趙俊梅， 王學清， 韓美坤， 胡亞亞， 高志遠， 焦偉靜 劉蘭服， 辛國勝， 楊 雪， 馬志民， 牟德華

(河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所；河北省遺傳育種實驗室1，石家莊 050035) (河北科技大學食品與生物學院2，石家莊 050018) (河北省農(nóng)林科學院3，石家莊 050035) (山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學研究院4，煙臺 265500)

甘薯又名紅薯、山芋等[1]，富含碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)和食用纖維以及胰蛋白酶抑制劑等物質(zhì)[2]，營養(yǎng)價值較高，有“最佳防癌保健食品”“長壽食品”之稱[3]。隨著人們生活水平提高，甘薯品種需求呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢，優(yōu)良的食味品質(zhì)始終是鮮食型甘薯的重要育種目標。在烹飪過程中，薯塊在高溫下發(fā)生一系列化學反應，使薯塊質(zhì)地發(fā)生明顯變化，同時薯塊還被賦予了特定的風味及感官品質(zhì)。甘薯的烹飪方式多樣，其中以烤制和蒸制最為常見，因其傳熱介質(zhì)不同，對薯塊的質(zhì)地特性和風味影響也不同。

質(zhì)地特性是甘薯品質(zhì)的重要組成部分，是評估甘薯質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標，直接影響塊根食用品質(zhì)[4]。通過質(zhì)構儀對熟化甘薯質(zhì)構特性測定，在一定程度上可反映甘薯的質(zhì)地特性和組織結(jié)構變化，從而反映甘薯的口感情況。香氣是評價薯塊品質(zhì)的另一個重要指標，不同的揮發(fā)性物質(zhì)組成賦予產(chǎn)品不同的風味特性。不同烹飪方式會對薯塊的香味、質(zhì)地以及消費者的接受程度等造成明顯影響[5]，直接影響大眾對甘薯的接受度以及品種的推廣。Nwosisi等[6]研究了烘烤、高壓蒸煮和常規(guī)蒸煮對甘薯質(zhì)構的影響。李臣等[7]探究了甘薯儲藏期主要營養(yǎng)成分及香味組分的變化，田晴等[8]測定了不同烘烤時間及溫度對冀粉1號香氣成分、質(zhì)構及感官的影響，未涉及2種食用方式下甘薯品質(zhì)的探究。

本實驗選用干率低、蛋白質(zhì)含量低、淀粉含量低的兩個品種冀粉2號、煙薯25和干率高、淀粉含量高、蛋白質(zhì)含量高的2個品種冀薯8號、冀元1號對其烤制和蒸制，通過測定質(zhì)構和揮發(fā)性香氣成分及感官評分進行分析比較其差異，確定各品種最適烹飪方式，為培育優(yōu)質(zhì)鮮食甘薯品種培育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

參試甘薯品種為冀粉2號、冀薯8號、冀元1號、煙薯25，均產(chǎn)自河北省農(nóng)林科學院提上實驗站，均在10月份成熟收獲期采摘，儲藏60 d后進行測定，選取大小一致、表皮無損傷和無染病的新鮮薯塊，甘薯品種基本信息見表1。

表1 甘薯品種的基本營養(yǎng)成分/%

1.2 儀器與設備

質(zhì)構儀TVT-300XP，烤箱JF-168，5975/7820氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，DF- 101S 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，頂空萃取瓶。

1.3 方法

1.3.1 烤制甘薯和蒸甘薯的制備

烤制：分別選取新鮮、無病蟲害、長度約15 cm、直徑約9 cm的4種甘薯品種，洗凈晾干，用錫紙包裹，放于烤箱中200 ℃，110 min。

蒸制：分別選取新鮮、無病蟲害、長度約15 cm、直徑約9 cm的4種甘薯品種，洗凈晾干，常壓蒸40 min。

1.3.2 質(zhì)構測定

烤制和蒸制甘薯的質(zhì)構參考田晴等[8]方法，將烤制和蒸制完畢后的薯塊立刻切成10 mm厚度的薯塊，取甘薯中部薯塊進行質(zhì)構測定。采用物性分析儀P-Cy35S圓柱形探頭在圓片的中心進行TPA測試，平行測定5次。

1.3.3 香氣物質(zhì)測定

香氣物質(zhì)的萃?。簠⒄绽畛嫉萚7]方法采用頂空固相微萃取法。取剛烤制和蒸制完成的甘薯樣品去皮迅速用研缽將薯肉搗成糊狀，稱取3.0 g，裝入頂空萃取瓶中。將復合萃取頭扎入頂空萃取瓶中，萃取纖維頭暴露在瓶內(nèi)樣品上部，60 ℃萃取50 min。

