摘要[目的] 研究4種不同溫度下貯藏克新1號馬鈴薯的品質(zhì)變化,獲得不同用途下克新1號較為合適的貯藏溫度和時間。[方法]對不同溫度(1、4、10和16 ℃)馬鈴薯品種克新1號貯藏期間干物質(zhì)、淀粉、還原糖、蛋白質(zhì)、淀粉酶活性的變化及發(fā)芽情況進(jìn)行觀察研究。[結(jié)果]試驗發(fā)現(xiàn),與10 和16 ℃貯藏相比,1 和4 ℃貯藏條件下,克新1號馬鈴薯還原糖含量顯著增加;1 ℃貯藏?zé)o冷害現(xiàn)象;16 ℃貯藏下30 d馬鈴薯開始發(fā)芽,相對其他貯藏溫度,發(fā)芽數(shù)量和芽長顯著增加,水分含量下降最明顯;在1 和4 ℃溫度條件下可貯藏120 d以上,馬鈴薯各指標(biāo)無明顯變化,因此 1~4 ℃可作為馬鈴薯品種克新1號最佳貯藏溫度。[結(jié)論] 研究可為馬鈴薯產(chǎn)后貯藏條件優(yōu)化提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
關(guān)鍵詞 馬鈴薯;淀粉;還原糖;可溶性蛋白;發(fā)芽
中圖分類號S661.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611(2014)29-10307-04
基金項目公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201003077)。
作者簡介王希卓(1983- ),男,遼寧錦州人,工程師,碩士,從事農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后貯藏與保鮮研究。*通訊作者,碩士,從事農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后貯藏與保鮮研究。
馬鈴薯具有豐富的營養(yǎng)成分和良好的經(jīng)濟(jì)價值,廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、淀粉工業(yè)、飼料工業(yè)等??诵?號是一個中晚熟高產(chǎn)馬鈴薯品種,適應(yīng)性和抗逆性較強(qiáng)。該品種抗旱耐澇,水旱地均能獲得很高的產(chǎn)量,一般旱地產(chǎn)量22 500 kg/hm2,水肥條件好的地塊產(chǎn)量可達(dá)37 500~45 000 kg/hm2,品質(zhì)優(yōu)良適于鮮食和加工利用,受到各地種植者和消費(fèi)者的普遍歡迎。
由于馬鈴薯在貯藏期間仍繼續(xù)進(jìn)行著各種生理活動,其加工和營養(yǎng)指標(biāo)(如干物質(zhì)、淀粉、還原糖含量等)處于動態(tài)的變化之中。因此,馬鈴薯針對不同用途的適宜的儲存溫度,以及適宜溫度下的儲存時間有嚴(yán)格的要求。而目前針對此方面研究幾乎是空白,大多針對的是窖藏[1-6]或者是山體庫[7]等某種特定儲存方式下,一些加工指標(biāo)和營養(yǎng)指標(biāo)的含量變化研究。
筆者通過對4種不同溫度下貯藏克新1號品質(zhì)變化的系統(tǒng)研究,以期獲得不同用途下克新1號較為合適的貯藏溫度和時間,減少因貯藏不合理而造成的損失,同時為馬鈴薯產(chǎn)后貯藏條件優(yōu)化提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐,加快產(chǎn)業(yè)科學(xué)發(fā)展。
1材料與方法
1.1材料供試商品薯取自內(nèi)蒙古烏蘭察布市化德縣,品種為克新1號。所有供試馬鈴薯收獲后立即運(yùn)回實驗室,室溫下預(yù)冷14 d后進(jìn)行試驗。
