氯苯胺靈對馬鈴薯還原糖、膜穩(wěn)定指數(shù)的影響

唐世明+曹君邁

摘要：以馬鈴薯青薯168、克新1號2個品種的塊莖為材料，采用蒽酮比色定糖法和羥胺法，研究2個品種在4 ℃的貯藏條件下，不同濃度梯度的氯苯胺靈處理下糖對和膜穩(wěn)定指數(shù)的影響。結(jié)果表明：4 ℃貯藏下，氯苯胺靈對馬鈴薯具有抑芽作用，抑芽作用與施加的氯苯胺靈濃度有關(guān)，施加的濃度在2.0 g/kg時，抑芽作用最明顯，氯苯胺靈對克新1號和青薯168的抑芽效果一致。馬鈴薯貯藏期，含糖量隨時間的延長，呈先上升再下降的趨勢，青薯168的含糖量顯著優(yōu)于克新1號的含糖量，克新1號抗低溫糖化能力更強，有利于長期貯藏。施加氯苯胺靈后馬鈴薯的含糖量高于對照組的含糖量，處理濃度為1.5 g/kg CIPC處理組的含糖量最高，1.0 g/kg處理組的含糖量最低，馬鈴薯在氯苯胺靈濃度為1.0 g/kg下更有利于貯藏。馬鈴薯貯藏期，膜穩(wěn)定性先升高后降低，克新1號的膜穩(wěn)定性高于青薯168，氯苯胺靈處理降低了馬鈴薯的膜穩(wěn)定指數(shù)，克新1號和青薯168的氧自由基的產(chǎn)生速率均為2.0 g/kg CIPC組達到最高，膜穩(wěn)定性最差，濃度為1.0 g/kg處理組氧自由基的產(chǎn)生速率最低，膜穩(wěn)定性最好。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；氯苯胺靈；還原糖；膜穩(wěn)定指數(shù)

中圖分類號： TS205 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）09-0297-04

馬鈴薯是茄科茄屬一年生雙子葉植物，以塊莖作為食用器官，是總產(chǎn)量和栽培面積僅次于小麥、玉米、水稻的世界第四大糧食作物，為最重要的糧、菜兼用性高產(chǎn)作物之一[1]，同時馬鈴薯為我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)民增收及國家糧食安全作出了巨大貢獻[2]，2015年已被我國加入到主糧化戰(zhàn)略。馬鈴薯成為具有國際競爭力的產(chǎn)品，而馬鈴薯貯藏已成為重要的研究課題之一[3]。馬鈴薯能否成功貯藏，直接影響產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。然而，馬鈴薯貯藏期間失水、傷、熱、冷、凍、發(fā)芽及病害的發(fā)生[4]所引起的薯塊品質(zhì)下降現(xiàn)象非常普遍，是貨架期延長和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化的主要瓶頸，尤其發(fā)芽會導(dǎo)致塊莖失水皺縮，淀粉、干物質(zhì)、維C含量的降低，嚴重影響馬鈴薯的品質(zhì)；發(fā)芽部位所含的龍葵素含量上升，食用過多會導(dǎo)致嘔吐、腹瀉，嚴重者會出現(xiàn)呼吸不暢、神經(jīng)麻痹、休克等癥狀。因此，在貯藏過程中，使用抑芽劑延緩塊莖發(fā)芽是一項較為有效的措施。為了提高馬鈴薯的貯藏效果，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，人們開展了抑芽劑的研究工作，認為氯苯胺靈是馬鈴薯貯藏的有效抑芽劑[5]。氯苯胺靈因其具有高活性和高揮發(fā)性，廣泛用作馬鈴薯的抑芽劑（chlorpropham，簡稱為CIPC），是一種芳香氨基甲酯類植物生長調(diào)節(jié)劑[6]。有研究表明，1 t馬鈴薯撒施2.5%氯苯胺靈粉劑，對塊莖貯藏最為適宜，其對頂芽萌發(fā)具有明顯抑制的有效期為30～60 d[7]。常見的赤褐色的伯班克馬鈴薯在使用足量的氯苯胺靈后，7.2 ℃ 條件下可貯藏10個月，其質(zhì)量完好[8]。1951年Witman等報道，每天以含氯苯胺靈2 000 mg/kg的飼料喂養(yǎng)大鼠，2年無不良影響[9]。李守強等指出，美國FDA和EPA在1996年公布，氯苯胺靈在馬鈴薯薯塊中的允許殘留量為30 mg/kg[10]，與ISABELLA用30 mg/kg 氯苯胺靈熱霧式噴灑法處理相吻合[11]。關(guān)于氯苯胺靈對貯藏馬鈴薯各項生理指標的研究已有報道，他們主要研究了隴薯3號、隴薯7號、大西洋和費烏瑞的眾多生理指標[6，12-13]，其中包括了本試驗中研究的可溶性糖，而我們研究品種為克新1號和青薯168，且關(guān)于膜穩(wěn)定指數(shù)的研究還無人進行，此結(jié)果將對我國馬鈴薯貯藏生理指標研究內(nèi)容的充實具有重要的意義，對馬鈴薯的科學(xué)貯藏提供參考依據(jù)。

