香茅精油處理對馬鈴薯的抑芽作用研究

袁麗雪，趙愉涵，孫斐，韓聰，閆琰，李丹，部建雯，陳慶敏*，傅茂潤*

1(齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南，250353)2(山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南，250100)

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)是茄科屬一年生草本植物，種植周期短，單產(chǎn)收獲高，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，干物質(zhì)含量約為20%，含量最多的是淀粉，除此之外還含有蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、礦物質(zhì)及維生素等[1]。2015年農(nóng)業(yè)部提出馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，將馬鈴薯列為第四大主糧進(jìn)行推廣，擴(kuò)大種植面積并提高畝產(chǎn)量[2]。采后的馬鈴薯塊莖會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時(shí)營養(yǎng)物質(zhì)消耗極少，當(dāng)休眠狀態(tài)被打破時(shí)，馬鈴薯塊莖隨即發(fā)芽[3]。發(fā)芽會(huì)引起馬鈴薯營養(yǎng)成分流失、腐爛變綠，并產(chǎn)生龍葵素等有毒物質(zhì)，從而造成馬鈴薯商品品質(zhì)下降，以及巨大的食用安全隱患。因此，有效抑制馬鈴薯塊莖發(fā)芽成為亟待解決的問題。

目前抑制馬鈴薯發(fā)芽的方法有低溫貯藏、輻射處理、化學(xué)抑制劑等。在低溫貯藏過程中，淀粉轉(zhuǎn)化分解為還原糖，導(dǎo)致還原糖迅速聚集累積[4]。在油炸加工時(shí)，易生成帶有苦味的褐色物質(zhì)，嚴(yán)重影響馬鈴薯的色澤和品質(zhì)，并導(dǎo)致丙烯酰胺等致癌物質(zhì)生成。輻射處理的作用是不可逆的，不適用于種薯，且運(yùn)輸成本大、設(shè)備要求高，消費(fèi)者的安全顧慮多。常見的化學(xué)抑制劑有氯苯胺靈、青鮮素、α-萘乙酸甲酯等[5]，抑芽效果好且成本低，在馬鈴薯貯藏產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用，但青鮮素和α-萘乙酸甲酯對人體有致癌作用，在食用后存在一定的安全隱患；氯苯胺靈的降解產(chǎn)物如3-氯苯胺和苯胺基衍生物會(huì)產(chǎn)生某些致癌物質(zhì)[6]，引發(fā)一系列健康風(fēng)險(xiǎn)和安全問題。隨著人們對農(nóng)藥殘留和食品安全的重視，氯苯胺靈的可接受度在下降，我國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氯苯胺靈在馬鈴薯上的最大殘留限量為30 mg/kg。因此尋找氯苯胺靈等化學(xué)抑芽劑的替代品，開發(fā)綠色安全高效的馬鈴薯新型抑芽劑，是馬鈴薯貯藏加工業(yè)亟待解決的問題。

植物精油主要含有萜類、醇類、醛類、酸類、酚類、芳香族化合物類等[7]，具有抑菌、抗病毒、抗氧化等生理作用[8]，因而被廣泛應(yīng)用于食品、香料、醫(yī)藥、化妝品領(lǐng)域。已有研究表明，薄荷、葛縷子、蒔蘿、留蘭香、茉莉、百里香、肉桂等植物精油[9-12]對馬鈴薯的發(fā)芽具有明顯的抑制作用。香茅是一種常見的香料，具有抗菌消炎、驅(qū)蚊避蟲、和胃通氣、提神醒腦等作用[13]，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、日化等領(lǐng)域，其安全性得到證實(shí)，而香茅精油(citronella essential oil，CEO)對于馬鈴薯的抑芽作用還未見報(bào)道。

本文采用香茅精油處理馬鈴薯塊莖，研究香茅精油對馬鈴薯貯藏期間的抑芽效果，從呼吸強(qiáng)度、糖代謝、蛋白質(zhì)變化角度探究抑芽作用機(jī)理，以期為開發(fā)馬鈴薯的采后抑芽提供新的選擇。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬鈴薯“V7”，2021年4月購自山東省濟(jì)南市槐蔭區(qū)山東匡山農(nóng)產(chǎn)品綜合交易市場(已過休眠期)。香茅精油購自重慶芳黛化妝品商行。

