马铃薯是中国第四大粮食作物,因其含水量高,一般是作为生鲜农产品进行烹调,或加工成全粉、淀粉或薯条薯片等方式进入老百姓餐桌。但是,马铃薯因干物质、淀粉(颗粒大小和支链/直链淀粉组成)、还原糖、蛋白质、膳食纤维、糖苷生物碱等内在品质和薯型、芽眼数量和深浅、大小均匀性和颜色等外观品质的不同,造成马铃薯的加工方式、营养品质和食用安全性的差异。马铃薯全粉是对马铃薯品种、栽培条件和原料品质要求最高的加工方式,也是以全营养方式可以长期贮藏保存和再加工的最佳方式。但是,长期以来适合马铃薯全粉加工的品种主要依赖于早期从国外引进的大西洋、布尔班克等几个品种。近年来,东北农业大学新培育的“东农310”(国审编号2015004)在加工特性、营养品质和加工适宜性等方面表现突出。本研究以东农310为主要对象,开展了全粉(熟)、生全粉、鲜食烹调等多种加工方式、加工性能、营养品质和食品安全及其评价方法研究,为中国马铃薯新品种的加工特性和加工方法提供理论依据。就此开展了以下工作: 1.对东农310、布尔班克和大西洋三个品种马铃薯鲜薯的果型、芽眼数、营养成分、糖苷生物碱含量、细胞壁薄厚程度进行对比分析。结果显示:东农310是干物质含量为25.4%、芽眼少且浅、还原糖含量低于全粉加工品种(大西洋)、糖苷生物碱含量低的中型薯,这些作为马铃薯全粉加工的重要指标表明东农310适合用于全粉加工。东农310中水解和游离氨基酸中必需氨基酸含量都高于大西洋且细胞壁薄,这对东农310鲜食风味、质构、营养可产生直接影响,东农310更适合烤。三个马铃薯品种提取的淀粉进行分析测试发现:东农310的支链淀粉含量高并且相对结晶度高、结晶区域多、糊化温度和糊化过程焓变最高,说明东农310淀粉更难糊化,表现在蒸、煮、烤和生全粉等加工产品中会出现更多难消化的抗性淀粉,相对血糖指数较低。由此可见,东农310与目前优秀的全粉加工品种——大西洋相比具有同等甚至更优的品种特征(蛋白含量更高和抗性淀粉含量更低)。 2.对东农310、布尔班克、大西洋蒸和烤后进行感官评价,结果为:烤马铃薯中整体品质评分结果为:东农310>大西洋>布尔班克,蒸马铃薯中整体品质评分结果为:大西洋>布尔班克>东农310。对_三种烤马铃薯进行营养成分检测和分析,结果显示烤马铃薯中干物质含量是引起其硬度差异的主要原因,而蒸马铃薯中干物质和膳食纤维含量都对硬度有影响。对样品进行全质构分析,发现烤马铃薯中硬度最高的为东农310,蒸马铃薯中硬度最高的为大西洋,与感官评价硬度得分一致。对马铃薯进行L*a*b*颜色值分析,烤马铃薯的a*值与烤马铃薯“焦糖色”高度相关,且a*越大,感官评价中颜色评分越高,所以“焦糖色”更易被消费者接受和喜欢。对游离氨基酸进行含量和呈味TAV(滋味物质味道强度)分析,结果显示样品中鲜味主要来自谷氨酸。对三种马铃薯样品的挥发性风味物质含量和ROAV(挥发性风味物质相对风味活度值)值进行分析,结果显示烤东农310和烤布尔班克中吡嗪类挥发性风味物质含量最高,具有典型的马铃薯“泥土味”,且感官评价中泥土味得分和总气味得分东农310都为最高,所以“泥土味”在马铃薯中是积极的风味属性。烤大西洋和蒸东农310、蒸布尔班克、蒸大西洋中醛类物质含量最高,表现为脂肪香气和果香。对ROAV≥1的挥发性风味物质进行分析,发现2-甲基丁醛、3-甲基丁醛为烤马铃薯的特征关键性风味物质,1-戊醇、正戊醛为蒸马铃薯特征关键性风味物质。蒸烤东农310的抗性淀粉含量较高,且烤和蒸马铃薯中东农310的EAAIadult(反应食物蛋白和人体所需蛋白拟合程度)值分别为为0.97465和1.0323(>0.95)为优质蛋白。综上所述,东农310烤制后颜色、味道、气味为三种中最佳,整体评分高,且抗性淀粉含量高,蛋白为优质蛋白。所以,东农310适合烤。蒸马铃薯中,东农310虽感官评价分数较低,但抗性淀粉含量高、蛋白为优质蛋白,基于健康和营养考虑,蒸着吃也为优势品种。 3.对东农310和大西洋全粉(雪花粉)调制方便土豆泥进行感官评价,得分结果为:东农310调制土豆泥>大西洋调制土豆泥。