外源乙烯對(duì)馬鈴薯發(fā)芽的抑制作用

趙 雙，傅茂潤(rùn)，*，陳慶敏，劉秀河，王層層，朱凌紅

（1.山東輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250353；

2.山東省農(nóng)業(yè)干部管理學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)系，山東濟(jì)南 250100；

3.內(nèi)蒙古錫林郭勒盟環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，內(nèi)蒙古錫林郭勒盟 026000）

外源乙烯對(duì)馬鈴薯發(fā)芽的抑制作用

趙 雙1，傅茂潤(rùn)1，*，陳慶敏2，劉秀河1，王層層1，朱凌紅3

（1.山東輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250353；

2.山東省農(nóng)業(yè)干部管理學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)系，山東濟(jì)南 250100；

3.內(nèi)蒙古錫林郭勒盟環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，內(nèi)蒙古錫林郭勒盟 026000）

目的：研究外源乙烯在室溫條件下對(duì)馬鈴薯發(fā)芽的抑制作用。方法：使用固體乙烯釋放劑處理馬鈴薯，觀察外源乙烯對(duì)馬鈴薯發(fā)芽時(shí)間和發(fā)芽指數(shù)的影響。結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，乙烯有效推遲了馬鈴薯的起始發(fā)芽時(shí)間8～10d，而且乙烯濃度越高，效果越好；重復(fù)使用的效果更佳，可以降低發(fā)芽指數(shù)15%左右；浸蘸具有增效作用，降低發(fā)芽指數(shù)8%左右。結(jié)論：外源乙烯可對(duì)馬鈴薯的發(fā)芽起到一定的調(diào)控作用，但發(fā)芽進(jìn)程無法完全抑制。

馬鈴薯，外源乙烯，發(fā)芽，抑制作用

馬鈴薯（Solanum tuberosum）是重要的糧、菜兼用高產(chǎn)作物之一，素有“地下蘋果”和“第二面包”之美稱，在我國(guó)種植業(yè)中僅次于糧食產(chǎn)業(yè)，是我國(guó)具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要作物[1]。馬鈴薯儲(chǔ)存一段時(shí)間之后就會(huì)發(fā)芽綠化，并產(chǎn)生一些龍葵素等有毒物質(zhì)，這降低了馬鈴薯的食用和加工價(jià)值，給生產(chǎn)商和加工廠商帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也給消費(fèi)者帶來了巨大的食用安全隱患[2-3]。目前抑制馬鈴薯發(fā)芽的主要措施是低溫貯藏并輔助使用抑芽劑，主要的抑芽劑有CIPC（氯苯胺靈）、萘乙酸甲酯、青鮮素等化學(xué)試劑；另外一種常用的抑芽技術(shù)是輻照處理，它可非常有效的防止馬鈴薯的發(fā)芽[4-6]。但上述方法存在一定的安全隱患[6-8]，研究更安全的馬鈴薯抑芽劑和抑芽技術(shù)是大勢(shì)所趨。1925年Rosa首次報(bào)道，乙烯具有縮短馬鈴薯自然休眠進(jìn)程的作用，近年來國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)乙烯在各種子和根莖的發(fā)芽過程中的作用做過研究，發(fā)現(xiàn)乙烯可以抑制花[9]和塊莖的發(fā)芽[10]，而民間長(zhǎng)久以來就采用將青蘋果和馬鈴薯混放的辦法來延緩發(fā)芽，其原理就是蘋果釋放的乙烯具有抑芽作用。本文采用外源乙烯固體釋放劑對(duì)貨架期馬鈴薯進(jìn)行處理，研究外源乙烯對(duì)馬鈴薯發(fā)芽的影響，為開發(fā)新型、安全的馬鈴薯抑芽技術(shù)和產(chǎn)品提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

馬鈴薯 費(fèi)烏瑞它（Favorita），在3.2℃冷庫預(yù)存3個(gè)月，已過休眠期；外源乙烯固體釋放劑 每包重量為2.5g，有效成分含量20%，專利申請(qǐng)?zhí)?00910230684.3。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

處理方法：從冷庫里取出馬鈴薯，分裝到箱子中，每個(gè)箱子內(nèi)套有內(nèi)襯袋，馬鈴薯的個(gè)數(shù)大于30個(gè)，每個(gè)箱子為一個(gè)處理。當(dāng)時(shí)室溫15℃左右。不同的處理方式如下：M1：將1包釋放劑放入箱子中；M2：將1包釋放劑放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中；M3：將1包釋放劑放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中，10d后重復(fù)此操作；M4：將2包釋放劑放入箱子中；M5：將2包釋放劑放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中；M6：將2包釋放劑放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中，10d后重復(fù)此操作；M7：將3包釋放劑放入箱子中；M8：將3包釋放劑放入水中浸蘸5min，之后放入箱子中；M9：將3包釋放劑放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中，10d后重復(fù)此操作；CK：對(duì)照，不放乙烯釋放劑。

