全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(3): 479486 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家现代农业产业技术体系建设项目(CARS-11-B-20)和徐州市科技计划项目(XJ11B005)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 钮福祥, E-mail: niufuxiang@sina.com, Tel: 0516-82028151
第一作者联系方式: E-mail: sjsg9902@126.com
Received(收稿日期): 2011-08-24; Accepted(接受日期): 2011-12-15; Published online(网络出版日期): 2012-01-04.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20120104.1649.003.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.00479
淀粉型甘薯品种直链淀粉含量、糊化特性和乙醇发酵特性的关系
孙 健 岳瑞雪 钮福祥* 徐 飞 朱 红
中国农业科学院甘薯研究所 / 江苏徐州甘薯研究中心, 江苏徐州 221121
摘 要: 以 15 个淀粉型甘薯品种为试验材料, 测定其直链淀粉含量、糊化特性和乙醇发酵特性, 并分析它们之间的
差异和相互关系。结果表明, 不同甘薯品种的干物率、淀粉含量和直链淀粉含量(AC)均存在较大差异, 相关分析表明,
AC与干物率、淀粉含量之间呈极显著正相关; 不同品种甘薯的糊化特性之间存在一定差异, 但 RVA谱特征值之间关
系密切; 不同甘薯品种的乙醇发酵特性之间也存在较大差异, 乙醇含量与发酵强度之间呈极显著正相关。进一步分析
表明, AC与 RVA各特征值之间相关性不显著, 而干物率、淀粉含量与糊化温度(PT)均呈极显著正相关(相关系数分别
为 r=0.661, P<0.01; r=0.670, P<0.01); AC 与乙醇含量、发酵强度之间有显著正相关关系(相关系数分别为 r=0.653,
P<0.01; r=0.698, P<0.01), 但与发酵效率、发酵黏度的相关性不显著; 发酵黏度与崩解值(BDV)呈显著负相关(r=
–0.563, P<0.05), 与消减值(SBV)显著正相关(r=0.639, P<0.05), 而乙醇含量、发酵效率和发酵强度与淀粉 RVA各特征
值之间的相关性均不显著。聚类分析将 15个品种分为 3大类, 第 I类品种 AC和 BDV均较高, 第 II类品种的 AC最
高、BDV最低, 而第 III类品种 AC最低、BDV最高。甘薯的 AC和 BDV可以作为评价甘薯乙醇发酵特性的指标, 同
时较高 AC和 BDV值应是燃料乙醇专用甘薯品种的选育方向。
关键词: 甘薯; 直链淀粉; 糊化特性; 乙醇发酵; RVA
Relationship among Amylose Content, Starch Pasting and Ethanol Fermenta-
tion in Sweetpotato Varieties for Starch Use
SUN Jian, YUE Rui-Xue, NIU Fu-Xiang*, XU Fei, and ZHU Hong
Institute of Sweetpotato, Chinese Academy of Agricultural Sciences / Xuzhou Sweetpotato Research Centre of Jiangsu Province, Xuzhou 221121,
China
Abstract: Fifteen starch-based sweetpotato varieties were used to test amylose contents (AC), starch pasting properties and
ethanol fermentation characteristics, and analyze the difference and relationship among them. The results indicated that there were
significant differences among dry matter content, starch content and AC of different sweetpotato varieties, and AC was
significantly correlated to dry matter content and starch content. Differences presented among pasting properties in different
varieties of sweetpotato, and the relationship among RVA eigenvalues was close. There were significant differences among
ethanol fermentation characteristics of different sweetpotato varieties, and ethanol content was significantly correlated to fermen-
tative strength. There were no significant correlation between AC and RVA eigenvalues, but pasting temperature (PT) was posi-
tively correlated to dry matter content (r=0.661, P<0.01) and starch content (r=0.670, P<0.01). AC was positively correlated to
ethanol content (r=0.653, P<0.01) and fermentative strength (r=0.698, P<0.01), but not significantly correlated to fermentation
efficiency and fermented mash viscosity. Fermented mash viscosity was negatively correlated to breakdown value (BDV) (r=
–0.563, P<0.05) and positively correlated to setback value (SBV) (r=0.639, P<0.05), but ethanol content, fermentation efficiency
and fermentative strength were not significantly correlated to RVA eigenvalues. The cluster analysis showed that 15 varieties
were divided into three parts: the first part featured higher AC and BDV, the second part had the highest AC and the lowest BDV,
and the third part had the lowest AC and the highest BDV. Consequently, AC and BDV could be used as the indexes to evaluate
the ethanol fermentation characteristics of sweetpotato, and the sweetpotato with higher AC and BDV was the breeding targets for
fuel ethanol.
