趙 萍，王 莉，蒲育林，王 雅，林櫻姬，亓文靜，楊明峰

（1.蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730050；2.甘肅省定西市旱作農(nóng)業(yè)科研推廣中心，甘肅定西743000）

不同品種馬鈴薯在不同生長期褐變的規(guī)律研究

趙 萍1，王 莉1，蒲育林2，王 雅1，林櫻姬1，亓文靜1，楊明峰1

（1.蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730050；2.甘肅省定西市旱作農(nóng)業(yè)科研推廣中心，甘肅定西743000）

實(shí)驗(yàn)利用色差儀探究了7個(gè)品種的馬鈴薯在不同生長時(shí)期，塊莖切面暴露于空氣中的褐變規(guī)律。結(jié)果表明，馬鈴薯的品種及生長時(shí)間對(duì)其褐變有顯著性影響（P＜0.01）；隨著馬鈴薯生長期延長，其褐變強(qiáng)度增大；成熟期的7個(gè)馬鈴薯品種相比較，隴薯3號(hào)最不易發(fā)生褐變；并且建立了馬鈴薯褐變隨時(shí)間變化的一元二次回歸方程，得出馬鈴薯的褐變強(qiáng)度隨暴露于空氣中的時(shí)間延長而增大。

馬鈴薯，褐變，色差儀，回歸方程

馬鈴薯除了被人們作為蔬菜食用外，還被加工成食品、淀粉、發(fā)酵產(chǎn)品等加工產(chǎn)品［1-2］。馬鈴薯在加工過程中易發(fā)生褐變，嚴(yán)重影響馬鈴薯深加工產(chǎn)品的感官指標(biāo)和市場競爭力［3］。褐變是因?yàn)樵诠邇?nèi)的多酚氧化酶（PPO）被激活后［4］，氧化酚類物質(zhì)生成醌，并聚合為黑色產(chǎn)物［5-6］。目前關(guān)于研究馬鈴薯褐變的報(bào)道較多，分析檢測手段各異。色差儀是近年發(fā)展起來的基于亮度檢測的一種快速檢測手段，一般用于工業(yè)、輕紡及汽車行業(yè)，用于食品行業(yè)的檢測十分少見。目前有關(guān)報(bào)道如：蔣曉玲、趙曉楓等人關(guān)于色差儀光源參數(shù)對(duì)豬肉肉色測定結(jié)果的影響，以及周波、黃瑞華等人關(guān)于色差儀和肉色板在豬肉肉色評(píng)定中的應(yīng)用［7-8］。對(duì)于色差儀用于馬鈴薯褐變規(guī)律的研究尚未見報(bào)道。色差儀數(shù)據(jù)精確度高、客觀性強(qiáng)、操作方便，相比于傳統(tǒng)的測定褐變的方法，方便簡單，結(jié)果直觀。因次，本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用色差儀測定馬鈴薯切面亮度來判斷馬鈴薯褐變程度，為馬鈴薯褐變規(guī)律研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

隴薯6號(hào)、夏波蒂、隴薯3號(hào)、LK99、大西洋、壩薯8號(hào)、中薯9號(hào) 均為田間同一時(shí)間統(tǒng)一收獲的馬鈴薯塊莖，由甘肅定西地區(qū)旱農(nóng)中心提供。

計(jì)時(shí)器、X-Ride便攜式色差儀 SP60型，北京天若國際儀器及技術(shù)貿(mào)易有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品選擇 選取無蟲害、無枯萎、無機(jī)械損傷、無發(fā)芽的大小均勻的健康馬鈴薯塊莖，洗凈待用。

1.2.2 測定生長期的選擇 馬鈴薯自2008年4月份播種，并于當(dāng)年10月初收獲，期間選取了四個(gè)采摘時(shí)間分別為：8月15日（未成熟）、9月1日（未成熟）、9月15日（未成熟）、10月1日（成熟）。

表1 不同品種馬鈴薯生長期間完全褐變的亮度值L*

1.2.3 測定時(shí)間的選取 將馬鈴薯用不銹鋼刀切取大小相同、厚度約為1cm的片，暴露于空氣中（在室溫下18±3℃），在一定的時(shí)間間隔內(nèi)用色差儀測定其表面的亮度變化，進(jìn)而研究其褐變程度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，馬鈴薯切片后褐變迅速，因此在前10min內(nèi)測定的時(shí)間間隔較小，為每2min測定1次；10min后，褐變變緩，選取測定時(shí)間間隔適當(dāng)加大，為每5min測定1次。測定時(shí)間分別為：2、4、6、8、10、15、20、25、30、45、60、75、90、105、120min，直到馬鈴薯褐變完全，測定數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定為止。

