刁小琴，關(guān)海寧，魏雅冬

(綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院，黑龍江綏化，152061)

馬鈴薯是世界第四大農(nóng)作物，含有豐富的淀粉、維生素和礦物質(zhì)，其蛋白質(zhì)含量高而脂肪含量低，是重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品［1］。馬鈴薯儲藏一段時(shí)間后就會發(fā)芽，加快水分蒸發(fā)和品質(zhì)劣變，并產(chǎn)生龍葵素等有毒物質(zhì)［2］，給農(nóng)戶及生產(chǎn)經(jīng)營者帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，研究抑制馬鈴薯發(fā)芽的貯藏技術(shù)，探討其生理變化，對提高馬鈴薯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值具有重要的意義。國內(nèi)外研究人員對馬鈴薯發(fā)芽的抑制進(jìn)行了大量研究，目前主要采用氯苯胺靈(CIPC)、萘乙酸甲酯、青鮮素等化學(xué)試劑，還有采用輻照處理、外源乙烯及薄荷、香菜精油等技術(shù)來防止馬鈴薯的發(fā)芽［3－4］，但存在安全隱患和成本高的問題。

碘蒸氣是強(qiáng)氧化劑，能使微生物細(xì)胞膜氧化而死亡。黃大亮等用133 mg/m3碘蒸氣消毒空氣能夠有效殺滅各類細(xì)菌，且用該含碘溶液對小鼠口服試驗(yàn)，證實(shí)為無毒［5］。夏石頭等研究施碘對蘿卜芽生長的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)0.5～1.5 mg/L的碘能夠抑制蘿卜芽根系的生長［6］。邢怡研究了富碘油菜的栽培，以期為因碘缺乏而導(dǎo)致的疾病的防治提供有效的途徑［7］。Francesco用飽和碘蒸氣處理馬鈴薯8 d，采用離子色譜測定了塊莖的碘濃度，發(fā)現(xiàn)碘主要集中于表皮，且濃度為 100 μg/mL 左右，對人體是安全的［8］。本研究采用碘飽和蒸氣處理已過休眠期的馬鈴薯，研究其抑芽效果及對生理指標(biāo)的影響，以期為尋找低成本、安全且有效的抑芽劑提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

供試馬鈴薯為綏化產(chǎn)黃麻子，在地下窖貯藏3個(gè)月，已過休眠期。挑選大小均勻、無機(jī)械傷、無發(fā)芽綠變的馬鈴薯運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，于2～4℃條件下貯藏備用。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將未發(fā)芽的馬鈴薯分別置于碘飽和蒸氣中處理2、4、6、8 d 后取出，常溫(18℃)相對濕度 80% ～85%下進(jìn)行貨架實(shí)驗(yàn)，設(shè)常溫不經(jīng)碘處理為對照。碘處理具體方法如下:取一定量的碘置于裝有處理馬鈴薯的干燥器底部，立即密封，碘緩慢釋放到整個(gè)密閉的容器中，容器底部的碘未揮發(fā)完全，即認(rèn)為容器內(nèi)碘蒸氣飽和。每個(gè)處理30個(gè)塊莖，每3 d測定一次碘處理不同天數(shù)的塊莖的發(fā)芽指數(shù)和生理指標(biāo)，每次測定重復(fù)3次。

1.3 指標(biāo)測定

硬度:采用質(zhì)構(gòu)儀測定;馬鈴薯去皮，用 TAXT2iTexture Analyser測定，探頭移動速度5 mm/s，刺破距離5.0 mm，探頭直徑為5 mm，每個(gè)刺赤道上3點(diǎn)，取峰值平均，重復(fù)3次;發(fā)芽指數(shù)按下列公式計(jì)算:

式中以每個(gè)馬鈴薯所有芽眼均無發(fā)芽現(xiàn)象為0級，25%以下的芽眼發(fā)芽為1級，25% ～50%的芽眼發(fā)芽為2級，50%以上的芽眼發(fā)芽為3級。

