1-甲基環(huán)丙烯處理對窖藏馬鈴薯的保鮮效果

刁小琴，關海寧，魏雅冬

（綏化學院食品與制藥工程學院，黑龍江綏化152061）

1-甲基環(huán)丙烯處理對窖藏馬鈴薯的保鮮效果

刁小琴，關海寧，魏雅冬

（綏化學院食品與制藥工程學院，黑龍江綏化152061）

以黑龍江省綏化市品種為黃麻子的馬鈴薯為試材，采用不同濃度1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）處理，研究窖藏馬鈴薯采后生理、貯藏品質(zhì)及發(fā)芽率。結(jié)果表明：1.0μL/L 1-MCP處理，能有效減緩塊莖淀粉的降解、抑制VC和總酚含量的下降及還原糖的上升，能顯著降低塊莖的呼吸速率，抑制與塊莖衰老相關的PPO和POD活性的快速升高。在此處理方式下，貯藏到180d，塊莖并未發(fā)芽，保鮮效果良好。

1-甲基環(huán)丙烯，窖藏，馬鈴薯，保鮮

馬鈴薯貯藏是馬鈴薯生產(chǎn)和加工的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)貯藏方法有溝藏、沙藏和窖藏，現(xiàn)在農(nóng)戶大多以窖藏為主。由于只利用窖門通風調(diào)節(jié)溫度，所以保溫效果好，但缺點不易降溫，因此農(nóng)戶為了維持窖體溫度的恒定，在馬鈴薯入窖前期，每天早晚打開窖門降溫，入窖中期，隨著外界環(huán)境溫度的降低，緊閉窖門防止外界冷氣進入，而使馬鈴薯發(fā)生凍害現(xiàn)象。盡管如此，但由于窖體構(gòu)造簡單，沒有溫度調(diào)節(jié)裝置，隨著外界環(huán)境溫度的逐漸升高，貯藏窖內(nèi)的溫度也逐漸升高，致使馬鈴薯的生理休眠解除而開始萌芽，嚴重影響其食用品質(zhì)。因此有必要探索一種簡便、安全、有效的技術來彌補窖藏條件的不足，在外界溫度回升時盡可能延長其發(fā)芽時間且保持良好的貯藏品質(zhì)。

有研究報道[1]，塊莖發(fā)芽不僅受激酶和一些蛋白因子的調(diào)控，還受生長物質(zhì)如脫落酸、赤霉素、細胞分裂素、生長素、乙烯[2]等調(diào)控。1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）是一種新型乙烯抑制劑，無不良氣味，無毒。它能作用于乙烯受體，抑制乙烯的產(chǎn)生，抑制乙烯所誘導的與果實后熟相關的一系列生理生化反應。目前，1-MCP處理已成功應用于延長甜瓜、西洋梨、西瓜、獼猴桃等水果貯藏期的研究中。但是，關于采用1-MCP處理馬鈴薯的研究還未見報道。本實驗采用兩種濃度的1-MCP對馬鈴薯進行處理并貯藏，探討其對窖藏馬鈴薯的發(fā)芽及生理指標的影響，以期為馬鈴薯的貯藏技術提供科學依據(jù)，同時對生產(chǎn)中馬鈴薯貯藏窖的科學管理具有重要的實際意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試馬鈴薯品種黃麻子 采自綏化市，收獲后于室溫放置兩周，待傷口愈合后，挑選大小均勻、無機械傷、無病蟲害的塊莖；保鮮王（含3%1-MCP） 西安鮮諾生物科技有限公司；鄰苯二酚 上海國藥集團化學試劑有限公司；愈創(chuàng)木酚 天津市科密歐化學試劑開發(fā)中心；2，6-二氯酚靛酚鈉鹽 成都科龍化工試劑廠。

大氣采樣器 上海宏宇環(huán)保應用研究所；T6新世紀紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；PL203型電子天平 梅特勒一托利多儀器（上海）有限司；冷凍離心機 上海楚柏實驗設備有限公司；微量移液器 上海榮泰生化工程有限公司。

1.2 實驗方法

稱取5mg和10mg 1-MCP粉劑分別包入脫脂棉中并置于小燒杯內(nèi)，將燒杯分別置于裝有處理馬鈴薯的PE袋中部，向燒杯中加入1∶5（m/V）的去離子水，立即密封，1-MCP氣體迅速從瓶中釋放到整個密閉的PE袋中，根據(jù)預設濃度調(diào)整PE袋體積，使1-MCP處理的有效用量約為0.5μL/L和1.0μL/L，以不加1-MCP在PE袋中密閉的為對照（CK）。處理和對照常溫熏蒸24h后，通風30min，貯藏于農(nóng)戶窖中。實驗重復三次，每個處理30個塊莖。自入窖之日起，每隔30d取樣一次，帶回實驗室測定各生理生化指標。貯藏120d后，調(diào)查是否開始發(fā)芽并按下列公式計算發(fā)芽率。

