甘薯氣調保鮮最佳貯藏條件研究

石小瓊，林標聲，楊永林，熊建生

（1.龍巖學院生命科學學院，福建龍巖 364000；2.龍巖學院閩西食品研究所，福建龍巖 364012；3.福建連城紅心地瓜干股份有限公司，福建連城 366200）

甘薯氣調保鮮最佳貯藏條件研究

石小瓊1，2，林標聲1，楊永林3，熊建生1

（1.龍巖學院生命科學學院，福建龍巖 364000；2.龍巖學院閩西食品研究所，福建龍巖 364012；3.福建連城紅心地瓜干股份有限公司，福建連城 366200）

摘 要：將氣調保鮮技術應用于甘薯的貯藏，研究不同的氣調貯藏條件對甘薯保鮮效果的影響，篩選最佳氣調貯藏條件，并將保鮮效果同普通冷藏對照組比較。結果表明：采用溫度12℃，CO25.0%，O28.0%，相對濕度90%的氣調貯藏條件，保鮮效果比普通冷藏對照組明顯更好。氣調貯藏150 d，感官新鮮飽滿，不生根萌芽、不軟腐、不糠心，好薯率提高15.8個百分點，失重率減少4.9個百分點，VC和β-胡蘿卜素保存率分別提高24.8和21.8個百分點，呼吸曲線明顯下移，剛入貯時提早5 d進入呼吸平穩期，所有呼吸強度值減少40%以上。

關鍵詞：甘薯；氣調保鮮；貯藏條件

甘薯（sweet potato），又稱為地瓜、番薯，是福建省連城縣獨具特色的傳統食品——地瓜干的主要加工原料，該縣有13萬農民從事地瓜產業，現有不同規模的地瓜干生產加工企業40家。地瓜種植、加工與銷售等整個產業的年產值達15億元，產品已發展為100多個單品，在國內市場占有率達同類產品的80%以上，且遠銷美國、日本、東南亞與非洲的多個國家和我國部分地區，連城紅心地瓜干產業已成為農民脫貧致富必不可少的地方特色主導產業[1-2]。

由于連城本地鮮地瓜的盛產期在8月～11月，而地瓜常溫貯藏期只有3個月，此既無法滿足地瓜干生產企業周年滿負荷生產的需求，也給農民造成收薯高峰期的產后賣難。所以，必須采用先進的保鮮技術對鮮地瓜進行保鮮，使11月采收的本地地瓜能貯藏保鮮至次年的3月～4月以后，實現緩季節供應、銷售，5月～7月的空擋期可通過調運南邊（廣東、海南）地區原料進行補充。從而滿足加工的原料需求和解決農民的產后賣難問題，避免種植戶與加工企業之間因供過于求而引發糾紛、造成社會矛盾，保障農民增收和農業增效，促進社會和諧。

鑒于上述情況，研究甘薯的保鮮技術有重要的現實意義。據報道，殷俊峰等在“甘薯節能氣控保鮮技術及其效益分析”中通過對傳統保鮮窖改造和臭氧處理管路布建及確認，實現了甘薯“發汗期”時間縮短到8 d、低溫無凍害、窖溫回升無菌害的保鮮效果，好薯率達到98.8%[3]；連喜軍等研究了不同品種甘薯常溫貯藏期間呼吸強度變化規律，為低溫和氣調貯運以及呼吸熱計算提供必要數據[4]。劉紅錦等在“輻照處理對2種甘薯的保鮮效果”中研究不同輻照劑量處理對寧紫1號和紫羅蘭甘薯的保鮮效果，以期得出較為適宜的輻照保鮮參數，結果表明輻照處理后，甘薯呼吸速率、總淀粉含量和α-淀粉酶活性在貯藏期間與對照無顯著性差異[5]；王裕欣在“優質食用型商品甘薯保鮮技術”中通過科學建造甘薯保鮮窖、對薯窖嚴格消毒、選用優質食用型甘薯品種、適時收獲、挑選薯塊、科學堆放、滅菌處理加強甘薯窖藏期間的管理等措施，可使甘薯的保鮮期延長1倍以上[6]。

本研究將氣調保鮮技術應用于甘薯的貯藏，研究溫度、CO2、O2和相對濕度等不同的氣調貯藏條件對甘薯保鮮效果的影響，篩選最佳氣調貯藏條件，以期為甘薯氣調保鮮實際生產提供相應的技術參考依據。