可溶性固形物含量:采用手持折光儀法;呼吸速率，氣流法測定［9］;相對電導(dǎo)率用電導(dǎo)儀測定;多酚氧化酶(PPO)活性，鄰苯二酚比色法［10］，過氧化物酶(POD)活性，愈創(chuàng)木酚比色［11］，苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性，L-苯丙氨酸比色法［9］。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果表示為 x±s。采用statistix 8.0(Analystical Software Inc.，USA)的 Linear Models程序進(jìn)行，用Tukey HSD程序?qū)Σ町愶@著性(P＜0.05)或差異極顯著性(P＜0.01)進(jìn)行分析，采用Sigmaplot 10.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 碘蒸氣處理對馬鈴薯發(fā)芽指數(shù)的影響

由表1可知，經(jīng)不同時(shí)間碘處理的馬鈴薯，其發(fā)芽指數(shù)變化差異較大。其中未經(jīng)碘處理對照組的發(fā)芽指數(shù)急劇上升，在18℃貨架條件下，貯藏到第3天，發(fā)芽指數(shù)高達(dá)0.62，此時(shí)經(jīng)碘處理2 d的也開始發(fā)芽，并隨著貯藏時(shí)間的延長而逐漸增加;貯藏到12 d;對照組發(fā)芽指數(shù)達(dá)到1，碘處理4 d的塊莖，其發(fā)芽指數(shù)為0.16，明顯低于用碘處理2d塊莖的發(fā)芽指數(shù)(P＜0.05)，而碘處理6 d和8 d的均未發(fā)芽。結(jié)果表明在常溫條件下馬鈴薯極易發(fā)芽，而碘處理能明顯延緩馬鈴薯萌芽時(shí)間，降低發(fā)芽指數(shù)，且處理時(shí)間越長效果越明顯。

表1 不同碘處理時(shí)間馬鈴薯發(fā)芽指數(shù)的變化Table 1 Sprouting index of potatoes treated with iodine-saturated atmosphere

2.2 碘蒸氣處理對馬鈴薯硬度的影響

果實(shí)在成熟、衰老過程中，硬度會逐漸降低。通過測定果實(shí)硬度，可以確定果實(shí)的品質(zhì)變化。從圖1可以看出，在常溫貯藏過程中，碘處理與對照組馬鈴薯塊莖的硬度均呈下降趨勢，這是由于隨著貯藏時(shí)間的延長，塊莖組織開始軟化，致使硬度不斷減小;貯藏到12 d時(shí)，各處理組塊莖的硬度均高于對照組，但無顯著差異(P＞0.05)，說明在短時(shí)間內(nèi)，碘處理對塊莖硬度的影響較小。

2.3 碘蒸氣處理對馬鈴薯呼吸強(qiáng)度的影響

呼吸強(qiáng)度可以直接反映果實(shí)的貯藏效果。從圖2可以看出，已過休眠期的馬鈴薯在常溫貯藏過程中，對照和處理組的呼吸強(qiáng)度均呈逐漸上升的趨勢，對照的呼吸強(qiáng)度始終高于處理(P＜0.05)，表明碘處理可以顯著降低馬鈴薯的呼吸強(qiáng)度，且處理時(shí)間越長，效果越明顯。

圖1 碘處理不同時(shí)間對馬鈴薯硬度的影響Fig.1 Effect of different treatments with iodine atmosphere on hardness of potatoes

在常溫貯藏的12 d內(nèi)，碘處理6 d的塊莖與處理8 d的塊莖的呼吸強(qiáng)度差異不顯著(P＞0.05)。

圖2 碘處理不同時(shí)間對馬鈴薯呼吸強(qiáng)度的影響Fig.2 Effect of different treatments with iodine atmosphere on respiratory rate of potatoes

2.4 碘蒸氣處理對馬鈴薯相對電導(dǎo)率的影響

果蔬組織后熟衰老過程中，細(xì)胞質(zhì)膜功能下降，膜通透性增加，細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)外滲，引起提取液的電導(dǎo)率增加。圖3可以看出，常溫貯藏過程中，隨著貯藏時(shí)間的延長，塊莖組織相對電導(dǎo)率逐漸上升。對照組與處理組的相對電導(dǎo)率變化差異不顯著(P＞0.05)，可以認(rèn)為碘處理對馬鈴薯電導(dǎo)率沒有明顯的影響。