碘、葡萄糖、NaOH、3，5-二硝基水楊酸、K2SO4，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；KI、Na2SO3，天津博迪化工股份有限公司；可溶性淀粉、酒石酸鉀鈉、CuSO4、甲基紅、溴甲酚綠、硼酸，天津大茂化學(xué)試劑廠；Na2SO4，天津廣成化學(xué)試劑有限公司；苯酚，西隴科學(xué)股份有限公司；牛血清蛋白質(zhì)，廣州浩瑪生物科技有限公司；石油醚、乙醇，天津富宇精細(xì)化工有限公司；考馬斯亮藍(lán)G-250、葡萄糖、果糖、蔗糖，上海源葉生物有限公司；濃硫酸(濃度98%)，煙臺(tái)遠(yuǎn)東精細(xì)化工有限公司；乙腈，上海星可高純?nèi)軇┯邢薰尽?/p>

1.2 儀器與設(shè)備

YGA2100型氣體測定儀，北京陽光億事達(dá)科技有限公司；V-1100D 紫外可見分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司；ME104型電子分析天平，上海梅特勒-托利多儀器有限公司；XW-80A旋渦混合器，海門其林貝爾儀器制造有限公司；H1805R臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，長沙湘儀離心機(jī)有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；LC-20AT HPLC儀器，日本島津儀器有限公司；K9860全自動(dòng)凱氏定氮儀、SH220F石墨消解儀，山東海能科學(xué)儀器有限公司。

1.3 樣品處理方法

在正式實(shí)驗(yàn)之前，分別就香茅精油濃度和熏蒸方式進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，選擇香茅精油處理劑量0.5、1.0、2.0 mL/kg(以每筐馬鈴薯的質(zhì)量計(jì)，每筐約1.5 kg)，熏蒸方式選擇直接熏蒸、濾紙熏蒸、混土熏蒸。馬鈴薯購買后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，對馬鈴薯塊莖進(jìn)行篩選，除去有機(jī)械損傷和病蟲害的馬鈴薯，隨后將馬鈴薯分裝到10 L塑料筐中。(1)直接熏蒸法：把香茅精油添加到培養(yǎng)皿中，放置于塑料筐中心密閉熏蒸。(2)濾紙熏蒸法：用移液槍將香茅精油滴加在濾紙上，濾紙粘貼于塑料筐外側(cè)密閉熏蒸。(3)混土熏蒸法：參考氯苯胺靈(馬鈴薯抑芽劑)的使用方法，以每筐馬鈴薯具體質(zhì)量計(jì)，選擇不同的香茅精油處理劑量(0.5、1.0、2.0 mL/kg)處理馬鈴薯，將一定量香茅精油與無菌土(300 g，于121 ℃滅菌30 min)混勻，均勻覆蓋在馬鈴薯表面，用聚乙烯保鮮袋封口密閉熏蒸。定期測量芽長，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，混土熏蒸的抑芽效果最佳。對于香茅精油處理劑量(0.5、1.0、2.0 mL/kg)來說，隨處理濃度上升馬鈴薯的發(fā)芽率逐漸下降，因此本試驗(yàn)采用混土熏蒸方式，選定1.0 mL/kg的質(zhì)量濃度用于正式實(shí)驗(yàn)。

將篩選后無機(jī)械損傷、無病蟲害的馬鈴薯分裝到10 L塑料筐中，每組6筐，每筐馬鈴薯10個(gè)(約1.5 kg)。其中3筐馬鈴薯用來測定發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、呼吸強(qiáng)度，另外3筐取樣后立即保存用于測定其他指標(biāo)。采用混土熏蒸方式，香茅精油處理劑量為1.0 mL/kg(以每筐馬鈴薯具體質(zhì)量計(jì))，將一定量香茅精油與無菌土(300 g，于121 ℃滅菌30 min)混勻，均勻覆蓋于馬鈴薯表面，同時(shí)設(shè)置空白對照。然后將上述各處理組用厚度為0.03 mm的聚乙烯保鮮袋密封，于常溫下(25 ℃)貯藏20 d，其中在貯藏24 h時(shí)將聚乙烯保鮮袋的4個(gè)角分別戳孔，便于馬鈴薯進(jìn)行氣體交換。