1.3 指標測定

呼吸速率測定采用氣流法[3]；多酚氧化酶（PPO）活性測定用鄰苯二酚比色法[4]，過氧化物酶（POD）活性測定用愈創(chuàng)木酚比色法[5]，總酚含量測定參照Pirie法并修改[6]；淀粉含量測定采用碘比色法[7]；VC含量測定用2，6-二氯靛酚溶液滴定[7]；還原糖含量測定采用費林試劑法[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP處理對塊莖淀粉含量的影響

淀粉是馬鈴薯體內(nèi)貯藏能量物質(zhì)的主要形式，通過測定塊莖中淀粉的含量，可以了解其衰老進程，進而了解其食用品質(zhì)變化情況。從圖1可以看出，隨著貯藏時間的延長，處理組與對照組塊莖的淀粉含量均呈下降趨勢。貯藏到150d后，淀粉含量下降緩慢?？赡苡捎谫A藏后期，隨著窖溫的升高，塊莖中的一小部分糖又轉(zhuǎn)化成淀粉而使其含量下降平緩。整個貯藏過程中，對照樣品的淀粉含量下降最為迅速，其含量低于1-MCP處理組。1-MCP濃度越高，延緩淀粉降解的效應越明顯。

圖1 不同濃度1-MCP對塊莖淀粉含量的影響Fig.1 Effect of different 1-MCP concentration on starch content of potatoes

2.2 1-MCP處理對塊莖還原糖含量的影響

馬鈴薯塊莖中的還原糖能與氨基酸等物質(zhì)發(fā)生美拉德反應，影響產(chǎn)品的外觀，因此還原糖含量常常作為衡量馬鈴薯能否作為加工原料的指標。從圖2可以看出，隨著貯藏時間的延長，還原糖含量呈先快速上升后趨于平緩的趨勢。這是由于隨著貯藏溫度的變化，馬鈴薯塊莖始終遵循淀粉→還原糖→淀粉的可逆動態(tài)平衡。整個貯藏過程中，對照組的還原糖含量始終顯著高于處理組（p＜0.05），且1-MCP濃度越大，還原糖含量的變化幅度越小。

圖2 不同濃度1-MCP對塊莖還原糖含量的影響Fig.2 Effect of different 1-MCP concentration on reducing sugar content of potatoes

2.3 1-MCP處理對塊莖VC含量的影響

馬鈴薯中含有大量的VC，它能有效去除自由基，是衡量馬鈴薯品質(zhì)的一個重要指標。從圖3看出，1-MCP處理能夠明顯減少塊莖中VC的分解和轉(zhuǎn)化，在整個貯藏過程中，VC含量始終高于對照組，差異顯著（p＜0.05），且1-MCP濃度越高，越能減少塊莖VC的損失，但0.5μL/L和1.0μL/L的處理在整個貯藏過程中，差異并不顯著（p＞0.05）。

圖3 不同濃度1-MCP對塊莖VC含量的影響Fig.3 Effect of different 1-MCP concentration on VCcontent of potatoes

2.4 1-MCP處理對塊莖呼吸強度的影響

呼吸強度是果蔬采后重要的生理指標，它衡量呼吸作用的強弱，抑制呼吸，能有效延長貯藏期。圖4看出，在貯藏初期，呼吸輕度升高，可能由于窖溫較高，馬鈴薯塊莖呼吸加劇。隨著貯藏期的延長，塊莖逐漸進入休眠期，窖溫也逐漸降低，呼吸開始下降。在貯藏120d后，窖溫回升，塊莖也進入萌芽期，導致呼吸急劇上升。整個貯藏期內(nèi)1-MCP處理使樣品呼吸速率顯著低于對照組（p＜0.05），而且1.0μL/L 1-MCP處理組，樣品的呼吸速率始終低于0.5μL/L的處理組，但差異不顯著（p＞0.05）。

圖4 不同濃度1-MCP對塊莖呼吸強度的影響Fig.4 Effect of different 1-MCP concentration on respiratory rate of potatoes

2.5 1-MCP處理對塊莖總酚含量的影響

果蔬組織中存在大量的酚類物質(zhì)等次生代謝產(chǎn)物，與果蔬的成熟衰老、組織褐變、抗逆性和抗病性代謝等作用密切相關。從圖5中可以看出，整個貯藏過程中，處理和對照塊莖的總酚含量均呈下降趨勢，且對照與處理組的降低幅度差異顯著（p＜0.05）。1.0μL/L的1-MCP處理組塊莖的總酚含量下降比0.5μL/L的1-MCP處理組平緩，貯藏末期含量處于最高，說明1.0μL/L的1-MCP處理有保持塊莖酚類物質(zhì)的作用。

圖5 不同濃度1-MCP對塊莖總酚含量的影響Fig.5 Effect of different 1-MCP concentration on total phenols content of potatoes

