品种和切割方式对鲜切马铃薯品质的影响

摘要：为了控制鲜切马铃薯的褐变与脱水，研究了马铃薯品种、切割方式对鲜切马铃薯品质的影响。结果表明：品种间褐变差异很大，紫花白在切片后 3d 即发生较严重的褐变，而荷兰-7 号在切片后 6d 褐变仍然较轻；使用锋利刀具和在水中切割能够明显抑制马铃薯褐变的发生。可以通过品种选择和改变鲜切马铃薯的加工工艺来提高鲜切马铃薯的质量，延长其货架期。
马铃薯（Solanum tuberosum L.）为一年生草本块茎植物，由于其产量高，对环境的适应性较强，现已遍布世界各地，是一种重要的菜、粮兼用作物。它所含有的营养素丰富而全面，有蛋白质、脂肪、糖类、粗纤维、灰分和各种维生素等。近百年来，马铃薯的栽培与加工发展十分迅速，已成为继小麦、水稻、玉米之后第四位重要的粮食作物。大力发展马铃薯加工产业有利于提高产品附加值，增加农民收入，具有非常重要的现实意义。现有的加工产品中，油炸类产品作为一种休闲食品越来越受到人们的喜爱；鲜切马铃薯由于其带来的巨大方便在国外也有较快发展，但国内发展缓慢。因此，鲜切马铃薯研究有着广阔的应用前景。
鲜切马铃薯加工中，褐变是影响其产品质量的主要问题。目前鲜切马铃薯褐变的抑制主要是通过使用半胱氨酸处理异抗坏血酸（5%）和柠檬酸（1%）浸蘸处理等。但是实验发现不同马铃薯品种间褐变程度的差距也很大，有些品种在切割后几小时内就发生严重褐变，而有些品种在切割几天后才会发生褐变。在实际的生产过程中，可以通过筛选马铃薯的品种，选择多酚氧化酶活性和还原糖含量低，不易发生褐变的品种。而且在切割过程中造成的质量下降可以通过使用锋利的工具得到明显改善。通过这些简单的方法来减轻马铃薯褐变的发生，既能够减少生产成本，还能够减少添加剂的使用来提高鲜切马铃薯的食用安全性。因此，研究品种、切割对果蔬褐变的影响很有必要。本实验通过单因素对比的实验方法观察了不同品种马铃薯的褐变情况，和不同切割方式对马铃薯褐变的影响，旨在为鲜切马铃薯褐变抑制的研究提供理论依据。

1 材料与方法
1.1 试验材料
马铃薯，于 2-3℃温度下贮藏备用。
1.2 实验方法
1.2.1 不同品种马铃薯对鲜切马铃薯品质的影响
选择品质良好，无腐烂、无机械伤、大小均匀的不同品种马铃薯，运回实验室后放入 2-3℃的冷库中预冷 24h。预冷结束后将原料取出，用自来水洗净泥土，后用 200ppm 的 NaClO 消毒 2min，使用不锈钢削皮刀去皮，然后用锋利的刀具并切成 5mm 的薄片，切片再经过 50ppm 的 NaClO 消毒，用纱布擦干表面水分后装入聚乙烯袋中，袋口折叠放入 3℃±1℃的冷库中贮藏。每天测定鲜切马铃薯表面色差并拍照。并选择褐变差别较大两个马铃薯品种进行贮藏实验，并测定贮藏过程中两个马铃薯品种中 PPO 活性及总酚含量的变化。
1.2.2 切割方式对鲜切马铃薯品质变化影响的初步研究
将马铃薯原料从冷库中取出后用自来水洗净去皮后，用不同锋利程度的不锈钢刀切片。将切片平放于塑料筐内，放于 20℃的常温库中观察，观察不同切面颜色和品质变化，测定不同切面出汁率，并进行感官评定。并在显微镜下观察对比不同刀具切割造成的切面之间的差别。
比较在空气和水中切割对褐变的影响。将马铃薯分成两组，第一组在空气中切割，第二组则在清水中切割，实验中马铃薯切割时使用相同的刀具，沿同一方向切割。切割后在室温下放置。分别在 10min、0.5h、1h 观察褐变情况。
1.3 测定指标
1.3.1 鲜切马铃薯感官质量评定
采用（Amodio 2007）方法对试验马铃薯的感官质量进行感官评定。每个处理中随机选取 10 片马铃薯进行评分。
1.3.2 鲜切马铃薯表面颜色测定
参考（Abbott 1999）方法每个处理中随机选取10 片，用色差计（Model CR-300，Minolta，Tokyo，Japan）测定。
1.3.3 多酚氧化酶活性测定
使用 Galeazz方法采用分光光度计测定。
1.3.4 总酚含量测定
采用（Singleton 1965）方法。
1.3.5 马铃薯切片出汁率的测定
马铃薯切片后，用吸水纸将表面汁液吸干，记录吸水纸吸取汁液前后的质量，以及马铃薯切片的面积，按下式计算马铃薯切片的出汁率：出汁率（mgocm-2）=（m1-m0）×103A其中：m0为吸水纸的初始质量/g；m1为吸水纸吸取汁液后的质量/g；A 为马铃薯切片的面积/cm-2。

