不同熟制方式影响紫薯感官品质的机制研究.pdf

王宁宁，彭春娥，史磊，等.不同熟制方式影响紫薯感官品质的机制研究 J.食品工业科技，2023，44（21）：3744.doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022110247WANGNingning,PENGChune,SHILei,etal.MechanismofDifferentCookingMethodsAffectingSensoryQualityofPrupleSweetPotatoJ.ScienceandTechnologyofFoodIndustry,2023,44(21):3744.(inChinesewithEnglishabstract).doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022110247 研究与探讨 不同熟制方式影响紫薯感官品质的机制研究不同熟制方式影响紫薯感官品质的机制研究王宁宁1，彭春娥2，史磊1，丁军1，许彤1，孙秀丽1，王庆彬1,*（1.山东宇泰生物种业有限公司，山东泰安271000；2.山东省农业科学院，农产品加工与营养研究所，山东济南250100）摘要：选取了泰紫薯 1 号、紫罗兰、越南小紫薯三种代表性鲜食紫薯品种为实验材料，以普薯 32 为对照，探究了烤制、蒸制、微波三种熟制方式处理后紫薯的感官评分、水分含量、淀粉含量、糖含量等指标。结合相关性分析和偏最小二乘回归法（PartialLeastSquaresRegression，PLSR）探究了消费者感官评价和理化指标之间的相关性关系。感官评价结果显示，蒸泰紫薯 1 号得分最高，甜度和质地是决定消费者喜好程度的驱动型属性；熟制方式显著影响紫薯的理化品质，熟制后紫薯水分和淀粉含量降低，还原糖和总糖含量升高。蔗糖和麦芽糖在熟制后增加，葡萄糖和果糖随品种和熟制方式呈现不同变化趋势。在熟制过程中，蒸制有利于水分保持，烤制最有利于高温糖化。相关性分析发现感官评价得分与水分、还原糖（果糖、葡萄糖）呈极显著正相关性（P0.01），与淀粉含量呈显著负相关性（P0.05），相关性大小依次为还原糖、淀粉、果糖、葡萄糖、水分。PLSR 确定了影响紫薯感官品质的主要指标为还原糖、果糖、葡萄糖。本研究为建立紫薯感官预测模型、开发不同紫薯品种最佳加工工艺、指导鲜食型紫薯的选育提供一定的科学依据。关键词：紫薯，熟制方式，感官品质，相关性分析，偏最小二乘回归分析（PLSR）本文网刊:中图分类号：TS215文献标识码：A文章编号：10020306（2023）21003708DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2022110247MechanismofDifferentCookingMethodsAffectingSensoryQualityofPrupleSweetPotatoWANGNingning1，PENGChune2，SHILei1，DINGJun1，XUTong1，SUNXiuli1，WANGQingbin1,*（1.ShandongYutaiBiologicalSeedCo.,Ltd.,Taian271000,China；2.InstituteofAgro-ProductProcessingandNutrition,ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan250100,China）Abstract：Threerepresentativepurplefleshedsweetpotatovarieties,TaizishuNO.1,VioletandVietnamesepurplesweetpotatowereselectedasmaterials.Sensoryevaluation,moisturecontent,starchcontent,sugarcontentwereexploredafterbaking,steamingandmicrowavewithPushuNO.32asthecontrol.Combiningwithcorrelationanalysisandpartialleastsquaresregression(PLSR),thecorrelationsofconsumersensoryevaluationandphysicochemicalpropertywereexplored.Thesensoryevaluationresultsshowedthat,TaizishuNo.1obtainedthehighestscore.Thesweetnessandtexturewerethedriving attributes which could determine consumer preference.The cooking method significantly affected the