香氣物質(zhì)的測定：氣相色譜質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用檢測烤甘薯香氣物質(zhì)。氣相條件為：載氣為核氦氣，流速1.0 ml/min；升溫程序40 ℃保持12 min，以3 ℃/min升溫至108 ℃保持2 min，再以5 ℃/min升至250 ℃保持5 min，進樣口溫度250 ℃。質(zhì)譜條件：離子源溫度230 ℃；四級桿溫度150 ℃；電離方式為EI，電子能量70 ev；掃描質(zhì)量范圍為45～550 amu。

香氣物質(zhì)的定性與定量：甘薯中香氣物質(zhì)定性采用NIST11質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫，取匹配度大于等于80的成分。香氣物質(zhì)的定量采用總香氣物質(zhì)峰面積歸一法進行各種香氣物質(zhì)相對含量的計算，平行測定3次。

1.3.4 感官評價

分別取烤制和蒸制薯塊的中部，切成厚度為1 cm薯塊，隨機放置，進行盲評。選取10位具有食品感官鑒定經(jīng)驗的人員進行品評，感官評價采用5分制,評分標準參見表2。

表2 烤制和蒸制甘薯的感官評價標準

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019進行數(shù)據(jù)整理，運用SPSS 20.0軟件行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)差異分析采用ANOVA-Tukey 法，檢驗水平P設為0.05，Origin Pro 9進行圖表制作，相關性分析采用派森諾基因云平臺。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤制和蒸制甘薯質(zhì)構特性分析

硬度在一定范圍內(nèi)可表示質(zhì)地的柔軟度[9]，是直接反映口感的一項指標。由圖1可知，烤制甘薯硬度變化范圍為347.60～1 486.50 g，蒸制甘薯變化范圍為1 358.00～3 205.50 g，在甘薯在熟化過程中隨著溫度升高，淀粉顆粒開始糊化進而體積膨大，對細胞壁產(chǎn)生了壓力，使細胞壁破壞，細胞間層逐步松散，使甘薯質(zhì)地變軟[10]。通過烤制和蒸制其硬度變化趨勢相同，均是冀粉2號硬度最低，冀薯8號硬度最高，4種甘薯經(jīng)烤制和蒸制后硬度差異性較大。

圖1 烤制和蒸制甘薯的硬度變化

彈性代表物體在外部因素的影響下產(chǎn)生變化后去除影響力后恢復至原有形態(tài)的能力[11]，可以模擬食物在牙齒之間被壓縮后回復到其原始形狀的程度。由圖2可知，烤制甘薯彈性變化范圍為0.50～0.79 m，冀粉2號烤制彈性最大、冀薯8號彈性最低；蒸制甘薯變化范圍0.65～1.05 m，煙薯25蒸制彈性最大、冀元1號彈性最小。冀元1號烤制彈性比蒸制大，其余3個品種的烤制均比蒸制小。在4個品種中煙薯25烤制和蒸制彈性差異最大、冀元1號烤制和蒸制彈性差異最小。

圖2 烤制和蒸制甘薯的彈性變化

內(nèi)聚性反映的是咀嚼薯塊時薯塊抵抗受損并緊密連接使之保持完整的性質(zhì)[12]。由圖3可知，烤制內(nèi)聚性變化范圍為0.30～0.45，煙薯25烤制的內(nèi)聚性最大、冀元1號烤制的內(nèi)聚性最??；蒸制變化范圍為0.26～0.42，煙薯25蒸制的內(nèi)聚性最大、冀粉2號蒸制內(nèi)聚性最小。冀粉2號和煙薯25烤制甘薯比蒸制甘薯內(nèi)聚性大，冀薯8號和冀元1號烤制甘薯比蒸制小。

圖3 烤制和蒸制甘薯的內(nèi)聚性變化

黏附性表示食品表面和其他物體附著時剝離它們所需要的力。由圖4可知，烤制甘薯黏附性變化范圍為112.68～469.30 N，蒸制甘薯黏附性變化范圍為416.10～780.23 N，煙薯25烤制和蒸制黏附性均最低，烤制和蒸制的黏附性差異較大，烤制黏附性均比蒸制低。