1.2試驗處理挑選成熟度一致、大小均勻(200~300 g)、無機(jī)械傷、無病蟲害、發(fā)育健康的同一品種馬鈴薯500個左右;將馬鈴薯隨機(jī)均勻分為4組,分別放入1、4、10和16 ℃(相對濕度80%左右)的恒溫恒濕箱中進(jìn)行貯藏。
1.3取樣及測定方法每次從恒溫恒濕箱的上中下3個部位分別取3個馬鈴薯進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。測定時每個馬鈴薯取3個監(jiān)測點(diǎn),分別是頂端、莖端和內(nèi)部髓部。自貯藏之日起,每30 d測定一次,共5次(貯藏4個月)。
1.4測定指標(biāo)及方法
1.4.1馬鈴薯干物質(zhì)含量測定。參照曹建康等[8]的方法,稱取1.0 g馬鈴薯于100~105 ℃烘箱中殺青10 min,然后將烘箱溫度降到70~80 ℃,烘至恒重。
1.4.2淀粉含量測定。淀粉參照酸水解法[8],稱取1.0 g去皮馬鈴薯,研缽中制成薯泥,加入10 ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的乙醇中,80 ℃水浴30 min,過濾,重復(fù)操作,過濾,加20 ml熱蒸餾水,沸水浴糊化15 min,過濾,殘渣中加2.0 ml冷的9.2 mol/L的高氯酸,再加2.0 ml 4.6 mol/L高氯酸,定容100 ml容量瓶,測試。
1.4.3淀粉酶活性測定。參照曹建康等[8]的比色法,先制作麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。將試管搖勻,煮沸5.0 min,流水冷卻,定容20 ml,0號試管做參比,波長540 nm下比色,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,求得線性回歸方程。
酶液制備:稱取去皮馬鈴薯10 g,加入10 ml蒸餾水制成薯泥,室溫(20 ℃)下提取20 min,8 000 r/min離心,收集上清液。
活性測定:加入NDS,搖勻,煮沸5 min,迅速冷卻,定容20 ml,搖勻,540 nm波長下比色即可。
1.4.4還原糖含量測定。參照曹建康等的3,5二硝基水楊酸法測定[8],先制作葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。將試管搖勻,煮沸5 min,冷卻,定容25 ml,混勻。540 nm波長下比色,以0號試管做參比,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,求得線性方程。
還原糖的提?。悍Q取1.0 g去皮馬鈴薯,加少許水制成薯泥,轉(zhuǎn)入25 ml試管,定容,80 ℃水浴30 min,過濾,加水再過濾,100 ml容量瓶定容。
顯色和比色:2.0 ml還原糖提取液和1.5 ml 3,5二硝基水楊酸,在540 nm波長下測定,以0號試管為參比。
1.4.5可溶性蛋白含量測定。可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍(lán)染色法,稱取2.0 g去皮馬鈴薯,加5 ml磷酸緩沖液提取液研磨細(xì),4 ℃、12 000 r/min離心20 min,收集上清液。
吸取1.0 ml上清液,加入5.0 ml考馬斯亮藍(lán)G250,放置2 min,在波長595 nm比色測定。
2結(jié)果與分析
