不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片色澤和花青素含量的影響

普紅梅楊萬林李燕山帥 良楊 芳張紹智白建明*

（1云南省農業科學院經濟作物研究所，云南昆明 650205；2云南省農業科學院農產品加工研究所，云南昆明 650000；3賀州學院食品與生物工程學院，食品科學與工程技術研究院，廣西賀州 542899；4農業農村部云貴高原馬鈴薯與油菜科學觀測實驗站，云南昆明 650205）

彩色馬鈴薯中含有種類豐富的花青素（Lewis et al.，1999；Jansen & Flamme，2006；殷麗琴 等，2015），不僅使薯肉呈現誘人的色彩，還具有抗氧化、抗炎、抑菌作用，以及對肝臟、心腦血管和視力的保護作用等生理活性（徐春明 等，2013），是一種天然的保健食品，具有很好的藥食兼用功能。但是新鮮馬鈴薯不耐貯藏，收獲以后會失水萎蔫、腐爛、變綠和發芽，造成損失。云貴川地區有喜食“洋芋片片”的習慣，做法如沈慧（2006）在文獻中記錄：備料、切片、煮沸、晾曬、貯藏。其外形近似蝦片，品質酥、脆，味香爽口，耐保存、方便食用，是提高馬鈴薯身價的好方法。真空冷凍干燥技術是公認生產高品質食品的加工方法，能最大限度地保存食品的色、香、味、形（喬曉玲 等，2008）。在馬鈴薯的干燥技術中，真空冷凍干燥技術與其他干燥方法相比有其獨特優勢：馬鈴薯原來的物質結構和外觀形態不會被破壞，不會產生收縮和表面硬化現象；在不使用護色劑的前提下，能夠很大程度保留產品的營養成分和香氣；復水后的外觀及口感與新鮮食品相近（于洪劍 等，2017）。研究指出，真空冷凍干燥馬鈴薯粉色澤與新鮮馬鈴薯相近，而熱風干燥馬鈴薯粉的L*、a*、b*值與真空冷凍干燥馬鈴薯粉、新鮮馬鈴薯則呈現顯著差異（P＜0.05）（王海鷗 等，2017）。為了探討不同干燥方式對彩色馬鈴薯色澤的影響，本試驗采用紅色馬鈴薯品種S10-515和紫色馬鈴薯品種S10-843，以干燥后的色差值和花青素含量為指標，考察真空冷凍干燥（凍干）和熱風干燥（烘干）兩種方式對彩色馬鈴薯干片顏色和花青素含量的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為2017年12月種植于云南省建水縣、2018年5月底收獲的彩色馬鈴薯，紫色馬鈴薯為S10-843，紅色馬鈴薯為S10-515。

1.2 主要試劑和儀器設備

主要試劑為磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、無水乙醇、鹽酸，均為分析純；主要儀器設備為色差儀（愛麗色ci4200，美國）、熱風干燥箱（上海爐南電熱烘箱廠）、馬鈴薯切片機、凍干機（CHRIST Alpha 1-4 LD plus，德國）、索氏提取器、全波長測定儀（MultiskanGo，美國）。

1.3 試驗設計

1.3.1 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片外觀及色差值的影響 將馬鈴薯去皮洗凈后切成厚度2 mm 左右的薯片，沸水漂燙30 s 后，采用不同方法進行干燥處理。真空冷凍干燥的操作步驟為：-20 ℃過夜后，將薯片放入真空冷凍干燥機干燥（溫度-40℃，真空度12 Pa 主干燥5 h，-76 ℃真空度1 Pa 干燥30 min）；熱風干燥條件為60 ℃干燥8 h；以室內自然陰干為對照。干燥處理第2天，每個處理取60 片薯片，用色差儀測定色差值，3 次重復，分析不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片顏色的影響。

