不同食用木薯品種（系）鮮食加工適宜性研究

陸柳英 王穎 曹升 尚小紅 陳穎慧 肖亮 嚴華兵

摘? 要：為研究不同木薯品種的鮮食加工適宜性，以12份食用品種（系）為材料，加工成蒸木薯、木薯汁、木薯羹進行品質特性鑒定和感官評價，應用相關性分析和主成分分析等手段綜合評價各品種（系）適宜性，分析其主要影響因子。結果表明，15個蒸木薯品質評價性狀共提取了5個主成分，色度值a*、色度值b*、纖維感、綜合評價、彈性、硬度和膠著性起主要作用;10個木薯汁品質評價性狀提取了3個主成分，色澤、組織狀態、pH和黏度共4個性狀起主要作用;5個木薯羹感官評價性狀共提取了2個主成分，感官綜合評價和面度共2個性狀起主要作用。另外，蒸木薯主要品質評價指標受到鮮薯淀粉、干物質、粗纖維和蛋白質含量的影響，木薯汁主要品質評價指標受鮮薯蛋白質、可溶性糖和直鏈淀粉含量的影響。12個品種（系）中P3適宜作為水果木薯，M33、M9、ST、NK-10適用于蒸木薯，ST、P9、M11、P3適宜作為木薯汁加工原料，M9、M11、ST、NK-10適宜作為木薯羹加工原料。

關鍵詞：食用木薯;營養成分;鮮食加工;感官評價;主成分分析

中圖分類號：TS215????? 文獻標識碼：A

Fresh Tuber Processing Suitability of Different Edible Cassava Cultivars

LU Liuying1， WANG Ying2， CAO Sheng1， SHANG Xiaohong1， CHEN Yinghui1， XIAO Liang1，3，

YAN Huabing1，3

1. Cash Crops Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi 530007， China; 2. Institute of Agro-products Processing Science and Technology， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi 530007， China; 3. State Key laboratory of Non-Food Biomass and Enzyme Technology， Nanning， Guangxi 530007， China

Abstract： In order to study the fresh tuber processing suitability of different cassava cultivars， 12 edible cultivars were processed into steamed cassava， cassava juice and cassava soup for quality characteristics identification and sensory evaluation. The suitability of cultivars were comprehensively evaluated by associatied analysis and principal component analysis， and the main impact factors were analyzed. Five components were extracted from 15 quality evaluation traits of steamed cassava. Of them， chroma a*， chroma b*， fiber sensation， evaluation， springiness， hardness and gumminess played the key role in fresh tuber processing. Three components were extracted from 10 quality evaluation traits of cassava juice， and the color， texture， pH value and viscosity played the key role in fresh tuber processing. Two components were extracted from five sensory evaluation traits of cassava soup， and evaluation， smoothness played the key role in fresh tuber processing. In addition， the main quality evaluation indexes of steamed cassava were affected by the content of starch， dry matter， crude fiber and protein in fresh tuber. The main quality evaluation indexes of cassava juice were affected by the content of protein， soluble sugar and amylose in fresh tuber. Among the twelve cultivars， P3 was suitable for fresh consumption， M33， M9， ST and NK-10 were suitable for steaming cassava. ST， P9， M11 and P3 were suitable for processing cassava juice. M9， M11， ST and NK-10 were suitable for processing cassava soup.

Keywords： edible cassava; nutrition ingredient; fresh tuber processing; sensory evaluation; principal component analysis

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.06.031

木薯（Manihot esculenta Crantz）是大戟科木薯屬植物，耐旱抗貧瘠，廣泛種植于非洲、美洲和亞洲等100余個國家或地區，是世界三大薯類作物之一，全球第六大糧食作物，熱區第三大糧食作物，被譽為“淀粉之王”“地下糧倉”，是世界7億～8億人賴以生存的糧食[1]。

