不同产地陇薯7号马铃薯贮藏期间品质变化及烤制风味物质分析

Analysis of baked flavor substances and quality changes during storage of Longshu No.7 potato from different producing areas

摘要

目的 探究河北产地引种的陇薯7号（Longshu No.7）马铃薯品质，为该品种的推广种植提供一定的数据参考。 方法 以甘肃本地品种陇薯7号为对照，通过低温4 ℃贮藏8个月，对两地该品种马铃薯的干物质和淀粉含量、硬度、色度、发芽率和霉染率指标进行测定，并利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）以及相对气味活度值（ROAV）对两地陇薯7号烤制马铃薯挥发性风味物质分析。 结果 两地该马铃薯品种测定指标具有显著相关性（r>0.95），贮藏期间干物质含量和淀粉含量均呈现先上升后下降的趋势；同时，随着贮藏时间的延长，两地马铃薯样品的薯皮硬度、薯皮和薯肉色度、发芽率和霉染率均呈上升趋势，而薯肉硬度呈下降趋势。甘肃本地该品种马铃薯烤制后风味物质主要有25种，河北引种风味物质主要有18种，河北引种产区检出的风味物质少于甘肃产区，但其中，3-甲硫基丙醛、正己醛和壬醛是甘肃产区和河北产区烤熟陇薯7号共有的占比较高的风味化合物。 结论 在河北产区引种的陇薯7号马铃薯，其贮藏品质及熟化后的风味物质并未发生明显改变。

Abstract

Objective To investigate the quality of Longshu No.7 potato introduced from Hebei producing area，and to provide some data reference for the promotion and planting of this variety. Method The dry matter and starch contents,hardness，color，germination rate and mildew infection rate of gansu longshu No.7 potato were measured by storage at 4 ℃ for 8 months.Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and relative odor activity (ROAV) were used to analyze the volatile flavor compounds of diilongshu No.7 baked potato. Result There was a significant correlation (R>0.95) between the indexes of potato varieties in the two regions.During storage，dry matter content and starch content increased firstly and then decreased.At the same time，with the extension of storage time，potato skin hardness，potato skin and flesh color，germination rate and mildew infection rate of potato samples from two places increased，while potato flesh hardness decreased.Gansu local flavor substances mainly after the baked potato varieties have 25 kinds，hebei introduction material basically has 18 kinds of flavor，flavour compounds of hebei introduction region detection is less than the region in gansu，but among them，3-methyl sulfonium propanal，hexanal and nonyl aldehyde is production areas in gansu and hebei region is baked gansu potato a total of 7 of high flavor compounds. Conclusion The storage quality and flavor of Longshu no.7 potato introduced in Hebei province did not change significantly.

Graphical abstract

关键词

陇薯7号 / 产地 / 营养成分 / 感官品质，烤制风味

Key words

longshu No.7 / producing area / nutritional composition / sensuous quality，baked flavor

陇薯7号是以庄薯3号为母本、菲多利为父本杂交选育的马铃薯品种，该品种具有抗病、优质、高产等特点，适宜西北一季作区种植^［1-2］。因其品质佳、口感绵、沙，薯香浓郁的特色优势，河北等地区也开始尝试种植^［3］。收获的马铃薯，既是有机营养物质的贮存器官，又是延续后代的繁殖器官。因此，对马铃薯块茎贮藏贮藏期指标如干物质、淀粉等营养成分及色度、质构特性等的探究主要是保证食用、加工和种用的品质^［4］。

随着贮藏时间的延长，马铃薯块茎的硬度值呈下降趋势。马铃薯块茎的硬度主要与块茎内干物质含量、果胶及纤维含量相关，干物质含量并不能单独地决定马铃薯块茎的硬度^［5］。随着贮藏时间的延长，马铃薯发芽率、失质量率及霉染率均呈逐渐上升趋势^［6］。

熟化风味物质是马铃薯加工后的重要香气组成，是影响消费者喜好的重要因素，也是探究香味的化学组成、以及选种改良和遗传研究的基础^［7］。马铃薯风味前体物质主要由糖、氨基酸、RNA和脂质组成，在熟化过程中，风味前体物质发生美拉德反应，产生香味化合物^［8］。马铃薯香味的构成易受品种、地理环境的影响，不同产地间风味前体物质的差异间接影响了香味化合物的含量^［9］。

因此，本文通过拟对河北种植与甘肃本地陇薯7号马铃薯进行对比试验，评价陇薯7号品种在异地的风味物质及其营养成分、感官品质，以期为陇薯7号马铃薯在河北产区推广种植提供现实依据。

