二氧化氯在馬鈴薯保鮮中的應(yīng)用研究

蔣慧 相光明 張海濱

摘要 ? ?馬鈴薯具有較高的食用品質(zhì)及加工特性，但在貯藏期間易發(fā)芽，造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失并產(chǎn)生有毒物質(zhì)，嚴(yán)重影響其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前發(fā)現(xiàn)新型保鮮劑二氧化氯可以抑制馬鈴薯發(fā)芽，但機(jī)理不清。本文概述了馬鈴薯貯藏保鮮現(xiàn)狀，并著重介紹了二氧化氯抑制馬鈴薯發(fā)芽的研究狀況，以期為二氧化氯在馬鈴薯保鮮中的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞 ? ?馬鈴薯;二氧化氯;保鮮;發(fā)芽;貯藏

中圖分類號(hào) ? ?S532 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2019）18-0190-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract ? ?The potato has the high edible quality and the processing characteristic，but it is easy to germinate during storage，causing loss of nutrients and producing toxic substances，which seriously affect its economic value.It has been found that the new preservative chlorine dioxide can inhibit the germination of potatoes，but the mechanism is unclear.This paper summarized the status of potato storage and preservation，and focused on the research status of chlorine dioxide inhibition of potato germination，in order to provide reference for the application of chlorine dioxide in potato preservation.

Key words ? ?potato;chlorine dioxide;preservation;germination;storage

馬鈴薯在我國(guó)種植面積很廣，產(chǎn)量居世界第一位。馬鈴薯加工增值潛力很大，國(guó)外70%～80%的馬鈴薯是依靠加工增值，但國(guó)內(nèi)馬鈴薯深加工開(kāi)發(fā)利用較晚，馬鈴薯未能按其不同的加工用途采取不同的貯藏方法，導(dǎo)致馬鈴薯深加工不足年產(chǎn)量的10%[1]。因此，相關(guān)學(xué)者研究了許多有效的馬鈴薯保鮮抑芽方法，如藥物處理、輻射處理和氣調(diào)保鮮等?，F(xiàn)有一種強(qiáng)氧化劑——二氧化氯可以起到殺菌防腐作用，已被應(yīng)用于果蔬保鮮。研究表明，二氧化氯可以抑制馬鈴薯發(fā)芽。為更好地將二氧化氯運(yùn)用到馬鈴薯保鮮中，應(yīng)探究其抑芽機(jī)理，以提高馬鈴薯的開(kāi)發(fā)利用率。

1 ? ?馬鈴薯貯藏保鮮研究

1.1 ? ?馬鈴薯貯藏特性

馬鈴薯具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和加工特性，其塊莖不僅含有大量糖類物質(zhì)，還含有大量礦質(zhì)元素，可提供人體所需的鈣，為人們?nèi)粘Ｋ秤?。馬鈴薯在貯藏期間極易發(fā)芽，發(fā)芽時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)從而降低其食用品質(zhì)。為滿足馬鈴薯深加工及其他需要，必須做好馬鈴薯的貯藏保鮮工作，抑制其發(fā)芽，最大限度地保存其原有品質(zhì)。

馬鈴薯有其自身的貯藏特性，在貯藏期間會(huì)產(chǎn)生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，細(xì)胞中的淀粉在淀粉酶的作用下轉(zhuǎn)化為蔗糖，又進(jìn)一步分解為葡萄糖和紅果糖，塊莖中淀粉含量會(huì)隨著貯藏期的延長(zhǎng)而逐漸降低。當(dāng)溫度低至0 ℃時(shí)，會(huì)增強(qiáng)淀粉水解酶活性，單糖在薯塊內(nèi)積累，薯塊變甜，導(dǎo)致馬鈴薯生食品質(zhì)不佳、加工制品發(fā)生褐變。若再次提升貯藏溫度，薯塊內(nèi)的單糖經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后又可重新合成淀粉。如果塊莖發(fā)芽，會(huì)造成淀粉損失率高達(dá)12.5%，同時(shí)會(huì)造成馬鈴薯水分和養(yǎng)分大量消耗，并且發(fā)芽時(shí)一部分含氮物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)化為有毒并帶有苦味的苷類物質(zhì)。塊莖中VC含量隨貯藏期的延長(zhǎng)而降低[2]。貯藏180～210 d后，其中VC的含量可降低60%～70%。