Keywords: Sweetpotato; Amylose; Pasting property; Ethanol fermentation; RVA
480 作 物 学 报 第 38卷

甘薯[Ipomoea batatas L. (Lam.)]是甘薯属旋花
科一年或多年生草本植物。目前我国每年种植面积
近 410 万公顷, 年总产量 1.0 亿吨, 占世界甘薯产
量的 80%[1]。甘薯不仅可以作为粮食和饲料, 而且
还是生产燃料乙醇等的重要工业原料[2]。甘薯是典
型的淀粉作物 , 一般含淀粉 15%~25%左右 , 其直
链淀粉含量和糊化特性对其用途和加工品质有重要
影响[3]。不同作物直链淀粉含量对其淀粉糊化特性
均有显著影响。杨晓蓉等[4]研究表明, 大米的直链淀
粉含量越高, 峰值黏度越大, 回生现象越显著(回生
值越高), 其食用品质就越差。刘辉等[5]研究发现, 不
同品种小米的直链淀粉含量与衰减值呈极显著负相
关, 与回生值呈极显著的正相关。Varavinit等[6]研究
发现, 大米淀粉和小麦淀粉的糊化峰值温度和崩解
值都随着淀粉中直链淀粉含量的增大而升高。周小
理等[7]研究表明, 荞麦淀粉的糊化温度、糊化最终黏
度、低谷黏度、回生值及衰减度与其直链淀粉含量
均呈不同程度的正相关。直链淀粉含量的高低对乙
醇发酵会产生一定的影响, Wu等[8]对不同基质进行
研究后指出, 不同组分的含量对酒精转化效率存在
明显的影响 , 尤其是当直链淀粉含量高于 35%时 ,
酒精的转化效率非常高。有关淀粉质原料的直链淀
粉含量和糊化特性对乙醇发酵特性的影响研究还未
见相关报道, 本文初步探讨了不同甘薯品种乙醇发
酵特性与直链淀粉含量、淀粉的糊化特性之间的关
系, 以期为燃料乙醇专用甘薯品种的选育提供理论
依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
阜徐薯 20、徐薯 4401、郑红 22、洛薯 96-6、
烟薯 24、商薯 056-3、徐 01-5-11、徐薯 29、农大 6-2、
徐薯 24、洛徐薯 9号、徐薯 28、徐薯 18、徐 01-2-5、
徐薯 508、苏薯 3 号和商薯 19, 均由江苏徐州甘薯
研究中心提供, 均收获于 2009 年秋季, 经过高温愈
合处理。酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为本实
验室保藏菌株。液化酶 Liquozyme Supra购自诺维信
公司, 标准酶活力为 90 KNU g–1 (KNU为诺维信液
化酶的专有单位); 糖化酶 Suhong GAII, 购自诺维
信公司, 标准酶活力为 500 AGU mL–1。(AGU为诺
维信液化酶的专有单位)。
1.2 甘薯干物率测定
采用烘干法[9], 每样品重复测定 3次。
1.3 淀粉和直链淀粉含量的测定
采用水提法制备淀粉[10]。取甘薯 500 g, 洗净,
切成小块丁, 用搅拌机打成均匀的糊状, 倒入100目
纱袋, 在 0.5 L水中洗提, 另 0.5 L水再洗提一次, 将
洗提液合并过 100目筛, 静置 12 h; 将沉淀淀粉置烘
箱50℃干燥24 h; 将干燥淀粉研磨, 过100目筛, 入密
封袋, 备用。采用酶法分析淀粉含量[11], 每样品重复测
定 3 次。采用碘蓝比色法测定直链淀粉含量(AC) [12],
以 Sigma 公司的纯马铃薯直链淀粉为标样, 每样品
重复测定 3次。
1.4 淀粉糊化特性测定
采用 PERTEN Newport Scientific仪器公司生产
的 Tech-master 型黏度速测仪及 TCW 配套软件, 参
照唐忠厚等[13]的方法测定。样品用量 3.00 g, 以 25.0
mL水溶解。所有样品均重复测定 3次。在搅拌过程
中罐内温度为: 50℃下保持 1 min, 以 11.25 min℃ –1
的速度上升到 95 4 min; 95℃ ℃下保持 4.5 min; 以
11.25 min℃ –1 下降到 50 4 min; 50℃ ℃下保持 3.5
min。搅拌器在起始 10 s内转动速度为 960 r min–1,
之后保持在 160 r min–1。黏滞性值用 cP (centPoise)
表示。RVA 谱特征除用最高黏度(PKV)、最低黏度
(HPV)和最终黏度 (CPV)描述外 , 还用崩解值
(BDV=PKV–HPV)、消减值(SBV=CPV–PKV)、回复
值(CSV=CPV–HPV)、糊化温度(PT)等表示。
1.5 乙醇含量的测定
鲜甘薯打浆后, 按照 2∶1 料水比加水调浆, 按
照 150 KNU kg–1淀粉添加液化酶, 95℃液化至碘反
应为红棕色, 115℃灭菌 15 min, 冷却后接入菌种,
同时按照 1 AGU g–1鲜甘薯添加糖化酶, 采用同步
糖化发酵, 发酵温度为 30℃[14]。采用气相色谱法测
定乙醇含量, 使用氢火焰离子化检测器和 Porapak Q
填充柱, 柱箱温度 150 , ℃ 检测器温度 180 , ℃ 进样
器温度 180℃[15-16]。
1.6 发酵效率和发酵强度计算方法
发酵效率(%)=100×乙醇总质量/(0.511×总糖质量);
发酵强度(g L–1 h–1)=发酵液的乙醇浓度/发酵时间。
1.7 数据分析
采用 SPSS13.0 软件对数据进行显著性分析和
聚类分析, 并计算各性状间的相关系数。
2 结果与分析