2.6 1-MCP處理對塊莖多酚氧化酶（PPO）含量的影響

PPO在有氧條件下，能氧化酚類物質(zhì)，引起果蔬褐變，同時機體內(nèi)酚類物質(zhì)含量的變化主要是PPO與其作用的結(jié)果。圖6看出，處理組和對照組采收時PPO活性均處于較低水平，隨著貯藏時間的延長，其活性呈上升趨勢。處理組的PPO活性上升較平緩，一直低于對照，且兩個濃度1-MCP處理的塊莖PPO活性差異不顯著（p＞0.05）。

2.7 1-MCP處理對塊莖過氧化物酶（POD）含量的影響

圖6 不同濃度1-MCP對塊莖多酚氧化酶（PPO）含量的影響Fig.6 Effect of different 1-MCP concentration on PPO activity of potatoes

圖7 不同濃度1-MCP對塊莖過氧化物酶（POD）含量的影響Fig.7 Effect of different 1-MCP concentration on POD activity of potatoes

POD是果蔬體內(nèi)重要的氧化還原酶，其活性的變化常作為果蔬后熟和衰老的指標。一般認為，果蔬衰老時，POD活性上升，并進行與衰老有關的氧化反應，因此抑制該酶的活性可以抑制果蔬的衰老進程[9]。圖7看出，隨著貯藏時間的延長，POD活性呈現(xiàn)上升的趨勢，對照組POD活性上升較快，但整個貯藏期間，1-MCP處理組的POD活性均低于對照，且與對照組差異均顯著（p＜0.05）。同時1.0μL/L 1-MCP處理組減緩POD活性優(yōu)于0.5μL/L 1-MCP處理組。

表1 不同濃度1-MCP處理對馬鈴薯發(fā)芽率的影響Table.1 Sprouting rate of potatoes treated with different 1-MCP

2.8 1-MCP處理對塊莖發(fā)芽率的影響

由表1可知，經(jīng)不同處理的馬鈴薯，到貯藏后期，其發(fā)芽率變化差異較大。其中未經(jīng)1-MCP處理的對照組發(fā)芽率隨著貯藏時間的延長急劇上升，貯藏到第150d，發(fā)芽率就高達20%，貯藏到180d，幾乎有一半塊莖發(fā)芽。經(jīng)0.5μL/L 1-MCP處理的塊莖貯藏到第180d，發(fā)芽率為10%，而經(jīng)1.0μL/L 1-MCP處理的并未發(fā)芽。表明1-MCP處理濃度越大，其抑制發(fā)芽的效果越明顯。

3 結(jié)論與討論

通過比較兩種濃度的1-MCP處理對窖藏馬鈴薯塊莖生理指標的影響，發(fā)現(xiàn)用1.0μL/L 1-MCP處理馬鈴薯的效果優(yōu)于0.5μL/L1-MCP的處理組。1.0μL/L 1-MCP處理能有效減緩塊莖淀粉的降解，抑制VC和總酚含量的下降，保持貯藏期間還原糖的緩慢變化，這與前人在嘎啦蘋果和桑葚上的研究一致[10-11]。1-MCP處理能降低塊莖的呼吸速率，延長塊莖的休眠及衰老。張宇等[12]認為1-MCP對甜柿中的POD、PPO活性起到一定抑制效果，弓德強等[13]研究得出1.8μL/L 1-MCP能提高冷藏番茄果實貯藏后期的POD活性，本研究結(jié)果表明1-MCP濃度越高，對馬鈴薯塊莖的POD、PPO活性的影響越明顯，但1-MCP作用的最適濃度范圍還有待進一步研究。通過貯藏后期發(fā)芽率的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，1.0μL/L 1-MCP處理的馬鈴薯，貯藏到180d，并未有發(fā)芽現(xiàn)象，說明該處理能有效抑制窖藏馬鈴薯的發(fā)芽，但其機理并不清楚，有待進一步研究探討。

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Fresh-keeping effects of potato tubers treated by 1-MCP during cellar storage

DIAO Xiao-qin，GUAN Hai-ning，WEI Ya-dong
（College of Food and Pharmaceutical Engineering，Suihua University，Suihua 152061，China）

Huangmazi potatoes cultivated in suihua Heilongjiang province were taken as raw materials and postharvest physiology，storage characteristics and sprouting rate of potato tubers treated by different concentration 1-methylcyclopropene（1-MCP）were studied.Results showed that 1.0μL/L 1-MCP treatment could slow down starchy degradation，inhibit decrease of VCand total phenols content and rise of reducing sugar content，and reduce respiration intensity，inhibit the activities of polypenoloxidase（PPO）and peroxidase（POD）.After 180 days of storage tubers did not sprout and preservation effect was good under this treatment.

1-MCP；cellar storage；potato tubers；preservation

S379.2

A

1002-0306（2014）06-0303-04

2013－07－22

刁小琴（1979-），女，博士研究生，講師，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

黑龍江省教育廳科學技術研究項目[12531836]。