2.1貯藏溫度對克新1號干物質(zhì)含量變化的影響由圖1可見,貯藏期間,干物質(zhì)含量隨貯藏時間增加而降低。4種貯藏溫度下,克新1號干物質(zhì)含量下降程度不同,在整個貯藏期,1 ℃下干物質(zhì)含量由213.0 g/kg 下降至165.0 g/kg,比初始值降低了22.53%;4 ℃下干物質(zhì)含量由213.0 g/kg下降至180.7 g/kg,比初始值降低了15.16%;10 ℃下干物質(zhì)含量由213.0 g/kg下降至193.4 g/kg,比初始值降低了9.20%;16 ℃下干物質(zhì)含量由213.0 g/kg下降至 153.2 g/kg,比初始值降低了28.08%。因此,4種溫度下克新1號在貯藏期間干物質(zhì)下降程度由大到小依次為16、1、4、10 ℃。
2.2貯藏溫度對克新1號淀粉含量變化的影響由圖2可見,貯藏期間,淀粉含量呈不斷下降趨勢。4種貯藏溫度下,克新1號淀粉含量下降程度不同,其中1 ℃下克新1號淀粉含量由176.0 g/kg 下降至124.0 g/kg,比初始值下降了29.55%;4 ℃下克新1號淀粉含量由176.0 g/kg 下降至140.0 g/kg,比初始值下降了20.45%;10 ℃下克新1號淀粉含量由176.0 g/kg 下降至156.0 g/kg,比初始值下降了11.36%;16 ℃下克新1號淀粉含量由176.0 g/kg 下降至117.0 g/kg,比初始值下降了33.52%。因此,4種貯藏溫度下克新1號淀粉含量下降程度由大到小依次為16、1、4、10 ℃。
2.3貯藏溫度對克新1號淀粉酶活性變化的影響由圖3可見,貯藏期間,克新1號淀粉酶活性呈現(xiàn)不規(guī)律的變化趨勢。1和16 ℃貯藏溫度下,貯藏30和90 d出現(xiàn)2個淀粉酶活性高峰,貯藏0、60、120 d時淀粉酶活性維持在較低的水平;4和10 ℃貯藏溫度下,隨著貯藏時間延長,淀粉酶活性呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢,分別比初始值提高2.5、1.6倍。
2.4貯藏溫度對克新1號還原糖含量變化的影響由圖4可見,貯藏期間,還原糖含量在不同貯藏溫度下含量差異較大。1和4 ℃貯藏溫度下,還原糖含量呈不斷上升的趨勢,1和4 ℃下還原糖含量在貯藏期間分別比初始值提高了3.2、3.1倍;10 ℃貯藏溫度下,還原糖含量變化趨勢不明顯,但均比初始值高,貯藏120 d,還原糖含量升高了0.4 g/kg;而16 ℃貯藏溫度下,還原糖含量呈下降趨勢,貯藏120 d,還原糖含量比初始值下降了0.8 g/kg。因此,在貯藏期間,還原糖含量從高到低依次為1、4、10、16 ℃。
2.5不同溫度對克新1號可溶性蛋白含量變化的影響由圖5可見,貯藏期間,塊莖可溶性蛋白質(zhì)含量總體呈先下降后上升的趨勢,但基本保持恒定。在貯藏過程中,10 ℃貯藏溫度下蛋白質(zhì)含量較貯藏前期有所提升;16 ℃貯藏溫度下蛋白質(zhì)含量在貯藏60 d時降至最低點(diǎn),然后又呈上升再下降的趨勢。1、4和16 ℃下蛋白質(zhì)含量分別下降了0.25、0.30、0.28 g/kg,而10 ℃貯藏溫度下蛋白質(zhì)含量上升了0.05 g/kg。
2.6不同溫度對克新1號發(fā)芽率和冷害的影響從圖6、7可以看出,貯藏在1 ℃下的克新1號未發(fā)生冷害。從圖8可以看出,貯藏在16 ℃下的克新1號在貯藏30 d時出現(xiàn)發(fā)芽現(xiàn)象,且隨著貯藏時間的延長,發(fā)芽的長度和數(shù)量也有所增加,貯藏30 d時芽長為2 cm,發(fā)芽數(shù)量為2;貯藏60 d時芽長為5 cm,發(fā)芽數(shù)量為3;貯藏90 d時芽長為13 cm,發(fā)芽數(shù)量為8;貯藏120 d時,芽長為54 cm,發(fā)芽數(shù)量為14。從圖9可以看出,貯藏在10 ℃下的克新1號在貯藏60 d時出現(xiàn)嚴(yán)重縮水,貯藏90 d時開始發(fā)芽,芽長為1.8 cm,發(fā)芽數(shù)量為1;貯藏120 d時,芽長為5 cm,發(fā)芽數(shù)量為4。