木薯用途廣泛，其塊根可食用或作為工業原料生產淀粉、變性淀粉、酒精等，葉片可作為飼料或用于提取葉蛋白，莖稈可做培育基質和纖維原料[2]。按塊根用途可將木薯品種分為食用和工業型品種[3]。木薯塊根中含有生氰糖苷，其會分解釋放出有毒物質氫氰酸（HCN）。木薯鮮薯HCN含量因品種不同而有較大差異，當HCN含量低于50 mg/kg時，不用泡水即可食用，口感也較好[4]。國際上將鮮薯HCN含量低于50 mg/kg的木薯稱為甜木薯，即食用木薯。隨著國內外對食用木薯營養成分的進一步研究，發現食用木薯具有高淀粉、低糖、低脂、富含膳食纖維的特點，且維生素C和鈣、鋅、鎂、鉀等礦物質含量較高，長期食用可為人體補充多種微量元素，改善人們的日常膳食結構。且木薯種植成本低，病蟲害少，易于打造天然有機綠色產品。隨著人們生活水平的提高，對物質生活有了更加多樣化和功能化的需求，木薯作為一種特色薯類雜糧在美食界嶄露頭角。

木薯食品開發利用廣泛，可蒸煮烹炸制作各種食用木薯菜肴或加工成食用木薯全粉制作烘烤食品、膨化食品等，但不同的木薯品種，品質與加工特性不同，適宜加工的產品也隨之有差異[5]。本文選取12個木薯品種（系）鮮薯進行營養成分分析，并加工成蒸木薯、木薯汁、木薯羹（木薯糖水）等木薯鮮食產品，進行品質特性鑒定和感官評價，以期篩選出適宜不同加工方式的優良木薯品種（系）。

1? 材料與方法

1.1? 材料

1.1.1? 材料與試劑? 參試材料為12個食用木薯品種（系）成熟期鮮薯。12個品種（系）分別為：NZ199、SC9、NK-10、P1、P2、P3、P9、M9、M11、M13、M33、ST。碳酸鈉、苦味酸、甲苯均為國產分析純。

1.1.2? 儀器與設備? CT3質構儀（美國Brookfield公司）、NH300型色差儀（深圳市三恩馳科技有限公司）、NDJ-8S數顯黏度計（上海尼潤智能科技有限公司）、6350酸度計（美國Jenco上海任氏電子有限公司）、TD-45手持式糖度計（浙江托普云農科技股份有限公司）、CC-110A自動恒溫水浴鍋（德國Huber公司）、JJ500電子天平（常熟市雙杰測試儀器廠）等。

1.2? 方法

1.2.1? 食用木薯鮮薯品質指標的測定? 鮮木薯去皮洗凈，切成1.5 cm厚的薯塊，拍照，利用色差儀測定鮮薯塊色度值;參照曾文丹等[6]的方法測定氫氰酸（HCN）含量。

采集新鮮木薯塊根，送樣至廣西益譜檢測技術有限公司檢測鮮薯含水量、干物質含量、淀粉（直鏈和支鏈）含量、蛋白質含量、可溶性糖含量和粗纖維含量。其中，水分和干物質含量檢測參照GB/T 5009.3—2016，鮮薯淀粉（直鏈和支鏈）含量檢測參照GB/T 5009.9—2016，可溶性糖含量檢測參照NY/T 1278—2007，蛋白質含量檢測參照GB/T 5009.5—2016，粗纖維含量檢測參照GB/T 5009.10—2003。

1.2.2? 蒸木薯品質指標測定與評價? 鮮木薯去皮洗凈，切成6 cm長段，放入蒸鍋中大火隔水蒸，蒸鍋上汽后轉中火30～40 min。拍照后，采用色差儀測定蒸薯塊色度值，利用質構儀測定和評價蒸薯塊的硬度、內聚性、彈性、咀嚼性和膠著性指標，采用8人組成的評定小組進行品鑒，參考評價標準表1。