2 结果与分析
2.1 品种对鲜切马铃薯褐变的影响
不同品种马铃薯的褐变情况差别很大，其中荷兰 7 号、克新 13 号等褐变速度慢，在第四天任然能够保持较好的颜色，而早大白、克新 4 号等褐变十分严重，已经失去商品价值。
2.1.1 不同品种马铃薯切割后表面颜色变化情况
由于不同马铃薯品种之间颜色差异较大，直接使用 L*、a*、b*值不能反应真实的颜色变化，给测定结果带来较大误差。所以选择使用 L*、a*相对于初始值的变化百分比来表示一段时间贮藏后不同品种鲜切马铃薯表面颜色变化。由于 8 个马铃薯品种中的克新 4、克新 13、克新18、中薯 5 和荷兰 7 肉色为黄色，东农 303 为浅黄色，早大白和克新 19 为白色，因此通过分析贮藏期间 L、a 值相对于初始值的变化程度来反映马铃薯贮藏期间的品质变化。
克新 13 与荷兰 7 号的色差 L、a 值相对于初始值的变化较小，说明贮藏期间品质相对稳定。早大白、东农 303、克新 4 和克新 18 褐变都较严重。
2.1.2 不同品种马铃薯切割后多酚氧化酶（PPO）变化情况
选择了褐变较慢的荷兰 7 号马铃薯，和较容易发生褐变的紫花白马铃薯进行比较。可以看出两个品种的褐变差别较大，荷兰 7 号在第 6d 仍然具有较好的颜色，而紫花白马铃薯在第 3d 即发生较严重的褐变。可以看出，易褐变的品种紫花白的多酚氧化酶（PPO）的活性要明显较高，而荷兰 7号的 PPO 活性一直保持较低水平。巩慧玲等指出马铃薯的褐变强度与多酚氧化酶活性之间存在中度的正相关。这与本实验的实验结果是相符的，褐变较轻的荷兰 7 号的 PPO 活性明显低于较容易褐变的紫花白。这说明较高的多酚氧化酶（PPO）活性能够促进鲜切马铃薯褐变的发生。
2.1.3 不同品种马铃薯切割后总酚含量变化情况
两个马铃薯品种的总酚含量在 0-6d 有明显差别，荷兰 7 号马铃薯的总酚含量一直保持较高的水平，而紫花白总酚含量在贮藏初期明显低于荷兰 7 号，但一直保持上升趋势。一般认为较高的酚类物质含量往往会造成更严重的褐变。
但是对于鲜切马铃薯来说，目前还没有发现其褐变与酚类物质含量之间的确切关系。研究表明较高的酚类物质含量可以通过消除活性氧和自由基来增加植物组织的抗氧化能力。荷兰 7 号马铃薯较高酚类物质的含量可能增加了其切片的抗氧化性，从而减轻褐变的发生。
2.2 切割方式对鲜切马铃薯品质变化影响的研究
马铃薯切割后短时间内即可发生褐变。试验中观察到马铃薯切片的不同切面的伤害程度及褐变情况也存在一定差异。以使用锋利刀具切割产生的切面称为平面；而使用较钝的刀具造成的切面称为糙面。糙面表现出非常严重的褐变，而平面的褐变情况则要轻的多。
2.2.1 切割对鲜切马铃薯不同切面感官品质的影响
