艾玉春, 王 煒, 李鵬霞,*, 胡花麗, 王毓寧

(1.江蘇省農業(yè)科學院知識產權處,江蘇南京 210014;2.江蘇省農業(yè)科學院農產品加工研究所,江蘇南京 210014)

甘薯(ipomonea batatas lam)又名紅薯、山芋等,原產南美洲,屬旋花科甘薯屬,是具有蔓生習性的一年生或多年生草本植物,是重要的糧食作物和經濟作物[1].當前,亞洲是最主要的甘薯產區(qū),其中我國常年種植甘薯約620萬hm2[2],是全球最大的甘薯生產國,總產量為1.06億 t,單產水平可達 19 t·hm-2.甘薯以塊根為收獲物,新鮮薯塊組織脆嫩、含水量高、呼吸旺盛,不但容易感染黑斑病和軟腐病[3],還容易在貯藏中消耗大量氧氣產生二氧化碳,從而無法進行有氧呼吸產生能量,最終細胞因缺少能量而導致生理病害[4].

甘薯對貯藏溫度十分敏感,貯溫過高容易導致失水萎蔫、營養(yǎng)損失,病變霉腐加劇;貯溫過低又會引發(fā)冷害凍害、薯塊硬心、食用品質下降.室溫貯藏下,貯藏溫度會經過波動、下降、回升和上升四個起伏變化階段,從而導致貯藏條件難以恒定,甘薯難以貯藏.因此,采用恒定低溫貯藏甘薯,低溫保鮮型甘薯已成為今后甘薯規(guī)?；A藏的發(fā)展方向.

施?？耸且环N廣譜性、內吸性殺菌劑,具有高效低毒的特點,可防治多種農作物的真菌感染,但在甘薯上的保鮮研究極少.本項目組通過前期研究發(fā)現(xiàn)[5],在6～7℃的低溫貯藏下,“寧紫1號”和“寧選1號”甘薯的感官質量和主要營養(yǎng)品質均保存較好.因此,本研究在前期研究的基礎上,以25%施?？?德國拜耳公司)說明書上的稀釋倍數(shù)(1 000倍),即施?？擞行舛葹?50 mg·L-1來處理甘薯,并分析兩種甘薯在貯藏期間的營養(yǎng)和淀粉酶變化規(guī)律.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

“寧紫1號”和“寧選1號”甘薯于2010年11月采自南京市六合區(qū)竹鎮(zhèn)金磁村江蘇省農產品工程技術中心甘薯基地,甘薯采后置于田間通風晾曬,然后按商品級標準挑選甘薯,裝入經次氯酸鈣溶液漂洗消毒的塑料周轉箱中,將甘薯放進經硫磺消毒后的冷庫中進行相關貯藏試驗.

25%施?？?乳油),德國拜耳公司生產.

1.2 試驗方法

將試驗的“寧紫1號”和“寧選1號”甘薯各設3組處理:處理1(2 50 mg·L-1施?？巳芤航萏幚? min,7℃貯藏)、處理2(不處理,7℃貯藏)、處理3(不處理,室溫貯藏),每組處理設5個重復,每個重復200 kg甘薯).將處理之后的甘薯瀝干水,然后置于相應條件下貯藏,貯藏期間每隔20 d取樣進行相關指標的測定,試驗期限為100 d.

1.3 測定指標與方法

1.3.1 霉腐率測定

1.3.2 含水量測定

參照GB/T 5497—1985方法[6].

1.3.3 總脂肪測定

參照GB/T 5512—1985方法[7].

1.3.4 可溶性蛋白質測定

采用考馬斯亮藍G-250法測定[8].

1.3.5 可溶性總糖測定

采用蒽酮比色法測定[9].

1.3.6 總黃酮測定

參考文獻[10],略有修改,稱取15 g樣品,加入5 mL體積分數(shù)為95%的乙醇,研磨勻漿,微波萃取20 min,取2 mL濾液,加入體積分數(shù)為95%的乙醇3 mL,質量分數(shù)為5%的亞硝酸鈉溶液0.75 mL,搖勻后靜置5 min,加入質量分數(shù)為10%的硝酸鋁溶液0.5 mL,再搖勻靜置6 min,然后加入質量分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液4 mL,用蒸餾水定容至25 mL,搖勻靜置15 min,然后置于510 nm波長下測定吸光度,最后根據(jù)總黃酮標準曲線計算.

1.3.7 直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉測定

參照文獻[11],總淀粉含量=直鏈淀粉含量+支鏈淀粉含量.

1.3.8 α-淀粉酶、β-淀粉酶、總淀粉酶測定

參照文獻[12],略有修改,稱取1 g鮮樣,研磨勻漿,室溫下蒸餾水靜置提取20 min,3 000 r·min-1離心10 min,將上清液定容至100 mL,用于α-淀粉酶活力測定,取10 mL淀粉酶原液定容至50 mL用于淀粉酶總活力測定.酶活力于540 nm波長下測定,以每分鐘內生成麥芽糖的質量(mg)為一個酶活單位(U.g-1·min-1).其中,β-淀粉酶活力=總淀粉酶活力-α-淀粉酶活力.