1.3 發(fā)芽指數(shù)的測(cè)定

處理15d后進(jìn)行馬鈴薯的發(fā)芽指數(shù)統(tǒng)計(jì)。以每個(gè)土豆所有芽眼均無發(fā)芽現(xiàn)象為0級(jí)，25%以下的芽眼發(fā)芽為1級(jí)，25%～50%的芽眼發(fā)芽為2級(jí)，50%以上的芽眼發(fā)芽為3級(jí)。發(fā)芽指數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中，i代表發(fā)芽級(jí)數(shù)；Xi代表i級(jí)馬鈴薯的個(gè)數(shù)；T代表馬鈴薯的總個(gè)數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 11.5；差異性分析采用ANOVA程序；數(shù)值用平均值±SD來表示，數(shù)值平均值之間的顯著性分析采用Tukey’s兩兩比較法，水平為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源乙烯對(duì)馬鈴薯發(fā)芽時(shí)間的影響

由表1可以看出，使用乙烯釋放劑處理后，馬鈴薯的初始發(fā)芽時(shí)間均超過13d，比對(duì)照至少延遲了8d，但各處理組之間差別不大，15d均已發(fā)芽。這表明，外源乙烯的使用可有效推遲馬鈴薯的發(fā)芽時(shí)間，但并不能完全抑制發(fā)芽。

表1 外源乙烯處理后馬鈴薯的初始發(fā)芽時(shí)間Table 1 Initial sprouting time of potatoes treated with exogenous ethylene

2.2 不同外源乙烯用量對(duì)馬鈴薯發(fā)芽指數(shù)的影響

由圖1可以看出，M1的發(fā)芽指數(shù)為63.2%±4.26%，M4的發(fā)芽指數(shù)為54.2%±3.52%，M7的發(fā)芽指數(shù)為49.1%±4.02%，M4和M7的處理與M1的處理之間有顯著性差異（p＜0.05）。這表明，隨著外源乙烯釋放劑用量的增加，馬鈴薯的發(fā)芽指數(shù)降低，即乙烯濃度越高，抑芽效果越好。

圖1 不同用量外源乙烯處理的馬鈴薯的發(fā)芽指數(shù)Fig.1 Sprouting index of potatoes treated with various concentration of exogenous ethylene

2.3 浸蘸對(duì)馬鈴薯發(fā)芽指數(shù)的影響

由圖2可以看出，不管乙烯釋放劑用量的大小，水浸蘸均可以增強(qiáng)乙烯對(duì)馬鈴薯的抑芽效果。M1發(fā)芽指數(shù)為63.2%±4.26%，而M2的發(fā)芽指數(shù)為57.2%± 4.55%，差異不顯著（p＞0.05）；M4的發(fā)芽指數(shù)為54.2% ±3.52%，M5的則為47.21%±4.31%，差異不顯著（p＞0.05）；M7的發(fā)芽指數(shù)為49.1%±4.02%，M8的則為36.3%± 5.23%，差異顯著（p＜0.05）。這表明浸蘸可增強(qiáng)外源乙烯的抑芽效果，這是浸蘸后固體乙烯釋放劑中乙烯的釋放速度和效率增加的緣故。

圖2 未浸蘸/浸蘸處理的馬鈴薯發(fā)芽指數(shù)Fig.2 Sprouting index of potatoes treated with exogenous ethylene dipped in water or not

2.4 重復(fù)處理對(duì)馬鈴薯發(fā)芽指數(shù)的影響

由圖3可以看出，第一次使用乙烯釋放劑10d后，放入同樣劑量的釋放劑，重復(fù)處理均可以降低馬鈴薯的發(fā)芽指數(shù)。M2發(fā)芽指數(shù)為57.2%±4.55%，M3的發(fā)芽指數(shù)為44.0%±2.95%，差異顯著（p＜0.05）；M5的發(fā)芽指數(shù)為47.2%±4.31%，M6的發(fā)芽指數(shù)為39.2%±3.34%，差異顯著（p＜0.05）；M8的發(fā)芽指數(shù)為36.3%±5.23%，M9的發(fā)芽指數(shù)為31.7%±2.98%，差異不顯著（p＞0.05）；重復(fù)使用外源乙烯釋放劑可使包裝袋內(nèi)乙烯的有效濃度得以維持，對(duì)發(fā)芽的抑制效果更好。這表明，外源乙烯對(duì)馬鈴薯抑芽作用的持續(xù)性不強(qiáng)。在洋蔥上的研究也表明，持續(xù)使用外源乙烯可有效推遲鱗莖的發(fā)芽時(shí)間，但一旦外源乙烯的強(qiáng)制約束得到解除，發(fā)芽就會(huì)馬上開始[10]。

