明1,傅玉凡2,张治国3,吴卫成3,路兴花1,庞林江1,陆国权1*

(1.浙江农林大学薯类作物研究所,现代农学院,食品与健康学院(现代粮食产业学院),浙江省农产品品质改良重点实验室,浙江杭州 311300;2.西南大学生命科学学院,重庆市甘薯工程技术研究中心,重庆 400715;3.浙江省农业科学院食品科学研究所,浙江杭州 310022)

摘 要:为探究西南地区淀粉加工型甘薯淀粉与其粉丝蒸煮品质之间的关系,从甘薯的淀粉组成、物化特性以及粉丝蒸煮品质指标进行测定,并进行相关性和主成分分析。结果表明:甘薯粉丝的蒸煮品质受淀粉糊化特性影响最大;结晶度与粉丝膨润度呈极显著正相关(P<0.01),粗蛋白含量与粉丝膨润度呈显著负相关(P<0.05);谷值黏度、崩解值、峰值时间、成糊温度和总磷含量与粉丝断条率显著相关(P<0.05);成糊温度与粉丝煮沸损失呈极显著正相关(P<0.01);甘薯粉丝加工时,可以以糊化特性、结晶度、粗蛋白含量、总磷含量为参考依据,选择合适甘薯品种以提高其粉丝蒸煮品质;主成分分析得到3 个主成分,累计贡献率为87.894 4%,并建立综合评价数学函数:F=0.465 7F1+0.302 2F2+0.232 1F3

关键词:甘薯;淀粉;组成;物化特性;粉丝蒸煮品质

粉丝,又称线粉、粉条,是我国传统的淀粉类食品,具有柔韧、爽口、润滑等特点,深受消费者的喜爱[1]。粉丝加工的原料选择较多,有豆类淀粉、薯类淀粉和谷物淀粉等。豆类淀粉是制作粉丝的良好原料,相比于薯类淀粉和谷物淀粉,豆类淀粉具有较高的直链淀粉含量和较强的回生能力,使得品质优于谷物淀粉和薯类淀粉[2]。然而豆类淀粉较其它淀粉价格昂贵且产量低,无法满足粉丝加工市场消费需求。

我国淀粉加工型甘薯品种资源丰富,其支链淀粉含量高,有独特的高黏性,所制粉丝筋道、耐煮、透明度高[3],且甘薯淀粉所制的粉丝品质显著优于木薯淀粉、玉米淀粉和小麦淀粉制备的粉丝[4]。不同品种的甘薯淀粉性质存在较大差异[5],如淀粉的理化指标、热力学特性等,都会对分析产生不同的影响[6],因此,所生产的粉丝品质也具有很大差异。淀粉理化性质以及分子结构对粉丝品质具有较大影响。粉丝原料可依据淀粉的直链淀粉含量、淀粉结构、凝胶强度、成糊温度、回生值进行评价,其中直链淀粉含量高、膨润度低、成糊温度低、长期回生明显的粉丝其品质较好[6-7]

迄今为止,关于甘薯淀粉理化特性与粉丝加工品质的相关性研究虽已有报道,但选取的物化特性与粉丝品质指标较少,代表性不够强,且已有的几个研究结果有差异,难以全面且准确地反映甘薯淀粉理化特性对其粉丝加工品质的影响。因此,本研究选用西南地区具有代表性的淀粉加工型品种‘商薯19’、‘渝薯1’、‘渝薯17’和‘渝薯27’作为试验材料,全面分析4 种甘薯的淀粉组成、物化特性的品种间差异,并对这些特性与粉丝加工品质之间的关系进行相关性研究,探究影响甘薯粉丝蒸煮品质的重要因素,以期为构建粉丝加工型甘薯体系补充相关理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试甘薯(‘商薯19’、‘渝薯1’、‘渝薯17’、‘渝薯27’):重庆市甘薯工程技术研究中心试验基地。

