吳列洪 沈升法 李 兵

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)利用研究所，杭州 310021)

甘薯甜度與薯塊蒸煮前后糖分的相關(guān)性研究

吳列洪 沈升法 李 兵

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)利用研究所，杭州 310021)

測定了357個干率范圍在17.26%～42.42%的甘薯育種選種圃群體蒸煮前后的還原糖、可溶性糖及其甜度。研究表明:甜度與熟薯的可溶性糖、還原糖、生薯可溶性糖呈極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.360＊＊、0.277＊＊、0.274＊＊，與生薯還原糖沒有明顯相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)僅為 0.039。對熟薯的可溶性糖進行分解研究表明，蒸煮過程中產(chǎn)生的還原糖和可溶性多糖對甜度的貢獻率分別為47.66%、32.07%。按甜度分級的群體平均數(shù)分析，甜度同樣與熟薯的可溶性糖、還原糖、生薯可溶性糖呈顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.977＊＊、0.974＊＊、0.962＊＊，與生薯還原糖沒有明顯相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)僅為 0.225。對上述糖分指標的群體分布研究表明，生薯還原糖、生薯可溶性糖、熟薯還原糖呈較窄的正態(tài)分布，而熟薯可溶性糖呈較寬的正態(tài)分布。綜合分析得出，熟薯可溶性糖與甜度具有較高的相關(guān)性和品種間的差異，更適合作為甘薯甜度評價的指標和食用品種品質(zhì)育種指標，甘薯的甜度主要來源于蒸煮過程中產(chǎn)生的糖分而非鮮薯糖分。

甘薯 甜度 還原糖 可溶性糖

甘薯食用品種最重要的品質(zhì)指標是甜度，在育種實踐中，生鮮薯甜度被作為育種工作者在田間篩選的最方便的指標，在品質(zhì)分析和品種評價中，鮮薯可溶性糖通常被作為一個重要的品質(zhì)指標和食用品種育種目標?！笆晃濉眹抑斡媱潯案弋a(chǎn)優(yōu)質(zhì)專用甘薯育種技術(shù)研究及新品種選育”項目指南中優(yōu)質(zhì)食用甘薯新品種主要指標“可溶性糖含量5%以上”也是指生鮮薯可溶性糖，現(xiàn)有文獻通常利用生鮮薯可溶性糖作為評價食用品種食味或甜度的主要指標［1－2］。在育種中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)田間品嘗鮮薯較甜的品種，蒸煮后并不甜，相反的一些鮮薯不太甜的品種蒸煮后會非常甜。林汝湘等［3］研究了298份南方甘薯品種群體后認為鮮薯可溶性糖與食味無關(guān)。通常我們食用的是煮熟的甘薯而不是生鮮薯，生鮮薯可溶性糖是否能代表煮熟甘薯的糖度和甜度?陸國權(quán)等［4－5］研究指出，甘薯蒸煮后還原糖大幅度增加，但沒有明確闡明其與甜度的關(guān)系。因此有必要研究鮮薯蒸煮前后糖分變化及與甜度的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

2009年本院甘薯育種選種圃品系357個，包括2005年以來各級選種圃選留品系，其中2009年實生圃選留株系274個，這些品系來源于3萬粒由40余個各類親本配組的120余個雜交組合，按淀粉用、食用、高產(chǎn)兼用等多個育種目標篩選選留的材料，其遺傳基礎(chǔ)廣泛，表型差異大，幾乎能覆蓋具備生產(chǎn)利用價值的各種類型甘薯。

BS223S電子天平:賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;DT200A電子天平:常熟長青儀器儀表廠;DKS－24恒溫水浴鍋、DHG－9123A電熱鼓鳳烘箱:杭州藍天化驗儀器廠;SGD－Ⅲ自動還原糖測定儀:山東省科學(xué)院生物中心。