1 材料、設備與方法

1.1 材料與設備

甘薯：來自福建省連城縣林坊鄉，品種為龍薯16號。

氣調保鮮實驗庫：北京冰原冷鮮設備開發有限公司設計制造，庫容30 m3/個、內設3個氣調實驗箱/庫，實驗箱箱容1 m3/個，溫度、濕度和氣體成分均可自動調節。

1.2 試驗方法

1.2.1 氣調貯藏各因素對甘薯保鮮效果的影響

1.2.1.1 溫度對甘薯保鮮效果的影響

調節貯藏庫的溫度，使其值分別為6、8、10、12、16℃，相對濕度、O2和CO2含量呈自然狀態，進行冷藏。每5天測定一次呼吸強度，并觀察有否冷害癥狀。

1.2.1.2 CO2對甘薯保鮮效果的影響

調節貯藏庫的CO2含量，使其值分別為2.0%、4.0%、6.0%、8.0%、10.0%，溫度均設為16℃，O2含量和相對濕度呈自然狀態，進行氣調貯藏。每5天測定一次甘薯呼吸強度并觀察有否CO2中毒癥狀。

1.2.1.3 O2對甘薯保鮮效果的影響

調節貯藏庫的O2含量，使其值分別為4.0%、6.0%、8.0%、10.0%、12%，溫度均設為16℃，CO2和相對濕度含量呈自然狀態，進行氣調貯藏。每5天測定一次甘薯呼吸強度，并觀察有否缺氧呼吸導致的異味等現象。

1.2.1.4 相對濕度對甘薯保鮮效果的影響

調節貯藏庫的相對濕度，使其值分別為80%、85%、90%、95%，溫度均設為16℃，CO2和O2含量呈自然狀態，進行冷藏。每5天測定一次甘薯呼吸強度，并觀察有否因濕度不合適導致的不正常現象。

1.2.2 氣調貯藏條件正交試驗主要因素和合適水平的確定

通過上述各因素對甘薯保鮮效果影響的試驗，確定主要決定因素和合適水平，選擇適當的正交試驗表進行正交試驗。

1.2.3 保鮮貯藏

1.2.3.1 保鮮工藝流程

原料選擇→預冷→入庫貯藏→評價

1.2.3.2 工藝條件和操作要點

1）原料選擇：采用無霉爛、無蟲害、無損傷的新鮮優質甘薯。

2）預冷：在通風冷涼處（相對濕度75%，溫度為室溫）放置48 h，控制失重3%。

3）入庫貯藏：按照前述要求調節貯藏庫（箱）的貯藏條件，然后將預冷后的甘薯裝筐（35 kg/筐）放入存放。

4）保鮮效果評價：詳見下述。

1.2.4 保鮮效果評價

為了便于試驗結果的分析，確立保鮮效果的評價指標如下。

1.2.4.1 商品價值指標

1）失重率

失重，指水分蒸發和呼吸消耗的重量，失重率按下式計算：

失重率=[入貯薯重（kg）－爛薯重量（kg）－貯藏后好薯重量（kg）]/入貯薯重（kg）× 100%

2）爛薯率

爛薯，指發芽、軟腐、皺皮、糠心、腐爛等失去商品價值的甘薯，爛薯率按下式計算：

3）好薯率

好薯率按下式計算：

1.2.4.2 生理生化指標

呼吸強度：采用靜置法測定,并描繪呼吸曲線。

VC和β－胡蘿卜素保存率：VC測定方法按GB/T 5009.86－2003《蔬菜、水果及其制品中總抗壞血酸的測定》（2，4－二硝基苯肼法）執行,β－胡蘿卜素測定方法按GB/T 5009.83－2003《食品中胡蘿卜素的測定》（紙層析法）執行，保存率按下式計算：

VC或β－胡蘿卜含量保存率＝[好薯率（%）×貯藏后VC或β－胡蘿卜素含量（g/kg）]/入貯薯 VC或β－胡蘿卜素含量（g/kg）×100%

1.2.5 最佳保鮮效果的確認

按照上述方法進行正交試驗，貯藏150 d，測定好薯率，對所得數據進行方差分析，選出最佳氣調貯藏條件，對之進行重復試驗。重復試驗時，每2天測定一次呼吸強度、描繪曲線，并對貯藏150 d的甘薯進行生理生化指標測定。