盡管如此，消費者對薯塊油炸加工過程中色澤問題也是十分關(guān)注，低溫糖化現(xiàn)象對其具有決定性作用。王彥平等指出還原糖與含氮化合物的α-氨基酸進行化學(xué)反應(yīng)，使薯片、薯條表面顏色加深為棕褐色，不受消費者歡迎[14]。因此，在延長馬鈴薯貯藏期時兼顧還原糖含量與膜穩(wěn)定指數(shù)的高低是不可忽視的。本研究以采自寧夏固原天啟薯業(yè)種植的克新1號、青薯168為材料，研究馬鈴薯4 ℃貯藏過程中薯塊在不同氯苯胺靈濃度下的發(fā)芽情況、膜穩(wěn)指數(shù)及還原糖含量的變化。以期篩選出最佳的氯苯胺靈施用濃度，為該品種馬鈴薯貯藏、加工以及提升貯藏品質(zhì)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

經(jīng)窖藏兩個月的克新1號和青薯168馬鈴薯品種為實驗材料，抑芽劑為CIPC 粉劑（99%）。

1.2 材料處理

供試材料為固原天啟薯業(yè)有限公司統(tǒng)一種植，于10月15日收獲的馬鈴薯塊莖。收獲后，常溫遮陰通風(fēng)處預(yù)貯2周，完成馬鈴薯后熟。挑去腐爛、受傷的塊莖，轉(zhuǎn)入貯藏窖常規(guī)貯藏2個月。12月30日每個品種樣品80～100 g 的薯塊挑選80個。將薯塊洗凈晾干，平均分為4份，其中1份為對照組（CK），其余3份分別用1.0、1.5、2.0 g/kg氯苯胺靈處理，密封，保存在4 ℃冰箱。

1.3 取樣方法及實驗設(shè)計

將處理樣品每隔15 d觀察1次，于處理后115 d對照開始萌芽進行記錄，以后每隔15 d記錄萌芽數(shù)，共4次，每個處理重復(fù)測定3次。還原糖含量、膜穩(wěn)定指數(shù)測定于處理后的102 d開始，以后每隔15 d測定1次，共5次，每個處理重復(fù)測定3次。每次測定時每個處理各取出3個馬鈴薯塊莖，其余密封好后繼續(xù)保存在4 ℃冰箱。

試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，4個處理，3次重復(fù)。

1.4 測定方法

1.4.1 萌芽率、抑芽率測定 對馬鈴薯萌芽率、抑芽率采用陳億兵等的測定方法[7]進行測定，公式如下：

萌發(fā)率=萌發(fā)芽眼數(shù)調(diào)查總芽眼×100%；

抑芽率=對照萌發(fā)率-處理萌發(fā)率對照萌發(fā)率×100%。

1.4.2 還原糖含量的測定 還原糖含量的測定采用蒽酮比色定糖法[15]進行。樣品溶液中加入5 mL蒽酮試劑，混勻，蓋上塞子，在沸水浴中煮沸10 min，取出，立即用水冷卻至室溫，在625 nm下比色，測定出樣品的D625 nm，代入以吸光度為縱坐標（y），標準溶液濃度為橫坐標（x）的可溶性糖回歸方程：y=0.522 3x+0.000 4，其中r2=0.998 8，求得樣品含糖量。