圖4 烤制和蒸制甘薯的黏附性變化

咀嚼性為膠著性與彈性的乘積，可解釋為咀嚼固體食物所需的能量，反映的是咀嚼食物時食物抵抗受損并緊密連接，使食物保持完整的性質(zhì)[13]。由圖5可知，烤制甘薯咀嚼性變化范圍為60.80～362 J，蒸制甘薯咀嚼性變化范圍為401.50～890.40 J，冀薯8號的烤制和蒸制咀嚼性均最高?？局聘适碇袩熓?5咀嚼性最低，冀薯8號的咀嚼性最高，蒸制甘薯中冀粉2號咀嚼性最低，烤制甘薯的咀嚼性普遍低于蒸制甘薯咀嚼性。

圖5 烤制和蒸制甘薯的咀嚼性變化

膠黏性是剪切食物時最先感觸到的抵抗力，數(shù)值上以硬度與內(nèi)聚性的乘積表示[14]。由圖6可知，烤制甘薯膠黏性變化范圍為92.72～724.53 N，冀元1號烤制膠黏性最大、煙薯25烤制膠黏性最?。徽糁聘适砟z黏性變化范圍為449.01～1 336.67 N，冀元1號蒸制膠黏性最大、冀粉2號蒸制膠黏性最小，烤制和蒸制膠黏性差異較大。

圖6 烤制和蒸制甘薯的膠黏性變化

由圖7可知烤制甘薯回復性變化范圍為0.12～0.53，冀元1號烤制回復性最大、煙薯25蒸制回復性最小；蒸制甘薯變化范圍為0.37～0.92，冀粉2號蒸制回復性最大，冀元1號蒸制回復性最小，冀元1號烤制回復性比蒸制高，其余3個品種烤制回復性比蒸制低。

圖7 烤制和蒸制甘薯的回復性變化

硬度、黏附性、咀嚼性、膠黏性烤制和蒸制差異較大，彈性、內(nèi)聚性、回復性烤制和蒸制之間差異較小，相同品種烤制和蒸制，各質(zhì)構之間存在顯著性差異；不同甘薯品種進行烤制和蒸制，各質(zhì)構之間也存在差異。

2.2 烤制和蒸制甘薯的香氣成分分析

揮發(fā)性風味成分是評價甘薯品質(zhì)的關鍵質(zhì)量指標之一，由表3可知，甘薯中香氣成分主要包括烷烴類、烯烴類、醇類、醛類、酚類、酯類、酮類、其他化合物等八大類物質(zhì)，共49種化合物。冀粉2號烤制和蒸制分別檢測出27、16種香氣化合物，冀薯8號烤制和蒸制分別檢測出21、13種香氣化合物，冀元1號烤制和蒸制分別檢測出20、23種香氣化合物，煙薯25烤制和蒸制分別檢測出20、21種香氣化合物。冀粉2號烤制檢測出的揮發(fā)性物質(zhì)種類最多，蒸制測得揮發(fā)性物質(zhì)種類最少。冀粉2號、冀薯8號烤制化合物種類比蒸制多；冀元1號、煙薯25烤制的化合物種類比蒸制少。

烴類化合物包括烯烴類和烷烴類兩類，主要來自脂肪酸烷氧自由基的均裂產(chǎn)生[15]。甘薯烤制和蒸制共檢測15種烴類化合物。冀粉2號、冀薯8號烤制的烴類化合物種類比蒸制多，冀粉2號烤制和蒸制分別檢測7種、4種烴類化合物；冀薯8號烤制和蒸制分別檢測出6種和2種烴類化合物。冀元 1號烤制的烴類化合物種類比蒸制少，冀元1號烤制和蒸制分別檢測出5種和13種烴類化合物；煙薯25烤制和蒸制檢測出烴類化合物種類均為6種。(?)-α-蒎烯是4種甘薯烤制和蒸制共有的烴類化合物。1-石竹烯為冀元1號烤制和蒸制特有的香氣化合物，長葉烯一般為無氣味或氣味較弱，可以忽略對甘薯香氣的貢獻，除冀薯8號外，其他3個品種烤制和蒸制均檢測出長葉烯。異長葉烯、α-衣蘭油烯、環(huán)庚三烯只在冀元1號蒸制中檢測出。芳香烴類化合物香氣閾值較低，可以對甘薯香味起到增效作用[16]。