sensoryqualityofpurplesweetpotato.Moistureandstarchcontentofpurplesweetpotatoweredecreasedaftercookingwhilecontentofreducingsugarandtotalsugarwereincreased.Moreover,sucroseandmaltosecontentincreased,whileglucoseandfructoseshoweddifferentchangeswithdifferentvarietiesandcookingmethods.Steamingfacilitatedwaterretentionandroastingwasgoodforhightemperaturesaccharificationduringripening.Thecorrelationanalysisshowedthatthesensory evaluation score was significantly positively correlated with water content and reducing sugar(fructose andglucose)(P0.01),andnegativelycorrelatedwithstarchcontent(P普薯 32 号越南小紫薯紫罗兰，在熟制后，泰紫薯 1 号水分含量均高于其他三个品种，保持了较高的水分含量。熟制后紫薯淀粉含量显著降低（P越南小紫薯普薯 32 号泰紫薯 1 号。在所有熟制方式中，蒸制对淀粉含量影响最大，原因可能是蒸制时，热量从外层逐渐向内部传递，因此-淀粉酶活力充分释放，将淀粉分解为还原糖26。在所有品种中，普薯32 号的淀粉含量下降幅度最大，越南小紫薯在熟制后表现出了高淀粉含量，这与感官评价中质地得分一致。所有品种鲜薯还原糖含量均高于 5.20%，品种间无显著差异（P0.05），熟制后还原糖含量显著增加（P普薯 32 号紫罗兰越南小紫薯。烤制、蒸制、微波后还原糖含量最高的品种均为普薯 32 号。除了还原糖外，还进行了总糖含量测定，以探究其与甜度的关系。鲜薯总糖含量从高到底依次为紫罗兰越南小紫薯普薯 32 号泰紫薯 1 号，结合还原糖数据可推测，紫罗兰和越南小紫薯非还原性糖含量较高。紫薯中还原糖主要含有葡萄糖、果糖、麦芽糖，非还原糖主要含有蔗糖、低聚糖和糊精，可溶性糖包括葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖28，为进一步探究不同糖对甘薯感官甜度的贡献，进行了可溶性糖的测定。2.3不同熟制方式处理前后紫薯可溶性糖变化可溶性糖标准品的色谱图和回归方程如图 3 和表 3 所示。不同品种紫薯熟制后可溶性糖总量的变化如图 4 所示。鲜薯中可溶性糖总量从高到低依次甜、味香、水分足、软糯、色泽好、好吃甜、软糯、水分足、好吃、有点面甜、味香、软糯、水分充足紫薯香味、甜、软糯、水分足微甜、颜色鲜亮、水分足、软糯清香味、甜、水分足、颜色鲜亮微甜、面、软糯甜、有粉感甜、软糯无香味、微甜、有点噎人、略干微甜、有苦味、干不甜、水分太多、微酸不甜、干、噎人不甜、水分太多、无味、微酸不甜、噎人、有纤维、有点干味淡、不甜、噎人、干、粗糙、硬不甜、干、噎人、香味淡、有纤维感不甜、味淡、口感粗糙、不香、干、不好吃烤泰紫薯1号烤紫罗兰微波紫罗兰烤普薯32号蒸泰紫薯1号微波泰紫薯1号蒸紫罗兰050100蒸普薯32号评价及占比微波普薯32号图2家庭感官实验中偏好驱动因素的情绪分析Fig.2Emotionalanalysisofpreferencedriversinfamilysensoryexperiment表2不同熟制方式的紫薯水分、淀粉、还原糖及总糖含量Table2Moisture,starch,reducingsugarandtotalsugarcontentofpurplesweetpotatoindifferentcookingmethods处理方式品种水分含量（%）淀粉含量（%）还原糖（%）总糖（%）鲜薯泰紫薯1号 73.100.21Aa35.991.06Ab5.630.29Da22.820.98Cb紫罗兰67.200.56Ad47.282.26Aa5.370.60Ca31.521.36Aa越南小紫薯 68.700.30Ac45.851.77Aa5.200.36Ca25.942.05Bb普薯32号70.100.55Ab41.121.64Aa5.620.46Ca25.122.48Bb烤制泰紫薯1号 66.220.25Ca32.571.69BCab9.970.42Aa30.911.85Aa紫罗兰62.420.20Bb28.891.27BCb8.370.61Ab28.052.91Aa越南小紫薯 59.810.19Cc33.990.29Ba7.580.33Ab27.402.55Ba普薯32号58.010.15Cc22.650.98Cc10.880.71Aa30.681.85Ba蒸制泰紫薯1号 72.010.28Aa23.520.97Db7.500.25Bb23.912.58Ca紫罗兰67.350.28Ab27.030.39Ca7.370.37Bbc28.522.25Aa越南小紫薯 65.770.14Bc26.130.53Ca6.880.10ABc28.682.02Ba普薯32号66.750.25Bb18.630.80Dc8.550.03Ba27.892.58Ba微波泰紫薯1号 