每4 d測定發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、呼吸強(qiáng)度。每4 d采用隨機(jī)取樣的方法進(jìn)行取樣，具體取樣方法為：用打孔器沿馬鈴薯塊莖頂部至基部方向打孔取樣2次，然后垂直于上述方向再取樣2次，取樣后切成厚度3 mm左右的薄片混勻，液氮冷凍后放入-80 ℃冰箱儲(chǔ)存待用。

1.4 指標(biāo)的測定

1.4.1 發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)的測定

每個(gè)處理隨機(jī)選取5個(gè)馬鈴薯，記錄每個(gè)塊莖上的芽數(shù)并用游標(biāo)卡尺測量最長芽的長度，均取平均值。發(fā)芽指數(shù)參照涂勇等[12]的方法，芽長共分8級(表1)，芽長小于2 mm視為未萌動(dòng)或處于萌動(dòng)狀態(tài)，判定為未發(fā)芽。

表1 發(fā)芽分級標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Germination classification standards

發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)按照公式(1)(2)計(jì)算：

(1)

(2)

1.4.2 呼吸強(qiáng)度測定

參考梁蕓志等[14]方法，采用氣體分析儀測定。隨機(jī)選擇5個(gè)馬鈴薯，放入體積為10 L的塑料筐中密閉1.5 h，記錄CO2百分含量。呼吸強(qiáng)度以mg CO2/(kg·h)表示。

1.4.3 淀粉含量測定

參照曹建康等[15]的方法并做修改，采用碘-淀粉比色法。稱取2.0 g馬鈴薯樣品置于研缽中，加入30 mL石油醚和乙醇充分研磨、過濾，將濾渣轉(zhuǎn)移至燒杯中，于沸水浴中加熱、攪拌，直至淀粉完全糊化為澄清透明溶液。將上述溶液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，定容。淀粉含量按照公式(3)計(jì)算：

(3)

式中：m′，標(biāo)準(zhǔn)曲線中的淀粉質(zhì)量，μg；V，提取液總體積，mL；N，樣品稀釋倍數(shù)；Vs，測定時(shí)吸取樣品的體積，mL；m，樣品質(zhì)量，g。

1.4.4 還原糖含量測定

參照HU等[16]的方法，采用3，5-二硝基水楊酸法測定。稱取1.0 g馬鈴薯樣品，用50 L蒸餾水洗入三角瓶中，混勻后置于50 ℃水浴鍋中保溫30 min，待勻漿冷卻后過濾，濾液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶并定容。在波長540 nm處測定溶液的吸光度。還原糖含量按照公式(4)計(jì)算：

(4)

式中：m′，標(biāo)準(zhǔn)曲線中的葡萄糖質(zhì)量，μg；V，提取液總體積，mL；N，樣品稀釋倍數(shù)；Vs，測定時(shí)吸取樣品的體積，mL；m，樣品質(zhì)量，g。

1.4.5 總糖含量測定

稱取5.0 g馬鈴薯樣品并加入10 mL 6 mol/L HCl溶液進(jìn)行研磨，研磨后加入15 mL水置于沸水浴中煮沸30 min，取出冷卻后加入1滴酚酞指示劑，以質(zhì)量濃度100 g/L的NaOH溶液中和使溶液呈微紅色，然后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶并定容。測定步驟及計(jì)算方法同1.4.4。