1.4.3 膜穩(wěn)定指數(shù)的測定 膜穩(wěn)定指數(shù)的測定采用羥胺法[15] 進行。樣品溶液加入0.5 mL 50 mmol/L 磷酸緩沖液（pH值7.8），1.5 mL 1 mmol/L鹽酸羥胺，搖勻，置于25 ℃中保溫1 h，然后再加入17 mmol/L對氨基苯磺酸2 mL和7 mmol/L α-萘胺2 mL，混合，于25 ℃中保溫20 min后取出，在波長530 nm下比色，測定樣品的D530 nm，代入以吸光值為縱坐標（y），橫坐標為亞硝酸含量（x）的亞硝酸根回歸方程：y=0.007 8x+0.002 4，其中R2=0.996 5，求得NO2-含量。依照羥胺與O-2· 的反應(yīng)式：NH2OH+O-2· +H+，NO2-+H2O2+H2O進行化學(xué)計量，得到O-2· 。根據(jù)記錄樣品與羥胺反應(yīng)的時間和樣品中鮮質(zhì)量，可求出產(chǎn)生速率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氯苯胺靈濃度對馬鈴薯塊莖萌芽及抑芽的影響

對不同濃度氯苯胺靈處理的克新1號、青薯168的不同貯藏時間萌發(fā)率、抑芽率分別進行統(tǒng)計學(xué)分析，其結(jié)果見表1?？诵?號、青薯168同一貯藏時間不同濃度氯苯胺靈處理間有塊莖萌芽情況下，萌芽率均達顯著水平（P<0.05）。克新1號除115、130 d抑芽率未達顯著水平，其余均達顯著水平（P<0.05）；青薯168除115 d抑芽率未達顯著水平，其余均達顯著水平（P<0.05）。

藥劑處理后4 ℃儲藏115 d時，2個品種CK萌動發(fā)芽，萌芽率顯著高于處理組，各處理組萌芽率差異不顯著，其抑芽率均為100%。儲藏130 d時，克新1號萌芽率、抑芽率表現(xiàn)規(guī)律與115 d相同；青薯168 CK萌芽率顯著高于處理組，其值為28%；1 g/kg處理組的萌芽率顯著高于其他2個處理，其余2個處理之間差異不顯著，1 g/kg處理組的抑芽率顯著低于其他2個處理，其余2個處理之間差異不顯著，1.5、2.0 g/kg 抑芽率均達100.0%。儲藏145 d時，克新1號對照組萌芽率顯著高于處理組，萌芽率為45.30%，1 g/kg處理組的萌芽率顯著高于其他2個處理，其余2個處理之間差異不顯著，1 g/kg處理組的抑芽率顯著低于其他2個處理，其余2個處理之間差異不顯著，1.5、2.0 g/kg抑芽率均達100.0%；青薯168對照組萌芽率與各處理組之間均存在顯著差異。各處理組抑芽率之間均存在差異顯著，2 g/kg處理組的抑芽率高達100.0%。儲藏160 d時，克新1號對照組萌芽率與各處理組之間均存在顯著差異；各處理組抑芽率之間均存在顯著差異，2 g/kg處理組的抑芽率為88.05%；青薯168與克新1號表現(xiàn)規(guī)律相同，2 g/kg處理組的抑芽率為79.03%。由此得出，克新1號比青薯168易貯藏。

2.2 品種對糖和氧自由基的的影響

由表2可以看出，貯藏期間2個品種的馬鈴薯中可溶性糖含量存在顯著差異，青薯168的含糖量顯著高于克新1號，青薯168抗低溫糖化能力低于克新1號。2個品種氧自由基的產(chǎn)生速率不明顯，克新1號的膜穩(wěn)定性略比青薯168的好。由此得出，克新1號抗逆性高于青薯168，更有利于貯藏。