1.2.6 對照組設立

甘薯氣調貯藏最佳條件重復試驗時，設經過預冷、進入12℃普通冷藏但不調節氣體的貯藏庫進行貯藏的對照組，相對濕度和重復試驗組相同。

2 結果與分析

2.1 氣調貯藏各因素對甘薯保鮮效果的影響

2.1.1 溫度對甘薯保鮮效果的影響

溫度對甘薯保鮮效果的影響，見表1和圖1。

表1 不同溫度下甘薯遭受冷害情況Table 1 The chilling stress of sweet potato under different temperatures

圖1 溫度對甘薯呼吸強度的影響Fig.1 Effects of temperatures on respiration rate of sweet potato

試驗結果如圖1和表1所示，結果表明：當冷藏溫度在12℃～16℃的溫度范圍時，甘薯呼吸強度隨著溫度的降低而減弱。但是，當溫度降至10℃～6℃時，甘薯貯藏20 d～25 d后已遭受冷害，表現為呼吸強度上升，表面出現局部硬斑，并且薯塊細胞壁果膠質分離析出，繼而壞死，甘薯出現軟腐，溫度越低，軟腐越快。所以，正交試驗時溫度較適值應＞10℃范圍，選取11、12、13℃作為溫度的3個試驗水平。

2.1.2 CO2對甘薯保鮮效果的影響

CO2對甘薯保鮮效果的影響，見圖2和表2。

圖2 CO2對甘薯呼吸強度的影響Fig.2 Effects of CO2on respiration rate of sweet potato

表2 CO2對甘薯保鮮效果的影響Table 2 Effects of CO2on preservation of sweet potato

試驗結果如圖2和表2所示，結果表明：當CO2濃度在＜6%的范圍時，甘薯呼吸強度隨著CO2濃度的增加而減弱。但是，當CO2濃度在6%～10%范圍時，果實貯藏10 d～25 d以后開始出現中毒，表現為呼吸強度上升，隨著CO2濃度的增加，呼吸強度躍升和出現硬斑現象。所以，正交試驗時CO2濃度適宜值應在＜6%的范圍，選取5%，4%，3%作為CO2濃度的3個試驗水平。

2.1.3 O2對甘薯保鮮效果的影響

O2對甘薯保鮮效果的影響，見圖3和表3。

圖3 O2對甘薯呼吸強度的影響Fig.3 Effects of O2on respiration rate of sweet potato

表3 O2對甘薯缺氧呼吸情況的影響Table 3 Effects of O2on anaerobic respiration of sweet potato

試驗結果如圖3和表3所示，結果表明：甘薯呼吸強度隨著O2濃度的減少而減弱。當O2濃度減少至6%～4%時，甘薯貯藏10 d～15 d以后已開始出現無氧呼吸過度的癥狀，表現為呼吸強度（CO2產生量）達到最低點后迅速上升，出現酒精味。所以，正交試驗時O2濃度適宜值應在＞6%的范圍，選取7.0%、8.0%、9.0%作為O2濃度的3個試驗水平。

2.1.4 相對濕度對甘薯保鮮效果的影響

試驗結果表明，相對濕度在85%至95%范圍，保鮮效果趨于相同，無不正常現象，故不把相對濕度作為正交試驗的因素。

2.2 正交試驗因素與水平的確定

通過以上試驗，確定采用正交試驗篩選最佳貯藏條件的因素水平如表4所示，并按L9（34）進行試驗。

表4 正交試驗因素水平表Table 4 Factor and level of the orthogonal experiment

2.3 氣調貯藏最佳條件的篩選2.3.1 正交試驗結果與分析

正交試驗結果如表5，直觀分析如圖4，方差分析如表6。

由正交試驗結果可知，在所選擇的水平范圍內，因素A、C是極顯著因素，因素B是顯著因素。影響氣調保鮮效果的各因素的主次順序為：C＞A＞B，最佳氣調保鮮條件為A2B3C2，即溫度12℃、CO25.0%、O28.0%。

