不同貯藏條件下馬鈴薯淀粉酶活性變化分析

龐 敏，李 琳，梁彩麗，姚燕輝，段永紅，，溫艷斌，彭鎖堂，

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷030801；2.山西蓬勃農(nóng)業(yè)科技有限公司，山西左云037100；3.大同市果蔬藥茶發(fā)展中心，山西大同037000）

淀粉是馬鈴薯塊莖中主要的能量?jī)?chǔ)藏物質(zhì)[1]，在馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育過程中起著重要作用。淀粉一般通過2種途徑降解：淀粉的酶促水解、淀粉的磷酸解[2]。淀粉酶是參與淀粉水解的主要酶之一，其活性變化反映了塊莖內(nèi)生理活動(dòng)的變化和代謝水平，除與其品種的遺傳特性有關(guān)，也與貯藏條件有密切關(guān)系[3]。目前，對(duì)馬鈴薯淀粉酶活性的研究較多，朱旭[4]以克新一號(hào)為研究材料，分析了不同貯藏溫度對(duì)其淀粉酶活性的影響，結(jié)果表明，在貯藏后期，淀粉酶均呈上升趨勢(shì)，4℃下活性最穩(wěn)定；康鵬玲等[5]研究發(fā)現(xiàn)，隴薯7號(hào)在0～60d的貯藏期內(nèi)，其淀粉酶活性呈緩慢上升趨勢(shì)；周長(zhǎng)艷[6]研究了不同貯藏條件下馬鈴薯淀粉酶活性的變化規(guī)律，結(jié)果表明，不同貯藏條件下，0～180d淀粉酶活性都逐漸升高，并達(dá)到峰值；在180～210d其活性逐漸下降。但上述研究選擇的材料較少，且來源不夠廣泛。

本研究將36個(gè)引進(jìn)馬鈴薯品種種植于左云縣，測(cè)定不同貯藏條件下馬鈴薯塊莖中淀粉酶活性，旨在篩選耐貯藏馬鈴薯品種以及適宜的貯藏條件，對(duì)晉北地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重要指導(dǎo)意義。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于左云縣北十里村馬鈴薯脫毒種薯示范基地進(jìn)行。左云縣地處山西省北部，海拔1020～2013m，平均氣溫6℃，有效積溫2500℃左右，年均降水400mm左右，無霜期95～130d，晝夜溫差大，日照充足。該地區(qū)為北溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，屬于高寒丘陵區(qū)，是馬鈴薯傳統(tǒng)種植區(qū)。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為36份馬鈴薯，來源如表1所示。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)材料于2019年5月種植，10月收獲。從收獲的馬鈴薯中隨機(jī)挑選無機(jī)械損傷且大小均勻的塊莖約12 kg，先取2 kg左右測(cè)定收獲初期馬鈴薯淀粉酶活性。將剩余塊莖分為2份，每份約為5 kg，將它們分別貯藏于10℃地窖和20℃恒溫箱（無光照，濕度為70%左右，與地窖濕度一致）條件下，60d后測(cè)定各品種馬鈴薯塊莖的淀粉酶活力。

淀粉酶的提取及測(cè)定參照闞琳瑋[7]的方法，并略作改進(jìn)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)應(yīng)用Microsoft excel 2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析作圖，應(yīng)用SPSS 20軟件進(jìn)行顯著性分析和配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種馬鈴薯塊莖淀粉酶活性測(cè)定及差異顯著性分析

表2 不同品種馬鈴薯淀粉酶活性的分析比較

由表2可知，對(duì)剛收獲馬鈴薯的淀粉酶進(jìn)行測(cè)定，475的淀粉酶活性最高，為94.67mg/（g·min），V3的淀粉酶活性最低，為18.30mg/（g·min）。不同品種之間的差異顯著性不同。其中，475、紅彩均為紅皮紅肉，二者間差異不顯著，但與其他品種存在極顯著差異（P＜0.01）。以晉薯16號(hào)為對(duì)照，冀張薯12號(hào)、大同里外黃、同薯20號(hào)、青薯9號(hào)等與對(duì)照間差異不顯著，但冀張薯12號(hào)與青薯9號(hào)間存在顯著差異（P＜0.05）；紅顏、麗薯6號(hào)、斯凡特F8等與對(duì)照間存在顯著差異；荷蘭15號(hào)、下寨65、CV等與對(duì)照間存在極顯著差異（P＜0.01）。希森6號(hào)、大西洋、印尼維特、布爾班克、夏波蒂、麥肯等為常用加工炸條炸片馬鈴薯品種，它們之間差異不顯著。