2.3 貯藏時間對糖和氧自由基產(chǎn)生速率的影響表1 氯苯胺靈粉劑對馬鈴薯塊莖貯藏效果的影響

由表3可以看出，馬鈴薯塊莖的含糖量隨貯藏時間的推移先上升后下降，2個品種表現(xiàn)出相同的變化趨勢，并在154 d 含糖量達到最高值，克新1號為0.39 mg/mL，青薯168為1.34 mg/mL，隨后下降，但變化幅度不同。青薯168的含糖量始終高于克新1號的含糖量。結(jié)果表明，氧自由基的產(chǎn)生速率也隨貯藏時間的延長呈較顯著變化，均表現(xiàn)為先降低后升高，青薯168則出現(xiàn)了2次下降后升高趨勢。低值出現(xiàn)在132、147d。說明膜穩(wěn)定指數(shù)先升高后降低。

2.4 不同CIPC濃度處理對糖和氧自由基的產(chǎn)生速率的影響

不同濃度CIPC處理的馬鈴薯與對照組對比發(fā)現(xiàn)其差異性不顯著，其含糖量略高于對照組，對照組馬鈴薯塊莖含糖量在132 d 達到最高值，而處理含糖量的最高值出現(xiàn)在147 d，然后下降。濃度為2.0 g/kg CIPC處理組的含糖量隨著時間的變化出現(xiàn)2次峰值，濃度為1.5 g/kg CIPC處理組的含糖量最高。對照組氧自由基的產(chǎn)生速率低于CIPC 處理組，對照組氧自由基的產(chǎn)生速率在154 d達到最低值，處理組在第132天達到最低值，2.0 g/kg CIPC處理組的氧自由基產(chǎn)生速率最高（表4）。說明，1.0 g/kg CIPC處理組比其他2個處理組的含糖量都低，膜穩(wěn)定性都好，為最佳貯藏濃度。不同濃度CIPC對低溫貯藏馬鈴薯的含糖量和膜穩(wěn)定性影響差異并不大，則氯苯胺靈可較持久地維持馬鈴薯的品質(zhì)，是馬鈴薯優(yōu)良的抑芽保鮮劑。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

本試驗結(jié)果表明，氯苯胺靈對馬鈴薯具有抑芽作用，抑芽效果明顯，窖藏60 d后低溫（4 ℃）貯藏的馬鈴薯，在85 d空白組和處理組均沒有萌芽，還處于休眠時期，克新1號在123 d 對照組開始萌芽，青薯168在115 d開始萌芽，而經(jīng)過氯苯胺靈處理的馬鈴薯均沒有萌芽跡象，在138 d濃度為1.0 g/kg CIPC開始萌芽，經(jīng)過1 g/kg CIPC 處理的青薯168在129 d發(fā)芽，CIPC 對馬鈴薯的抑芽作用因施加的濃度不同而不同，濃度為2.0 g/kg CIPC，其抑芽效果明顯，其結(jié)果與文獻報道2.0%氯苯胺靈粉劑對馬鈴薯儲藏期保持品質(zhì)有較好的作用[7]一致。氯苯胺靈對克新1號和青薯168的抑芽作用一致。