1.4.6 糖組分的測定

葡萄糖、果糖和蔗糖的提取和測定參照TERRY等[17]的方法并修改。稱取1.5 g馬鈴薯樣品于研缽中，加入20 mL 80%的乙醇充分研磨，然后轉(zhuǎn)移至燒杯中超聲波提取30 min，過濾后，將上清液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中蒸干(溫度設(shè)定為60 ℃)。殘留物用10 mL的V(乙腈)∶V(水)=80∶20溶液溶解，置于4 ℃冰箱保存待用。提取液用0.45 μm濾膜過濾，然后用HPLC測定。其中色譜柱為NH2(5 μm，250 mm×4.6 mm)，柱溫30 ℃，進(jìn)樣量20 μL，檢測器為RID-10A(溫度40 ℃)，流動(dòng)相為乙腈和水(體積比80∶20)，流速為1.0 mL/min。

1.4.7 總蛋白含量測定

馬鈴薯樣品消解2 h后，采用凱氏定氮法測定[18]，首先對儀器管路進(jìn)行清洗，然后輸入硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度以及蛋白質(zhì)換算系數(shù)，待空白測試數(shù)值穩(wěn)定后進(jìn)行樣品總蛋白含量測定，并記錄全自動(dòng)凱氏定氮儀的讀數(shù)，總蛋白含量以%表示。

1.4.8 可溶性蛋白質(zhì)含量測定

參照曹建康等[15]的方法，采用考馬斯亮藍(lán)染色法，測定在595 nm處溶液的吸光度。利用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算馬鈴薯樣品中的可溶性蛋白質(zhì)含量，其中標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=0.002 9x+0.016 4(x表示蛋白質(zhì)質(zhì)量，y表示吸光值)，R2=0.998 7。

1.5 數(shù)據(jù)分析

每種樣品設(shè)置3個(gè)平行，使用Excel 2010軟件繪制圖表，用SPSS 23.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用方差分析進(jìn)行鄧肯氏檢驗(yàn)，以P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果分析

2.1 香茅精油處理對馬鈴薯塊莖發(fā)芽形態(tài)的影響

CEO處理對馬鈴薯貯藏期間塊莖發(fā)芽形態(tài)的影響如圖1所示。以第0天未處理的馬鈴薯塊莖為對照，在貯藏20 d時(shí)，對照組的馬鈴薯塊莖發(fā)芽數(shù)較多，主要聚集在頂芽周圍呈現(xiàn)簇?fù)頎顟B(tài)，在塊莖側(cè)身也有一定的萌芽現(xiàn)象，頂芽表現(xiàn)為紫色或綠色而側(cè)芽為黃色。處理組的馬鈴薯塊莖幾乎未發(fā)芽，發(fā)芽的塊莖主要集中在頂芽，芽眼部位呈現(xiàn)黑色。

圖1 香茅精油處理對馬鈴薯塊莖萌芽的影響Fig.1 Effect of citronella essential oil treatment on potato tuber sprout

2.2 香茅精油處理對馬鈴薯發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的影響

發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)與馬鈴薯的品質(zhì)息息相關(guān)，發(fā)芽后馬鈴薯營養(yǎng)成分流失，外觀和食用品質(zhì)大幅下降。由圖2可知，在貯藏第4天時(shí)，對照組的發(fā)芽率為25.00%，發(fā)芽指數(shù)為2.86%，此時(shí)香茅精油處理組尚未發(fā)芽。對照組的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)從貯藏第4天開始，呈現(xiàn)迅速上升趨勢，處理組的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)始終顯著低于對照組(P<0.05)。貯藏結(jié)束時(shí)，處理組的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)分別為15.00%和4.29%，而對照分別是100.00%和30.00%。因此，香茅精油處理可以有效延緩馬鈴薯發(fā)芽，將發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)維持在較低水平。

a-發(fā)芽率；b-發(fā)芽指數(shù)圖2 香茅精油處理對馬鈴薯發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)的影響Fig.2 Effect of citronella essential oil treatment on potato germination rate and germination index