1 材料与方法

1.1 材料

陇薯7号马铃薯：对照组，采自甘肃省定西市安定区优势种植地区西川园区，样品编号G~D；推广种植组，采自河北省张家口沽源志铭基地，样品编号H~Z；采集后的陇薯7号马铃薯在恒温4 ℃冷库贮藏。

1.2 取样

选取大小均匀（11 cm×9 cm×7 cm），刚收获（10 d以内）的两地陇薯7号马铃薯切为（2 cm×2 cm×7 cm）的条状，于烤箱220 ℃烤制30 min后，取3 g于25 mL顶空瓶测定风味；贮藏期间，按时间顺序进行取样（0月、2月、4月、6月、8月），以备营养及感官品质指标测定。

1.3 仪器与设备

4 ℃恒温冷库；101-1-S-Ⅱ型电热恒温鼓风干燥箱（上海跃进医疗器械厂）；LTA.XT Plus 型质构仪（上海腾拔仪器科技有限公司）；SP60色差仪（美国爱色丽公司）；CP224S电子天平（德国赛多利斯有限公司）；GCMS-QP2020 NX 气相色谱-质谱联用仪（岛津企业管理有限公司）；75μmCAR/PDMS 萃取头（美国SUPELCO公司）。

1.4 测定方法

1.4.1 贮藏期干物质测定

参照杨素^［10］的方法，称取3~5 g样品，使用电热恒温鼓风干燥箱100 ℃、6 h测定前后质量改变，计算比值，得出干物质含量，每个样本重复3次。

1.4.2 贮藏期淀粉测定

参照田丰^［11］的方法，采用比质量法测定。马铃薯块茎洗净擦干称质量，浸入常温的水中再称其质量，计算比质量，查Mepkep表，得出淀粉含量，每个样本重复3次。

1.4.3 贮藏期质构测定

参照张霞^［12］的方法并改进，采用质构仪测定，参数设置：选用P/2探头，下压距离50 mm、下压速度10 mm/Sec、触发力1 N、压缩面积3.140 mm²；每个贮藏时期，取完整马铃薯3个，重复3次，选取差异较小的5个数值。

1.4.4 贮藏期色度测定

参照田甲春^［13］的方法并改进，采用色差仪于待测陇薯7号马铃薯薯皮和薯肉测定色度3次。测定结果与0月颜色（L₀，a₀，b₀）进行计算，以表示各时期颜色变化

△E=\sqrt[]{{\left(L-L_{\mathrm{0}}\right)}^{\mathrm{2}}+{\left(a-a_{\mathrm{0}}\right)}^{\mathrm{2}}+{\left(b-b_{\mathrm{0}}\right)}^{\mathrm{2}}}

式中：ΔE表示颜色变化，L表示亮度，a正值表示偏红，负值表示偏绿；b正值表示偏黄，负值表示偏蓝。

1.4.5 贮藏期发芽率测定

参照曲亚英^［14］方法并略作改进，每个时期不同产地马铃薯分为3组，每组20个块茎，进行观察记录。

1.4.6 贮藏期霉染率测定

参照张新宪^［15］方法并略作改进，在采集发芽率数据时，一并进行霉染率的观察记录。

1.4.7 风味成分测定

参照李凯峰^［16］方法并改进，进行 GC-MS分析，每个样本重复3 次。

GC条件：DB-5MS 色谱柱（30 m×2.5 mm×0.25 μm）；升温程序：初度40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升温 至200 ℃，再以10 ℃/min升至230 ℃，保持5 min；载气：高纯度氦气，平均流速1.0 mL/min。

MS条件：传输线温度220 ℃；离子源温度230 ℃；电子碰撞电离协调至70 eV；四极杆温度150 ℃；质量扫描范围35~550 m/z。

化合物分析：按匹配度大于800，采用质谱 NIST 谱库检索比对定性分析；采用峰面积所占百分比进行定量分析。

1.4.8 关键挥发性物质评价

参照刘登勇等^［17］方法，样品中关键挥发性风味物质采用相对气味活度值（ relative odor activity value，ROAV） 分析法确定。

1.5 数据分析

所有数据采用Microsoft Office Excel 2019进行运算处理；通过SPSS Statistics 25.0软件对数据进行相关性和显著性分析； 使用Origin 2018软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同产地陇薯7号干物质和淀粉含量