在馬鈴薯貯藏期，含糖量隨時間的延長呈先上升再下降的趨勢，其結(jié)果與文獻報道的在貯藏前期，還原糖含量升高，到120 d時達到最高，后期又有所下降[12]一致。2個品種都有相同的趨勢，而2個品種的含糖量不同，青薯168的含糖量顯著優(yōu)于克新1號的含糖量，其可溶性糖的轉(zhuǎn)化能力強，不利于長期貯藏。施加氯苯胺靈以后馬鈴薯的含糖量高于空白組的含糖量，處理濃度為1.5 g/kg CIPC處理組的含糖量最高，1.0 g/kg 處理組的含糖量最低，處理在147、162 d達顯著差異，即氯苯胺靈處理的馬鈴薯在1.0 g/kg處理組可溶性糖的轉(zhuǎn)化相比其他組要弱，抑制效果顯著。馬鈴薯低溫糖化本質(zhì)上是塊莖細胞抵御低溫的有效機制，低溫條件下馬鈴薯塊莖細胞中還原糖的積累是一種抗逆反應(yīng)的表現(xiàn)。目前，低溫糖化生理生化機制已經(jīng)作了比較全面的研究，可分為3個方面：（1）低溫打破了塊莖內(nèi)淀粉-糖代謝的平衡，導(dǎo)致蔗糖在塊莖中累積，蔗糖又進一步轉(zhuǎn)化為葡萄糖和果糖所致[16]，這主要由于淀粉合成關(guān)鍵酶活性下降，淀粉分解酶活性上升。如腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）作為植物淀粉合成的一個重要調(diào)節(jié)和限速因子在低溫狀態(tài)時保持較低的活性，并在一定溫度范圍內(nèi)隨溫度的降低而活性降低程度加強。（2）淀粉本身結(jié)構(gòu)決定了塊莖的低溫糖化。在低溫時，由于對酶降解較敏感的支鏈淀粉的高分支度阻礙了抗酶解的結(jié)晶區(qū)形成，導(dǎo)致淀粉結(jié)構(gòu)因缺少結(jié)晶區(qū)而不穩(wěn)定，更容易被淀粉酶降解。（3）生物膜的不穩(wěn)定引起低溫糖化。冷脅迫導(dǎo)致細胞生物體膜選擇通透性功能遭到破壞，主要是液泡膜發(fā)生滲漏，使得機制內(nèi)的一些離子特別是無機磷（Pi）從液泡滲透到細胞質(zhì)，最后運輸?shù)降矸垠w內(nèi)，促進淀粉磷酸化酶對淀粉的降解活性增強并抑制AGPase介導(dǎo)的淀粉再合成作用，造成還原糖的積累[17]。

馬鈴薯在貯藏期間，氧自由基的產(chǎn)生速率先降低后升高，膜穩(wěn)定性在85 d至154 d比較穩(wěn)定，154 d至162 d不穩(wěn)定?？诵?號的氧自由基產(chǎn)生速率低于青薯168，即克新1號的膜穩(wěn)定性高于青薯168。青薯168出現(xiàn)了2次先下降后升高的趨勢，膜穩(wěn)定性比較差，對照處理組氧自由基的產(chǎn)生速率低于CIPC 處理組，2.0 g/kg CIPC處理組的氧自由基產(chǎn)生速率最高，克新1號和青薯168氧自由基的產(chǎn)生速率均為2.0 g/kg CIPC處理組達到最高，膜穩(wěn)定性最不穩(wěn)定，濃度為1.0 g/kg處理組氧自由基的產(chǎn)生速率最低，膜穩(wěn)定性最好。

說明氯苯胺靈在延長貯藏期的同時，導(dǎo)致代謝平衡被打破，淀粉結(jié)構(gòu)改變及塊莖的呼吸作用被抑制，從而影響糖含量和膜穩(wěn)定指數(shù)的變化。但更多的證據(jù)還有待進一步的證明。

3.2 結(jié)論

4 ℃貯藏下，氯苯胺靈對馬鈴薯具有抑芽作用，抑芽作用與施加的氯苯胺靈濃度有關(guān)，施加的濃度在2.0 g/kg時，抑芽作用最明顯，氯苯胺靈對克新1號和青薯168的抑芽效果一致。

馬鈴薯貯藏期，含糖量隨時間的延長呈先上升再下降的趨勢，青薯168的含糖量顯著優(yōu)于克新1號的含糖量，克新1號抗低溫糖化能力更強，有利于長期貯藏。施加氯苯胺靈后馬鈴薯的含糖量高于對照組的含糖量，處理濃度為1.5 g/kg CIPC處理組的含糖量最高，1.0 g/kg處理組的含糖量最低，馬鈴薯在氯苯胺靈濃度為1.0 g/kg下更有利于貯藏。

馬鈴薯貯藏期，膜穩(wěn)定性先升高后降低，克新1號的膜穩(wěn)定性高于青薯168，氯苯胺靈處理降低了馬鈴薯的膜穩(wěn)定指數(shù)，克新1號和青薯168的氧自由基的產(chǎn)生速率均為2.0 g/kg CIPC組達到最高，膜穩(wěn)定性最差，濃度為1.0 g/kg處理組氧自由基的產(chǎn)生速率最低，膜穩(wěn)定性最好。

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