1.2 仪器与设备

NIRSystem5000 近红外反射光谱分析仪:丹麦Foss 公司;NR110 便携式色差仪:深圳市三恩时科技有限公司;Malvern Mastersizer 3000 激光粒度分析仪:英国Malvern 仪器公司;D8 Advance 型X-射线衍射仪:德国Bruker AXS 公司;3-D 型快速淀粉黏度分析仪:澳大利亚Newport Scientific 公司;JYN-L6 面条机:九阳股份有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 甘薯淀粉的制备

参考陆国权[8]的方法提取淀粉,于45 ℃干燥后备用。

1.3.2 甘薯淀粉基本组成的测定

利用近红外光谱法测定淀粉基本组成(支链淀粉含量、表观直链淀粉含量、粗蛋白含量和总磷含量)[9]。通过在近红外反射光谱分析仪上建立测定方程对各个品种甘薯淀粉组成实现快速检测,根据实验室前期结果,测定精准度达到了99.98%。

1.3.3 甘薯淀粉白度的测定

淀粉白度用色差仪测定,分别测定每个品种甘薯淀粉的L*值、a*值和b*值,重复3 次,仪器校准使用白色参考瓷砖进行。白度指数表示淀粉白度,其值越大,淀粉越白,计算公式如下[10]

式中:W 为白度指数;L*为亮度值;a*为红度值;b*为黄度值。

1.3.4 甘薯淀粉颗粒粒径的测定

甘薯淀粉颗粒粒径的测定采用激光粒度分析仪,测试粒径范围为0.01~3 500µm,采取湿法分散法,以水为分散剂,取少许测试样品即甘薯淀粉与分散剂在样品槽中,超声波分散后,利用激光光散射原理,用10%以上的遮光度对样品进行测量,每个样品重复3 次。

1.3.5 甘薯淀粉结晶度的测定

参考Zhang 等[11]的方法进行测定,使用X-射线衍射仪对淀粉颗粒进行分析,将淀粉样品装入玻璃样品架中,并以0.05°的步长在3°~40°的2θ 角范围内收集数据。

1.3.6 甘薯淀粉老化度的测定

参考杜秀杰[12]的方法进行测定,将质量分数为3%的淀粉乳置于沸水浴中加热20 min,边加热边调糊,使浓度维持稳定。再称取一定质量的糊置于4 ℃冰箱内,24 h 后取出,3 000 r∕min 离心15 min,离心后分离出的水质量为M1,称取的淀粉糊质量为M2,两者的比值即为甘薯淀粉的老化度(O,%),计算公式如下。

1.3.7 甘薯淀粉糊化特性的测定

参考Liu 等[13]的方法并稍作修改,使用快速淀粉黏度分析仪(rapid viscosity analyzer,RVA)研究甘薯淀粉的糊化特性:甘薯淀粉样品过100 目筛后于50 ℃下烘3 h,使其含水量控制在14%。准确称取3.000 g 样品于测定杯中,加25.00 mL 蒸馏水,小型塑料螺旋浆预搅1 min,拌成糊状后,卡入RVA 旋转塔测定。测定过程中,搅拌器开始10 s 内的转速为960 r∕min,将小铝筒内淀粉悬浮液搅匀,随后保持在160 r∕min。罐内温度变化参数为50 ℃下保持1 min,接着以12.0 ℃∕min 的速度升温到95 ℃,达到最高温度95 ℃后,保持2.5 min,然后以12.0 ℃∕min 的速度降温,终止温度为50 ℃。

1.3.8 甘薯淀粉膨胀势的测定

参考Rani 等[14]的方法进行测定。将1.00 g 样品(W1)与49 mL 蒸馏水混合,并在90 ℃下水浴加热1 h,将悬浮液快速冷却并在8 000 r∕min 下离心10 min。然后将上清液干燥(105 ℃)至恒重后测定干物质的质量(W2)。膨胀势(S)计算公式如下。