圖3 重復(fù)使用外源乙烯的馬鈴薯的發(fā)芽指數(shù)Fig.3 Sprouting index of potatoes treated repeatedly with exogenous ethylene

3 結(jié)論

由本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，與對(duì)照組相比，乙烯處理組顯著地推遲了馬鈴薯初始發(fā)芽時(shí)間8～10d（表1），表現(xiàn)出很好的抑芽效果。Prange等[11]用乙烯以166μmol/m3的濃度持續(xù)進(jìn)行處理馬鈴薯至少25周，推遲了萌芽開始的時(shí)間5～15周，這與本研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。另外，Külen[12]、Suttle[13]和Jeong[14]等的研究也得到了類似的結(jié)果。在本研究中使用不同袋數(shù)的乙烯釋放劑處理馬鈴薯，發(fā)現(xiàn)用量的增加可以逐漸降低塊莖的發(fā)芽指數(shù)（圖1）；另外浸蘸增大了乙烯的釋放效率，與增加乙烯的用量有著相似的效果，從而得到了更好的抑芽效果（圖2）。W ills等[15]用0.005～ 10μL/L的乙烯在20℃條件下處理馬鈴薯塊莖，發(fā)現(xiàn)每個(gè)塊莖上平均出現(xiàn)一個(gè)芽的時(shí)間隨乙烯濃度的增加而延長(zhǎng)，Suttle[13]和W ills[15]的研究結(jié)果表明，乙烯對(duì)馬鈴薯發(fā)芽抑制效果與乙烯劑量存在正相關(guān)性。本研究發(fā)現(xiàn)雖然增加了乙烯用量，但塊莖的初始發(fā)芽時(shí)間并沒有再推遲，具體的原因還需要進(jìn)一步的探討；另外，乙烯的重復(fù)使用可以增強(qiáng)抑芽的效果（圖3），Prange[16]的研究結(jié)果與本研究中乙烯釋放劑的重復(fù)使用和單次使用的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

另外，本文中所使用的是固體乙烯釋放劑，與以前研究中所用的乙烯氣體相比更適合在馬鈴薯的貯藏中使用，具有使用方便、控制簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，因此值得更進(jìn)一步的研究和推廣。但研究中乙烯處理過的馬鈴薯的初始發(fā)芽時(shí)間僅推遲了8～10d，實(shí)際應(yīng)用效果還不太理想，與其他抑芽劑的作用效果還有一定差距，可能是還沒有找到更合理的乙烯濃度，或者處理方法不夠完善，這些問題還需要做進(jìn)一步的探索。

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Inhibition effect of exogenous ethylene on potato sprouting

ZHAO Shuang1，F(xiàn)U M ao-run1，*，CHEN Qing-m in2，LIU Xiu-he1，WANG Ceng-ceng1，ZHU Ling-hong3
（1.College of Food and Bioengineering，Shandong Polytechnic University，Jinan 250353，China；
2.Department ofModern Agricultural Technology，Shandong Agricultural Administrators College，Jinan 250100，China；
3.Environmental Protection Monitoring Station，Xilinguole 026000，China）

Ob ject：To study the inhibition of exogenous ethylene in potato sp routing.Methods：Potatoes were treated by solid ethylene releasing agents and effect of exogenous ethylene on the initial time of potato sp routing and sp routing index was observed.Results：Exogenous ethylene was effective in delaying sp routing time for about 8～10d.The higher the concentration of ethylene，the better the inhibition effect was.Potatoes treated repeated ly showed better effec t than once treated，which sp routing index was dec lined by 15%. Moreover，treatment of solid ethylene releasing agents dipped in water was more effective，which sp routing index was dec lined by almost8%.Conc lusion：Treatmentof exogenous ethylene influenced the potato sp routing p rocess，however，sp routing couldn’t be supp ressed com p letely.

potato；exogenous ethylene；sp routing；inhibition

TS255.3

A

1002-0306（2012）22-0363-03

2012－05－14 *通訊聯(lián)系人

趙雙（1988-），女，在讀碩士，主要從事食品貯藏方面的研究。

國(guó)家青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31201428）。