2.1 不同品种甘薯淀粉和直链淀粉含量的差异
从表 1 可见, 不同品种甘薯的干物率、淀粉含
第 3期 孙 健等: 淀粉型甘薯品种直链淀粉含量、糊化特性和乙醇发酵特性的关系 481


量和 AC 均存在较大差异。不同甘薯品种干物率差
异极显著(P<0.01), 其变幅为 28.5%~38.1%, 变异系
数 8.75%; 淀粉含量差异极显著(P<0.01), 其变幅为
20.0%~26.6%, 变异系数 8.7%; AC差异显著(P<0.05),
其变幅为 9.6%~15.4%, 变异系数 15.5%。相关性分
析表明, 淀粉含量与干物率极显著正相关(r=0.998,
P<0.01), AC与干物率极显著正相关(r=0.778, P<0.01),
AC与淀粉含量极显著正相关(r=0.776, P<0.01)。
2.2 不同品种甘薯淀粉糊化特性比较
从表 2可见, 甘薯淀粉的 RVA谱特征值均有显
著品种间差异(P<0.05)。RVA 谱特征值的标准差和
变异系数都反映了各特征值的变异程度, 标准差越
大、变异系数越大, 说明各品种之间的差异程度越
大。研究发现, PKV标准差最大, 为 847 cP, CSV标
准差最小, 为 190 cP, HPV变异系数最大, 为 30.2%,
BDV变异系数最小, 为 18.9%。
从表 3可以看出, 不同品种甘薯淀粉的 RVA谱
特征值之间关系密切。PKV与 HPV、BDV、CPV、
CSV, HPV与 BDV、CPV、CSV, BDV与 CPV、CSV,
CPV与 CSV均呈极显著正相关。SBV与 PKV、BDV、
CSV 均呈极显著负相关。但 SBV 与 HPV、CPV 之
间, 以及 PT 与 RVA 谱各特征值之间的相关性均不
显著。
2.3 不同甘薯品种乙醇发酵特性比较
从表 4 可见, 不同甘薯品种的乙醇发酵特性存
在较大差异。其乙醇含量、发酵效率、发酵强度和
发酵黏度差异显著(P<0.05), 发酵黏度变幅最大, 为
2.84~898 Pa.s, 变异系数也最大, 为 127.41%; 发酵效
率变幅为 64.44%~90.33%, 变异系数最小, 为 8.92%;
发酵强度变幅最小, 为 2.39~3.29 g L–1 h–1。此外, 不
同甘薯品种乙醇发酵特性值之间相关性分析表明 ,
乙醇含量与发酵强度极显著正相关(r=0.995, P<0.01),
如徐薯 4401; 发酵效率与乙醇含量间的正相关不显
著, 如徐薯 18发酵效率高达 90.33%, 而其乙醇含量
只是略高于平均水平; 发酵黏度与乙醇含量、发酵
效率、发酵强度之间的相关均不显著。
2.4 甘薯直链淀粉含量与糊化特性的关系
从表 5可见, 不同甘薯品种淀粉的 RVA各特征
值与干物率、淀粉含量和AC相关性差异较小。PT 与
干物率、淀粉含量均呈极显著正相关(相关系数分

表 1 不同品种甘薯淀粉含量和直链淀粉含量
Table 1 Starch content and amylose content from different sweetpotato varieties (%)
品种
Variety
干物率
Dry matter content
淀粉含量
Starch content
直链淀粉含量
Amylose content
阜徐薯 20 Fuxushu 20 38.05±0.17 A 26.65±0.16 A 15.43±0.61 a
徐薯 4401 Xushu 4401 36.46±0.09 B 25.53±0.09 B 14.28±0.40 bc
郑红 22 Zhenghong 22 36.37±0.64B 25.47±0.25 B 10.84±0.14 hi
洛薯 96-6 Luoshu 96-6 35.53±0.23 BC 24.88±0.06 B 14.96±0.23 ab
烟薯 24 Yanshu 24 35.26±0.24 C 24.69±0.13 BC 13.42±0.59 cd
商薯 056-3 Shangshu 056-3 34.03±0.13 D 23.83±0.54 CD 12.90±0.29 de
徐 01-5-11 Xu 01-5-11 32.64±0.35 E 22.86±0.28 DE 13.57±0.71 cd
徐薯 29 Xushu 29 32.58±0.44 E 22.82±0.49 E 12.53±0.42 ef
农大 6-2 Nongda 6-2 32.49±0.45 E 23.22±0.57 DE 11.80±0.28 fg
徐薯 24 Xushu 24 32.43±0.18 E 22.71±0.29 E 11.69±0.14f gh
洛徐薯 9号 Luoxushu 9 32.09±0.08 E 22.47±0.10 E 9.62±0.42 j
徐薯 28 Xushu 28 30.52±0.29 F 21.38±1.06 F 11.36±0.51 gh
徐薯 18 Xushu18 29.53±0.13 G 20.68±1.04 FG 10.46±0.28 ij
徐 01-2-5 Xu 01-2-5 29.02±014 FGH 20.32±0.11 G 10.12±0.17 ij
徐薯 508 Xushu 508 28.51±0.20 H 19.96±0.25 GH 9.63±0.26 j
平均值 Average 33.03 23.16 12.17
标准差 SD 2.89 2.02 1.89
变异系数 CV 8.75 8.72 15.53