表3 烤制和蒸制甘薯的主要香氣成分及質(zhì)量分數(shù)/%

續(xù)表3

甘薯烤制和蒸制后共檢測出10種醇類化合物，在4種甘薯中，冀粉2號烤制和蒸制檢測出的醇類化合物種類和含量均比其他品種多，烤制為7種、蒸制4種，冀薯8號烤制和蒸制均為3種、煙薯25烤制為4種、蒸制為2種。除烤制煙薯25醇類化合物含量比蒸制多外，其余3種甘薯烤制醇類化合物含量均比蒸制少。芳樟醇為4種甘薯烤制和蒸制共有組分，芳樟醇、β-谷甾醇、4-萜烯醇為冀粉2號烤制和蒸制共有組分，芳樟醇、香茅醇、4-萜烯醇為冀元1號烤制和蒸制共有組分。

醛類一般具有奶油、脂肪、香草等氣味[17]，是構成甘薯香氣的重要成分之一。4種甘薯共檢測出12種醛類化合物，冀粉2號、冀薯8號、冀元1號烤制醛類化合物種類和含量均比蒸制多。煙薯25烤制和蒸制醛類化合物均為8種，且蒸制含量比烤制多。苯甲醛、癸醛、壬醛為烤制和蒸制甘薯共有的醛類化合物。苯甲醛具有特殊杏仁味道和果香味[18]。在4種烤甘薯均檢測出苯乙醛，具有甜花香味[19]，在各種醛類物質(zhì)種含量較多，被認為是苯丙氨酸 Strecker 降解產(chǎn)物，為甘薯重要的香味組分[20]。糠醛存在于冀粉2號蒸制、冀薯8號烤制和蒸制、冀元1號烤和蒸制、煙薯25蒸制，具有焦糖香、烤面包的香味[21]。辛醛存在于冀粉2號烤制、煙薯25蒸制，有研究表明辛醛對烤薯特征香氣貢獻值較低[22]。

酯類通常具有花香和水果香[23]，4種甘薯共檢測出5種酯類化合物，冀粉2號、冀薯8號烤制的酯類化合物種類均比蒸制的酯類化合物多蒸制；冀元1號烤制和蒸制均檢測出3種酯類化合物；煙薯25的烤制酯類化合物種類比蒸制少。鄰苯二甲酸二異丁酯在冀薯8號、冀元1號烤制和蒸制均存在。除冀薯8號外，在其他3種烤制甘薯中均檢測出乙酸丁酯。

酮類化合物主要來脂肪氧化和美拉德反應，一般認為對風味貢獻不大，主要對其他風味化合物起輔助作用[24]。4種甘薯種共檢測出2種酮類化合物。6,10,14-三甲基-2-十五烷酮在冀粉2號、煙薯25烤和蒸制均存在，且在煙薯25的含量高于冀粉2號?？竞驼糁茰囟鹊牟煌怯绊憮]發(fā)性成分差異的主要原因。

2.3 烤制和蒸制甘薯的感官分析

甘薯感官評價結(jié)果如圖8所示，淀粉含量低的冀粉2號和煙薯25烤制和蒸制質(zhì)地較松軟可口；淀粉含量高的冀薯8號和冀元1號烤制和蒸制質(zhì)地偏干面。華宏等[25]發(fā)現(xiàn)浙江省種植的 3 個甘薯品種淀粉含量高、蒸煮后口感干面；淀粉含量低、蒸煮后口感偏稀軟，與本實驗探究結(jié)果一致。除冀薯8號外，其他3個品種烤制質(zhì)地均優(yōu)于蒸制。甜度被認為是影響甘薯感官風味的重要因素[26]，就感官甜度而言冀粉2號、煙薯25較高，除冀元1號外，其他3個品種烤制甜度均大于蒸制，2種烹飪方式甜度差異不大。冀粉2號烤的香味得分最高；冀薯8號的蒸制得分最低，而結(jié)合表7，冀粉2號烤檢測出香氣成分種類最多；冀薯8號蒸檢測出香氣成分種類最少，4個甘薯品種烤制的香味得分均比蒸制高。冀粉2號、煙薯25烤制口感比蒸制口感好；冀薯8號、冀元1號蒸制口感比烤制好。就整體口感得分依次冀粉2號烤、煙薯25烤、冀粉2號蒸、冀薯8號蒸、煙薯25蒸、冀薯8號烤、冀元1號蒸、冀元1號蒸。

圖8 薯塊感官評價雷達圖

注：a01、a02……、a19分別為干率、蛋白質(zhì)、淀粉、還原糖、可溶性糖、烤薯硬度、蒸熟硬度、烤薯彈性、蒸熟彈性、烤薯內(nèi)聚性、蒸熟內(nèi)聚性、烤薯黏附性、蒸熟黏附性、烤薯咀嚼性、蒸熟咀嚼性、烤薯膠黏性、蒸熟膠黏性、烤薯回復性、蒸薯回復性。 圖9 不同指標間相關性分析