1.2.3? 木薯汁品質指標測定與評價? 取去皮洗凈的鮮木薯200 g，切成5 cm左右長段，隔水蒸30～40 min后，將蒸熟的木薯去除中間的纖維硬芯。取200 g蒸好的木薯，放入打漿機中，加入飲用水800 mL，用打漿機攪打5 min至細膩順滑。拍照，采用色差儀測定木薯汁色度值，采用數顯黏度計測定黏度，采用酸度計測定pH，采用糖度計測定可溶性固形物含量，采用8人組成的評定小組進行品鑒。木薯汁4個感官評價項目（色澤、風味、口感、組織狀態）參考標準及評分如下：

優（20～25分）：色澤乳白色或淺黃色，有光澤，色澤均勻;木薯特殊風味濃郁;無苦味，口感細膩、爽滑;液體分布均勻，呈乳濁狀，流動性好。

良（15～19分）：色澤較均勻，光澤度一般;有木薯風味;口感較細膩、較爽滑，有輕微的苦味;有絮狀物質出現。

一般（0～14分）：無光澤，不均勻;木薯風味弱，有異味;有苦味感，口感粗糙、不爽口;有明顯沉淀、結塊或分層現象。

1.2.4? 木薯羹制作與評價? 取去皮洗凈的鮮木薯200 g，切5 cm方塊并去掉中間的纖維硬芯，放入高壓鍋中，加入600 mL清水大火煮。高壓鍋上汽后，轉小火15 min，揭開鍋蓋添加適量紅糖，熬至湯汁變濃稠。拍照，采用8人組成的評定小組進行品鑒，評價標準參考表1中的香度、黏度、面度、纖維感、評價共5項指標。最終得分=（香度+黏度+面度+纖維感+評價）/5。

1.3? 數據處理

采用Excel 2013軟件計算平均值、標準差，SPSS Statistics 25.0軟件對試驗數據進行方差分析、主成分分析和相關性分析。

2? 結果與分析

2.1? 木薯鮮薯品質特性分析與品種（系）評價

2.1.1? 鮮木薯色度比較分析? 由各品種（系）鮮木薯色度值檢測結果可見，鮮木薯以b*值為主色調，b*值越大，黃色源占的比例相對越大;a*值（紅色源）影響相對較?。ū?）。NZ199、M9、M11、M13、M33、ST鮮木薯L*值（亮度值）較高，差異不顯著，肉眼觀察薯肉為白色;P1、NK-10、SC9間L*值差異不顯著，薯肉呈現淡黃色;L*值P2>P3>P9，差異顯著，可觀察到顏色逐漸加深。部分品種（系）鮮木薯薯肉顏色如圖1所示。

2.1.2? 不同品種（系）木薯鮮薯營養成分分析? 通過對12個品種（系）木薯鮮薯的營養品質指標進行檢測，結果顯示，12個品種（系）氫氰酸含量均在50 mg/kg以下（表3），均為食用型品種（系）。各品種（系）營養成分差異較大，優勢特色明顯，如：M9蛋白質含量最高，達4.35%;P3可溶性糖含量最高，達6.44%，但淀粉含量僅為23.8 g/100 g;P1粗纖維含量最高（達3.3%），而M9、M11粗纖維含量最低，僅為1.4%;M33淀粉含量占干物質含量的92.0%;M9支鏈淀粉含量占總淀粉含量的92.1%，NK-10支鏈淀粉含量占總淀粉含量的91.91%。

2.2? 蒸木薯品質特性分析與品種（系）評價

2.2.1? 蒸木薯色度比較分析? 由表2可見，蒸木薯以b*值為主色調，a*值影響相對較小。色澤表現上比鮮木薯更鮮明，品種（系）間差異更明顯。NK-10中心部位與邊緣部位的色度L*、a*、b*值均差異顯著。SC9和P9的b*值均較高，二者差異不顯著，但P9的a*值（7.35）與SC9的a*值（5.09）間差異顯著，因此，雖然2個品種（系）均表現為橙黃色，但P9的橙色部分大于SC9。部分品種（系）蒸木薯薯肉顏色如圖1所示。