1.2 試驗方法

所有測定在鮮薯收獲后1個月左右開始，為避免薯塊個體間差異，選取一個中等大小薯塊，橫向?qū)η?，半個測定生薯還原糖、生薯可溶性糖，半個蒸熟品嘗評定甜度，并取樣測定熟薯還原糖、熟薯可溶性糖。

1.2.1 甜度

參考國家甘薯區(qū)試方案，鮮薯蒸熟后采用人工品嘗打分法，5分制10級，級差0.5分，以徐薯18和南薯88為參照，徐薯18甜度3.0分，南薯88甜度4.0分，試驗材料根據(jù)品嘗甜味與徐薯18和南薯88的差異，給出相應(yīng)的分值。

1.2.2 干率測定［4－5］

鮮薯烘干計重法:鮮薯刨絲、80℃烘干至恒重，測定干率。

1.2.3 還原糖測定

干樣粉碎后，按國標GB 5009.7—2008測定還原糖，根據(jù)干率折算成鮮基還原糖含量。

1.2.4 可溶性糖

1.2.3 中同步取澄清液用6 mol/L鹽酸水解后再按國標GB 5009.7—2008測定還原糖，根據(jù)干率折算成鮮基可溶性糖含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理利用Excel的圖標和數(shù)據(jù)分析功能和SPSS統(tǒng)計軟件的相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗群體干率、糖分、甜度分布

2.1.1 干率

試驗群體干率在 17.26%～42.42%，極差25.16，平均29.77%(表1)。干率介于25%～35%之間的個體較多，基本呈正態(tài)分布(圖1)，能代表育種中可能出現(xiàn)的干率范圍和頻率。

表1 試驗群體干率與糖分統(tǒng)計數(shù)據(jù)

圖1 群體干率分布

2.1.2 糖分

試驗群體平均生薯還原糖、可溶性糖和熟薯還原糖、可溶性糖依次遞增，分別為2.49%、4.81%、6.14%和13.12%(表 1)，鮮薯還原糖、可溶性糖和熟薯還原糖呈較為標準的正態(tài)分布(圖2)，其中生薯可溶性糖和熟薯還原糖具有相似的頻率分布圖和標準差，在圖2上熟薯還原糖曲線比生薯可溶性糖曲線向右平移了1.33個單位，提示熟薯還原糖與生薯可溶性糖之間存在某種聯(lián)系。熟薯可溶性糖比生薯可溶性糖提高了8.31，增幅為172.77%，但個體變異幅度也大大增加，標準差比生薯可溶性糖增加近2倍，提示熟薯可溶性糖的產(chǎn)生具有更復(fù)雜的影響因素，而不僅僅與生薯糖分相關(guān)。

圖2 群體糖度分布

2.1.3 甜度

試驗群體甜度范圍2.5～4.5，平均甜度3.28(表1)，介于對照徐薯18和南薯88之間，其分布(圖3)基本呈正態(tài)分布數(shù)據(jù)，大于平均數(shù)的個體略多，體現(xiàn)出一個經(jīng)過人工篩選群體的特征?？梢哉J為甜度數(shù)據(jù)雖然在個體水平上可能存在人為誤差，但在總體水平上基本符合實際。

圖3 甜度分布

2.2 個體水平上糖分與甜度的相關(guān)性

對生薯的還原糖、可溶性糖，熟薯還原糖、可溶性糖分別與口感品嘗的甜度數(shù)據(jù)進行個體水平上的相關(guān)分析，其回歸方程和相關(guān)系數(shù)分別如下(甜度y):

生薯還原糖(x):y=2.878x+3.204 r=0.039

生薯可溶性糖(x):y=14.197x+2.593

r=0.274＊＊

熟薯還原糖(x):y=14.173x+2.405 r=0.277＊＊

熟薯可溶性糖(x):y=6.717x+2.395 r=0.360＊＊

顯然，生薯還原糖與甜度相關(guān)性不顯著，生薯可溶性糖、熟薯還原糖和熟薯可溶性糖與甜度都具有極顯著相關(guān)性，并且熟薯可溶性糖與甜度的相關(guān)系數(shù)更高，而生薯可溶性糖、熟薯還原糖與甜度的相關(guān)性基本一致，不僅相關(guān)系數(shù)接近，回歸方程的斜率也接近，進一步提示熟薯還原糖與生薯可溶性糖之間存在特定的聯(lián)系。