2.3.2 重復試驗結果與分析

按照上述試驗中所篩選的氣調保鮮最佳條件進行重復試驗，所得結果與正交試驗一致，將各方面的評價指標和普通冷藏對照組比較，效果理想，具體見圖5和表7。

由圖5可見，12℃冷藏組入貯25 d后進入呼吸平穩期，最佳條件氣調貯藏組入貯10d后進入呼吸平穩期、比前者提早15d；最佳條件氣調貯藏組呼吸曲線明顯下移，進入平穩期后的呼吸強度平均值僅占前者的60%；貯藏150天后兩組的呼吸曲線均有上升趨勢。

表5 正交試驗結果表Table 5 Results of the orthogonal experiment

圖4 直觀分析圖Fig.4 Graph of intuitionistic analysis

表6 方差分析表Table 6 Results of the variance analysis

圖5 最佳氣貯條件對甘薯呼吸強度的影響Fig.5 Effects of controlled atmosphere storage optimum conditions on respiration rate of sweet potato

表7 重復試驗與對照組保鮮效果的綜合比較Table 7 The comprehensive comparison on fresh-keeping effect of repeated tests groups and control groups

3 討論

本研究將氣調貯藏技術應用于甘薯的保鮮，研究結果表明效果是顯著的，此為甘薯實現長期保鮮提供了一個有力技術措施。

研究表明，采用最佳氣調貯藏條件（溫度12℃，CO25.0%，O28.0%，相對濕度90%）對甘薯進行氣調貯藏，效果比普通冷藏好，氣調貯藏150 d，感官新鮮飽滿，不生根萌芽、不軟腐、不糠心，好果率提高15.8個百分點，失重率減少4.9個百分點，VC和β-胡蘿卜素保存率分別提高24.8和21.8個百分點，呼吸曲線明顯下移，剛入貯時提早5 d進入呼吸平穩期，所有呼吸強度值減少40%以上。這為甘薯保鮮實際生產提供了有效的參考。

應用本研究所選的最佳氣貯條件對甘薯進行保鮮，貯藏150 d后呼吸強度開始回升，回升的原因、回升造成的影響，以及整個貯藏過程中甘薯的淀粉、總糖等成分的變化情況尚待進一步探討。

：

[1]吳振城,吳福瑞,羅展陽.“土特產”成為大產業的奧秘-連城縣實施紅心甘薯干產業標準化[J].福建質量技術監督,2008(11):21

[2]邱鴻棟,鄧閩江,鐘麟.打造傳統地域品牌小甘薯做成大產業[J].福建質量技術監督,2012(1):30-31

[3]殷俊峰.甘薯節能氣控保鮮技術及其效益分析[J].現代農業科技,2009(12):269-273

[4]連喜軍.不同品種甘薯常溫貯藏期間呼吸強度變化規律[J].農業工程學報,2009(6):310-313

[5]劉紅錦.輻照處理對2種甘薯的保鮮效果[J].江蘇農業學報,2011(1):160-163

[6]王裕欣.優質食用型商品甘薯保鮮技術[J].中國農村小康科技,2010(10):71-72

Study on the Optimum Condition about Controlled Atmosphere Storage of Sweet Potato

SHI Xiao-qiong1，2，LIN Biao-sheng1，YANG Yong-lin3，XIONG Jian-sheng1
（1.College of Life Science，Longyan University，Longyan 364000，Fujian，China；2.Minxi Food Research Institute，Longyan University，Longyan 364012，Fujian，China；3.Fujian Liancheng Sweet Potato Co.，LTD.，Liancheng 366200，Fujian，China）

Abstract：To choose the optimum condition about controlled atmosphere storage of sweet potato，the influence of different condition to the result of keeping fresh of sweet potato was studied，and the result of keeping fresh was compared with comparison.The results showed：the controlled atmosphere storage condition of 12℃，CO25.0% ，O28.0% ，relative humidity 90%was obviously better than the condition of ordinary refrigeration storage.After stored 150 days under the optimum condition， the sweet potato did not take root bud， not soft rot，not hollowness，and it's appearance was plump； the keeping rate of good sweet potato increased by 15.8 percentage points； the weight losing rate decreased by 4.9 percentage points， the VCand β-carotene content increased by 24.8 and 21.8 percentage points， the breathing curve came down obviously； the date that respiration rate become steady brought forward 5 days；all of the respiration rate decreased more than 40%.

Key words：sweet potato；controlled atmosphere storage；optimum condition

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.15.025

福建省教育廳JK項目（2009046）

石小瓊（1963—），女（漢），教授，學士，研究方向：農產品貯藏加工。

2013-04-17