干物质是马铃薯营养物质主要成分，主要包括淀粉、蛋白质、还原糖、氨基酸等^［18］。从图1可知，两个产地干物质含量皮尔逊相关性系数r=0.988，具有强相关性，均呈先上升后下降的趋势；贮藏期间，甘肃产区陇薯7号马铃薯干物质含量由21.18%降低为18.50%，干物质含量损失2.68%，河北产区干物质含量由21.40%降低为17.72%，损失3.68%；甘肃产区更耐贮藏，代谢缓慢，干物质损失更少。考虑到马铃薯有大约3个月的休眠期，在此期间，其代谢极其缓慢，由于贮藏4 ℃冷库马铃薯中的水分失去，导致其干物质含量上升。贮藏至4月时，马铃薯干物质含量达到最大值。由于马铃薯受低温影响，不仅出现失水现象而且伴随“低温糖化”现象，休眠期解除后，淀粉转化为还原糖，所以总体来说马铃薯在贮藏期间干物质含量是先“增加”后“减少”的过程^［19］。

从图2可知，2个产地淀粉含量皮尔逊相关性系数r =0.976，具有强相关性，也是出现先上升后下降的趋势；具体表现为：贮藏期间0 月至4月淀粉含量上升，4月至8月淀粉含量下降，也是由于出现低温失水现象和淀粉转化现象。甘肃产区陇薯7号马铃薯淀粉含量由16.97%降低为16.43%，淀粉含量损失0.54%，河北产区淀粉含量由17.07%降低为15.84%，损失1.23%；甘肃产区贮藏期间损失较少，与干物质损失趋势保持一致。试验结果表明，干物质和淀粉含量在4月份达到峰值，然后下降迅速，这也反映了马铃薯解除大约3个月休眠后，代谢加速。

2.2 不同产地陇薯7号薯皮硬度和薯肉硬度

图3显示，两个产地陇薯7号马铃薯薯皮硬度皮尔逊相关性系数r =0.968，具有强相关性。随着贮藏时间的延长，硬度值呈上升趋势，这是由于马铃薯表皮木栓化，以降低在贮藏过程中破皮被杂菌感染^［20］。其次由于在低温环境中马铃薯表皮失水也会导致薯皮硬度上升。贮藏期间，0月（刚收获）的陇薯7号马铃薯薯皮硬度，甘肃定西（9.13 N）高河北张家口（8.94 N），说明甘肃产马铃薯收获运输时较河北产不易破损，能更完整保存；在8个月的贮藏期内，甘肃定西产区陇薯7号马铃薯薯皮硬度（9.88、10.72、11.88、13.08 N）分别低于河北张家口各个时期的硬度（9.99、11.56、12.13、12.97 N），说明在贮藏过程中河北产区陇薯7号木栓化更为强烈。

图4显示，两个产地陇薯7号马铃薯的薯肉硬度皮尔逊相关性系数r =0.999，具有强相关性。随着贮藏时间的延长，硬度值呈下降趋势，这是说明马铃薯内部低温环境失水较薯皮并不严重，而且伴随淀粉水解，马铃薯块茎萌发消耗营养物质^［21］。刚收获的陇薯7号马铃薯，甘肃定西产区薯肉硬度（8.95 N）高于河北张家口（8.86 N），但贮藏4月、6月、8月马铃薯，甘肃定西的薯肉硬度（9.88、10.72、11.88、13.08 N）分别低于河北张家口（9.99、11.56、12.13、12.97 N），说明在贮藏过程中河北产陇薯7号淀粉转化和萌发现象缓慢，更利于贮藏。

2.3 不同产地陇薯7号贮藏色度变化

随着贮藏时间延长，马铃薯表皮严重失水、木栓化程度加深等因素共同作用，导致薯皮的颜色会逐渐发黑、变暗^［22］。由图5知，两个产地陇薯7号马铃薯薯皮色度的皮尔逊相关性系数r=0.951，具有强相关性。贮藏期间，甘肃产区陇薯7号马铃薯薯皮颜色变化由0升高为18.40；而河北产区薯皮色度变化由0升高为22.26。说明河北产区表皮严重失水、木栓化程度更为严重，薯皮颜色改变更迅速，甘肃产区在贮藏期间马铃薯品相更好。

马铃薯薯肉色度与多酚氧化酶、过氧化物酶^［23］以及花青素含量具有密切关系，薯肉颜色由黄色变浅^［24］。由图6可知，两个产地陇薯7号马铃薯薯肉色度的皮尔逊相关性系数r =0.958，具有强相关性；甘肃产区陇薯7号马铃薯的薯肉色度变化由0升高为11.67，而河北产区薯肉色度变化由0升高为12.32。说明河北产区酶促代谢更加旺盛，薯肉颜色改变更迅速，较易解除休眠萌发。