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)用 SPSS 15.0軟件統(tǒng)計處理,采用ANOVA鄧肯氏多重差異分析(p＜0.05).

2 結果與分析

2.1 甘薯霉腐率的變化

霉腐率是衡量甘薯貯藏效果的基本指標.甘薯在貯藏期間的霉腐曲線呈上升趨勢(圖1),快速上升期出現(xiàn)在貯藏60 d后.貯藏100 d時,室溫貯藏的“寧紫1號”和“寧選1號”甘薯的霉腐率分別達到43.66%和39.03%,顯著高于處理1的兩種甘薯(“寧紫 1號”甘薯 21.24%、“寧選 1號”甘薯18.64%)(p＜0.05)和處理2的兩種甘薯(“寧紫1號”甘薯34.56%、“寧選1號”甘薯28.60%),但與處理2的甘薯沒有出現(xiàn)顯著差異.因此,以施?？颂幚聿⒔Y合7℃貯藏,能起到較好的貯藏效果.“寧選1號”甘薯的霉腐率要低于“寧紫1號”甘薯,這可能與7℃更適宜“寧選1號”甘薯貯藏有關.此外,用施?？颂幚磉^的甘薯在整個貯藏期間均未出現(xiàn)表皮傷害癥狀.

圖1 貯藏期間甘薯霉腐率的變化Fig.1 Changes of rot rate of sweet potato during storage

2.2 甘薯含水量的變化

剛采收后的甘薯含水量較高,分別達到74.94%(“寧紫1號”)和72.44%(“寧選1號”).貯藏期間甘薯的含水量呈下降趨勢(圖2),其中室溫貯藏甘薯的含水量下降最快,貯藏100 d時,7℃貯藏甘薯的含水量下降程度低于室溫貯藏的甘薯.

2.3 甘薯總脂肪的變化

圖2 貯藏期間甘薯含水量的變化Fig.2 Changes of moisture content of sweet potato during storage

甘薯的脂肪含量極低,貯藏前“寧紫1號”和“寧選1號”甘薯的總脂肪質量分數(shù)分別為0.26%,0.14%,但在貯藏期間總體呈下降趨勢(圖3).貯藏100 d時,兩種甘薯的3個處理之間無顯著差異.

圖3 貯藏期間甘薯總脂肪的變化Fig.3 Changes of total fat content of sweet potato during storage

2.4 甘薯可溶性蛋白質的變化

甘薯中的蛋白質含量較低.貯藏開始時,“寧紫1號”和“寧選1號”甘薯的可溶性蛋白質質量分數(shù)分別為 8 855.13 μg·g-1和 3 364.16 μg·g-1(圖 4),在貯藏過程中所有甘薯的可溶性蛋白質基本持平.貯藏100 d時,室溫貯藏甘薯的可溶性蛋白質雖低于7℃貯藏的甘薯,但無統(tǒng)計意義的顯著差異.處理1甘薯可溶性蛋白質質量分數(shù)普遍高于處理2.

2.5 甘薯可溶性總糖的變化

圖4 貯藏期間甘薯可溶性蛋白質的變化Fig.4 Changes of soluble protein content of sweet potato during storage

7℃貯藏甘薯的可溶性總糖在貯藏100 d內總體呈現(xiàn)上升的趨勢(圖5),室溫貯藏甘薯的可溶性總糖均呈現(xiàn)先升高再降低的變化趨勢,其高點期在貯藏40～60 d期間.貯藏100 d時,室溫貯藏的“寧紫1號”和“寧選1號”甘薯的可溶性總糖質量分數(shù)分別是8.62%,6.05%,均低于7℃貯藏的甘薯,其中“寧選1號”甘薯達到差異顯著水平(p＜0.05),“寧紫1號”甘薯則差異不顯著.此外,無論是“寧紫1號”還是“寧選1號”甘薯,處理1與處理2之間沒有出現(xiàn)顯著差異.

圖5 貯藏期間甘薯可溶性總糖的變化Fig.5 Changes of soluble total sugars of sweet potato during storage

2.6 甘薯總黃酮的變化

“寧紫1號”和“寧選1號”甘薯均為保健型甘薯,其總黃酮含量可反映貯藏期間營養(yǎng)品質的保存情況.兩種甘薯的總黃酮質量分數(shù)呈現(xiàn)先增后降但總體增加的變化趨勢,“寧紫1號”甘薯的總黃酮質量分數(shù)要高于“寧選1號”甘薯(圖6).貯藏100 d時,7℃貯藏的“寧紫1號”甘薯的總黃酮質量分數(shù)顯著高于室溫貯藏的“寧紫1號”甘薯(p＜0.05),但3個處理的“寧選1號”甘薯之間沒有顯著差異出現(xiàn).