极差 Range 9.54 6.69 5.81
标以不同大写字母和小写字母的数值分别在 P<0.01和 P<0.05水平上差异显著。
Values followed by different capitals and lowercases are significantly different at P<0.01 and P<0.05 respectively according to LSD test.
482 作 物 学 报 第 38卷

表 2 不同品种甘薯淀粉的 RVA谱特征值
Table 2 Characteristic values of RVA profile of starch in different sweetpotato varieties
品种
Variety
最高黏度
PKV (cP)
最低黏度
HPV (cP)
崩解值
BDV (cP)
最终黏度
CPV (cP)
消减值
SBV (cP)
回复值
CSV (cP)
糊化温度
PT ( )℃
阜徐薯 20 Fuxushu 20 4780±13 c 2072±44 a 2708±11 def 3155±71 a –1625±42 g 1083±45 b 76.45±0.64 a
徐薯 4401 Xushu 4401 3296±28 h 962±58f g 2334±48 g 1563±89 hi –1733±60 f 601±28 fgh 74.95±1.34 ab
郑红 22 Zhenghong 22 5737±52 a 2001±16 a 3736±51 a 3196±27 a –2541±74 a 1195±84 a 74.90±1.22 ab
洛薯 96-6 Luoshu 96-6 3045±64 i 701±22 i 2344±62 g 1248±68 j –1797±14 ef 547±49 hi 73.45±0.64 bc
烟薯 24 Yanshu 24 5155±71 b 1888±40 b 3267±95 b 2836±51 b –2319±19 b 948±11 c 74.80±1.13 ab
商薯 056-3 Shangshu 056-3 3950±70 g 1274±54 de 2676±11 ef 1967±47 ef –1983±24 c 693±42 f 74.90±1.27 ab
徐 01-5-11 Xu 01-5-11 2879±12 j 1062±56 f 1817±24 ij 1720±28 gh –1159±83 i 658±71 fg 74.85±1.20 ab
徐薯 29 Xushu 29 3032±45 i 899±37 gh 2133±47 h 1463±39 i –1569±43 g 564±45 ghi 73.40±0.56 bc
农大 6-2 Nongda 6-2 4634±45 d 1776±54 c 2858±32 d 2679±17 bc –1953±66 c 903±42 cd 74.90±1.27 ab
徐薯 24 Xushu 24 3864±61 g 1260±65 de 2604±56 f 1886±71 fg –1988±10 c 626±37 fgh 74.85±1.20 ab
洛徐薯 9号 Luoxushu 9 4118±25 f 1335±49 d 2783±38 de 2183±42 d –1935±16 cd 848±21 de 74.95±1.34 ab
徐薯 28 Xushu 28 4378±10 e 1282±56 de 3096±13 c 2082±15 de –2296±16 b 800±56 e 74.15±0.21 abc
徐薯 18 Xushu 18 4410±14 e 1764±57 c 2646±65 ef 2570±57 c –1840±42 de 806±48 de 73.40±0.56 bc
徐 01-2-5 Xu 01-2-5 3135±49 i 1201±14 e 1934±48 i 1878±28 fg –1257±21 h 677±46 f 74.20±0.28 ab
徐薯 508 Xushu 508 4001±14f g 1328±40 d 2673±10 ef 2182±57 d –1819±55 ef 854±43 cde 72.60±0.85 bc
平均值 Average 4027 1387 2640 2173 1853 786 74.45
标准差 SD 847 419 499 598 370 190 0.93
变异系数 CV 21.03 30.21 18.90 27.52 19.97 24.17 1.25
极差 Range 2858 1371 1919 1948 1382 648 3.85
标以不同小写字母的数值在 P<0.05水平上差异显著。
Values followed by different lowercases are significantly different at P<0.05 according to LSD test. PKV: peak viscosity; HPV: hot
paste viscosity; BDV: breakdown value; CPV: cool paste viscosity; SBV: setback value; CSV: consistence value; PT: pasting temperature.