2.3 香茅精油處理對馬鈴薯呼吸強(qiáng)度的影響

呼吸強(qiáng)度是反映植物新陳代謝和生命活動(dòng)強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。馬鈴薯在感染病害或受傷情況下呼吸強(qiáng)度明顯增加[19]，馬鈴薯從市場購買運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室途中受到機(jī)械損傷，所以貯藏初期2組馬鈴薯呼吸強(qiáng)度最高[48.81 mg/(kg·h)](圖3)。貯藏第4天和第8天時(shí)，處理組的馬鈴薯呼吸強(qiáng)度均高于對照組，二者差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。隨后2組馬鈴薯塊莖呼吸強(qiáng)度均呈現(xiàn)下降趨勢，貯藏16 d至貯藏期結(jié)束，香茅精油處理組呼吸強(qiáng)度上升，因?yàn)榇藭r(shí)是處理組塊莖萌芽時(shí)期。因此，貯藏初期香茅精油處理會(huì)使馬鈴薯塊莖呼吸強(qiáng)度保持較高水平，而傷口愈合后又迅速下降，香茅精油處理在貯藏后期可抑制馬鈴薯的呼吸強(qiáng)度。

圖3 香茅精油處理對馬鈴薯呼吸強(qiáng)度的影響Fig.3 Effect of citronella essential oil treatment on potato respiratory strength

2.4 香茅精油處理對馬鈴薯淀粉含量的影響

淀粉是馬鈴薯塊莖的主要營養(yǎng)物質(zhì)和能量來源[20]，淀粉含量的高低可以反映馬鈴薯貯藏品質(zhì)的變化。淀粉與糖的轉(zhuǎn)換在貯藏期間一直存在，始終遵循淀粉和還原糖的可逆動(dòng)態(tài)平衡[21]。如圖4所示，對照組和處理組的馬鈴薯淀粉含量在貯藏期間處于波動(dòng)狀態(tài)。從貯藏第12天至貯藏結(jié)束，二者的淀粉含量變化趨勢相同，且處理組的淀粉含量始終高于對照組，達(dá)到顯著水平(P<0.05)。貯藏第20天時(shí)，對照組和處理組的淀粉含量分別為11.81%、14.65%，分別為初始值的73.9%、91.6%，這表明，香茅精油處理可有效延緩淀粉含量的下降，更有利于保持貯藏過程中馬鈴薯品質(zhì)。

圖4 香茅精油處理對馬鈴薯淀粉含量的影響Fig.4 Effect of citronella essential oil treatment on potato starch content

2.5 香茅精油處理對馬鈴薯總糖和還原糖含量的影響

糖是馬鈴薯呼吸作用的主要底物，也是重要的能量儲(chǔ)存物質(zhì)，馬鈴薯采后一切生命活動(dòng)所需能量都由糖類提供。還原糖含量是衡量馬鈴薯貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)，還原糖包括葡萄糖、果糖、乳糖、麥芽糖等。還原糖會(huì)與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生棕色帶苦味的物質(zhì)[22]，因此馬鈴薯中過高的還原糖會(huì)影響馬鈴薯油炸食品的色澤和品質(zhì)。

整體來看，處理組的馬鈴薯總糖含量在貯藏期始終高于對照組，且在第4天和第12天達(dá)到顯著水平(P<0.05)(圖5-a)。貯藏20 d時(shí)，處理組和對照組的總糖含量分別為403.43、385.52 mg/g，與初始值相比分別下降了7.63%和9.18%。說明香茅精油處理可以減少總糖的消耗，使總糖含量保持在較高水平。如圖5-b所示，在貯藏期開始，馬鈴薯的還原糖含量最高(139.65 mg/g)，隨著貯藏時(shí)間延長，2組還原糖含量均呈下降趨勢，這是因?yàn)轳R鈴薯脫離冷庫后，由于溫度升高，馬鈴薯呼吸作用加強(qiáng)以及糖逆轉(zhuǎn)化為淀粉，導(dǎo)致累積的還原糖含量逐步下降，這與司懷軍等[23]研究結(jié)果一致。貯藏結(jié)束時(shí)，對照組和處理組的還原糖含量分別為53.60、36.09 mg/g，差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。說明香茅精油處理可以抑制還原糖的產(chǎn)生速率，使馬鈴薯塊莖的還原糖含量保持在較低水平，從而減輕美拉德反應(yīng)導(dǎo)致的品質(zhì)和色澤變化。由于馬鈴薯總糖含量受還原糖含量影響，貯藏期間還原糖含量不斷被消耗，導(dǎo)致總糖含量也有一定消耗。

a-總糖；b-還原糖圖5 香茅精油處理對馬鈴薯總糖和還原糖含量的影響Fig.5 Effect of citronella essential oil treatment on potato total sugar and reduced sugar content