通过对雪花粉营养成分、吸水率和颜色L*a*b*值进行分析,发现大西洋的吸水性高于东农310,吸水性越低则质地更软且粘聚度低,并且感官评价中东农310松软感评分更高,消费者更喜欢松软的土豆泥。雪花粉的颜色直接影响土豆泥的颜色,大西洋雪花粉的L*值高于东农310,感官评价中大西洋土豆泥的颜色评分更高,说明消费者更喜欢颜色亮白的土豆泥。对游离氨基酸进行TAV数值计算,大西洋中天冬氨酸TAV>1,且大西洋中天冬氨酸和谷氨酸的含量高于东农310,所以大西洋的鲜味更浓郁,这与感官评价鲜味得分一致。用GC-MS对马铃薯中挥发性风味物质进行检测,从含量和ROAV值进行了分析。结果表明,东农310调制的土豆泥检测出醛类为59.98%,大西洋调制的土豆泥检测出醛类为49.76%。两种调制土豆泥中ROAV≥1的共有的挥发性风味物质有2-甲基丁醛、庚醛、正己醛、反-2-辛烯醛、1-辛烯-3-醇、2-正戊基呋喃。不同的是,大西洋中正戊醛ROAV≥1。用红外光谱和SEM对雪花粉了进行分析,红外光谱的分析结果显示两种马铃薯雪花粉的淀粉均未被完全破坏,但晶体结构已经被破坏。SEM显示可见区域内并没有淀粉颗粒存在。两种雪花粉的水解氨基酸分析结果表明,东农310雪花粉的EAAIadult值为1.5166,大西洋雪花粉的EAAIadult值为1.0954,均大于0.95,为优质蛋白。综上所述,东农310雪花粉适用于方便型土豆泥的加工。 4.将东农310和大西洋生全粉按10%、17.5%、25%不同比例加工成饼干和曲奇,分别取未成型和烤制完成的样品进行分析。感官评价结果显示添加25%的东农310曲奇和饼干的感官评价分数最高。东农310生全粉的还原糖含量较高,导致烤制过程更容易上色,颜色更受消费者欢迎。SEM结果显示,东农310淀粉形状为不规则椭球形,淀粉颗粒表面有凸起。用低场核磁共振分析仪(LF-NMR)对样品中水分迁移进行了检测,结果显示烤制过程中蛋白含量变化不大,但是蛋白结构被严重破坏,A22和淀粉的支链淀粉含量变化不大,淀粉结构保存较完整,该结论得到了激光共聚焦显微(CLSM)分析结果的印证,所以,马铃薯产品在消化过程中血糖指数较低。分别将烤制好的生全粉和全小麦粉饼干、曲奇进行体外模拟消化。结果显示,添加马铃薯生全粉所制饼干和曲奇的预估血糖指数(eGI)低于全小麦粉样品的预估血糖指数。并且,添加东农310马铃薯生全粉的样品,预估血糖指数低于添加大西洋马铃薯生全粉的样品。将样品进行GC-IMS检测,对比不同组样品挥发性风味物质,结果显示:同样添加量为25%时,大西洋饼干的风味基本和全小麦粉挥发性风味物质含量很接近,感官评价中气味评分差异不大。东农310的风味随着添加量增多而与小麦粉饼干风味差异逐渐变大。添加马铃薯生全粉制作的饼干与全小麦粉制作的曲奇挥发性风味物质含量差异很大,添加量为10%的东农310所制作的曲奇和添加量为25%的大西洋曲奇风味物质含量差异很小。随着添加量增大,两种马铃薯生全粉所制曲奇的风味差异也越来越大。综上所述:东农310生全粉所制作的饼干添加量为25%时,风味更受欢迎,抗性淀粉含量最高,eGI最低,可以作为生全粉加工的优势马铃薯品种。 5、本研究结果显示,炒土豆丝比其他烹调方法制备的马铃薯加工产品含有更高的膳食纤维和钙元素,以及更加优良的必需氨基酸组成。与油炸马铃薯相比,炒土豆丝的脂肪含量较低。土豆丝的翻炒导致蛋白质、淀粉、矿物质(P、Mg、K)含量减少。维生素的损失率为12.5-30%。炒土豆丝中的淀粉颗粒糊化不完全,能减少抗性淀粉的损失。中国家庭中使用的炒土豆丝加工方法,能有效地降低糖苷生物碱的浓度。通过对生马铃薯和炒土豆丝的挥发性芳香化合物进行分析,共鉴定出74种挥发性芳香化合物,包括烃类、芳香烃、醇类、醛类、酮类、酯类、呋喃类、醚类等化合物。4-甲基辛烷、己醛、α-水芹烯、γ-萜品烯、邻伞花烃、二烯丙基二硫化物和芳樟醇是炒土豆丝的主要风味成分,仅在炒土豆丝样品中发现。综上所述,炒土豆丝相对于油炸马铃薯加工产品,是一种更健康的马铃薯食用方式。