2.2.2? 蒸木薯質構指標分析? 由表4可以看出，同等條件處理后不同品種（系）的蒸木薯在質構上存在較大差異。NZ199和M33的硬度最大，NK-10內聚性最強，M9的彈性和膠著性最好，與其他品種（系）相比均差異顯著;M13咀嚼性最強，但與SC9、NK-10、M9、M11、M33和ST間差異不顯著。

2.2.3? 蒸木薯感官評價分析? 感官指標是描述和判斷食品質量最直觀的指標，直接影響人們對該品種（系）加工品質優劣的判斷[7]。本研究分別從7個方面對蒸木薯感官進行評分，結果見表5。

從苦度值看，僅NZ199、M9、M13表現為微苦;從纖維感看，僅NZ199有少量纖維感。M33香度值最高;ST甜度值最高;M11黏度值最高;NK-10面度值最高。最終得分以M33、NK-10、ST較高，分別為3.49、3.46、3.41。

2.2.4? 不同品種（系）蒸木薯影響因子主成分分析? 對12個木薯品種（系）蒸木薯的品質、質構、感官指標等共15個性狀進行主成分分析，采用分析-降維-因子方法得到特征值大于1的主成分5個（PC1～PC5），累計方差貢獻率為89.329%（表6）。其中第1主成分貢獻率為32.030%，主要為色度a*值和b*值;第2主成分貢獻率為29.622%，主要包括感官的纖維感和綜合評價;第3主成分貢獻率為11.974%，主要為質構指標中的彈性;第4主成分貢獻率為8.957%，主要為質構性狀中的硬度;第5主成分貢獻率為6.746%，主要為膠著性。以上分析表明，PC1～PC5包括的7個性狀，可作為蒸木薯品質鑒定的主要評價指標。

將15個指標成分矩陣主成分得分除以提取載荷獲得載荷矩陣，計算各主成分得分，并按照各主成分的方差貢獻率進行加權平均，獲得12個品種（系）的綜合得分見表7。從表中可以看出，M33得分最高，為0.667;M9、ST、NK-10次之，分別得分0.618、0.533、0.431。研究結果證明，M33、M9、ST、NK-10用于蒸木薯效果較好。

2.2.5? 不同品種（系）蒸木薯加工特性與鮮薯營養成分相關性分析? 對12個品種（系）蒸木薯加工特性主要影響因子與鮮薯營養成分進行相關性分析，結果顯示蒸木薯a*值與鮮薯干物質含量、淀粉含量顯著相關，相關系數分別為–0.680、–0.588;膠著性與蛋白質含量、粗纖維含量間呈顯著相關關系，相關系數分別為0.605、–0.583（表8）。由此可見，蒸木薯品質評價主要受鮮薯淀粉、干物質、粗纖維和蛋白質含量的影響。

2.3? 木薯汁品質特性分析與品種（系）評價

2.3.1? 木薯汁色度比較分析? 由表2可見，木薯汁也是以b*值為主色調，a*值影響相對較小。P3與P9的a*值差異不顯著，分別為0.58、0.48，顯著高于其他品種（系）木薯汁;P9的b*值最大，與SC9、P3間差異顯著;P3與P9木薯汁表現為橙黃色，SC9木薯汁主要表現為黃色。部分品種（系）木薯汁顏色如圖1所示。

2.3.2? 木薯汁品質指標分析? 由表4可見，各品種（系）制作的木薯汁在黏度和pH方面差異較大，ST、P9黏度值較高，分別達到3463.330、3375.0;NZ199、M11、M13和ST的pH為弱酸性，M33為中性，其余為弱堿性;P2與M13固形物含量最高，分別達到8.50%和8.47%。

2.3.3? 木薯汁感官評價分析? 從4個方面對木薯汁感官進行評分，結果見表5。P3、P9在色澤上獲最高評分，M33、ST在風味和口感上獲較高評分，P3在組織狀態上獲得最高評分，而綜合評分以P3、M33、ST最高，均為22.7。