2.6 香茅精油處理對馬鈴薯糖組分的影響

在貯藏期間，對照組和處理組果糖和葡萄糖含量略有下降，而蔗糖含量則明顯下降。如圖6所示。

a-果糖；b-葡萄糖；c-蔗糖圖6 香茅精油處理對馬鈴薯果糖、葡萄糖、蔗糖含量的影響Fig.6 Effects of citronella essential oil treatment on potato fructose, glucose and sucrose content

在貯藏第8天至第16天，處理組和對照組間馬鈴薯果糖含量有顯著差異(P<0.05)，各組間葡萄糖含量僅在貯藏第8天時(shí)達(dá)到顯著性差異(P<0.05)。貯藏第8天時(shí)，處理組的果糖、葡萄糖含量顯著高于對照組，而處理組淀粉含量低于對照組，這說明在香茅精油作用下，馬鈴薯塊莖內(nèi)淀粉轉(zhuǎn)化為蔗糖，進(jìn)而在液泡轉(zhuǎn)化酶作用下生成大量果糖和葡萄糖，導(dǎo)致果糖、葡萄糖含量高于對照組(圖7)。對于蔗糖來說，在貯藏第12天，處理組蔗糖含量顯著高于對照組(P<0.05)(圖6-c)，而此時(shí)處理組葡萄糖、果糖含量低于對照組，可能是蔗糖在液泡轉(zhuǎn)化酶抑制劑作用下，合成果糖和葡萄糖路徑受阻，導(dǎo)致蔗糖被積累(圖7)。

2.7 香茅精油處理對馬鈴薯總蛋白和可溶性蛋白含量的影響

蛋白質(zhì)代謝是馬鈴薯塊莖生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，馬鈴薯萌芽時(shí)，貯藏蛋白質(zhì)在各種酶的作用下降解為小分子氨基酸，為新蛋白質(zhì)和其他代謝物質(zhì)合成提供基礎(chǔ)[24]。可溶性蛋白質(zhì)是果蔬細(xì)胞中酶體系的重要構(gòu)成部分，參與多種生理代謝過程，可溶性蛋白質(zhì)的含量與果蔬細(xì)胞的成熟衰老密不可分[25]。

總體來說，處理組以及對照組的總蛋白含量在貯藏期間變化較平穩(wěn)，呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(圖8-a)。僅在貯藏第8天時(shí)，2組間的馬鈴薯總蛋白含量有顯著差異(P<0.05)，貯藏結(jié)束時(shí)(20 d)，對照組和處理組的總蛋白含量分別為1.81%和1.79%。如圖8-b所示，在貯藏期間，對照組以及處理組的可溶性蛋白質(zhì)的含量均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。從貯藏12 d至貯藏結(jié)束，2組間可溶性蛋白質(zhì)含量具有顯著差異(P<0.05)。貯藏結(jié)束時(shí)(20 d)，香茅精油處理組的馬鈴薯可溶性蛋白質(zhì)含量比對照組高11.82%。結(jié)果表明，在貯藏過程中，2組馬鈴薯總蛋白含量都保持穩(wěn)定，香茅精油處理對總蛋白的影響不大，而對馬鈴薯可溶性蛋白質(zhì)含量的下降有抑制作用。

