乙醇熏蒸對馬鈴薯綠變和α-茄堿含量的影響

孟衛芹，王慶國

(山東農業大學食品科學與工程學院，山東 泰安，271018)

乙醇熏蒸對馬鈴薯綠變和α-茄堿含量的影響

孟衛芹，王慶國

(山東農業大學食品科學與工程學院，山東 泰安，271018)

研究不同濃度乙醇熏蒸處理對馬鈴薯綠變和α-茄堿含量的影響。結果表明:在光照條件下，馬鈴薯表皮綠變程度和α-茄堿含量隨著貯藏時間的延長而增加;不同濃度乙醇熏蒸處理可有效控制馬鈴薯綠變并對α-茄堿具有降解作用，貯藏到12 d，馬鈴薯表皮葉綠素含量與α-茄堿含量明顯低于對照，其中1000 μL/L乙醇熏蒸處理效果最佳。

馬鈴薯，綠變，α-茄堿，乙醇熏蒸

馬鈴薯是世界主要作物之一，在140多個國家和地區都有栽培，總產和栽培面積僅次于小麥、水稻和玉米，位居第四[1］，可菜、糧兼用，一直是食品加工業和消費者家常烹飪的主要原料之一。近年來我國及世界市場對馬鈴薯的需求量仍在不斷增加，因此加強馬鈴薯采后貯藏保鮮尤為迫切與必要[2］。馬鈴薯在采收和貯運過程中，因受光照、溫度和自身條件等因素的影響，表皮易綠變，這是由于淀粉形成體轉化成葉綠體，葉綠體產生葉綠素而使塊莖呈現出綠色[3］。綠變的馬鈴薯不僅外觀品質下降，而且伴有有毒物質龍葵素的生成。龍葵素又稱茄堿，主要成份是α-茄堿(α-solanine)和 α-卡茄堿(α-chaconine)，人、畜攝入一定量的茄堿會出現急性中毒癥狀，嚴重時甚至危及生命[4］。

本實驗采用不同濃度乙醇對采后馬鈴薯進行熏蒸處理，并對貯藏期間的綠變指標和貯藏前后的α-茄堿含量進行測定，旨在探討乙醇熏蒸處理對馬鈴薯綠變的控制作用和對α-茄堿含量的影響，并探討馬鈴薯綠變和α-茄堿含量變化之間的關系，為保證馬鈴薯的安全食用提供一種有效的技術措施。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗所用馬鈴薯(品種為“荷蘭15號”)，購于山東省萊蕪市西柳鑫民冷庫，此前已在該冷庫4℃條件下貯藏3個月。挑選大小均勻、無機械傷、無發芽綠變的馬鈴薯，裝入紙箱運回實驗室冷庫，于2～4℃貯藏備用。

KH2PO4、氨水、H2SO4、乙醇、CaCo3、次氯酸鈉為分析純，乙腈、甲醇為色譜級，α-茄堿標準品(購自Sigma公司，純度95%以上)。

1.2 儀器與設備

紫外-可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司);TGL16型冷凍離心機(長沙英泰儀器有限公司);JA1003型分析天平(上海精科天平廠);島津UV-2450PC紫外可見分光光度計、島津LC-20A高效液相色譜儀、島津SPD-型紫外檢測器(日本島津公司)。

1.3 處理方法

在2～4℃冷庫中貯藏2 d后，將馬鈴薯取出，用自來水洗凈馬鈴薯表面的泥土，后浸入200μL/L的次氯酸鈉水溶液中消毒3 min，用紗布擦干表面水分。將馬鈴薯隨機分組，放入泡沫箱內，同時放入展開的六層紗布，分別量取一定量的無水乙醇滴在紗布上，迅速密封處理，室溫(11～13℃)熏蒸(為保證熏蒸效果，在保溫箱內放入小風扇)。試驗中乙醇處理的濃度分別為 600(ET-600)、800(ET-800)、1000(ET-1000)μL/L(以泡沫箱容積計算)，24 h后將馬鈴薯取出，室溫下晾干，置于溫度為20℃，濕度為80%～85%，25W熒光燈(24h/d)照射的條件下進行貨架試驗。另設2個未經乙醇熏蒸處理的黑暗對照(CKD)和見光對照(CKL)，即室溫下放置24 h后再分別放于黑暗和上述光照條件下。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 感官評定