熟薯可溶性糖包含了還原糖，定義可溶性多糖為除了還原糖以外的可溶性糖即:可溶性多糖(x2)=可溶性糖(x)－還原糖(x1)，對甜度作二元相關(guān)分析，得到回歸方程和相關(guān)系數(shù)為(甜度y):

y=10.214 x1+5.692x2+2.251 r=0.366＊＊

說明在甜度中，還原糖(x1)的貢獻率比非還原糖的可溶性多糖(x2)高1倍左右。

熟薯還原糖(x)可以分解為生薯原有的還原糖(x1)和蒸煮過程中產(chǎn)生的還原糖(x2=x－x1)，同樣對甜度作二元相關(guān)分析，得到回歸方程和相關(guān)系數(shù)為(甜度y):

y=9.254x1+13.548x2+2.549 r=0.259＊＊

顯然蒸煮過程中產(chǎn)生的還原糖對口感甜度的貢獻比生薯原有的還原糖高46.40%，進一步說明生薯還原糖與甜度相關(guān)性不顯著，甜度主要來自熟薯還原糖，而這部分還原糖主要在蒸煮過程中產(chǎn)生。

同樣把生薯可溶性糖分解為生薯還原糖(x1)和可溶性多糖(x2)，對甜度作二元相關(guān)分析，得到回歸方程和相關(guān)系數(shù)為(甜度y):

y=5.300x1+10.564x2+2.892 r=0.192＊＊

可溶性多糖對甜度的貢獻比還原糖高1倍，比較合理的解釋是:生薯可溶性多糖是蒸煮過程中由β－淀粉酶轉(zhuǎn)化成還原糖的主要底物源，另外非還原性的蔗糖被計入可溶性多糖中。

進一步分析，把熟薯可溶性糖分解為4部分:來源于生薯的還原糖(x1)、蒸煮過程中產(chǎn)生的還原糖(x2)、蒸煮過程中產(chǎn)生的可溶性多糖(x3)、生薯殘余可溶性多糖(x4)。設(shè)生薯還原糖、可溶性糖分別為z1，z2，熟薯還原糖，可溶性糖分別為 z3，z4。則熟薯可溶性糖的4部分分解式為:

x1=z1

x2= z3－z1

x3=z2－(z3－z1)

x4=(z4－z3)－［z2－(z3－z1)］

經(jīng)檢驗x1+x2+x3+x4=z4，達到完整分解熟薯可溶性糖的目的，對甜度作多元相關(guān)分析，得到回歸方程和相關(guān)系數(shù)為(甜度y):

y=1.848+6.391x1+23.749x2+15.980x3+3.712x4r=0.420＊＊

根據(jù)回歸方程系數(shù)，這4部分對甜度的貢獻率分別為12.83%、47.66%、32.07%、7.45%。即蒸煮過程中產(chǎn)生的還原糖對甜度的貢獻最大，其次為蒸煮過程中產(chǎn)生的可溶性多糖，兩者合計占79.73%，即在甜度本底值1.848的基礎(chǔ)上，近80%的甜度增量來自于蒸煮過程中產(chǎn)生的還原糖和可溶性多糖。2.3 以甜度分組，群體平均水平上糖分與甜度的相關(guān)性

以甜度分組，群體平均值的生/熟薯的還原糖、可溶性糖對甜度進行相關(guān)分析，其回歸方程和相關(guān)系數(shù)分別如下:

生薯還原糖(x):y=0.000 2x+0.023 9 r=0.225

生薯可溶性糖(x):y=0.004 8x+0.032 8 r=0.962＊＊

熟薯還原糖(x):y=0.004 8x+0.046 0 r=0.974＊＊

熟薯可溶性糖(x):y=0.017 0x+0.076 6 r=0.977＊＊

與個體水平上的相關(guān)性具有相同的結(jié)果，熟薯可溶性糖的相關(guān)系數(shù)最高，熟薯還原糖、生薯可溶性糖具有基本相同的相關(guān)系數(shù)，其回歸方程斜率相同，截距相差0.013 2，更接近于兩者的平均數(shù)差值。從圖4看，生薯還原糖同樣與甜度無關(guān)，其圖形表現(xiàn)為一水平線，而隨著熟薯可溶性糖增加，甜度表現(xiàn)直線上升，更能說明熟薯可溶性糖與甜度的相關(guān)性。

圖4 甜度分組平均糖度

3 討論與結(jié)論

甘薯塊根中具有較高的α－淀粉酶和β－淀粉酶，通常在以生鮮薯糖分為食用品種評價的研究中，把這2種淀粉酶的作用歸結(jié)為對鮮薯淀粉的分解從而產(chǎn)生構(gòu)成甜度的各類糖分。謝逸萍等［6］認為甘薯淀粉酶(α、β)與鮮薯的淀粉降解有關(guān)，但其對甘薯儲藏期淀粉酶活性和淀粉率降低的動態(tài)研究認為，淀粉率下降速度與淀粉酶活性高低相關(guān)性不顯著，顯然α、β淀粉酶未必是生甘薯淀粉降解和產(chǎn)生糖分的來源。從本試驗來看，α－淀粉酶和β－淀粉酶在蒸煮過程中起了很大的作用，蒸煮后還原糖和可溶性糖分別增加了146.59%和172.77%。卞科等［7］對甘薯蒸煮、烘烤等不同熟化加工的研究表明，加工后還原糖大幅度增加，但是非還原糖(可溶性多糖)變化不大。理論上α－淀粉酶只能對糊化淀粉起作用，對原淀粉無能為力，顯然在蒸煮過程中，淀粉邊糊化邊糖化使得蒸煮后的可溶性糖大幅度增加，而還原糖的增加主要來自于β－淀粉酶在蒸煮中對生薯可溶性多糖的進一步糖化。由此推斷甘薯中α－淀粉酶、β－淀粉酶應(yīng)具有較好的耐高溫特性，尤其是α－淀粉酶應(yīng)在淀粉糊化溫度點以上仍具有較高的活性。類似的結(jié)果出現(xiàn)在Takahata Y等［8］的研究中:甘薯β－淀粉酶在高麥芽糖品系中耐熱性有較大差異，并且較好的熱穩(wěn)定性及淀粉顆粒在加熱過程中的提早糊化對高麥芽糖品系的作用至關(guān)重要。陸國權(quán)等［5］對不同加工方法中還原糖增加的分析中認為蒸煮溫度高達100℃，可能使酶失活，其還原糖增加不及80℃烘干與40℃曬干處理。但是，我們認為薯塊雖然在100℃條件下蒸煮，薯塊內(nèi)部溫度是逐漸升高的，并且由表面至薯塊中心存在溫度梯度差，因此薯塊中淀粉酶在糊化溫度點以上仍然具有較高的活力是可能的。

生鮮薯的可溶性糖通常被作為評價甘薯甜度或食用品質(zhì)的指標，從本試驗看出，生鮮薯可溶性糖雖然與甜度具有顯著的相關(guān)性，但其相關(guān)性主要體現(xiàn)在作為蒸煮過程中進一步糖化成還原糖的來源，而不是甜度的直接來源，因此其作用是間接性的。相應(yīng)地，煮熟甘薯可溶性糖與甜度具有極顯著的相關(guān)性，更適合作為食用甘薯甜度或食味評價的指標，而其中的還原糖是甜度的主要來源。直觀地理解:我們食用的是煮熟的甘薯，當然以煮熟甘薯的品質(zhì)指標為準，而甜度主要來自于還原糖，其他的可溶性糖分也有一定的貢獻。