1.3.9 粉丝的制备

参考廖卢艳等[15]的方法稍作修改,取9.0 g 淀粉样品加60 mL 水在沸水中糊化,再加入75.0 g 淀粉和适量的水分别调制成总含水率为45%的淀粉粉团,将粉团倒入面条机挤压至装有沸水锅中煮30 s,随后迅速置于冷水中1 min 后立即捞出。4 ℃存放4 h 后50 ℃干燥备用。

1.3.10 粉丝蒸煮品质的测定

粉丝蒸煮品质指标参考陆国权[8]的方法进行,采用断条率、膨润度、煮沸损失来衡量,测定方法如下。

断条率:取长度为10 cm 的粉丝20 根,在500 mL蒸馏水中煮沸30 min,计算断条数W,最后以断条率计。

膨润度、煮沸损失:取样品5 g 于105 ℃烘箱干燥4 h,测定质量W1,然后在100 mL 沸腾的去离子水中加热15 min,迅速冷却,用吸水纸吸去粉丝表面的附着水,测定含水物质质量W2,再以105 ℃干燥4 h,测定干物质质量W3

煮沸损失(B,%)、膨润度(P,g∕g)、断条率(N,%)计算公式分别如公式(4)~公式(6)所示。

1.4 数据处理

数据处理采用Excel 2016 和SPSS 19,进行单因素方差分析(analysis of variance,ANOVA)和Pearson 相关性分析,各指标均重复测定3 次。

2 结果与讨论

2.1 不同品种甘薯淀粉的组成分析

直链淀粉和支链淀粉是甘薯淀粉的主要组成部分。甘薯的品种类型、栽培和储藏环境及淀粉制备方法均会造成其淀粉原料的性质差异[16-17]。不同品种甘薯淀粉组成见表1。

表1 不同品种甘薯淀粉组成
Table 1 The components of starches from different varieties of sweet potato

注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

品种‘商薯19’‘渝薯1’‘渝薯17’‘渝薯27’支链淀粉含量∕%59.93±0.13b 63.03±2.11a 63.46±1.75a 64.03±1.44a表观直链淀粉含量∕%22.90±0.15a 20.40±2.22a 20.52±1.28a 21.17±2.84a粗蛋白含量∕%0.23±0.05a 0.28±0.05a 0.27±0.05a 0.28±0.08a总磷含量∕%2.04±0.48ab 1.89±0.63b 2.09±0.21ab 2.63±0.12a

由表1 可知,4 个甘薯品种的支链淀粉含量在59.93%~64.03%,渝薯系列3 个品种的支链淀粉含量均与‘商薯19’有显著差异(P<0.05)。4 个甘薯品种的表观直链淀粉含量介于20.40%~22.90%,粗蛋白含量在0.23%~0.28%,均没有显著差异(P>0.05),甘薯表观直链淀粉含量与已有研究一致[18],且淀粉中直链淀粉含量越高,淀粉凝胶强度越高,所制粉丝品质越好[19-20]。‘渝薯1’和‘渝薯27’粗蛋白含量一致且最高,‘商薯19’粗蛋白含量相对较低。总磷含量介于1.89%~2.63%,‘渝薯1’和‘渝薯27’品种间差异显著(P<0.05),‘渝薯17’和‘商薯19’总磷含量较为接近。

2.2 不同品种甘薯淀粉的白度分析

白度是成品淀粉外观的重要指标,也是划分淀粉等级的重要理化指标之一,直接影响消费者的接受程度[21]。在淀粉的生产研究中,会经常需要测定淀粉白度。

不同品种甘薯淀粉白度如表2 所示。

表2 不同品种甘薯淀粉白度
Table 2 The white index of starches from different varieties of sweet potato

