3種處理劑對貯藏甘薯的保鮮效果

鄧代輝，王西瑤，張志偉，付國召，秦耀國，楊翠芹*

(1.四川農業大學 農學院，四川 成都 611130；2.四川農業大學 園藝學院，四川 成都 611130)

甘薯(IpomoeabatatasL. Lam.)又名紅薯、白薯、地瓜、番薯、紅苕、山芋等，屬旋花科植物，是西部地區尤其是四川省主要的農作物之一，其塊根和莖葉均含有豐富的營養成分[1]。甘薯的集中收獲與分期銷售之間的矛盾決定了甘薯在收獲后需經歷長時間的貯藏過程，在此過程中，由于環境的改變以及甘薯自身的呼吸消耗，往往會造成甘薯的腐爛與品質的下降，如何減少此類問題的發生，一直是甘薯貯藏研究的主要內容。化學保鮮劑處理是當下最受歡迎的蔬果保鮮方式之一，對提高甘薯抗冷性，防止水分散失和抑制霉腐變質具有明顯的效應。1-甲基環丙烯(1-methylcyclopropene，1-MCP)是一種乙烯受體抑制劑，可以通過與乙烯競爭受體而延緩呼吸躍變型果實的衰老，從而起到延長果蔬貯藏時間的效果[2]。由于其低毒、用量少，保鮮效果好，已經廣泛應用在蘋果[3-4]、獼猴桃[5]、石榴[6]、豇豆[7]等果蔬貯藏保鮮上。水楊酸(salicylic acid，SA)是一種廣泛存在于高等植物中的簡單酚類化合物，參與植物生長、發育、成熟等多種生理過程，并能誘導植物產生系統抗性，提高多種病程相關蛋白的表達[8]。相關研究表明SA能提升哈密瓜[9]、蘋果[10]等呼吸躍變型蔬果的貯藏保鮮效果，而水楊酸類對甘薯的貯藏效果評價還鮮見報道。草木灰浸出液為堿性液體，具有消毒殺菌的作用，同時富含鉀、鈣等營養成分[11]，在處理過程中對產品品質影響較小。本研究采用草木灰浸出液、1-MCP、SA這3種常見保鮮劑按不同濃度處理龍薯9號甘薯，通過貯藏過程中其品質和相關酶活性的變化，探索最佳處理方式，以期為甘薯安全貯藏提供可參考的技術理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

甘薯供試材料為龍薯9號，由福建省龍巖市農科所選育、四川農業大學馬鈴薯研究與開發中心保存并提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 貯藏前處理 在四川省崇州市四川農業大學現代農業研發基地田間收獲后，挑選大小一致無損傷無病蟲的薯塊，通風放置1周后用于以下貯藏試驗。

草木灰處理：按照0.25、0.50、0.75 kg/L稱取草木灰，加入純水中后攪拌，過濾出浸出液，然后將薯塊浸入浸出液，浸泡1 h后撈出晾干，將晾干薯塊放入紙箱(規格為43 cm×21 cm×27 cm，下同)后貯藏。

1-MCP處理：先將薯塊放入紙箱，再用聚乙烯塑料薄膜包裹箱體，然后分別按照：0.50、1.00、1.50 μL/L的處理濃度計算每紙箱體積所用1-MCP量，放入事先加入純水的離心管中擰緊搖勻后，將離心管放入紙箱，打開離心管蓋后迅速密封箱體熏蒸24 h后，打開通風12 h，最后與其他處理進行統一貯藏。

SA處理：將薯塊分別浸入濃度為0.01、0.10、0.50 g/L的SA溶液中，浸泡1 min后取出晾干，裝入紙箱中統一貯藏。

以收獲后未處理的薯塊為對照(CK)進行貯藏試驗，共計10個處理，每個處理30個薯塊，3次重復。

1.2.2 指標測定 每7 d檢查爛薯情況，每30 d統計一次爛薯數并使用打孔器取出薯塊中部果肉用于測定品質指標。可溶性糖、淀粉均采用硫酸-蒽酮法測定[12]；可溶性蛋白采用考馬斯亮藍G-250法測定[13]；維生素C(Vc)采用鉬藍比色法測定[14]；超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)活性均按蔡慶生[15]的方法測定。

1.3 數據處理

試驗數據采用Excel 2007軟件進行整理，采用SPSS 23.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理劑對甘薯貯藏期間可溶性糖含量的影響

由圖1可以看出，隨著貯藏時間的延長，草木灰浸出液、1-MCP、SA 3種處理劑對可溶性糖含量的影響都表現出先增加后降低的趨勢，在90 d達到最大值。在0～90 d貯藏期中，3種處理劑處理的甘薯中可溶性糖含量均高于CK；在貯藏120 d時，0.25 kg/L和0.75 kg/L草木灰浸出液處理的貯藏甘薯中可溶性糖含量均比CK低(圖1A)，而0.50 kg/L草木灰浸出液處理、1-MCP與SA處理的薯塊可溶性糖含量均高于CK，說明1-MCP和SA能降低甘薯貯藏后期可溶性糖含量的損失。對比發現3種處理劑各自最優濃度及排序為：0.10 g/L SA>1.00 μL/L 1-MCP>0.50 kg/L草木灰浸出液>CK。