3.1討論成熟馬鈴薯收獲后,要經(jīng)過一個相當(dāng)長的休眠期,主要分為3個階段:第1個階段為初休眠期,時間為15~35 d,此時呼吸旺盛,消耗過多的營養(yǎng)物質(zhì),經(jīng)過一系列代謝反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水,造成干物質(zhì)含量的急劇下降;第2個階段為深休眠期,時間為60 d左右,此時呼吸作用處于十分衰弱的程度,在較低的貯藏溫度下,淀粉酶活性急劇上升,使得淀粉不斷向還原糖轉(zhuǎn)化,即所謂的“低溫糖化”[12-14]現(xiàn)象,進(jìn)一步驗證了陳芳等的理論[10];第3個階段為休眠后期,此時呼吸作用加強(qiáng),營養(yǎng)物質(zhì)消耗加劇,但此時使馬鈴薯被迫處于較低的溫度,則能抑制其發(fā)芽,延長馬鈴薯的貯藏時間。
不同貯藏溫度能嚴(yán)重影響馬鈴薯的干物質(zhì)、淀粉、還原糖、蛋白質(zhì)、淀粉酶的含量,這與吳曉玲等研究馬鈴薯營養(yǎng)物質(zhì)含量及酶活性與貯藏溫度的關(guān)系一致,同時影響馬鈴薯的發(fā)芽數(shù)量和長度。低溫能夠降低馬鈴薯的呼吸速度,延長馬鈴薯的休眠期,這與Day’B等[15]和McLaughlin等[16]指出降低呼吸速率是保持產(chǎn)品質(zhì)量并延長保質(zhì)期的重要因素一致。淀粉和還原糖是馬鈴薯塊莖的重要物質(zhì),其含量多少直接反映貯藏品質(zhì)的優(yōu)劣[17]。淀粉和還原糖含量呈一定負(fù)相關(guān)性,當(dāng)溫度低于6 ℃時,即可發(fā)生“低溫糖化”現(xiàn)象。
淀粉酶是淀粉降解的主要酶,淀粉在貯藏期間不斷降低,淀粉酶活性也應(yīng)處于較高的水平,但16 ℃貯藏60 d和120 d時淀粉酶活性處于較低的水平,這是因為馬鈴薯發(fā)芽初期,呼吸作用旺盛,而隨著發(fā)芽長度增長,呼吸作用又呈現(xiàn)先低后高的變化趨勢,從而造成淀粉酶活性在16 ℃貯藏60 d和120 d處于較低的水平。10 ℃貯藏溫度下淀粉酶活性最低,這與吳曉玲等[18]研究相悖,可能是因為“低溫糖化”造成低溫下淀粉酶活性升高。
42卷29期王希卓等不同貯藏溫度下克新1號馬鈴薯營養(yǎng)品質(zhì)變化研究3.2結(jié)論馬鈴薯干物質(zhì)與淀粉含量在不同貯藏溫度下均呈下降趨勢,且在一定的貯藏溫度范圍內(nèi),溫度越低,下降程度越小。
馬鈴薯在1~4 ℃貯藏溫度下,還原糖含量均高于其他處理,這是由于馬鈴薯發(fā)生“低溫糖化”,大量淀粉向還原糖轉(zhuǎn)化的結(jié)果;同時,還原糖含量在10 ℃下貯藏120 d仍處于較低的水平[10],符合炸薯片、薯條等對馬鈴薯還原糖的要求,為減少馬鈴薯損失,加工用馬鈴薯先貯藏在較低的溫度下,待加工之前14 d將其放于10 ℃左右的溫度下。
淀粉酶活性在不同貯藏溫度下表現(xiàn)不同,其中10 ℃貯藏溫度下淀粉酶活性最低,16 ℃貯藏溫度下淀粉酶活性變化幅度最大。
蛋白質(zhì)含量在貯藏期間不隨溫度與貯藏時間呈大的波動,在整個貯藏變化不大[19]。這與Cochrane M等研究相似[20]。
因此,馬鈴薯在1和4 ℃貯藏溫度下貯藏120 d商品無明顯品質(zhì)變化;在10 ℃貯藏環(huán)境下,貯藏60 d時馬鈴薯失水較為嚴(yán)重,商品品質(zhì)下降,故貯藏時間不能多于60 d;在16 ℃貯藏溫度下貯藏時間必須小于30 d。
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