2.3.4? 不同品種（系）木薯汁影響因子主成分分析? 對12個木薯品種（系）木薯汁的品質和感官指標共10個性狀進行主成分分析，采用分析-降維-因子方法得到特征值大于1的主成分3個（PC1～PC3），累計方差貢獻率為78.341%（見表6）。其中第1主成分貢獻率為39.570%，主要包括色澤和組織狀態;第2主成分貢獻率為27.362%，主要為木薯汁pH;第3主成分貢獻率為11.410%，主要為黏度。以上分析表明，木薯汁色澤、組織狀態、pH和黏度可作為其品質鑒定的主要評價指標。

將10個指標成分矩陣主成分得分除以提取載荷獲得載荷矩陣，計算各主成分得分，并按照各主成分的方差貢獻率進行加權平均，獲得12個品種（系）的綜合得分。從表7中可以看出，ST的綜合得分最高，為0.736;P9、M11、P3次之，分別得分0.627、0.561、0.478。研究結果表明，ST、P9、M11、P3適宜作為木薯汁加工原料。

2.3.5? 不同品種（系）木薯汁加工特性與鮮薯營養成分相關性分析? 對12個品種（系）木薯汁加工特性主要影響因子與鮮薯營養成分進行相關性分析，結果顯示木薯汁的色澤與鮮薯直鏈淀粉含量呈顯著相關，系數為0.694;組織狀態、黏度與鮮薯蛋白質含量顯著負相關，相關系數分別為–0.693、–0.582，與鮮薯可溶性糖含量顯著相關，相關系數分別為0.656、0.609（表8）。由此可見，木薯汁品質評價主要受鮮薯蛋白質、可溶性糖和直鏈淀粉含量的影響。

2.4? 木薯羹感官評價與品種（系）特性分析

2.4.1? 木薯羹感官評價分析? 從5個方面對木薯羹感官進行評分，結果見表5。NK-10在香度、面度、綜合評價上獲得最高得分，在黏度上表現不足;M11、M9在黏度和纖維感上表現較好。最終得分以M9最高，M11、NK-10、ST次之。這4個品種（系）制作木薯羹，口感細膩，糯且Q彈。相比之下，SC9在纖維感上表現稍略遜一籌，而P系列及NZ199較不適宜用于制作木薯羹。

2.4.2? 不同品種（系）木薯羹影響因子主成分分析? 對12個木薯品種（系）木薯羹感官指標共5個性狀進行主成分分析，采用分析-降維-因子方法得到特征值大于1的主成分2個（PC1～PC2），累計方差貢獻率為70.085%（表6）。其中，第1主成分貢獻率為45.949%，主要為綜合評價;第2主成分貢獻率為24.136%，主要為面度。以上分析表明，感官綜合評價、面度可作為木薯羹品質鑒定的主要評價指標。

將5個指標成分矩陣主成分得分除以提取載荷獲得載荷矩陣，計算各主成分得分，并按照各主成分的方差貢獻率進行加權平均，獲得12個品種（系）的綜合得分。從表7中可以看出，M9得分最高，為0.938;M11、ST、NK-10次之，分別得分0.935、0.518、0.451。研究結果表明，M9、M11、ST、NK-10適宜作為木薯羹加工原料。

2.4.3? 不同品種（系）木薯羹加工特性與鮮薯營養成分相關性分析? 對12個品種（系）木薯羹加工特性主要影響因子與鮮薯營養成分進行相關性分析，結果顯示木薯羹2個主要品質評價指標與鮮薯6個營養成分間無顯著相關關系（表8）。由此可見，鮮薯營養成分對木薯羹品質評價影響不顯著。