2.2 不同處理劑對甘薯貯藏期間淀粉含量的影響

由圖2可知，所有處理的甘薯淀粉含量隨著貯藏時間的延長總體呈現下降的趨勢。草木灰浸出液處理與CK都表現出不斷下降的趨勢，在90～120 d期間下降最快(圖2A)；1-MCP處理和SA處理薯塊的淀粉含量都表現出先增加后降低的趨勢，并且在30～60 d期間下降迅速(圖2B、圖2C)。雖然貯藏后期3種處理劑處理的薯塊淀粉含量都高于CK，但與草木灰浸出液處理相比，1-MCP處理和SA處理能顯著減少貯藏薯塊中淀粉的損失與消耗，處理1-MCP與SA的最優濃度處理間差異不顯著。

2.3 不同處理劑對甘薯貯藏期間可溶性蛋白含量的影響

由圖3可知，所有處理的薯塊可溶性蛋白含量隨著貯藏時間延長均呈現出不斷下降的趨勢，其中0.25、0.75 kg/L草木灰浸出液處理和1.00、1.50 μL/L 1-MCP處理在30～60 d貯藏期間緩慢下降，在60～120 d期間快速下降(圖3A、圖3B)；0.01、0.10 g/L SA處理在90 d后才快速下降(圖3C)。所有經處理劑處理的薯塊可溶性蛋白含量均高于CK，說明3種處理劑均能降低薯塊貯藏期間可溶性蛋白的損失。

2.4 不同處理劑對甘薯貯藏期間Vc含量的影響

圖4表明，隨著貯藏時間的延長，各處理薯塊中Vc含量不斷下降。在草木灰浸出液處理中(圖4A)，0.25 kg/L處理薯塊的Vc含量在30～60 d快速下降，60～90 d較慢下降，90～120 d快速下降；0.50 kg/L處理的Vc含量緩慢下降，90～120 d快速下降。在1-MCP處理中(圖4B)，0.50 μL/L和1.00 μL/L處理的薯塊Vc含量先快速下降，后緩慢下降，再快速下降；1.50 μL/L處理的薯塊在整個貯藏期間都快速下降。在SA處理中(圖4C)，3個濃度水平處理的薯塊Vc含量下降趨勢一致。3種處理劑最優濃度處理的薯塊中Vc含量均高于CK，且3個處理劑最優濃度處理之間差異不顯著。

2.5 不同處理劑對甘薯貯藏期間SOD、POD、CAT酶活性的影響

植物抗氧化系統是負責對植物體內產生的活性氧的抵御和清除的系統，SOD、POD、CAT是抗氧化酶促清除系統中的重要抗氧化酶類，其活性直接影響植物體內活性氧清除機制。圖5表明，在貯藏過程中，不同處理的SOD酶活性(圖5A、5B、5C)呈現不同的變化趨勢，CK和草木灰處理薯塊的SOD酶活性呈現先降低后升高再降低的趨勢，而其余兩個處理劑處理的薯塊SOD酶活性則表現為先降低后升高的趨勢；同一處理劑各濃度處理之間變化趨勢大致相同；1-MCP各處理SOD酶活性最低值出現在貯藏后的第60天，而SA各個處理的SOD 酶活性最低值出現在貯藏后的第90天。POD酶活性整體都表現降低的趨勢(圖5D、5E、5F)，各處理劑及濃度之間在貯藏期間的變化趨勢呈現部分不同，但在貯藏后期包括草木灰處理在內的各處理的POD酶活性均高于CK。CAT酶活性總體表現出下降的趨勢，在貯藏60～90 d間，處理組CAT酶活性先緩慢升高隨后又降低；經1-MCP和SA處理后的薯塊在貯藏到第120天時CAT酶活性均顯著高于CK (P<0.05)。

2.6 不同處理劑對甘薯貯藏期間褐變程度的影響

多酚氧化酶(PPO)的活性與水果和作物的褐變密切相關。由圖6可知，在整個貯藏期間，所有處理及對照的PPO活性都呈現持續上升的趨勢；草木灰浸出液浸泡的薯塊中的PPO活性變化趨勢與CK的變化趨勢一致，而其余的兩種處理劑(圖6B、圖6C)處理的薯塊在貯藏期間的PPO活性都顯著低于對照(P<0.05)，且都在貯藏后期活性呈現大幅升高；在1-MCP處理中，各處理濃度之間的PPO活性無顯著差異(P>0.05)，在貯藏120 d后1-MCP 1.0 μL/L的PPO活性最低；在SA處理中各濃度處理間無顯著差異(P>0.05)，在貯藏120 d后SA 0.1 g/L的PPO活性最低。因此，通過處理劑處理薯塊，能顯著降低薯塊中的PPO活性，從而降低薯塊內部組織的褐變程度，保持薯塊較好的感官品質。