2.4 營養(yǎng)品質(zhì)與質(zhì)地品質(zhì)的相關性分析

將甘薯營養(yǎng)品質(zhì)與質(zhì)地品質(zhì)進行相關性分析，可以了解它們之間存在的內(nèi)在聯(lián)系，從而達到快速檢測目的，同樣可以應用于對甘薯不同加工適應性的篩選。由圖9可知 ，干率與蛋白質(zhì)、烤薯硬度、蒸薯彈性、烤和蒸薯的內(nèi)聚性、蒸薯黏附性、烤和蒸薯的咀嚼性、蒸薯回復性、烤薯膠黏性呈正相關；干率與淀粉、還原糖、可溶性糖、蒸薯硬度、烤薯彈性、烤薯黏附性、蒸薯膠黏性、烤薯回復性呈負相關；李思明等[27]探究不同甘薯品種塊根營養(yǎng)品質(zhì)與產(chǎn)量綜合評價得出干率與可溶性糖呈顯著負相關，于本實驗研究一致。蛋白質(zhì)與烤和蒸薯的硬度、蒸薯的彈性、烤和蒸薯的內(nèi)聚性、蒸薯黏附性、烤和蒸薯的膠黏性、烤和蒸薯的咀嚼性呈正相關；蛋白質(zhì)與淀粉、還原糖、可溶性糖、烤薯的彈性、烤薯黏附性、烤和蒸薯的回復性呈負相關；淀粉與還原糖、可溶性糖、蒸薯的硬度、烤和蒸薯的彈性、烤薯的黏附性、烤和蒸薯的回復性呈正相關；與烤薯的硬度、烤和蒸薯的咀嚼性、烤和蒸薯的膠黏性呈負相關。還原糖與可溶性糖、烤和蒸薯的彈性、烤薯內(nèi)聚性、蒸薯的內(nèi)聚性呈正相關；與烤和蒸薯的硬度、烤和蒸薯的咀嚼性、烤和蒸薯的膠黏性呈負相關?？扇苄蕴桥c烤和蒸薯的彈性、內(nèi)聚性、回復性呈正相關；與烤和蒸薯的硬度、膠黏性、咀嚼性呈負相關。由此對于甘薯而言，質(zhì)構指標和營養(yǎng)品質(zhì)指標可通過儀器測定進行預測。

3 結(jié)論

薯塊的硬度、彈性、黏附性、咀嚼性、膠黏性烤制和蒸制差異較大；彈性、內(nèi)聚性、回復性烤制和蒸制之間差異較小，相同品種烤制和蒸制各質(zhì)構之間存在顯著性差異，不同甘薯品種統(tǒng)一烤制和蒸制質(zhì)構各質(zhì)構之間也存在顯著差異。相關性分析得出營養(yǎng)品質(zhì)與質(zhì)構指標具有一定的相關性，干率與烤和蒸薯的內(nèi)聚性、咀嚼性呈正相關；與淀粉、還原糖、可溶性糖呈負相關；蛋白質(zhì)與烤和蒸薯的硬度、內(nèi)聚性、膠黏性、咀嚼性呈正相關；與淀粉、還原糖、可溶性糖、烤和蒸薯的回復性呈負相關；淀粉與還原糖、可溶性糖、烤和蒸薯的彈性、回復性呈正相關；烤和蒸薯的咀嚼性、膠黏性呈負相關；還原糖與可溶性糖、烤和蒸薯的彈性呈正相關；與烤和蒸薯的硬度、咀嚼性 、膠黏性呈負相關。可溶性糖與烤和蒸薯的彈性、內(nèi)聚性、回復性呈正相關；與烤和蒸薯的硬度、膠黏性、咀嚼性呈負相關。冀粉2號烤檢測出風味化合物種類最多27種；冀薯8號蒸檢測出風味化合物種類最少18種，冀粉2號、冀薯8號風味化合物種類烤制比蒸制分別多11、8種；冀元1號、煙薯25風味化合物種類烤制比蒸制分別少3、1種。綜合得出：干率、蛋白質(zhì)含量、淀粉含量均較低品種冀粉2號、煙薯25適合烤制；干率、蛋白質(zhì)、淀粉含量均較高品種冀薯8號、冀元1號適合蒸制。