馬鈴薯收獲后有明顯的2～3個(gè)月的生理休眠期，影響馬鈴薯生理休眠期時(shí)間長(zhǎng)短的因素：一是品種，一般早熟馬鈴薯品種休眠期長(zhǎng)，晚熟馬鈴薯品種休眠期短;二是貯藏溫度，馬鈴薯薯塊在較適低溫條件下會(huì)延長(zhǎng)生理休眠期，尤其是貯藏初期保持低溫對(duì)延長(zhǎng)休眠期更加有利;三是馬鈴薯成熟度，尚未成熟的馬鈴薯塊莖休眠期更長(zhǎng)，反之成熟的馬鈴薯塊莖休眠期短。在休眠期，馬鈴薯的新陳代謝減弱、抗性增強(qiáng)，即使在適宜條件下也不萌芽生長(zhǎng)，因而延長(zhǎng)休眠期是馬鈴薯貯藏成功的關(guān)鍵。

1.2 ? ?馬鈴薯貯藏保鮮方法及抑芽機(jī)理

馬鈴薯采收后，在貯藏前先將其堆放至室內(nèi)、蔭棚或窖內(nèi)的陰涼通風(fēng)處，薯堆寬≤2 m，高度≤0.3～0.5 m，在薯堆中設(shè)置通風(fēng)管道，并用草席遮光，以利于薯塊蒸發(fā)掉多余的水分和散熱，促使馬鈴薯傷口處形成愈傷組織。在此期間，要經(jīng)常翻倒薯堆和剔除腐爛的薯塊，動(dòng)作要輕，防止對(duì)薯塊造成機(jī)械損傷。待14～21 d后馬鈴薯表皮老化、愈傷組織完全形成，即可進(jìn)行貯藏[3]。

傳統(tǒng)的貯藏方法有溝藏、窖藏、通風(fēng)庫(kù)貯藏等。這些方法的抑芽機(jī)理是控制馬鈴薯發(fā)芽生長(zhǎng)的三要素，保持低溫、低濕、無(wú)光照，延長(zhǎng)休眠期。氣調(diào)貯藏抑制馬鈴薯發(fā)芽效果好，其機(jī)理是保持低氧，降低呼吸強(qiáng)度，減少淀粉的轉(zhuǎn)化及糖的消耗?；瘜W(xué)藥劑處理有明顯的抑芽效果。早在1939年Guthric就首先使用奈乙酸甲酯（MENA）防止馬鈴薯發(fā)芽，MENA具有揮發(fā)性，薯塊經(jīng)其處理后，在10℃條件下可保持1年不發(fā)芽，在15～20 ℃也可貯藏幾個(gè)月。MENA的用量與處理時(shí)期有關(guān)，休眠初期用量稍多，但在塊莖開(kāi)始發(fā)芽前處理時(shí)可大大減少用量。其他的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑也有抑制發(fā)芽的作用，但效果較MENA差。CIPC（氟苯胺靈）是一種在采后使用的馬鈴薯抑芽劑，應(yīng)在馬鈴薯愈傷形成后使用?；瘜W(xué)藥物處理抑芽機(jī)理是控制植物內(nèi)體激素水平，調(diào)節(jié)馬鈴薯的生理代謝。此外，用r射線照射馬鈴薯也具有明顯的抑制發(fā)芽作用，經(jīng)照射的馬鈴薯在常溫下能夠貯藏幾個(gè)月。