圖6 貯藏期間甘薯總黃酮的變化Fig.6 Changes of total flavonoids content of sweet potato during storage

2.7 甘薯直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉的變化

貯藏期間甘薯總淀粉、支鏈淀粉和直鏈淀粉的變化見圖7.貯藏前“寧紫1號”甘薯的總淀粉質量分數(shù)為 15.54%(直鏈淀粉 5.59%、支鏈淀粉9.95%),“寧選1號”甘薯的總淀粉質量分數(shù)為9.17%(直鏈淀粉4.32%、支鏈淀粉4.85%),由此可知,“寧紫1號”甘薯中支鏈淀粉占主要組成部分,而“寧選1號”甘薯的兩類淀粉大致相當.支鏈淀粉和直鏈淀粉在貯藏期間的含量無明顯變化(圖7(b)、圖7(c)).無論是7℃貯藏還是室溫貯藏,兩種甘薯的總淀粉質量分數(shù)均在較小范圍內變動(圖7(a)),沒有顯著差異出現(xiàn).

2.8 甘薯α-淀粉酶、β-淀粉酶、總淀粉酶的變化

α-淀粉酶、β-淀粉酶在甘薯的淀粉酶中均含有,α-淀粉酶可隨機作用于淀粉中的α-1,4-糖苷鍵,生成葡萄糖、麥芽糖等還原糖,同時使淀粉的黏度降低;β-淀粉酶可從淀粉的非還原性末端水解麥芽糖.貯藏期間,甘薯淀粉酶,α-淀粉酶及β-淀粉酶活性的變化見圖8,其中總淀粉酶和α-淀粉酶均呈上升趨勢(圖8(a)、圖8(b)),β-淀粉酶總體呈下降的變化趨勢(圖8(c)).α-淀粉酶活性的高低與甘薯總淀粉含量密切相關,不管是7℃或是室溫貯藏,α-淀粉酶活性在60 d后處于高峰期,此時總淀粉質量分數(shù)也出現(xiàn)了不同程度的下降.室溫貯藏的兩種甘薯的α-淀粉酶、β-淀粉酶和總淀粉酶活性均高于7℃貯藏的甘薯,但處理1和處理2的兩種甘薯的所有淀粉酶活性差異極小.

圖7 貯藏期間甘薯總淀粉、支鏈淀粉和直鏈淀粉的變化Fig.7 Changes of total starch content,amylopectin content and amylose content of sweet potato during storage

3 討論與結論

圖8 貯藏期間甘薯淀粉酶、α-淀粉酶及β-淀粉酶活性的變化Fig.8 Changes of amylase, α-amylase and β-amylase activity of sweet potato during storage

甘薯在100 d的貯藏期間,可溶性總糖和總黃酮含量總體呈上升趨勢,此時的甘薯風味濃郁、香甜可口,而且功能營養(yǎng)物質(總黃酮)處于較高點,是食用品質最好的時候,這與朱紅[13]的研究結論一致.此外,甘薯的含水量和總脂肪總體呈下降趨勢,但可溶性蛋白質含量基本平穩(wěn).

水分是影響甘薯感官和風味的重要因素.鮮薯的含水量極高,在高溫貯藏下易出現(xiàn)失水、失鮮和失重,造成商品性下降.有研究表明[14],山藥的失水速率與耐藏性呈顯著正相關,本研究認為含水量的下降與甘薯貯藏性能無關.室溫貯藏的甘薯失水率快于7℃貯藏,但室溫貯藏甘薯的霉腐率卻顯著高于7℃貯藏,因此本研究認為影響甘薯霉腐率的主要因素是溫度,含水量的影響甚微.

糖類是甘薯主要的營養(yǎng)物質之一.貯藏期間甘薯的含糖量受呼吸速率、淀粉轉化和組織失水等因素的影響.研究表明[13],貯藏期間甘薯還原糖損失很少,由于水分散失和淀粉消耗,甘薯中還原糖相對含量會隨著貯藏期的延長而逐漸提高.在100 d的貯藏期內,甘薯的含糖量普遍增加,這是由于淀粉水解引起還原糖含量增加的緣故.室溫貯藏的甘薯普遍在貯藏40～60 d期間達到最大含糖量,比7℃貯藏的甘薯提前了40 d左右.

淀粉的轉化主要由淀粉酶引起,甘薯中主要存在的是β-淀粉酶[15],但本研究發(fā)現(xiàn)兩種甘薯的α-淀粉酶活性在貯藏期間持續(xù)上升,β-淀粉酶活性卻呈現(xiàn)下降趨勢,因此在這兩種甘薯的淀粉水解進程中起主導作用的應該是α-淀粉酶而非β-淀粉酶.在7℃貯藏或者室溫貯藏中,兩種甘薯的總淀粉質量分數(shù)均在較小范圍內變動,沒有顯著差異出現(xiàn).

“施保克”的主要成分是咪鮮胺,根據(jù)中國農藥毒性分級標準,屬于低毒殺菌劑,對動物和環(huán)境危害也較小.綜上所述,7℃貯藏結合施?？颂幚砟塬@得較佳的貯藏效果,且不會引起甘薯出現(xiàn)表皮傷害,也不會引起甘薯的營養(yǎng)品質發(fā)生異常變化.因此,7℃貯藏結合施保克處理可以在甘薯實際貯藏中應用.

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