注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

品种‘商薯19’‘渝薯1’‘渝薯17’‘渝薯27’L*值78.46±0.74a 75.37±1.65b 77.83±0.42a 77.63±0.98a a*值-1.21±0.22a-1.05±0.31a-1.05±0.07a-1.05±0.08a b*值17.04±0.30a 17.72±1.01a 16.83±0.09a 16.83±0.42a W 72.50±0.68a 69.63±1.94b 72.14±0.28a 71.98±1.00a

由表2 可知,‘渝薯1’的L*值显著小于其它3 个品种(P<0.05)。4 个品种的a*值、b*值间无显著差异(P>0.05)。W 值的大小受L*值的影响较大,因此‘渝薯1’的W 值显著小于其它3 个品种(P<0.05),白度从高到低依次为‘商薯19’、‘渝薯17’、‘渝薯27’、‘渝薯1’。褐变是导致不同品种甘薯白度不一的重要原因,甘薯细胞遭到破坏,其中的酚类物质会在多酚氧化酶作用下氧化形成醌,醌与其它物质反应生成黑色或褐色的沉淀,从而降低淀粉的白度[22],而‘商薯19’和‘渝薯17’正好是褐变指数相对较低的品种[23]

2.3 不同品种甘薯淀粉的颗粒粒径分析

淀粉颗粒的形态和大小会影响其食品加工过程中的理化性质[24]。Dx(10)表示粒径小于该值的淀粉颗粒占10%,Dx(50)为中位粒径,表示粒径小于该值的淀粉颗粒占50%,Dx(90)表示粒径小于该值的淀粉颗粒占90%。4 个品种甘薯淀粉颗粒粒径如表3 所示。

表3 不同品种甘薯淀粉颗粒粒径
Table 3 The particle size of starches from different varieties of sweet potato
µm

注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

品种‘商薯19’‘渝薯1’‘渝薯17’‘渝薯27’Dx(10)11.45±1.63a 10.82±0.67a 11.17±0.71a 11.98±0.27a Dx(50)28.71±0.44a 22.13±1.56b 24.97±2.44b 24.33±0.50b Dx(90)81.87±1.47b 72.88±8.21b 113.71±5.69a 53.99±2.63c

由表3 可知,中位粒径在22.13~28.71µm,4 个品种的Dx(10)之间无显著差异(P>0.05),说明4 种淀粉的Dx(10)大小颗粒具有相似的颗粒特性。‘商薯19’Dx(50)的颗粒粒径显著大于其它3 个品种(P<0.05),其中‘渝薯1’的颗粒最小,为22.13µm。‘商薯19’、‘渝薯1’与‘渝薯17’和‘渝薯27’的Dx(90)皆存在显著差异(P<0.05),‘渝薯17’的Dx(90)颗粒粒径大于另外3 个品种。本试验甘薯淀粉粒径与文献[25]报道的颗粒粒径大小存在较大差别,可能是因为其制备淀粉时匀浆时间较长,研磨更为充分。

2.4 不同品种甘薯淀粉的老化度、膨胀势、结晶度分析

4 个甘薯品种淀粉的老化度、膨胀势、结晶度分析如表4 所示。

表4 不同品种甘薯淀粉老化度、膨胀势、结晶度
Table 4 The retrogradation degree,swelling power and crystallinity of starches from different varieties of sweet potato

注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

品种‘商薯19’‘渝薯1’‘渝薯17’‘渝薯27’老化度∕%31.22±6.69a 31.29±3.68a 31.26±6.59a 31.81±1.14a膨胀势∕(g∕g)30.60±0.64a 26.30±1.27c 29.21±2.21ab 27.49±0.96bc结晶度∕%50.50±0.85a 48.71±0.90a 48.82±1.67a 49.61±1.45a