2.4 不同产地陇薯7号发芽率和霉染率

贮藏时间是影响马铃薯品质的重要因素，马铃薯有大约3个月的休眠期，解除休眠后由于新陈代谢加剧会降低马铃薯的品质^［25-26］。随着贮藏时间的延长，马铃薯发芽率、霉染率均呈逐渐上升趋势^［27］。

由图7~8可知，两个产地马铃薯发芽率的皮尔逊相关性系数r =0.999，霉染率的皮尔逊相关性系数r=0.996，均具有强相关性。贮藏期间，0月、2月发芽率及霉染率均为零；但随着贮藏时间延长至第8个月，甘肃产区发芽率（96.67%）、霉染率（53.33%）分别低于河北产区（98.33%、58.33%），说明甘肃产区马铃薯较耐贮藏。

2.5 风味物质分析

马铃薯不同产地间脂类、氨基酸和糖类含量的差异间接影响了香味化合物的含量。表1显示，甘肃定西烤熟陇薯7号的风味成分经鉴定得到25种化合物^［28］。包括醇类、醛类、酸类、酮类、烷烃类和其他化合物。其中醛类化合物包括10种，检出物质31.99%；4种醇类（5.58%）；2种酸类化合物（0.66%）；2种烷烃（22.47%）；1种酮类化合物（2.09%）；其他化合物（36.71%）。

河北省张家口烤熟陇薯7号的风味成分经鉴定得到18种化合物。包括醇类、醛类、酸类、酮类化合物。其中醛类化合物包括9种，检出物质74.38%；1种醇类（0.61%）；2种酸类化合物（3.65%）；酮类化合物（0.64%）其他化合物化合物（20.71%）。其原因由于各地区气候差异导致在风味物质方面略有不足^［29］。

2.6 ROAV分析结果

表2显示，3-甲硫基丙醛、正己醛、壬醛、反-2-辛烯醛、1-辛烯-3-醇、2，6-二叔丁基对甲酚、戊醛为甘肃产区烤熟陇薯7号的关键香气成分（ROAV≥1），2-正戊基呋喃、6-甲基-3，5-庚二烯-2-酮、（+）-柠檬烯、苯乙醛、苯甲醛、正癸醛对甘肃产区烤熟陇薯7号的整体风味起修饰作用^［30］（0.1≤ROAV<1）；3-甲硫基丙醛、正己醛、戊醛、壬醛、反-2-辛烯醛为河北产区烘烤陇薯7号的关键香气成分（ROAV≥1），2，6-二叔丁基对甲酚、香叶基丙酮、苯乙醛、苯甲醛对河北产区烘烤陇薯7号的整体风味起修饰作用（0.1≤ROAV<1）；

3-甲硫基丙醛、正己醛、壬醛是甘肃产区和河北产区烤熟陇薯7号共有的占比较高的风味化合物。说明陇薯7号马铃薯在河北产区引种后，其熟化风味物质并未发生明显变化。

3 讨论

甘肃产区与河北引种产区陇薯7号马铃薯贮藏期间的干物质、淀粉、硬度、色度、发芽率、霉染率指标及其变化，具有显著相关性（r>0.95）；甘肃产区马铃薯风味物质主要有25种，河北引种马铃薯风味物质主要有18种；3-甲硫基丙醛、正己醛、壬醛是甘肃产区和河北产区烤熟陇薯7号共有的特征香气成分，尽管河北产区检出的风味物质少于甘肃产区，但其特征风味物质未发生改变。本文是优势产区与引进地区马铃薯贮藏期间营养成分，感官品质，以及采后香气成分比较试验，探究其引种后的品质，并未对种植期间抗病性，产量进行分析。在以后的试验中会进一步完善陇薯7号引种后指标测定。徐永虎^［31］ 等为筛选出适宜各个地区种植的优质、高产、抗病马铃薯品种，满足市场消费者和种植户需求，探索了不同马铃薯品种在寒旱山区的适生性，筛选适合寒旱山区种植的马铃薯品种，以陇薯6号为对照材料，引种青薯9号、乐薯1号2个马铃薯品种，进行品种比较试验。索海翠^［32］等研究在广东引进11份彩色马铃薯品种，并在冬种区进行试种，调查其田间性状、鲜薯产量和薯块花色苷含量。

4 结论

通过甘肃优势种植产区和河北推广种植产区的陇薯7号对比试验，在河北产区引种的陇薯7号马铃薯，其贮藏品质及熟化后的风味物质并未发生明显改变，可为陇薯7号马铃薯在河北产区的推广种植提供一定的理论依据和数据参考。

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基金资助

甘肃省教育科学与技术创新专项(GSSYLXM-02)