表 3 RVA谱各特征值之间的相关系数
Table 3 Correlation coefficients between RVA profile characteristics
特征值
Characteristic value
最高黏度
PKV
最低黏度
HPV
崩解值
BDV
最终黏度
CPV
消减值
SBV
回复值
CSV
最低黏度 HPV 0.906**
崩解值 BDV 0.935** 0.696**
最终黏度 CPV 0.925** 0.992** 0.736**
消减值 SBV –0.790** –0.468 –0.947** –0.498
回复值 CSV 0.913** 0.915** 0.779** 0.959** –0.536**
糊化温度 PT 0.346 0.456 0.204 0.449 –0.066 0.407
**表示在 0.01水平上差异显著。
**Significant at P<0.01. PKV: peak viscosity; HPV: hot paste viscosity; BDV: breakdown value; CPV: cool paste viscosity; SBV: set-
back value; CSV: consistence value; PT: pasting temperature.

别为 r=0.661, P<0.01; r=0.670, P<0.01), 如阜徐薯 20;
而干物率、淀粉含量与其他 6个 RVA各特征值之间
相关性不显著, 但 PKV、HPV、BDV、CPV、CSV
表现出随干物率和淀粉含量升高而升高的趋势, SBV
却恰好相反。AC与 PKV、HPV、BDV、CPV、CSV
呈负相关但不显著, 与 SBV、PT呈正相关但也不显著,
这可能与不同品种淀粉的分子结构和组成有关。
2.5 甘薯乙醇发酵特性与直链淀粉含量的关系
统计分析表明(表 6), 不同品种甘薯的乙醇发酵
特性与干物率、淀粉含量和 AC 相关性不尽相同。
乙醇含量与干物率、淀粉含量、AC 显著正相关(相
关系数分别为 r=0.622, P<0.05; r=0.625, P<0.05;
r=0.653, P<0.01), 发酵强度与干物率、淀粉含量、
AC极显著正相关(相关系数分别为 r=0.675, P<0.01;
r=0.677, P<0.01; r=0.698, P<0.01), 这说明干物率、
淀粉含量和 AC 越高的甘薯品种, 其乙醇含量和发
酵强度越高, 典型品种如徐薯 4401、阜徐薯 20和洛
薯 96-6 等。干物率、淀粉含量、AC 与发酵效率、
第 3期 孙 健等: 淀粉型甘薯品种直链淀粉含量、糊化特性和乙醇发酵特性的关系 483


发酵黏度相关不显著, 这说明发酵效率和发酵黏度
受甘薯的干物率、淀粉含量和 AC影响较小, 而可能
受甘薯中丰富的膳食纤维等影响较大。由此可见 ,
不同甘薯品种的乙醇含量和发酵强度受干物率、淀
粉含量和 AC 影响很大, 这对燃料乙醇专用甘薯品
种的选育具有重要意义。
2.6 甘薯乙醇发酵特性与淀粉糊化特性的关系
从表 7 可见, 不同甘薯品种的乙醇发酵特性与
淀粉 RVA各特征值相关性差异较小。发酵黏度与崩
解值显著负相关(r= –0.563, P<0.05), 与消减值显著
正相关(r=0.639, P<0.05), 而乙醇含量、发酵效率和
发酵强度与淀粉 RVA各特征值相关均不显著, 但却
表现出随 PKV、BDV、CSV增加而降低的趋势。由
此可见, 不同甘薯品种的乙醇发酵特性受糊化特性
影响不同, 其中发酵黏度受淀粉 RVA特征值影响较
大, 高发酵黏度对甘薯乙醇发酵是不利的, 因此选
育的燃料乙醇专用品种应具有低 SBV、高 BDV特性。
2.7 聚类分析
直链淀粉含量和淀粉的糊化特性可以在很大程
度上影响甘薯乙醇发酵特性, 因此根据 AC 和 BDV
两个主要参数对 15个不同淀粉型品种甘薯进行聚类
分析。由图 1 可见, 15 个品种按照组内最短距离法

表 4 不同甘薯品种乙醇发酵特性
Table 4 Characteristic values of ethanol fermentation in different sweetpotato varieties
品种
Variety
乙醇含量
EC (%)
发酵效率
FE (%)
发酵强度
FS (g L–1 h–1)
发酵黏度
FMV (Pa.s)
阜徐薯 20 Fuxushu 20 7.64±0.21 ab 73.85±2.94 bcd 3.18±0.12 ab 732.00±42.42 b
徐薯 4401 Xushu 4401 7.90±0.28 a 68.71±0.57 cde 3.29±0.21 a 7.32±0.28 d