7人組成感官評定小組，根據馬鈴薯表皮綠變程度打分后取其平均值。感官評定標準:1分-黃色，無綠變;2分-輕微淡綠，綠變面積＜5%;3分-淡綠，綠變面積5%～20%;4分-綠色，綠變面積20%～50%;5分-深綠色，綠變面積＞50%。該指標在貯藏期間每3 d打分記錄1次。

1.4.2 葉綠素含量的測定[9］

隨機選取6個馬鈴薯，用不銹鋼削皮器削取馬鈴薯表皮(1～2 mm)組織，切丁混勻，準確稱取2.0g樣品，放入研缽中，加少量CaCO3粉及20 mL體積分數95%乙醇，用研磨機研成均漿。置暗處靜置浸提至馬鈴薯表皮呈白色時，把提取液過濾到25 mL棕色容量瓶中，用少量乙醇沖洗研缽、研棒及殘渣數次，最后連同殘渣一起倒入漏斗中，最后用乙醇定容至25 mL，搖勻。以體積分數95%乙醇為空白，將葉綠體色素提取液在波長665、649 nm下測定吸光度。利用Arnon公式計算提取液中葉綠素的質量濃度，并換算為每千克鮮重葉綠素含量(mg/kg鮮重)，葉綠素總質量濃度(mg/L):18.08A649+6.63A665。該指標在貯藏期間每3 d測定1次，每次測定重復3次。

1.4.3 α-茄堿含量的測定

參照王守蘭等人[9］方法并加以改進。

1.4.3.1 色譜條件

色譜柱:InertsilODS-3，4.6 mm×150 mm，5 μm;流動相:乙睛-KH2PO4(KH2PO4濃度為0.02 mol/L，體積比25∶75);流速 1.0 mL/min;柱溫:30℃;進樣量:10μL。

檢測波長的確定:將α-茄堿標準品溶液用分光光度計在190～250 nm波段進行掃描，得到α-茄堿光譜圖，最大吸收峰所對應的波長即為α-茄堿最佳檢測波長。由圖1可知，α-茄堿在203 nm附近有最大吸收峰。因此，選擇203 nm為α-茄堿的最佳檢測波長。

圖1 α-茄堿的190～250nm光譜掃描圖

1.4.3.2 樣品前處理[10-11］

取馬鈴薯10個，按四分法取樣，后將表皮削下約2 mm厚。準確稱取馬鈴薯表皮20 g，加入200 mL 70%甲醇，組織分散機搗碎，超聲波提取1h后用紗布過濾，4℃靜置12 h后再抽濾，置濾液于旋轉蒸發儀上旋轉蒸發至浸膏狀，然后用20 mL 5%H2SO4溶解浸膏，過濾得濾液，再以濃氨水調整pH值至10.5左右，密封后于冰箱4℃下靜置12 h，使茄堿充分沉淀，4℃、10000 r/min離心10 min，用1%氨水反復洗滌沉淀，直至洗滌液澄清。吹干沉淀，用甲醇溶解，定容至10 mL，經0.45μm微孔濾膜過濾備用。

1.4.3.3 標準曲線的繪制

精確稱取α-茄堿標準品10 mg于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解，定容至刻度，搖勻，配制 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1mg/mL 的標準溶液。分別進樣10μL，進行HPLC分析，確定α-茄堿的吸收峰面積。以α-茄堿含量為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。

1.4.3.4 樣品的測定

將制備的樣品按上述色譜條件進行HPLC分析，測定α-茄堿吸收峰面積，按標準曲線計算出α-茄堿含量。該指標在馬鈴薯貯藏前后各測定一次，每次測定重復2次。

1.5 數據處理

應用Excel2003進行數據整理與分析，計算標準偏差并制圖;采用SPSS16.0統計分析軟件進行數據差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 乙醇熏蒸對馬鈴薯表皮顏色的影響