新型保鮮劑——二氧化氯用于馬鈴薯保鮮，可以控制貯藏中馬鈴薯病害的發(fā)生，防止馬鈴薯腐爛，而且可明顯抑制馬鈴薯發(fā)芽，但是原因尚不清楚有待研究。

2 ? ?二氧化氯在馬鈴薯保鮮中的應(yīng)用研究

2.1 ? ?二氧化氯特性

由于二氧化氯具有很強(qiáng)的氧化性，常被用作多用途殺菌保鮮劑，其性能優(yōu)良、應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，二氧化氯的殺菌效果比一般含氯消毒劑高2.5倍，而且不會(huì)發(fā)生氯的取代反應(yīng)，不會(huì)致癌，其在目前常用的氯系消毒劑中綜合性能最優(yōu)?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，二氧化氯被世界衛(wèi)生組織列為A1級(jí)殺菌消毒劑，在世界上廣泛使用，成為了國(guó)際上公認(rèn)的氯系消毒劑最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。對(duì)肉類、禽類、水產(chǎn)品、果品蔬菜等，用二氧化氯溶液噴灑或浸泡均具有很好的消毒防腐保鮮效果。部分食品，如面粉、蔬菜、肉禽等，經(jīng)二氧化氯作用后，能明顯改善其品質(zhì)。目前，二氧化氯已經(jīng)應(yīng)用于水果蔬菜及肉﹑乳﹑魚﹑貝的防腐保鮮。

穩(wěn)定性二氧化氯是具有選擇性的強(qiáng)氧化劑，決定了其具有殺菌、漂白、除臭、消毒等功能。殺菌機(jī)理是二氧化氯分子中氯原子最外電子層存在一個(gè)具有較強(qiáng)氧化作用的未成對(duì)活潑性自由電子，當(dāng)二氧化氯與微生物發(fā)生接觸時(shí)，對(duì)細(xì)胞壁有較強(qiáng)的吸附和穿透能力，放出原子氧將細(xì)胞內(nèi)的巰基酶氧化，起到殺菌作用[4]。二氧化氯不僅滅菌效果好，作為強(qiáng)氧化劑，其還具有除藻、剝泥、防腐、抗霉、保鮮、除臭、氧化及漂白脫色等種功能。

2.2 ? ?二氧化氯在食物保鮮中的應(yīng)用

國(guó)內(nèi)有研究表明，馬鈴薯塊莖貯藏過(guò)程中，淀粉酶﹑淀粉磷酸化酶﹑過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶的消長(zhǎng)與塊莖休眠與萌發(fā)有密切關(guān)系。休眠期的塊莖內(nèi)淀粉酶和淀粉磷酸化酶活性很低，隨著休眠的解除及頂芽的萌動(dòng)活性逐漸增強(qiáng)，當(dāng)頂芽開(kāi)始生長(zhǎng)時(shí)活性再次下降;過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶在塊莖休眠時(shí)活性較高，頂芽萌動(dòng)后活性迅速下降[5]。

2.2.1 ? ?二氧化氯在果蔬保鮮中的應(yīng)用。二氧化氯（ClO2）可以顯著減少采后水果病原菌，對(duì)MP（微處理）芒果具有較顯著的殺菌效果，可延長(zhǎng)其保存時(shí)間，并可減輕其褐變的程度[6]。用50 mg/L ClO2結(jié)合0.1%氯化鈣溶液對(duì)采后的蘑菇浸泡清洗1 min，能有效提高雙孢菇的商品外觀品質(zhì)，在14 ℃下能保藏4 d，2℃下能保藏6 d以上。用ClO2作為板栗保鮮劑進(jìn)行保鮮試驗(yàn)，在23 ℃條件下保鮮56 d，保鮮率達(dá)95%，而且保鮮前后板栗的營(yíng)養(yǎng)成分含量和口味無(wú)明顯變化。將ClO2用分子篩吸附，連同果蔬置于密封袋中，可達(dá)到良好的保鮮貯藏效果。采用1 mg/L二氧化氯對(duì)采后的杏進(jìn)行處理，能夠延緩其成熟，防止腐敗，主要是由于二氧化氯延緩了乙烯的釋放、降低了杏的呼吸強(qiáng)度[7]。使用5 mg/L ClO2保鮮菠菜，可使其在10 ℃下保存16 d以上，葉綠素?fù)p失較小。