由表4 可知,4 个品种甘薯淀粉的老化度变化范围为31.22%~31.81%,其中‘商薯19’老化度最低,‘渝薯27’老化度最高,但品种间差异不显著(P>0.05)。‘商薯19’的膨胀势最大,其次是‘渝薯17’、‘渝薯27’、‘渝薯1’,其中‘商薯19’的膨胀势显著高于‘渝薯1’和‘渝薯27’(P<0.05),4 个品种淀粉膨胀势的变化范围为26.30~30.60 g∕g。结晶度介于48.71%~50.50%,品种间差异不显著(P>0.05),其中‘商薯19’的淀粉结晶度最高,‘渝薯1’和‘渝薯17’甘薯淀粉的结晶度较低。淀粉结晶区主要为排列紧密的支链淀粉结构,结晶度低则直链淀粉含量高[26],4 个品种甘薯淀粉的结晶度大小与本试验所测直链淀粉含量结果排序一致。

2.5 不同品种甘薯淀粉的糊化特性分析

淀粉的糊化特性是影响粉丝品质的重要原因,因为面条由面筋蛋白提供骨架基础,而淀粉基食品需要依靠淀粉糊化和回生所形成的凝胶作为结构支撑[27]。4 个品种甘薯淀粉的糊化特性指标见表5。

表5 不同品种甘薯淀粉糊化特性
Table 5 The pasting properties of starches from different varieties of sweet potato

注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

成糊温度∕℃78.33±3.29a 78.53±2.00a 77.08±3.49a 77.37±3.32a品种‘商薯19’‘渝薯1’‘渝薯17’‘渝薯27’最高黏度∕cP 4 808.20±258.12a 4 804.50±340.96a 4 677.33±312.85a 4 842.67±281.27a谷值黏度∕cP 2 669.80±269.50a 2 605.50±260.30a 2 627.50±613.08a 2 552.33±385.20a崩解值∕cP 2 138.40±418.30a 2 199.00±256.19a 2 041.75±513.74a 2 290.33±258.14a终值黏度∕cP 3 456.80±205.26a 3 602.50±270.86a 3 491.25±601.56a 3 354.00±330.80a回生值∕cP 787.00±75.42b 997.00±43.78a 863.75±26.03b 801.67±90.54b峰值时间∕min 4.56±0.29a 4.54±0.09a 4.58±0.55a 4.48±0.08a

由表5 可知,除回生值外,品种间淀粉的糊化特性值均无显著差异(P>0.05)。崩解值为最高黏度和谷值黏度的差值,表示淀粉糊的稳定性,4 个品种淀粉中,‘渝薯27’的最高黏度最大、谷值黏度最小。回生值为终值黏度和谷值黏度的差值,表示淀粉糊的回生特性,‘渝薯1’的回生值显著大于其它3 个品种,表示其回生程度最大,热稳定性较差。4 个品种淀粉的成糊温度在77.08~78.53 ℃,‘渝薯1’的成糊温度最高。

2.6 不同品种甘薯粉丝的蒸煮品质分析

蒸煮品质是衡量粉丝品质的重要指标,4 个品种甘薯粉丝蒸煮品质如表6 所示。

表6 不同品种甘薯粉丝蒸煮品质指标
Table 6 The cooking quality of vermicelli from different varieties of sweet potato

注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

品种‘商薯19’‘渝薯1’‘渝薯17’‘渝薯27’膨润度∕(g∕g)4.15±0.11a 3.57±0.12b 4.03±0.49ab 3.75±0.18ab煮沸损失∕%6.80±0.05ab 6.53±0.35ab 6.18±0.50b 6.98±0.38a断条率∕%6.63±0.25b 6.95±0.17b 10.93±0.01a 6.00±0.41c

由表6 可知,‘商薯19’的膨润度最大,表明其粉丝的持水力较强,粉丝品质好[28],其次是‘渝薯17’、‘渝薯27’、‘渝薯1’最低,‘商薯19’和‘渝薯1’粉丝膨润度存在显著差异(P<0.05)。煮沸损失最大的是‘渝薯27’,其次是‘商薯19’、‘渝薯1’、‘渝薯17’最低。‘渝薯17’粉丝的断条率最高,且显著高于‘渝薯1’、‘商薯19’、‘渝薯27’(P<0.05)。