2.7 不同處理劑對甘薯貯藏期間腐爛率的影響

從圖7可以看出，CK在貯藏期間爛薯最多，爛薯率最高，其次是草木灰浸出液處理，1-MCP處理爛薯最少。CK隨著貯藏時間的延長，爛薯數不斷增加；草木灰處理在貯藏0～60 d均沒有出現爛薯，在貯藏到90 d開始出現爛薯，且后期爛薯數多；1-MCP和SA處理雖然前期也存在爛薯，但在貯藏每個階段爛薯少，因此在整個貯藏階段的爛薯率低。貯藏到120 d時的爛薯率表現為：CK>草木灰浸出液>SA>1-MCP。

3 討論

甘薯在貯藏過程中，其糖和淀粉的變化非常顯著，特別是鮮食型甘薯，糖分的變化往往決定貯藏甘薯的食用口感，而淀粉的變化則會影響大部分淀粉加工型甘薯的淀粉生產與加工。研究表明，在甘薯貯藏過程中，薯塊中可溶性糖含量變化經歷由高到低再到高的趨勢，并且與干率密切相關[16]；但也有研究發現甘薯可溶性糖含量呈現持續上升的趨勢[17]。本研究發現，在甘薯貯藏過程中，其薯塊的可溶性糖含量變化經歷先升高后降低的趨勢，草木灰浸泡處理呈現出與CK一致的急劇升高后急劇降低的趨勢；1-MCP熏蒸處理與SA 浸泡處理在貯藏期間有效減少了可溶性糖含量的損失，這可能是由于前期溫度較低，薯塊呼吸弱，呼吸消耗低于薯塊的失水，從而引起薯塊內的可溶性糖含量的上升，在后期溫度升高后，薯塊呼吸增強，1-MCP和SA處理后抑制了薯塊的呼吸，從而減少了薯塊的呼吸消耗。在通常情況下，貯藏甘薯薯塊中的淀粉含量會隨著貯藏時間的延長而不斷下降[16,18-19]。相關研究表明，甘薯塊根在貯藏前期，淀粉含量會增加，而后下降，而在貯藏期間淀粉的轉化多由于β-淀粉酶的作用[20]；但也有研究表明，在貯藏期間α-淀粉酶活性持續上升，β-淀粉酶活性持續下降[21-22]。本研究結果表明，淀粉含量在貯藏期間呈現不斷下降的趨勢；相比于CK，草木灰處理并沒有減緩薯塊中淀粉含量的下降；而1-MCP處理和SA處理條件下的薯塊淀粉含量顯著高于CK和草木灰處理，減小了淀粉的損失程度。可溶性蛋白是重要的滲透調節物質和營養物質，對提高細胞保水能力，保護生物膜起重要作用[23]。本研究表明，甘薯在貯藏期間，其可溶性蛋白質含量與Vc含量都呈現不斷下降的趨勢，這與艾玉春等[21-25]的研究結果一致；且相比于CK，1-MCP熏蒸處理和SA浸泡處理能有效減緩貯藏甘薯的可溶性蛋白和Vc的降低。活性氧的積累是引起貯藏蔬果類衰老的重要原因，抗氧化酶能清除植物體內積累的活性氧，從而達到延緩衰老的作用，而多酚氧化酶活性則直接反映馬鈴薯、甘薯的褐變程度[26-27]。本研究表明，在甘薯貯藏過程中，SOD酶活性與POD酶活性均呈現出先增加后降低的趨勢，而CAT酶活性則表現出持續下降的趨勢，PPO酶活性表現出持續升高的趨勢。總體來說，經1-MCP處理和SA處理的薯塊在貯藏期間其SOD、POD、CAT活性均高于CK和草木灰處理，而PPO酶活性則顯著低于CK和草木灰處理，說明1-MCP和SA處理能有效提高貯藏薯塊中的抗氧化酶活性并且抑制PPO酶活性，延緩薯塊的衰老與褐變。

4 結論

龍薯9號在貯藏期間，1-MCP處理劑和SA處理劑能有效延緩薯塊在貯藏后期品質的下降，降低薯塊可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、Vc含量的下降速率，并保持較高的SOD、POD、CAT酶活性和較低的PPO酶活性，延緩貯藏甘薯后期的衰老與褐變，降低腐爛率；草木灰處理對甘薯貯藏前期的腐爛起到較好的抑制作用，但在后期其品質下降快，爛薯數增加。