贮藏过程中对马铃薯切片不同切面的品质变化情况进行感官评定，马铃薯不同切面的品质都随贮藏时间的延长不断下降，但是平面的品质要明显优于糙面，表现为相对较高的感官总体质量和相对较低的感官褐变值。马铃薯切片在贮藏 2天后，平面 OVQ 值仍在 5 左右，而糙面在切割后几小时内质量即严重下降，OVQ 在 4 左右。不同切面的感官褐变值同样具有非常明显的差别，糙面在切割几小时内即明显褐变，感官褐变值达到 3 以上，而平面只有轻微褐变。此后的贮藏过程中，平面的感官褐变值也一直低于糙面。
2.2.2 切割对鲜切马铃薯不同切面出汁率的影响
马铃薯平面出汁率明显低于糙面，两者具有极显著差异（P<0.01）。出汁率反应了组织在切割中的受伤程度和细胞破裂数量，组织受伤严重、细胞破裂数量多，则汁液流出量多；反之，汁液流出量少。马铃薯切片不同切面出汁率的差异说明两个切面在切割过程中受到的伤害程度是不一样的。可以发现，平面组织平整，而糙面则较粗糙，表面呈撕裂状。这可能是造成两个切面出汁率不同的主要原因。
2.2.3 马铃薯不同切面的显微镜照片
为进一步研究造成马铃薯切片不同切面褐变差异的原因，在 40×显微镜下观察了不同锋利程度的刀具切割对表面平整度的影响。不同锋利程度的刀具切割对马铃薯切片表明平整度有非常大的影响，锋利刀具切割的表面平整度要明显好于钝刀切割。
2.2.4 不同条件下切割对马铃薯褐变的影响
实验比较了在空气和水中切割对褐变的影响。实验中马铃薯切割时沿同一方向切割。切割后在室温下放置。分别在 10min、0.5h、1h 观察褐变情况。
观察发现在水中切割可有效延缓褐变的发生。切割后 10min，在空气中切割的马铃薯表面已经有较严重的变色，而在水中切割的则基本上不变色。此后，在空气中切割的马铃薯表面迅速褐变。在空气中放置 1h 后，褐变面积均超过总面积的30%；在水中切割的马铃薯只有少数表面发生褐变，其余大部分基本无褐变。

3 讨论
从实验结果中可以看出，马铃薯不同品种之间褐变差异很大，其中荷兰 7 号、中薯 5 号、克新 13 号的褐变缓慢，没有任何处理的情况下在切后的4d 仍然有较好的颜色和感官品质，但是，克新 4 号、早大白等品种的褐变要迅速且严重的多；实验还发现褐变较轻的荷兰 7 号其多酚氧化酶（PPO）活性要比褐变较快的紫花白品种低的多，较低的多酚氧化酶活性也许就是荷兰 7 号褐变较轻的原因。
切割方式对于鲜切马铃薯的褐变具有重要影响。切割伤害不同，鲜切马铃薯的感官质量及褐变程度差异较大，且出汁率等差异与褐变具有显著相关性。使用锋利刀具切割与使用普通厨房刀具切割的胡萝卜切片相比，可以明显减少损伤细胞的数量和脱水的发生。同样对于马铃薯来说，锋利的刀具也能通过减轻细胞的损伤来减少出汁率，减轻褐变。通过选择抗褐变的马铃薯品种，控制切割伤害减少褐变可以在一定程度上降低化学试剂的使用量，提高食用安全性，提高商品质量。

来源：惠合胶体磨研磨设备厂

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