2.7 不同品种甘薯淀粉组成、物化特性及粉丝蒸煮品质的相关性分析

研究表明,淀粉的颜色、颗粒粒径、糊化特性等与淀粉的物化特性及其食品的蒸煮品质密切相关[19-20,24,27,29]。因此,可通过分析甘薯淀粉的组成和物化特性与甘薯粉丝蒸煮品质之间的相关性来预测粉丝的品质。采用Pearson 相关性分析4 个甘薯品种淀粉组成、物化性质以及其粉丝蒸煮品质指标之间的相关性,结果如表7 所示。

表7 甘薯淀粉组成、物化性质与粉丝蒸煮品质的相关性分析
Table 7 The correlation analysis of the vermicelli cooking quality with the components and physicochemical properties of sweet potato starch

注:*表示在置信度为0.05 时,相关性显著;**在置信度为0.01 时,相关性极显著。

项目支链淀粉含量表观直链淀粉含量粗蛋白含量总磷含量L*值a*值b*值W Dx(10)Dx(50)Dx(90)老化度膨胀势结晶度最高黏度谷值黏度崩解值终值黏度回生值峰值时间成糊温度膨润度煮沸损失断条率膨润度-0.241 0.270-0.587*-0.058-0.110 0.103-0.180 0.342-0.017-0.117-0.090-0.003-0.246 0.757**0.122-0.119 0.220-0.171-0.153 0.181 0.397 1.000 0.455-0.082煮沸损失-0.055 0.069-0.320 0.169 0.139 0.468-0.182 0.121 0.010-0.380-0.199 0.408-0.223 0.347-0.441-0.44 0.115-0.395 0.227 0.207 0.599**0.455 1.000-0.278断条率-0.343 0.151 0.446-0.519*-0.510-0.047-0.211 0.262-0.223-0.023 0.365-0.379-0.366-0.384 0.066 0.574*-0.551*0.620**0.056 0.458*-0.518*-0.082-0.278 1.000

由表7 可知,淀粉结晶度与粉丝膨润度呈极显著正相关(P<0.01),成糊温度与粉丝煮沸损失呈极显著正相关(P<0.01),谷值黏度、崩解值、峰值时间、成糊温度都与粉丝断条率显著相关(P<0.05),终值黏度与粉丝断条率呈极显著正相关(P<0.01)。粉丝蒸煮品质受糊化特性影响较大,因为甘薯中支链淀粉占比较高,且成糊温度受支链淀粉含量影响,使得粉丝具有较好的黏结性和成膜特性[30]

粗蛋白含量与粉丝膨润度显著负相关(P<0.05),淀粉中的蛋白质可用于提高其结构的黏弹性,改善淀粉基食品和粉丝的结构和口感[31]。总磷含量与粉丝断条率之间显著负相关(P<0.05),磷在改善淀粉凝胶强度的同时可以降低淀粉的成胶温度,并且增加淀粉的透明度[32]。与已有研究结果相反[6-7],表观直链淀粉含量、支链淀粉含量与粉丝蒸煮品质影响皆不显著(P>0.05),可能是这几个品种间直链淀粉、支链淀粉含量无显著差异(P>0.05)导致。

2.8 不同品种甘薯淀粉组成、物化特性及粉丝蒸煮品质的主成分分析

对甘薯淀粉及粉丝各指标进行主成分分析,结果如表8、表9 所示。

表8 3 个主成分的特征值、贡献率及累计贡献率
Table 8 Eigenvalues,contribution rates and cumulative contribution rates of three principal components

主成分编号123特征值9.005 7 5.843 4 4.487 7贡献率∕%40.935 0 26.560 8 20.398 6累计贡献率∕%40.935 0 67.495 8 87.894 4