郑红 22 Zhenghong 22 6.61±0.08 cdefg 66.64±0.28 de 2.75±0.13 bcde 84.30±5.66 d
洛薯 96-6 Luoshu 96-6 7.32±0.35 abc 78.84±3.36 b 3.05±0.22 abc 2.84±0.28 d
烟薯 24 Yanshu 24 6.41±0.04 defg 68.68±0.36 cde 2.67±0.10 cdef 26.52±1.41 d
商薯 056-3 Shangshu 056-3 7.14±0.29 abcd 77.98±4.58 b 2.98±0.23 abcd 4.33±0.47 d
徐 01-5-11 Xu 01-5-11 6.15±0.04 efg 73.52±0.40 bcd 2.56±0.14 def 868.00±70.71 a
徐薯 29 Xushu 29 6.20±0.94 efg 72.53±0.61 bcde 2.58±0.43 def 681.00±31.13 b
农大 6-2 Nongda 6-2 6.77±0.07 bcde 80.30±0.68 b 2.82±0.10 bcde 17.68±0.85 d
徐薯 24 Xushu 24 6.78±0.01 bcde 74.92±0.75 bcd 2.83±0.12 bcde 898.00±84.85 a
洛徐薯 9号 Luoxushu 9 5.75±0.10 g 64.44±0.43 e 2.40±0.34 f 4.94±0.70 d
徐薯 28 Xushu 28 5.74±0.08 g 68.04±0.45 cde 2.39±0.18 f 3.64±0.71 d
徐薯 18 Xushu 18 6.81±0.18 bcde 90.33±4.05 a 2.84±0.24 bcde 246.00±36.56 c
徐 01-2-5 Xu 01-2-5 6.47±0.28 cdefg 71.60±1.09 bcde 2.70±0.15 cdef 749.00±56.56 b
徐薯 508 Xushu 508 6.29±0.87 defg 78.21±10.11 b 2.62±0.45 def 30.60±0.84 d
平均值 Average 6.66 73.90 2.78 290.41
标准差 SD 0.63 6.59 0.26 370.81
变异系数 CV 9.46 8.92 9.35 127.41
极差 Range 2.16 25.89 0.90 895.16
标以不同小写字母的数值在 P<0.05水平上差异显著。
Values followed by different lowercases are significantly different at P<0.05 according to LSD test. EC: ethanol content; FE:
fermentation efficiency; FS: fermentative strength; FMV: fermented mash viscosity.

表 5 不同甘薯品种直链淀粉含量与 RVA谱特征值的相关关系
Table 5 Correlation coefficients between amylose content and characteristic values of RVA profile in different sweetpotato varieties
项目
Item
最高黏度
PKV
最低黏度
HPV
崩解值
BDV
最终黏度
CPV
消减值
SBV
回复值
CSV
糊化温度
PT
干物率 DMC 0.263 0.208 0.271 0.230 –0.229 0.265 0.661**
淀粉含量 SC 0.275 0.224 0.278 0.244 –0.234 0.275 0.670**
直链淀粉含量 AC –0.185 –0.132 –0.203 –0.148 0.184 –0.174 0.433
**表示在 0.01水平上差异显著。
**Significant at P<0.01. DMC: dry matter content; SC: starch content; AC: amylose content; PKV: peak viscosity; HPV: hot paste vis-
cosity; BDV: breakdown value; CPV: cool paste viscosity; SBV: setback value; CSV: consistence value; PT: pasting temperature.