2.2.2 ? ?二氧化氯在馬鈴薯保鮮中的應(yīng)用。Tsai等[8]利用7.8 mg/L ClO2保鮮馬鈴薯，處理10 min可以顯著減少馬鈴薯的腐敗，而且沒(méi)有任何化學(xué)物質(zhì)殘留，不破壞馬鈴薯的表皮顏色。利用ClO2保存馬鈴薯可以有效殺滅鐮刀霉，防止馬鈴薯軟腐病、干腐病和晚期枯萎病，延長(zhǎng)儲(chǔ)藏期。另有研究發(fā)現(xiàn)，150 mg/kg二氧化氯溶液浸泡處理的馬鈴薯室溫貯藏可顯著抑制發(fā)芽，但機(jī)理尚不清楚。

2.3 ? ?二氧化氯在馬鈴薯保鮮中優(yōu)勢(shì)

一是二氧化氯有很強(qiáng)的殺菌作用，可有效殺死微生物且無(wú)氣味殘留，不會(huì)改變果蔬的原有風(fēng)味。在pH值7.0的水中，小于0.1 mg/L二氧化氯在5 min內(nèi)能殺滅一般腸道細(xì)菌，在pH值8.5的水中ClO2的殺菌速度是氯的20多倍。二是ClO2不與馬來(lái)酸、富馬酸等脂肪族胺類、不飽和脂肪酸及多糖類物質(zhì)反應(yīng)，在殺菌過(guò)程中不會(huì)對(duì)食品、果蔬產(chǎn)生有害物質(zhì)，對(duì)無(wú)公害食品的保鮮具有重要意義;而且ClO2殺菌不受環(huán)境pH值的影響，適用范圍廣。三是果蔬在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，蛋氨酸在代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生CO2和乙烯等物質(zhì)，促進(jìn)果蔬成熟衰老;而二氧化氯可有效阻止蛋氨酸分解和生成乙烯，破壞已生成的乙烯，并殺滅腐敗菌，以起到延緩果蔬衰老與腐爛、長(zhǎng)期保鮮的作用。四是人體和動(dòng)物是真核細(xì)胞生物，真核細(xì)胞生物的酶系統(tǒng)深入細(xì)胞內(nèi);而病毒和細(xì)菌是原核細(xì)胞生物，其大多數(shù)酶系統(tǒng)分布于細(xì)胞膜表面，二氧化氯容易破壞細(xì)胞膜表面的酶系統(tǒng)，因而二氧化氯對(duì)細(xì)菌和病毒等原核細(xì)胞生物具有較強(qiáng)的殺滅作用，而對(duì)動(dòng)植物機(jī)體不產(chǎn)生毒效。

3 ? ?結(jié)語(yǔ)

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)自身身體狀況更加重視，因而對(duì)食品安全性提出了更高的要求。目前，食品安全性問(wèn)題已逐漸被世界所關(guān)注，是阻礙我國(guó)食品走向國(guó)際的重要因素，因而我國(guó)應(yīng)加大對(duì)食品安全的技術(shù)研究[9]。ClO2作為A1級(jí)安全消毒劑是國(guó)際上公認(rèn)的性能優(yōu)良、效果好的食品保鮮劑，具有很強(qiáng)的殺菌能力;同時(shí)其在殺菌過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，且不會(huì)對(duì)食品的外觀品質(zhì)和風(fēng)味造成影響[10]。隨著技術(shù)的不斷成熟，二氧化氯作為食品保鮮劑在全球范圍內(nèi)已被廣泛應(yīng)用，但我國(guó)對(duì)其研究和應(yīng)用還較少。今后應(yīng)通過(guò)對(duì)馬鈴薯各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的測(cè)定，尤其對(duì)酶活性的研究，探索其抑制發(fā)芽的機(jī)理，將二氧化氯更好地應(yīng)用于馬鈴薯保鮮中。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

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