表9 3 个指标的特征向量
Table 9 Eigenvectors of three principal components

指标支链淀粉含量表观直链淀粉含量粗蛋白含量总磷含量L*值a*值b*值W Dx(10)Dx(50)Dx(90)老化度膨胀势结晶度最高黏度谷值黏度崩解值终值黏度回生值峰值时间成糊温度粉丝膨润度煮沸损失断条率主成分1 0.167 1-0.127 5-0.245 3 0.318 5 0.238 4 0.128 6-0.311 8 0.128 1 0.262 7-0.026 6 0.119 1 0.115 5 0.143 3 0.206 1 0.111 1-0.228 0-0.314 7 0.181 0-0.324 5-0.283 3-0.155 8 0.202 5 0.167 1-0.127 5主成分2-0.201 2 0.288 2-0.165 7 0.001 4 0.223 1-0.307 3 0.016 1 0.154 0 0.175 6 0.378 0-0.276 1-0.043 2-0.370 8 0.083 2 0.368 4 0.250 1 0.102 3 0.166 4 0.043 9-0.120 4-0.006 1 0.178 2-0.201 2 0.288 2主成分3-0.268 9 0.278 4 0.254 9-0.138 8 0.197 4-0.030 4-0.159 5 0.302 3 0.198 1-0.185 5-0.031 1 0.380 1 0.042 9 0.337 9-0.146 1-0.091 9 0.102 1-0.271 0 0.074 4-0.014 8-0.254 8-0.299 7-0.268 9 0.278 4

由表8 可知,24 个指标提取出3 个主成分,前3 个主成分的特征值分别为9.005 7、5.843 4 和4.487 7,累计贡献率为87.894 4%,能够代表甘薯淀粉组成、物化特性和粉丝蒸煮品质的绝大部分信息。因此,选取前3 个主成分作为重要主成分。根据指标的特征向量(表9)绝对值大小可知,决定主成分1 大小的指标依次是回生值>总磷含量>崩解值>b*值>峰值时间>Dx(10)>L*值;决定主成分2 大小的指标依次是Dx(50)>膨胀势>最高黏度>a*值>断条率>表观直链淀粉含量>Dx(90)>谷值黏度,决定主成分3 大小的指标依次是老化度>结晶度>W>粉丝膨润度>终值黏度>煮沸损失>支链淀粉含量>粗蛋白含量>成糊温度。

根据主成分的指标,得出3 个线性关系代替原来的指标:F1 = 0.161 7X1 - 0.127 5X2 - 0.245 3X3 + …… +0.167 1X23 - 0.127 5X24F2 = - 0.201 2X1 + 0.288 2X2 -0.165 7X3+……-0.201 2X23+0.288 2X24F3=0.268 9X1+0.278 4X2+0.254 9X3+……-0.268 9X23+0.278 4X24

3 个线性关系从不同方面反映粉丝蒸煮品质,单独使用某一个均不能对粉丝进行综合评价,因此以每个线性关系的贡献率作为权重,对3 个线性关系进行权重加和,建立综合评价数学函数F = 0.465 7F1 +0.302 2F2 + 0.232 1F3。计算各甘薯粉丝的综合得分可反映不同品种甘薯粉丝的综合品质,结果见表10。

表10 主成分得分
Table 10 Principal component scores

品种‘商薯19’‘渝薯1’‘渝薯17’‘渝薯27’F1 F2 F3 F 2.228 2-5.219 1 1.017 8 1.633 5-1.329 8-0.672 9-2.232 2 0.219 8-2.741 2-0.646 5 3.061 7-0.380 9 0.738 7-0.000 4-2.783 9 0.510 0