1.2.4 亮度值L*的測定 L*表示亮度，取值0～100，值越大，亮度越大。色差儀在每次使用前分別用標(biāo)準(zhǔn)白板和黑板進(jìn)行校準(zhǔn)，然后再測定L*值。

在1.2.2規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)用色差儀測量樣品的L*亮度值，并以L*亮度值的大小來表示樣品的褐變度，L*值越小，表示樣品的褐變度越大，采用2次重復(fù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 生長期對(duì)馬鈴薯褐變的影響

由表1可以看出，各品種馬鈴薯在不同生長時(shí)期的褐變有所差異。方差分析表明，同一品種馬鈴薯在不同生長期的完全褐變強(qiáng)度具有極顯著差異（F=22.09＞F（0.01）=5.39，P＜0.01）。經(jīng)過LSR多重比較分析，同一品種馬鈴薯在不同生長期的完全褐變強(qiáng)度具有顯著差異（P＜0.05）（見表2）。同時(shí)分析圖1～圖7可知，各品種馬鈴薯在生長初期（8月份）的褐變趨勢最小，L*值的差值范圍為0.21～5.60；隨著生長期的延長，褐變趨勢逐漸增大，收獲期（10月份）的馬鈴薯褐變趨勢最明顯，L*值的差值范圍為4.93～7.84。這主要是因?yàn)轳R鈴薯在生長過程中多酚氧化酶和酚類底物的濃度積累所致。

表2 不同生長期馬鈴薯褐變的差異

2.2 品種對(duì)馬鈴薯褐變的影響

圖1 夏波蒂在不同生長期褐變隨時(shí)間的變化

圖2 隴薯6號(hào)在不同生長期褐變隨時(shí)間的變化

圖3 隴薯3號(hào)在不同生長期變隨時(shí)間的變化

圖4 LK99在不同生長期褐變隨時(shí)間的變化

圖5 壩薯8號(hào)在不同生長期褐變隨時(shí)間的變化

甘肅定西的馬鈴薯一般在每年的4月份播種，在10月初收獲，因此，以下選定了在收獲后的不同品種馬鈴薯，比較其褐變隨時(shí)間的變化規(guī)律。

各品種間馬鈴薯褐變的方差分析表明同一生長期不同品種馬鈴薯的完全褐變強(qiáng)度具有極顯著差異（F=4.38＞F（0.01）=4.01，P＜0.01）。同時(shí)經(jīng)過LSR多重比較分析，各品種馬鈴薯的褐變差異達(dá)到顯著（P＜0.05）（見表3）。由圖8、表4可得，進(jìn)一步對(duì)收獲期各品種馬鈴薯褐變亮度值L*的變化進(jìn)行分析，成熟期隴薯3號(hào)的褐變亮度值L*的變化明顯低于其他6個(gè)品種，說明隴薯3號(hào)最耐褐變（注：=-）。因此成熟后的7個(gè)品種馬鈴薯的褐變強(qiáng)度大小排列為：壩薯8號(hào)＞夏波蒂＞LK99＞隴薯6號(hào)＞中薯9號(hào)＞大西洋＞隴薯3號(hào)。

圖6 中薯9號(hào)在不同生長期褐變隨時(shí)間的變化

圖7 大西洋在不同生長期褐變隨時(shí)間的變化

圖8 不同品種馬鈴薯褐變隨時(shí)間的變化

表3 不同品種馬鈴薯褐變的差異

表4 不同品種馬鈴薯褐變亮度值L*的變化

由此說明，品種差異嚴(yán)重影響馬鈴薯的褐變強(qiáng)度，這主要是由于不同品種馬鈴薯的多酚氧化酶的活性不同，多酚氧化酶活性強(qiáng)的，褐變強(qiáng)度高，反之，其褐變強(qiáng)度低。

2.3 馬鈴薯褐變隨時(shí)間的變化規(guī)律

由圖9可以看出，根據(jù)馬鈴薯切面在空氣中的褐變亮度值與時(shí)間的關(guān)系，通過Excel建立了一元二次回歸方程，Y=0.0003x2-0.0695x+73.396，R2= 0.9957，F(xiàn)=9.56＞F0.01=8.53，呈極顯著的相關(guān)性，說明數(shù)學(xué)模型成立。馬鈴薯的褐變隨時(shí)間而變化，馬鈴薯切面暴露于空氣中的時(shí)間越長，褐變?cè)矫黠@。由此方程可根據(jù)時(shí)間計(jì)算馬鈴薯切片、條暴露于空氣中發(fā)生褐變的亮度值，根據(jù)加工產(chǎn)品的要求控制切片、條的生產(chǎn)時(shí)間，有效地控制褐變。