本試驗以蒸煮加工研究甘薯熟化前后的糖分變化與甜度的相關(guān)性，不同熟化加工方法升溫速度與加熱機理不同，對糖分和甜度顯然會有差異，是否與加工工程中淀粉糊化和相關(guān)淀粉酶活性保持條件有關(guān)，值得深入研究。

［1］劉魯林，木泰華，孫艷麗.不同品種甘薯塊根營養(yǎng)成分及相關(guān)性分析［J］.中國糧油學(xué)報，2008(01):39－43

［2］史春余，王汝娟，梁太波，等.食用型甘薯塊根碳水化合物代謝特性及與品質(zhì)的關(guān)系［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008(11):3878－3885

［3］林汝湘，謝春生，馮祖蝦，等.我國南方甘薯品種資源部分營養(yǎng)成分分析研究［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995(04):39－45

［4］陸國權(quán)，蔣友富，鄔建敏.甘薯塊根加工中淀粉和糖含量變化的研究［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，1997(02):78－82

［5］陸國權(quán)，施志仁，高旭紅.不同加工方法對甘薯主要營養(yǎng)成分含量的影響［J］.中國糧油學(xué)報，1998(01):32－35

［6］謝逸萍，李洪民，王欣.貯藏期甘薯塊根淀粉酶活性變化趨勢［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2008(04):406－409

［7］卞科，劉孝沾.甘薯中可溶性糖的HPLC法測定及其在加工中的變化研究［J］.河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2012，33(01):3 －5

［8］Takahata Y，Noda T，Nagata T.Effect of beta－amylase stability and starch gelatinization during heating on varietal differences in maltose content in sweet potatoes［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1994，42:2564 －2569.

Study on the Correlation Between Sweetness and Sugar of Sweet Potato Before and After Steaming

Wu Liehong Shen Shengfa Li Bing
(Institute of Crops and Nuclear Technology Utilization ZAAS，Hangzhou 310021)

357 sweet potato breeding selective nursery colony with dry matter content 17.26%～42.42%before and after steaming were used to detect reducing sugar，soluble sugar and sweetness.Study shows high significant correlation between sweetness and reducing sugar，soluble sugar of cooked potato and soluble sugar of crude potato，with correlation coefficient 0.360＊＊，0.277＊＊，0.274＊＊，and it has no obvious correlation between sweetness and reducing sugar with correlation coefficient only 0.039.Decomposition studies of soluble sugar of cooked potato have shown that reducing sugar and soluble sugar produced during steaming provided with the sweetness of the contribution rate respectively 47.66%，32.07%.According to the colony average analysis of sweetness grade，it also shown very significant correlationbetween sweetness and soluble sugar of cooked potato，and soluble sugar of crude potato with correlation coefficient 0.977＊＊，0.974＊＊，0.962＊＊，and it has no obvious correlation between sweetness and reducing sugar with correlation coefficient only 0.225.Colony distribution studies of the above sweetness index shown that reducing sugar，soluble sugar of crude potato and reducing sugar of cooked potato appeared a narrow normal distribution，and soluble sugar of cooked potato appeared a wide normal distribution.Drawing a comprehensive analysis，there is more significant correlation between soluble sugar of cooked potato and sweetness，more differences among varieties.So，the soluble sugar of cooked potato is more suitable for the index of sweetness evaluating of sweet potato and edible food quality breeding The sweetness of sweet potato is mainly from the sugar produced during steaming instead of fresh potato.

sweet potato，sweetness，reducing sugar，soluble sugar

S531

A

1003－0174(2012)09－0025－05

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金(nycytx2162 C220)

2011－02－23

吳列洪，男，1970年出生，副研究員，薯類研究