由表10 可知,‘商薯19’甘薯粉丝的综合品质得分最高,‘渝薯17’甘薯粉丝的综合品质得分最低,故‘商薯19’甘薯品种更适合制作甘薯粉丝。

3 结论

本试验分析西南地区具有代表性甘薯淀粉的组成、物化特性及其粉丝蒸煮品质,分析淀粉性状对粉丝蒸煮品质的影响,得知甘薯粉丝蒸煮品质受淀粉糊化特性影响最大,谷值黏度、崩解值、峰值时间、成糊温度与粉丝断条率呈显著相关(P<0.05),成糊温度与粉丝煮沸损失呈极显著正相关(P<0.01)。粉丝蒸煮品质也受淀粉组成的影响,其中粗蛋白含量与粉丝膨润度、总磷含量与粉丝断条率之间显著负相关(P<0.05)。评价制作甘薯粉丝的原料时,建议以淀粉的糊化特性、结晶度、粗蛋白含量、总磷含量为参考依据。主成分分析建立了综合评价粉丝的模型,可为粉丝加工型甘薯品种的推荐提供理论依据。

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Effect of Starch Properties of Starch-processed Sweet Potato on the Cooking Quality of Vermicelli in Southwest China

PAN Xueping1,MO Luohang1,XU Ximing1,FU Yufan2,ZHANG Zhiguo3,WU Weicheng3,LU Xinghua1,PANG Linjiang1,LU Guoquan1*
(1.Institute of Root and Tuber Crops,College of Advanced Agricultural Sciences,College of Food and Health(Modern Food Industry College),The Key Laboratory for Quality Improvement of Agricultural Products of Zhejiang Province,Zhejiang A&F University,Hangzhou 311300,Zhejiang,China;2.School of Life Sciences,Chongqing Sweetpotato Engineering and Technology Research Center,Southwest University,Chongqing 400715,China;3.Institute of Food Science,Zhejiang Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 310022,Zhejiang,China)

Abstract:In order to explore the relationship between different varieties of starch-processed sweet potato and their vermicelli cooking quality,the starch composition,physicochemical properties and vermicelli cooking quality indicators of sweet potato were determined,and correlation analysis and principal component analysis were carried out. The results showed that the cooking quality of sweet potato vermicelli was most affected by the gelatinization characteristics of starch.The crystallinity showed a very significantly positive correlation with the vermicelli swelling degree(P<0.01),and the crude protein content showed a significantly negative correlation with the vermicelli swelling degree(P<0.05).The trough viscosity,breakdown viscosity,peak time,gelatinization temperature and total phosphorus content were significantly correlated with the vermicelli breaking rate(P<0.05). The gelatinization temperature showed a very significantly positive correlation with the boiling loss of vermicelli(P<0.01).When processing sweet potato vermicelli,suitable sweet potato varieties can be selected with gelatinization characteristics,crystallinity,crude protein content and total phosphorus content as the references to improve the cooking quality of vermicelli.Three principal components were obtained by principal component analysis,with a cumulative contribution rate of 87.894 4%,and a comprehensive evaluation function was established:F=0.465 7F1+0.302 2F2+0.232 1F3.

Key words:sweet potato;starch;composition;physicochemical properties;cooking quality of vermicelli

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2024.10.002

基金项目:浙江省“三农九方”科技协作计划项目(2022SNJF008);国家现代农业产业技术体系建设专项资金资助(CARS-10-GW21);浙江省重点研发计划项目(2022C02041-2);浙江省教育厅科研资助项目(Y202147184)

作者简介:潘雪萍(1999—),女(汉),硕士,研究方向:农产品贮藏与加工。

*通信作者:陆国权(1963—),男,教授,博士,研究方向:薯类作物品质评价及产后商品化。

引文格式:

潘雪萍,莫罗杭,徐锡明,等. 西南地区淀粉加工型甘薯的淀粉性状对粉丝蒸煮品质的影响[J]. 食品研究与开发,2024,45(10):7-13.

PAN Xueping,MO Luohang,XU Ximing,et al. Effect of Starch Properties of Starch-processed Sweet Potato on the Cooking Quality of Vermicelli in Southwest China[J].Food Research and Development,2024,45(10):7-13.

加工编辑:张岩蔚

收稿日期:2023-02-14