2.5 碘蒸氣處理對馬鈴薯可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量包括糖、酸及揮發(fā)性化合物，直接影響馬鈴薯的風(fēng)味。從圖4可看出，馬鈴薯在常溫下貯藏3 d時(shí)，對照和各處理組的可溶性固形物含量均上升，這可能是由于馬鈴薯由低溫轉(zhuǎn)至常溫時(shí)，由于溫度的升高，加快了淀粉的水解使糖含量增加，此后馬鈴薯的新陳代謝速度加快，糖作為營養(yǎng)物質(zhì)被消耗，當(dāng)貯藏12 d時(shí)，對照組的可溶性固形物含量最低，與其他處理組差異顯著(P＜0.05)而其他各處理差異不顯著(P＞0.05)。

圖3 碘處理不同時(shí)間對馬鈴薯相對電導(dǎo)率的影響Fig.3 Effect of different treatments with iodine atmosphere on relative conductivity of potatoes

圖4 碘處理不同時(shí)間對馬鈴薯可溶性固形物含量的影響Fig.4 Effect of different treatments with iodine atmosphere on soluble solids content of potatoes

2.6 碘蒸氣處理對馬鈴薯多酚氧化酶(PPO)活性的影響

多酚氧化酶能催化酚類物質(zhì)氧化形成醌類化合物，進(jìn)一步聚合形成褐色或黑色的物質(zhì)。果蔬在貯藏過程中，出現(xiàn)的組織褐變與PPO活性密切相關(guān)。由圖5可以看出，在整個(gè)貯藏過程中，對照組的PPO活性始終最強(qiáng)，碘處理組均顯著低于對照組(P＜0.05)，且處理時(shí)間不同，對PPO活性的影響不同，碘處理6 d和8 d的塊莖的PPO活性在整個(gè)貯藏過程中均為最低，二者差異極不顯著(P＜0.01)。

2.7 碘蒸氣處理對馬鈴薯過氧化物酶(POD)活性的影響

過氧化物酶是一種氧化還原酶，與果蔬的生理生化密切相關(guān)。POD活性的變化常作為果實(shí)后熟和衰老的標(biāo)志。從圖6可以看出，馬鈴薯塊莖的POD活性隨貯藏時(shí)間的延長而增加，與對照相比，碘處理能顯著抑制POD活性的升高(P＜0.01)，碘處理6 d和8 d塊莖的POD活性在常溫貯藏過程中，差異不顯著(P ＞0.05)。

圖5 碘處理不同時(shí)間對馬鈴薯PPO活性的影響Fig.5 Effect of different treatments with iodine atmosphere on PPO activity of potatoes

圖6 碘處理不同時(shí)間對馬鈴薯POD活性的影響Fig.6 Effect of different treatments with iodine atmosphere on POD activity of potatoes

2.8 碘蒸氣處理對馬鈴薯苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的影響

苯丙氨酸解氨酶是果蔬體內(nèi)苯丙烷代謝的關(guān)鍵酶，與果蔬的抗逆境脅迫和抗病性密切相關(guān)，在果蔬的正常生長發(fā)育和抵御病原菌侵害過程中起著重要的作用。從圖7可以看出，在常溫貯藏過程中，對照及各處理的PAL活性逐漸增強(qiáng)，這可能是由于適宜的溫度環(huán)境利于病原菌的繁殖，使PAL活性被誘導(dǎo)升高。與對照相比，經(jīng)不同時(shí)間碘處理的馬鈴薯其PAL活性均顯著低于對照(P＜0.05)，其中碘處理6 d和8 d的塊莖的PAL活性差異極不顯著(P＜0.01)，說明碘處理能夠抑制PAL活性的上升。

圖7 碘處理不同時(shí)間馬鈴薯PAL活性的影響Fig.7 Effect of different treatments with iodine atmosphere on PAL activity of potatoes

3 結(jié)論

通過比較碘處理不同時(shí)間對馬鈴薯塊莖發(fā)芽及生理指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)置于飽和碘蒸氣處理6 d的馬鈴薯，貯藏到12 d時(shí)并未發(fā)芽，而對照組已全部發(fā)芽，說明該處理有很好的抑芽效果。同時(shí)該處理能有效保持塊莖的硬度和可溶性固形物，減緩呼吸速率和相對電導(dǎo)率的升高，抑制與塊莖衰老相關(guān)的PPO、POD及PAL活性的快速升高，貯藏到12 d，保鮮效果理想。

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