SP-淀粉磷酸化酶；AGPase-腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶；SS-淀粉合成酶；UGPase-尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶；SuSy-蔗糖合成酶；VI-液泡轉(zhuǎn)化酶；INH-液泡轉(zhuǎn)化酶抑制劑；PPP-磷酸戊糖途徑；EMP-糖酵解圖7 碳水化合物代謝路徑[26]Fig.7 Carbohydrate metabolic pathways

a-總蛋白質(zhì)；b-可溶性蛋白質(zhì)圖8 香茅精油處理對馬鈴薯總蛋白質(zhì)和可溶性蛋白質(zhì)含量的影響Fig.8 Effect of citronella essential oil treatment on potato total protein and soluble protein content

3 討論與結(jié)論

采后香茅精油處理能有效抑制馬鈴薯發(fā)芽，貯藏第20天時(shí)，馬鈴薯的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)分別為15.00%和4.29%，而對照組為100.00%和30.00%。香茅精油使馬鈴薯塊莖芽眼部分呈現(xiàn)黑色，在萌芽階段破壞芽組織，延緩發(fā)芽時(shí)間。品質(zhì)方面，香茅精油處理延緩了淀粉、可溶性蛋白質(zhì)含量的下降，貯藏結(jié)束時(shí)，有效保持了馬鈴薯塊莖的營養(yǎng)成分。香茅精油處理降低了還原糖的產(chǎn)生速率，減少還原糖的積累，使馬鈴薯在后續(xù)加工期間保持良好的色澤和品質(zhì)。

馬鈴薯塊莖萌芽需要能量，而這些能量大部分是由淀粉降解產(chǎn)生的。在馬鈴薯貯藏過程中，淀粉與還原糖遵循著可逆動(dòng)態(tài)平衡，淀粉在淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase，SP)作用下生成葡萄糖，經(jīng)一系列反應(yīng)最終形成蔗糖。蔗糖在蔗糖合成酶(sucrose synthase，SuSy)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDP glucose pyrophosphorylase，UGPase)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP glucose pyrophosphorylase，AGPase)、淀粉合成酶(starch synthase，SS)作用下重新形成淀粉。除此之外，蔗糖在液泡轉(zhuǎn)化酶作用下重新生成果糖和葡萄糖。香茅精油處理可減少總糖的消耗，使總糖保持較高的水平，貯藏結(jié)束時(shí)下降了7.63%。香茅精油處理延緩了馬鈴薯淀粉含量的下降，抑制了還原糖的產(chǎn)生速率，使還原糖含量保持在較低水平。對于糖組分來說，果糖和葡萄糖含量處于動(dòng)態(tài)變化，總體來說呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，而蔗糖含量的下降趨勢較明顯，說明香茅精油明顯加快了蔗糖的降解速度。

馬鈴薯塊莖的休眠狀態(tài)被打破后，蛋白質(zhì)開始分解為氨基酸，以支持芽的發(fā)育和生長。LIU等[27]研究發(fā)現(xiàn)，差異表達(dá)蛋白質(zhì)隨著分生組織的再次生長而發(fā)生轉(zhuǎn)移，最終導(dǎo)致馬鈴薯塊莖休眠被打破。對于總蛋白和可溶性蛋白質(zhì)來說，香茅精油處理可以維持總蛋白含量穩(wěn)定，減少馬鈴薯總蛋白消耗；處理組可溶性蛋白質(zhì)含量在貯藏期結(jié)束時(shí)仍高于對照組，這表明香茅精油處理可以減緩可溶性蛋白質(zhì)的消耗，延緩馬鈴薯衰老進(jìn)程。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，香茅精油處理在貯藏前期使馬鈴薯塊莖呼吸強(qiáng)度保持較高水平，傷口愈合后又迅速下降，并在貯藏后期抑制了馬鈴薯呼吸強(qiáng)度。

綜上所述，香茅精油作為一種天然植物成分，除了具有良好的抑芽效果，還可使馬鈴薯保持良好的商品價(jià)值，這為開發(fā)新型安全馬鈴薯抑芽劑提供了新的選擇。另外，馬鈴薯萌芽過程中，香茅精油對糖代謝的影響較大，而對蛋白質(zhì)代謝的影響較小，但其具體的生理生化及分子機(jī)制還需進(jìn)一步研究。