484 作 物 学 报 第 38卷

表 6 不同甘薯品种乙醇发酵特性与直链淀粉含量的相关关系
Table 6 Correlation coefficients between amylose content and characte-
ristic values of ethanol fermentation in different sweetpotato varieties
乙醇含量
EC
发酵效率
FE
发酵强度
FS
发酵黏度
FMV
干物率 DMC 0.622* –0.318 0.675** –0.078
淀粉含量 SC 0.625* –0.302 0.677** –0.090
直链淀粉含量 AC 0.653** –0.003 0.698** 0.132
*和**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。
* Significant at P<0.05; ** Significant at P<0.01. DMC: dry mat-
ter content; SC: starch content; AC: amylose content; EC: ethanol con-
tent; FE: fermentation efficiency; FS: fermentative strength; FMV:
fermented mash viscosity.
共分为 3大类。第 I类共 9 个品种, 该类中所占比例
最大 , 占试验品种的 60%, 这一大类具有 AC 和
BDV 均较高的特点; 第 II 类共 5 个品种, 占试验品
种的 33%, 这一类群AC显著高于其他类群, BDV显
著低于其他类群; 第 III类 1个品种, 即郑红 22, AC
显著低于其他类群, 而 BDV显著高于其他类群。从
以上分析可知, 第 II 类品种具有乙醇含量高、发酵
黏度大的特性, 第 III类品种具有乙醇含量低、发酵
黏度小的特性, 而第 I 类品种乙醇含量和发酵黏度
介于 II和 III之间。

表 7 不同甘薯品种乙醇发酵特性与淀粉 RVA 谱特征值的相关关系
Table 7 Correlation coefficients between characteristic values of RVA profile and ethanol fermentation in different sweetpotato varieties
最高黏度
PKV
最低黏度
HPV
崩解值
BDV
最终黏度
CPV
消减值
SBV
回复值
CSV
糊化温度
PT
乙醇含量 EC –0.040 0.042 –0.103 0.009 0.105 –0.066 0.337
发酵效率 FE –0.113 0.048 –0.233 –0.026 0.218 –0.187 –0.391
发酵强度 FS –0.044 0.025 –0.096 –0.002 0.098 –0.061 0.356
发酵黏度 FMV –0.379 –0.096 –0.563* –0.141 0.639* –0.231 0.208
*表示在 0.05水平上差异显著。
* Significant at P<0.05. PKV: peak viscosity; HPV: hot paste viscosity; BDV: breakdown value; CPV: cool paste viscosity; SBV: set-
back value; CSV: consistence value; PT: pasting temperature; EC: ethanol content; FE: fermentation efficiency; FS: fermentative strength;
FMV: fermented mash viscosity.



图 1 按直链淀粉含量和崩解值对 15个甘薯品种的聚类图
Fig. 1 Diagram of 15 varieties of sweetpotato based on
amylose content and breakdown value
3 讨论
淀粉含量是甘薯淀粉加工业、酒精生产企业选
用甘薯的一个重要指标, 而直链淀粉含量对甘薯的
加工性能有一定的影响。不同甘薯品种的淀粉和直
链淀粉含量差异很大, 陆国权等 [17]研究表明, 其淀
粉率变幅为 15.27%~25.60%, 变异系数为 19.65%,
直链淀粉含量变幅为 8.38%~14.81%, 变异系数达
19.9%。本研究表明, 淀粉含量为 19.96%~26.65%,
变异系数 8.75%, AC 为 9.63%~15.43%, 变异系数
15.53%, 而且 AC与淀粉含量极显著正相关。
直链淀粉是影响淀粉糊化特性的主要因子之
一[18]。淀粉开始糊化时, 从淀粉粒中溶出的直链淀
粉分子之间能较容易地平行取向, 延链排列的大量