1.3.2 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片花青素含量的影響 設真空冷凍干燥、熱風干燥、自然陰干3個處理，每處理取20 g 薯片，用九陽料理機（JYLC020E）打碎以后，取5 g 樣品加入100 mL 60% 酸化乙醇索氏提取至薯肉近無色，然后采用pH 示差法進行花青素含量測定，3 次重復，以鮮薯花青素含量為對照，分析不同干燥方式對彩色馬鈴薯花青素含量的影響。

1.4 試驗方法

1.4.1 馬鈴薯干片色差值測定 采用愛麗色ci4200色差儀，將色差儀校準后，盡量選擇干片平整部分放置于測定孔上，并用黑色罩子密封，避免外界光線的干擾，測定L*、a*、b*、C*值。

1.4.2 花青素提取 花青素在中性和堿性環境中不穩定，為防止花青素的降解和提高花青素的溶出率，一般在酸性環境下進行提取，本試驗釆用相對無毒的乙醇，即60%酸化乙醇溶液為提取液，索氏提取2 h。

1.4.3 花青素含量測定 花青素總含量的測定采用pH示差法。取花青素提取液4 mL于10 mL離心管中，分別加入6 mL pH為1.0的鹽酸緩沖液和pH為4.5的醋酸緩沖液，混勻后，用蒸餾水作為空白對照，取1 mL使用分光光度計分別測定樣品在535 nm和700 nm處的吸光度A。

式中，A為吸光度，A=（A535nm，pH1.0-A700nm，pH1.0）-（A535nm，pH4.5-A700nm，pH4.5）；εL 為矢車菊素 -3-葡萄糖苷的消光系數，為29 600；DF為稀釋倍數；L為光程，1 cm；Mr為矢車菊色素-3-葡萄糖苷的相對分子質量449.2；V為最終體積（mL）；Wt為樣品質量（g）。

2 結果與分析

2.1 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片外觀的影響

圖1 不同干燥方式下彩色馬鈴薯干片外觀

由圖1可以看出，不同干燥處理對馬鈴薯干片的外觀影響較大，自然陰干（CK）的馬鈴薯干片平整度較差，顏色發黑、色澤暗淡，薯片表面附著白色的淀粉顆粒；凍干處理的馬鈴薯干片，薯片非常平整，顏色鮮艷、色澤較亮；烘干處理的薯片平整度比凍干處理差，但優于自然陰干（CK）處理，薯片顏色較深，色澤好。

2.2 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片色差值的影響

色差儀測量原理采用國際照明委員會（CIE）最廣泛使用于測量物體色調的CIE1976 L*、a*、b*色度系統，借助均勻色的立體表示方法將所有的顏色用L*、a*、b*3個軸的坐標來定義。如圖2所示，L*為垂直軸也即中軸，代表明暗度，其值從底部0（黑）到頂部100（白），數值越大，物體顏色越白，數值越小，則物體顏色越黑。中間為亮度不同的灰色過度，有100個等級；a*、b*坐標組成的色度平面是一個圓，表示不同的色彩方向，a*代表紅綠軸上顏色的飽和度，其中-a*為綠，+a*為紅；b*代表藍黃軸上顏色的飽和度，其中-b*為藍，+b*為黃。a*、b*都是水平軸。

圖2 色差值示意圖

2.2.1 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片L*值的影響 從圖3可以看出，各處理馬鈴薯品種S10-515的L*值均高于S10-843，說明S10-515的顏色偏白，而S10-843的顏色偏暗，與肉眼看到的顏色一致：S10-843為深紫色，S10-515為粉紅色。不同的干燥方式下，凍干處理的L*值最高，其次為自然陰干（CK），烘干處理的L*值最低，說明凍干處理能夠較好地保持馬鈴薯干片的顏色。

2.2.2 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片a*值的影響 由圖4可以看出，不同干燥處理下2個馬鈴薯品種干片的a*值均為正值，除S10-843凍干處理的a*值為12.15外，其余處理的a*值都在10以下，在此范圍內的顏色為偏紫色；S10-515在自然陰干（CK）和烘干2種處理下的a*值高于S10-843，凍干處理下的a*值低于S10-843。