70.120.59Ba27.650.41Cb6.680.26Cb26.710.84Bc紫罗兰63.290.17Bb32.031.51Bb6.980.05Bb30.660.85Ab越南小紫薯 55.830.51Dc39.090.27Ba6.490.07Bb32.912.13Aab普薯32号55.530.47Dc30.871.51Bb9.420.38Ba34.700.46Aa注：不同大写字母代表同种品种不同处理间差异显著（P0.05）；不同小写字母代表相同处理不同品种间差异显著（P紫罗兰泰紫薯 1 号越南小紫薯，对泰紫薯 1 号、紫罗兰、越南小紫薯可溶性糖含量影响最大的方式为烤制，对普薯 32 号影响最大的方式为微波。熟制后，可溶性糖总量从高到低依次为普薯32 号紫罗兰越南小紫薯泰紫薯 1 号。可溶性糖包含还原糖，若将可溶性多糖定义为除了还原糖之外的可溶性糖，结合还原糖结果，推测熟制后紫罗兰和越南小紫薯的可溶性多糖增加较多。可溶性糖含量如图 5 所示，鲜薯的可溶性糖以蔗糖为主，平均占总可溶性糖的 63.23%。麦芽糖主要在熟制后大量增加，成为熟薯可溶性糖的主要部分，平均占总可溶性糖的 67.83%，这与前人研究结果一致12,2829。泰紫薯 1 号、越南小紫薯、普薯 32 号在熟制后果糖和葡萄糖含量降低，蔗糖和麦芽糖含量增加。紫罗兰在微波、烤制后四种可溶性糖含量均表现增加趋势，蒸制后果糖、葡萄糖含量降低。总体来说，果糖和葡萄糖受熟制方式的影响弱于蔗糖和麦芽糖，为了明确影响感官甜度的主要糖类，本文进行了相关性分析。2.4相关性分析由感官情绪描述可知，水分、甜度、质地是消费者关注的感官指标。根据各指标相关性（表 4）可知，水分与淀粉含量呈现极显著的负相关性（P0.01），与还原糖含量、果糖和葡萄糖含量呈现极显著正相关性（P0.01）。在甘薯品质评价中，通常以鲜薯可溶性总糖含量作为甜度评价的主要指标，但对于此并无定论。有研究表明鲜薯可溶性糖含量与食味无关或仅有极其微弱的正相关性3031，也有研究表明鲜薯可溶性糖与产品甜度呈显著或极显著的正相关性，与烘烤食味总评呈显著正相关性32。在本研究中，感官甜度与鲜薯可溶性糖相关性大于熟薯可溶性糖，与还原糖（果糖、葡萄糖）呈现极显著相关性（P0.01）。此外，甜度还与水分呈现极显著正相关性（P0.01），与淀粉呈现极显著负相关性（P0.01）。质地与水分、还原糖（果糖、葡萄糖）呈现极显著正相关关系（P0.01），与淀粉含量呈现极显著负相关性（P0.01），有研究表明，糖对于熟制后软糯细腻的质地同样有良好贡献33。2.5紫薯理化指标和感官评价间的 PLSR 分析以水分含量、淀粉、还原糖、总糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖为自变量（X），以感官评价各指标为因变量（Y）进行偏最小二乘回归分析，图 6 为载荷图。位于同一象限内，距离越近的样本之间相关性越强34，图中内椭圆代表 R2=0.5，外椭圆代表 R2=1，所有样本点均落在两个椭圆内说明模型具有预测能力35。果糖、水分含量与各感官评价指标同在第一鲜样烤制蒸制微波0510152025可溶性糖总量(%)3530熟制方式泰紫薯1号紫罗兰越南小紫薯普薯32号CcDbCcDaAcdBcdBbBcCaBcBcAaCbAbAcBa图4不同品种、不同熟制方式紫薯的可溶性糖总量Fig.4Totalsolublesugarofpurplesweetpotatowithdifferentvarietiesanddifferentcookingmethods0141210864216可溶性糖含量(%)18A鲜薯烤制蒸制微波泰紫薯1号麦芽糖葡萄糖蔗糖果糖0141210864216可溶性糖含量(%)2018B鲜薯烤制蒸制微波紫罗兰麦芽糖葡萄糖蔗糖果糖0141210864216可溶性糖含量(%)18C鲜薯烤制蒸制微波越南小紫薯麦芽糖葡萄糖蔗糖果糖0242118151296327可溶性糖含量(%)30D鲜薯烤制蒸制微波普薯32号麦芽糖葡萄糖蔗糖果糖图5不同品种、不同熟制方式紫薯的可溶性糖含量Fig.5Solublesugarofpurplesweetpotatowithdifferentvarietiesanddifferentcookingmethods第44卷第21期王宁宁，等：不同熟制方式影响紫薯感官品质的机制研究41表4紫薯指标间相关性分析Table4Correlationanalysisofsweetpotatoindexes鲜薯熟薯感官评价水分淀粉还原糖果糖葡萄糖麦芽糖蔗糖可溶性糖水分淀粉还原糖果糖葡萄糖麦芽糖蔗糖可溶性糖外观香味甜度质地纤维感鲜薯淀粉0.986*还原糖0.719*0.823*果糖0.837*0.891*0.892*葡萄糖0.955*0.976*0.842*0.962*麦芽糖0.583*0.442*0.1420.1870.396*蔗糖0.571*0.453*0.0740.0330.3030.849*可溶性糖0.1410.0050.523*0.405*0.1490.762*0.887*熟薯水分0.438*0.443*0.336*0.1790.3140.1720.477