3? 討論

選擇適宜加工的品種，對于加工產品的品質起著關鍵的作用[8]，關于不同品種的綜合品質及其加工特性評價研究在許多作物[9-12]中均有開展，以期找到適宜加工的品種。本研究選取的12個食用木薯品種（系），表現色澤豐富、營養成分多樣、口感品質優良?？梢愿鶕贩N營養品質特性和加工特性，選擇適合的品種，實現物盡其用。經分析，M9蛋白質含量最高，支鏈淀粉含量占總淀粉含量的92.1%，且與M11粗纖維含量均最低;M33淀粉含量最高;P3可溶性糖含量最高，淀粉含量卻最低，而高糖低淀粉品種，口感脆甜，是水果木薯的重要特征[13]。因此，品系P3適合作為水果木薯開發利用。經主成分分析和成分評分，分別獲得了3種鮮食加工產品品質的主要影響因子，并對12個食用木薯品種（系）進行了綜合評價，12個品種（系）中M33、M9、ST、NK-10用于制作蒸木薯效果較好，ST、P9、M11、P3適宜作為木薯汁加工原料，M9、M11、ST、NK-10適宜作為木薯羹加工原料。

本研究還探討了12個木薯品種（系）鮮薯營養成分對其鮮食加工特性的影響。結果發現，蒸木薯品質評價主要受鮮薯淀粉、干物質、粗纖維和蛋白質含量的影響;木薯汁品質評價主要受鮮薯蛋白質、可溶性糖和直鏈淀粉含量的影響;鮮薯營養成分對木薯羹品質評價影響不明顯。因此，這些指標也將作為木薯鮮食加工特性的重要影響指標。

本研究中木薯鮮薯淀粉含量與可溶性糖含量間呈極顯著負相關（R=–0.851），與干物質含量間呈顯著正相關（R=0.689）。該結果與張靈超[14]在對馬鈴薯塊莖抗性淀粉的形成與理化特性研究中發現的馬鈴薯塊莖中淀粉含量與干物質含量呈極顯著正相關（R=0.514），與可溶性糖含量呈顯著負相關（R=–0.172）結果一致。另外，本研究發現木薯汁品質主要影響因子——色澤與鮮薯直鏈淀粉含量顯著相關，組織狀態、黏度分別與鮮薯蛋白質含量、可溶性糖含量顯著相關。直鏈淀粉含量是衡量木薯品質的主要指標[15]，且直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例已被公認為是淀粉物化性質與功能特性的重要決定因素[16]，大量研究認為直鏈淀粉含量直接影響谷物在烹煮等加工過程中的吸水膨脹、受熱糊化以及成品品質，并將直鏈淀粉含量作為預測淀粉加工性質、淀粉質食品品質的重要指標[17-18]。本研究分析認為，可溶性糖含量或直鏈淀粉含量較高的木薯品種（系），可能其對應加工的木薯汁可表現出液體分布更均勻，呈乳濁狀，流動性好的特點。ST、P9表現色澤艷麗，組織狀態好，黏度適宜，制作的木薯汁更獲得人們喜愛，而M9可能由于支鏈淀粉含量高，黏度表現較好，粗纖維含量低，制作的木薯羹口感細膩，糯且Q彈。

食用木薯作為特色薯類雜糧作物，除蒸煮烹炸制作各種飲品菜肴外，還可以加工成木薯粉，用于制作面包、蛋糕和糕點等烘焙食品[19]，更多食用木薯品種制作各種加工制品的適宜性還需要繼續進行研究和探索。

綜合分析，15個蒸木薯品質評價性狀共提取了5個主成分，7個性狀起主要作用;10個木薯汁品質評價性狀提取了3個主成分，4個性狀起主要作用;5個木薯羹感官評價性狀共提取了2個主成分，2個性狀起主要作用。另外，蒸木薯主要品質評價指標受到鮮薯淀粉、干物質、粗纖維和蛋白質含量的影響，木薯汁主要品質評價指標受鮮薯蛋白質、可溶性糖和直鏈淀粉含量的影響。本研究從12個品種（系）中分別評價出了適宜作為水果木薯、蒸木薯、木薯汁、木薯羹的優良品種（系）。

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責任編輯：崔麗虹