2.2.3 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片b*值的影響

從圖5可以看出，馬鈴薯品種S10-515 3個處理的b*值均為正值，且均高于S10-843，而S10-843凍干處理和烘干處理的b*值為負值，說明S10-515的顏色偏黃，S10-843的顏色偏藍。

圖3 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片L*值的影響

圖4 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片a*值的影響

圖5 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片b*值的影響

2.2.4 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片C*值的影響 C*值表示色飽和度，代表顏色的鮮艷程度，其值越大表示色彩越鮮艷。從圖6可以看出，2個馬鈴薯品種中，S10-515的C*值在自然陰干（CK）和烘干處理下均高于S10-843，說明在這2種處理條件下，S10-515的顏色比S10-843鮮艷。不同的處理條件下，S10-515的C*值變化差異較小，而S10-843的C*值差異較大，其中凍干處理的C*值最大，顏色最鮮艷，可見凍干處理更有利于保持彩色馬鈴薯干片顏色的鮮艷程度。

2.3 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片花青素含量的影響

彩色馬鈴薯品種S10-843顏色為深紫色，鮮樣中的花青素含量為192.2 mg·kg-1；S10-515為粉紅色，鮮樣中的花青素含量為160.0 mg·kg-1。經過3種干燥方式干燥以后，2個品種花青素含量都有所下降（圖7）。其中S10-515的花青素下降率為34.12%～62.51%，凍干處理的花青素下降率最低，其次是烘干處理，損失率最高的是自然陰干處理；S10-843花青素下降率為9.66%～75.21%，不同處理的花青素損失率差異較大，其中凍干處理下降率最低，其次為自然陰干處理，烘干處理的花青素損失率最高?？梢?，凍干處理能夠很好地保持馬鈴薯的花青素含量，是馬鈴薯干片的理想干燥方式。

圖6 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片C*值的影響

圖7 不同干燥方式對彩色馬鈴薯干片花青素含量的影響

3 結論與討論

彩色馬鈴薯花青素的價值越來越受到人們的關注，干制是保存馬鈴薯的有效方法，而不同干燥方式對花青素含量影響的研究未見報道。本試驗中不同干燥處理下馬鈴薯干片的外觀有較大差異：自然陰干（CK）處理的薯片因干燥所需時間長，一般需要50 h左右，導致薯片顏色發黑、色澤較暗且平整度較差；凍干處理的馬鈴薯干片要先在-20 ℃下過夜，然后在-40 ℃下冷凍干燥5 h，平整度較好，薯片顏色鮮亮；烘干處理要在60 ℃下烘干8 h左右，薯片會發生明顯收縮，顏色較深，平整度優于自然陰干處理但不及凍干處理；因此從外觀上看凍干是較適宜于馬鈴薯干片的處理方式。

經過不同的干燥方式處理，2個彩色馬鈴薯品種干片的顏色會發生變化，凍干處理后的馬鈴薯干片L*、a*、b*、C*值均優于其他干燥處理，說明凍干處理是較好的彩色馬鈴薯片干燥方式。

從花青素含量上看，與鮮樣相比，經過干燥處理后的馬鈴薯干片花青素含量都有所下降，紫色品種S10-843在烘干條件下的花青素損失率最高，達到75.21%；紅色品種S10-515在自然陰干處理下花青素含量損失率最高，為62.51%；在凍干處理條件下，2個品種的花青素損失率最低，說明凍干處理能夠最大限度減少花青素含量損失，是較好的彩色馬鈴薯片干燥方式。

綜合外觀、顏色和花青素含量三方面考慮，凍干不僅可以使彩色馬鈴薯干片保持鮮艷的彩色，還能夠有效減少花青素損失率，是最適宜彩色馬鈴薯片的干燥方式。