2.2 馬鈴薯塊莖在不同貯藏條件下淀粉酶活性的變化

從圖1可以看出，貯藏60d后，10、20℃條件下的馬鈴薯淀粉酶活性較剛收獲測(cè)定都顯著上升。在10℃條件下，V3淀粉酶活性變化幅度最大，增長(zhǎng)425.77%，冀張薯12號(hào)的變化幅度最小，增長(zhǎng)12.83%；475、紅彩、同薯20號(hào)淀粉酶變化呈負(fù)增長(zhǎng)，可能與品種差異和試驗(yàn)誤差有關(guān)；在20℃條件下，中加2號(hào)的變化幅度最大，增長(zhǎng)412.26%，475的變化幅度最小，增長(zhǎng)20.94%。

應(yīng)用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，分析不同貯藏條件對(duì)36個(gè)馬鈴薯淀粉酶活性變化的影響。由表3可知，10℃貯藏測(cè)定的淀粉酶活性與收獲期淀粉酶活性差值為（29.77±23.40）mg/（g·min），20℃貯藏淀粉酶活性與收獲期的差值為（53.28±18.57）mg/（g·min）；淀粉酶活性變化與溫度條件存在顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.376；10℃貯藏的馬鈴薯淀粉酶活性變化顯著低于20℃貯藏的淀粉酶活性變化，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＝-5.930，P＜0.05）。

表3 不同貯藏溫度下淀粉酶活性差值分析

3 結(jié)論與討論

淀粉酶活性大小及變化受馬鈴薯品種的遺傳特性影響，且同一品種其測(cè)定指標(biāo)受種植地土壤和氣候等的影響[8]。本研究測(cè)定36個(gè)馬鈴薯品種塊莖剛收獲時(shí)的淀粉酶活性，發(fā)現(xiàn)不同品種之間淀粉酶活性差異不同。其中，希森6號(hào)、大西洋、印尼維特、布爾班克、夏波蒂、麥肯差異不顯著，可能與它們作為油炸加工型馬鈴薯的品質(zhì)有關(guān)。同為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所選育的大同里外黃、晉薯16號(hào)、同薯20號(hào)3個(gè)品種之間淀粉酶活性差異不顯著，推測(cè)與品種的選育地點(diǎn)有關(guān)。

本研究表明，不同品種收獲時(shí)測(cè)定的淀粉酶活性為18.30～94.67mg/（g·min），在10℃下貯藏60d后，淀粉酶活性為44.95～96.49mg/（g·min），20℃下貯藏60d后，淀粉酶活性為63.18～131.19mg/（g·min），淀粉酶活性較收獲時(shí)均顯著增加，這與闞琳瑋[7]研究結(jié)果一致。馬鈴薯在10℃下貯藏60d淀粉酶活性增加，此時(shí)為12月，外界溫度下降，這可能由于窖內(nèi)溫度受外界氣溫影響，溫度降低，馬鈴薯塊莖內(nèi)發(fā)生低溫糖化現(xiàn)象，與張勇等[9]研究結(jié)果一致。葉夏芳等[10]研究也表明,甘薯的糖化機(jī)制與淀粉酶活性變化密切相關(guān)。馬鈴薯在20℃條件下貯藏60d后，其淀粉酶活性變化顯著高于10℃貯藏下淀粉酶活性變化，可能是由于受到溫度、時(shí)間的影響，馬鈴薯塊莖休眠加速打破，呼吸作用及生理活動(dòng)加劇，淀粉被大量分解，為馬鈴薯的生理生化活動(dòng)提供能量，所以，淀粉酶活性更高，這與FENNER[11]、楊明等[12]、趙文琦等[13]的研究結(jié)果一致。

可見，馬鈴薯的貯藏溫度不宜過高，貯藏溫度高，馬鈴薯淀粉酶活性增加，塊莖休眠加速打破，進(jìn)入萌芽期，薯塊變皺變軟，芽眼周圍產(chǎn)生龍葵素[14]；除此之外，黃越[15]、楊妍[16]研究表明，馬鈴薯的食用品質(zhì)與塊莖內(nèi)淀粉含量有顯著正相關(guān)關(guān)系，而馬鈴薯塊莖內(nèi)淀粉含量受淀粉酶活性的影響，淀粉酶活性高，淀粉含量降低，馬鈴薯食用價(jià)值受到影響，與田甲春等[17]的研究結(jié)果一致。所以，為減少馬鈴薯塊莖營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失，應(yīng)貯藏在較低溫度環(huán)境下，但對(duì)于薯?xiàng)l薯片加工馬鈴薯，應(yīng)注意馬鈴薯的低溫糖化現(xiàn)象[18-19]。

貯藏60d后，在2種溫度條件下，冀張薯12號(hào)的淀粉酶活性與收獲初期相比，為所有品種中變化最小的，表明該品種在貯藏期間塊莖內(nèi)生理活動(dòng)變化相對(duì)較弱，可作為耐貯藏品種；且10℃下貯藏的馬鈴薯淀粉酶活性增加幅度顯著低于20℃，所以，馬鈴薯應(yīng)在10℃下貯藏。