由表1感官評定結果可知，黑暗對照在貯藏期間無綠變發生，見光對照從第3天開始綠變，綠變程度隨著光照時間的延長而增加，見光對照綠變評定分值明顯高于黑暗對照(P＜0.05)，說明光照是引起馬鈴薯綠變的主要因素。相同光照條件下，乙醇熏蒸處理明顯抑制了馬鈴薯表皮綠變的速度和程度，處理濃度越高控制綠變效果越好。600μL/L乙醇熏蒸處理12d感官評定分值為3.1±0.22，800μL/L乙醇熏蒸分值為2±0.71，1000μL/L乙醇熏蒸組的分值最低，綠變明顯輕于見光對照和其他處理(P＜0.05)，但與黑暗對照差異不顯著(P＞0.05)。

表1 馬鈴薯綠變感官評定結果

2.2 乙醇熏蒸對馬鈴薯表皮葉綠素含量的影響

馬鈴薯貯藏過程中綠變主要是由馬鈴薯細胞葉綠體發生光合作用引起的，綠變速度和程度取決于光照條件[12］。由圖2可知，在光照條件下，各處理馬鈴薯表皮葉綠素含量隨貯藏時間的延長而呈上升趨勢，見光對照葉綠素含量明顯高于乙醇熏蒸各處理組(P＜0.05);不同濃度乙醇熏蒸處理對表皮綠變速度和程度的影響差別較大，1000μL/L乙醇熏蒸處理葉綠素含量始終顯著低于600μL/L和800μL/L乙醇熏蒸處理(P＜0.05)。這表明，乙醇熏蒸處理很好地抑制并延緩了馬鈴薯常溫光照條件下葉綠素的產生，且在一定范圍內處理濃度越高效果越明顯。

圖2 乙醇熏蒸對馬鈴薯表皮葉綠素含量的影響

2.3 乙醇熏蒸對馬鈴薯中α-茄堿含量的影響

由圖3可知，貯藏前后，黑暗對照和見光對照馬鈴薯中α-茄堿含量升高，而各濃度乙醇熏蒸處理組的α-茄堿含量均有所降低，且處理濃度越高降低越明顯。貯藏到12天，見光對照表皮綠變較嚴重，α-茄堿含量也明顯增加，達到0.2 mg/g以上，超過了安全食用閾值。乙醇熏蒸處理對降低馬鈴薯中α-茄堿含量具有一定的影響，貯藏12d時的α-茄堿含量隨乙醇熏蒸濃度的增大而減少;根據處理后貯藏0d時的含量差異，分析這可能是乙醇熏蒸處理一方面抑制了馬鈴薯中α-茄堿的生成，另一方面可能對α-茄堿具有一定的降解作用，但其作用機理尚不明確。

馬鈴薯在黑暗條件下貯藏未發生綠變，但貯藏到12 d α-茄堿含量最高，根據此結果可認為，光照不是α-茄堿生成的必需條件，只是與光照條件下生成量的差別;此結果還揭示了茄堿生成與葉綠素的合成不同，是相互獨立的兩個生物合成過程，國外相關文獻也有相同的報道[13］，其機理還有待于今后進一步深入研究。

圖3 乙醇熏蒸對馬鈴薯中α-茄堿含量的影響

3 結論

不同濃度乙醇熏蒸處理能夠抑制馬鈴薯表皮葉綠素的產生，控制了光照引起的馬鈴薯綠變的發生，其中，1000μL/L乙醇熏蒸處理效果最佳。試驗還發現，乙醇熏蒸處理不僅抑制α-茄堿的產生，還對其具有一定的降解作用，且乙醇濃度越高處理效果越顯著，有望作為保證馬鈴薯食用安全的一種有效措施，但其作用機理有待進一步的研究。

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ABSTRACTEffect of Different concentrations of ethanol vapor treatment on greening and α-solanine content of potatoes was investigated.Results showed that under fluorescent light，the greening level and α-solanine content of potatoes increased with prolonged storage time.Different concentrations of ethanol vapor treatment could effectively inhibit the greening level and degrade α-solanine content of potatoes.Until day 12 of storage，chlorophyll content and α-solanine content of potatoes peel were significantly lower than that of controls，among which，1000 μl/L ethanol vapor treatment provided the best inhibitory effect.

Key wordspotatoes，greening，α-solanine，ethanol vapor

Effect of Ethanol Vapor on Potatoes Greening and α-solanine Content

Meng Wei-qin，Wang Qing-guo
(College of Food Science and Engineering，Shandong Agricultural University，Tai’an 271018，China)

碩士研究生(王慶國為通訊作者)。

2012-03-11，改回日期:2012-05-09