圖9 馬鈴薯褐變與時(shí)間變化的關(guān)系

3 結(jié)論

3.1 馬鈴薯在不同的生長期，褐變趨勢具有極顯著性差異（P＜0.01）。在生長初期（8月份），褐變強(qiáng)度最低，但隨著生長期的延長，褐變強(qiáng)度明顯增大；直到成熟期（10月份）褐變強(qiáng)度達(dá)到最大。

3.2 收獲后的7個(gè)馬鈴薯品種，褐變強(qiáng)度有極顯著性差異（P＜0.01）。其中隴薯3號(hào)的L*值下降為0.51，相比其他6個(gè)品種最小，最不易發(fā)生褐變，壩薯8號(hào)為7.84，最易發(fā)生褐變。這說明馬鈴薯品種因素對(duì)褐變強(qiáng)度具有重要影響。這與胡小松等人的馬鈴薯絲加工中的褐變因素及其控制中，采用的分光光度法測定馬鈴薯褐變的研究結(jié)果一致［9］。

3.3 不同品種馬鈴薯的褐變與切面暴露于空氣中的時(shí)間呈極顯著的相關(guān)性（P＜0.01）。暴露時(shí)間越長，褐變強(qiáng)度越大。

因此，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，我們不僅可以通過篩選馬鈴薯的品種，選擇多酚氧化酶活性和還原糖含量低，不易發(fā)生褐變的品種，而且可以通過控制馬鈴薯的生長期以及切面在空氣中暴露的時(shí)間來控制褐變，選擇適合工業(yè)需求及加工的馬鈴薯。

［1］謝慶華，吳毅歆.馬鈴薯品種營養(yǎng)成分分析測定［J］.云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002（2）：50-52.

［2］吳興壯，李利峰，朱華.馬鈴薯的綜合利用研究概述及前景預(yù)測［J］.食品研究與開發(fā)，2004（2）：27-28.

［3］王常青，朱志昂.馬鈴薯加工過程中的褐變因素分析與研究［J］.食品工業(yè)科技，2003（1）：43-45.

［4］程建軍，任運(yùn)宏，楊詠麗.果蔬酶褐變控制的研究進(jìn)展［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000（4）：406-410.

［5］邱龍新，黃浩，陳清西.半胱氨酸對(duì)馬鈴薯多酚氧化酶的抑制作用［J］.食品科學(xué)，2006，27（4）：37-40.

［6］李敏，劉磊，郭玉蓉.馬鈴薯多酚氧化酶的特性研究［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005（2）：79-81.

［7］蔣曉玲，趙曉楓.色差儀光源參數(shù)對(duì)豬肉肉色測定結(jié)果的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（4）：489-492.

［8］周波，黃瑞華，曲亮.色差儀和肉色板在豬肉肉色評(píng)定中的應(yīng)用［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（2）：121-124.

［9］胡小松.馬鈴薯絲加工中的褐變因素及其控制［J］.食品科學(xué)，1994（5）：35-42.

Study on the law of different varieties of potato’s browning in different growing period

ZHAO Ping1，WANG Li1，PU Yu-lin2，WANG Ya1，LIN Ying-ji1，QI Wen-jing1，YANG Ming-feng1
（1.Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China；2.Dingxi Dryland Farming Research and Extension Center，Dingxi 743000，China）

The experiment explored seven varieties of potatoes at different growth stages by using colorimeter，and also the browning laws of seven potato varieties were exposed to the air.The results showed that the varieties of potatoes and growth time had significant impact on the browning（P＜0.01）.When the potatoes extended the growth cycle，they increased the intensity of browning.When comparing the maturity of seven potato varieties，the Long potato No.3 was the least prone to browning.And a quadratic regression equation of potato browning versus the time was established.The browning intensity of potatoes increased as the time of exposure to the air extended.

potato；browning；colorimeter；regression equation

TS255.1

A

1002-0306（2010）11-0101-04

2009-12-02

趙萍（1964-），女，教授，主要從事農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后貯藏、加工理論和新技術(shù)研究。

國家科技支撐計(jì)劃（2006BAD21B05）。