*0.273淀粉0.333*0.396*0.517*0.371*0.366*0.1500.0030.2240.813*还原糖0.2530.341*0.584*0.576*0.440*0.2820.409*0.628*0.2510.088果糖0.531*0.608*0.723*0.536*0.554*0.1190.1010.2310.1620.1470.407*葡萄糖0.602*0.679*0.787*0.657*0.656*0.0780.0630.3010.0890.1270.493*0.909*麦芽糖0.1840.2490.454*0.638*0.441*0.1800.576*0.734*0.413*0.0430.665*0.0480.245蔗糖0.363*0.2980.0220.1100.1200.467*0.791*0.705*0.789*0.357*0.510*0.0840.0010.759*可溶性糖0.0590.0520.451*0.461*0.2220.544*0.792*0.899*0.512*0.0330.704*0.1910.311*0.895*0.875*感官评价外观0.0960.1730.388*0.1680.1370.345*0.1370.2750.1520.2250.3170.363*0.385*0.0050.0130.184香味0.418*0.467*0.527*0.470*0.463*0.0240.0320.2140.2050.329*0.437*0.462*0.533*0.2550.0100.2500.642*甜度0.563*0.615*0.658*0.626*0.620*0.0350.0640.2510.2650.395*0.357*0.531*0.568*0.2880.0150.2490.485*0.738*质地0.558*0.619*0.683*0.581*0.593*0.0190.1040.2200.409*0.494*0.433*0.477*0.493*0.1950.1320.1760.609*0.738*0.696*纤维感0.415*0.442*0.441*0.455*0.454*0.0820.0660.1520.1680.3060.417*0.3120.352*0.2360.0080.1700.607*0.780*0.676*0.781*总评0.539*0.601*0.678*0.599*0.593*0.0310.0490.2680.3040.434*0.439*0.533*0.572*0.2530.0210.2470.701*0.863*0.924*0.879*0.848*注：*代表差异显著（P0.05）；*代表差异极显著（P0.01）。42食品工业科技2023 年11月象限，果糖、葡萄糖、还原糖与感官指标的距离较近，说明与感官品质有较大相关性。淀粉含量与感官指标距离较远，与感官指标呈现负相关性，这与相关性分析结果一致。感官指标中，甜度和质地距离总分最近，说明这两个指标是与总分相关性最大的指标，而外观是与总分相关性最弱的指标，这与相关性分析结果一致。3结论对不同熟制方式处理的不同紫薯的感官评分、水分、淀粉、糖含量进行了测定，由感官实验可知，甜度高、水分充足、软糯、香气浓郁是消费者喜好的特征，感官得分最高和最低的处理分别为蒸泰紫薯1 号和烤越南小紫薯，总分分别为 7.45 和 5.03。由理化指标测定得出，熟制后水分和淀粉含量显著下降（P0.05），总糖和还原糖含量显著上升（P0.05），蒸制对水分影响最小，对淀粉影响最大，烤制对还原糖影响最大，而微波对还原糖的影响最小。蔗糖和麦芽糖在熟制后呈上升趋势，果糖和葡萄糖受熟制方式和品种的影响呈现不同的变化趋势。PLSR 结合相关性分析得出，感官评价与水分、还原糖（果糖、葡萄糖）呈极显著正相关关系（P0.01），与淀粉呈极显著负相关关系（P0.01）。与熟薯相比，感官总分与鲜薯可溶性糖的正相关性更大。综上，通过相关性分析结合 PLSR 分析法，可以建立甘薯感官预测模型，筛选可以鉴定感官品质的指标。水分、还原糖（果糖、葡萄糖）、淀粉是探究甘薯感官品质的重要指标。根据感官评价总分，确定不同品质紫薯的最佳熟制方式，泰紫薯 1 号和越南小紫薯最适合蒸制，紫罗兰和普薯 32 号最适合烤制。参考文献1 BOVELL-BENJAMIN A C.Sweet potato:A review of itspast,present,andfutureroleinhumannutritionJ.AdvancesinFoodandNutritionResearch，2007，52：159.2 WANG S N,NIE S P,ZHU F.Chemical constituents andhealtheffectsofsweetpotatoJ.FoodResearchInternational，2016，89（1）：90116.3李佳欣.甘薯抗褐变种质资源筛选及转录组测序分析D.重庆:西南大学,2022.LIJiaxin.Screeningandtranscriptomicse-quencing of 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