羟基靠得很近, 通过氢键结合在一起, 形成不溶于
水的聚合体, 这种聚合体在稀溶液中形成沉淀[19-20]。
淀粉的糊化特性在一定程度上反映了直链淀粉含量
的多少。梁丽松等[21]研究发现板栗淀粉的 RVA谱特
征值与直链淀粉含量密切相关, 直链淀粉含量越高,
板栗淀粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、稀懈
值等越低, 而回冷值和糊化温度越高、峰值时间越
长。张凯等[22]研究玉米的糊化特性发现, 直链淀粉
含量最高的秦龙 9 号的回生值、破损值和最终黏度
均较高, 而含量低的三北 1 号的破损值较低。张艳
霞等[23]研究发现, 稻米的直链淀粉含量从 3.43%至
21.65%, 消减值表现为升高趋势, 且与直链淀粉含
量呈极显著正相关。与国内研究相比, 国外在这方
面研究更为深入和全面, 不仅涉及作物淀粉特性还
第 3期 孙 健等: 淀粉型甘薯品种直链淀粉含量、糊化特性和乙醇发酵特性的关系 485


考虑到相关制品。Lii等[24]发现, 直链淀粉含量低的
蜡质大米淀粉其结晶结构在加热糊化时最容易被破
坏。Toyokawa 等[25]和 Hideho 等[26]研究发现, 直链
淀粉含量较低的小麦品种, 其制成面条具有较好的
韧性和食用品质, 而直链淀粉含量较高的品种, 其
韧性和食用品质较差。Oda等[27]和 Konik等[28]报道,
淀粉糊化特性对日本面条食用品质影响很大, 其峰
值黏度、低谷黏度和最终黏度与面条硬度和口感极
显著相关。本研究发现, 不同甘薯品种淀粉的糊化
特性之间存在较大差异, 6 个 RVA 谱特征值之间相
关性显著, 但 AC与 RVA谱特征值相关性不显著。
同时 , 糊化温度受干物率和淀粉含量影响较大。
Kitahara 等[10]的研究未发现甘薯直链淀粉含量与黏
滞性参数间存在显著相关性, 但 Collado 等[29]发现
甘薯直链淀粉含量显著影响 PKV、HPV 和 CPV
(P<0.01), 而黄华宏等[3]研究表明, 浙大 9201的直链
淀粉含量与 PKV、HPV和 CPV 都呈极显著负相关,
徐薯18的直链淀粉含量只与 PKV极显著负相关, 而
在浙 3449 中未发现直链淀粉对糊化特性有显著影
响。基因型差异可能是造成研究结论不一致的主要
原因之一。
影响淀粉质原料的乙醇发酵特性因素很多, 如
干物质含量、淀粉含量、可发酵糖含量、蛋白质含
量和膳食纤维含量等, 但目前的研究还比较浅显。
高锦合等[30]釆用摇瓶发酵法研究不同品种木薯在相
同条件下酒精发酵的出酒率发现, 华南 7 号的淀粉
含量最高, 但出酒率却最低, 得出了木薯原料的淀
粉含量与出酒率之间不存在正相关性的结论。宋高
友等[31]研究发现, 高粱籽粒中各种成分的含量特别
是淀粉和蛋白质含量, 对出酒率的影响较大, 总淀
粉含量与出酒率呈极显著正相关(r=0.60, P<0.01),
蛋白质的含量与出酒率呈显著正相关 (r=0.44, P<
0.05)。Liimatainen 等[32]研究指出, 马铃薯带皮和不带
皮的加工处理对酒精产量和质量有影响。孙健等[33]研
究发现 , 甘薯乙醇产量与干物率呈极显著正相关
(r=0.842, P<0.01), 与淀粉和蛋白质含量呈显著正相
关(r=0.671, P<0.05; r=0.714, P<0.05), 而与可溶性
糖和还原糖含量之间相关不显著。本研究发现, 甘
薯 AC与乙醇发酵特性密切相关, AC与乙醇含量、
发酵强度呈极显著正相关(r=0.653, P<0.01; r=0.698,
P<0.01), 干物率、淀粉含量与乙醇含量、发酵强度
也呈显著正相关; 甘薯淀粉糊化特性对乙醇发酵特
性影响较小, RVA 谱特征值中仅崩解值、消减值分
别与发酵黏度显著负相关(r= –0.563, P<0.05)和正相
关(r=0.639, P<0.05)。鉴于 AC 和 BDV 与甘薯乙醇
发酵特性有很大相关性, 因此将 AC和 BDV作为对
品种进行聚类分析的依据, 聚类分析将 15个品种所
划分的 3 个类型, 在很大程度上反映了不同品种甘
薯乙醇发酵特性。AC、BDV与乙醇含量、发酵黏度
联系密切, 因此认为 AC和 BDV可以作为评价甘薯
乙醇发酵特性的指标。
4 结论
不同甘薯品种的干物率、淀粉含量和 AC 均存
在显著差异, AC 对甘薯淀粉糊化特性影响较小, 而
干物率、淀粉含量对 PT影响是显著的; 不同品种甘
薯的糊化特性之间存在一定差异, 且 RVA谱特征值
之间关系密切, BDV、SBV 对发酵黏度影响是显著
的 ; 不同品种甘薯的乙醇发酵特性之间差异显著 ,
乙醇含量、发酵强度受 AC、干物率和淀粉含量影响
显著。AC 和 BDV 与乙醇发酵特性关系密切, 可以
作为评价甘薯乙醇发酵特性的指标, 同时较高 AC
和 BDV值应是燃料乙醇专用甘薯品种的选育方向。
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