短期窖藏下馬鈴薯塊莖品質指標的變化趨勢

李 琳，龐 敏，姚燕輝，彭鎖堂，梅 超，段永紅

（山西農業(yè)大學農學院，山西太谷030801）

馬鈴薯（Solanum tuber osumL.），又稱地蛋、土豆、洋山芋等，屬茄科茄屬1年生草本植物，富含多種營養(yǎng)成分，是一種糧菜兼用作物[1-3]，有能源植物、地下蘋果等多種美譽，是一種十全十美的全價營養(yǎng)食物[4-6]。2015年1月，農業(yè)農村部正式啟動馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，馬鈴薯成為繼水稻、小麥、玉米之后的中國第四大主糧[7-8]。

馬鈴薯喜涼爽、忌高溫，具有典型的生理休眠期，且無論是商品薯還是種薯，收獲后的馬鈴薯都會通過貯藏種薯來調節(jié)供應期，實現(xiàn)馬鈴薯增值[9]。馬鈴薯塊莖品質的高低在收獲前受自身遺傳、生理特性和栽培地區(qū)等的影響，在收獲后受貯藏條件的影響[10]，因此，馬鈴薯合理貯藏顯得尤為重要。馬鈴薯在貯藏過程中，塊莖作為一個活的有機體進行著一系列生理活動，從而使馬鈴薯塊莖的品質發(fā)生變化[11]。我國是世界馬鈴薯生產大國，馬鈴薯作為第四大糧食作物，在保障國家糧食安全中發(fā)揮著越來越大的作用，而窖藏是普通農戶貯藏馬鈴薯最常采用的貯藏方式[12]。張燁等[13]以3個馬鈴薯品種為材料，分別置于4℃保溫箱和窖中貯藏180d，結果表明，在4℃控溫貯藏下能夠抑制馬鈴薯的呼吸強度，從而降低淀粉、維生素C和干物質的損失。王希卓等[14]將馬鈴薯分別在1、4、10、16℃中貯藏120d，結果顯示，1、4℃條件下可貯藏120d以上，馬鈴薯各品質指標無明顯變化，16℃貯藏30d馬鈴薯開始發(fā)芽。陳富等[15]以甘肅省推廣的4個馬鈴薯品種為研究對象，在150d的貯藏過程中定期對塊莖各個品質指標的含量進行測定，結果表明，隨著窖溫先高中低后高的變化趨勢，塊莖的干物質、粗蛋白含量變化不顯著，粗淀粉、Vc含量呈先降低后升高的變化趨勢，而還原糖含量呈先升高后降低的變化趨勢。因此，研究馬鈴薯在窖藏期間的品質變化，對馬鈴薯塊莖窖藏時間的合理選擇、加工品質的提高具有較大的實踐意義。

本試驗以8個馬鈴薯品種為試驗材料，采用窖藏法貯藏60d，分別于貯藏0、30、60d時測定馬鈴薯塊莖淀粉、維生素C、還原糖、蛋白質、總類胡蘿卜素含量及總抗氧化能力，比較分析塊莖各個品質指標的含量變化，旨在探究60d短期窖藏下各個品質指標的變化規(guī)律及變化趨勢，進一步明確馬鈴薯最佳的貯藏方式，篩選出耐貯藏的馬鈴薯品種，為馬鈴薯塊莖窖藏時間的篩選、加工品質的提高提供研究基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試的8個馬鈴薯品種由山西蓬勃農業(yè)科技有限公司提供，各品種的具體性狀如表1所示。

表1 試驗材料及其性狀

1.2 試驗方法

試驗于2019年5月12日在山西省大同市左云縣北十里試驗基地進行。田間采用隨機區(qū)組設計，3次重復，小區(qū)面積為24 m2，小區(qū)間距1m，每小區(qū)種植6壟，壟距0.75m，每壟18株，共24個小區(qū)，田間管理與大田相同。2019年10月15日進行收獲。收獲時于各小區(qū)采用五點取樣法挑選出數(shù)量相同、大小一致、無病蟲害及無機械損傷的馬鈴薯材料混合均勻，然后直接在試驗基地入窖貯藏。

分別在貯藏0、30、60d時取樣測定各馬鈴薯品質指標，共取樣3次。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 淀粉含量測定 采用水比重法[16]測定淀粉含量。

1.3.2 還原糖含量測定 采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定[17]。

1.3.3 蛋白質含量測定 采用雙縮脲法測定。

1.3.4 維生素C含量測定 采用2，6-二氯酚標準液滴定法測定。

1.3.5 類胡蘿卜素含量測定 采用郝智勇等[18]的比色法測定。馬鈴薯洗凈去皮，稱取1 g馬鈴薯薯肉，研磨，加入提取液（丙酮與石油醚的混合液，體積比為4∶1）8 mL，50℃水浴30 min（全程避光），8000 r/min離心20 min，然后在波長440 nm處測定吸光值。

式中，A為樣品的吸光值；V為提取液體積（mL）；2500為類胡蘿卜素的平均吸光系數(shù)；m為馬鈴薯薯肉的質量（g）。

1.3.6 總抗氧化能力的測定 采用DPPH法測定[19]。稱取一定量的DPPH，同時加入0.1%的BHT，用甲醇溶解并定容成0.2mmol/L的DPPH溶液，存于棕瓶內（全程避光，現(xiàn)配現(xiàn)用）。

準確稱取0.2 g馬鈴薯薯肉，充分研磨后加入10 mL的70%甲醇溶液，50℃超聲振蕩提取30 min，取上清，定容至10 mL。取3支空白試管，取2 mL提取液與2 mL 0.2mmol/L的DPPH溶液混勻，記為Ai；取2 mL提取液與2 mL 70%的甲醇溶液混勻，記為Aj；取2 mL 70%的甲醇溶液與2 mL 0.2mmol/L的DPPH溶液混勻，記為A0。3支試管處理好后，37℃避光靜置20 min，然后以70%的甲醇溶液為空白調零，于517 nm下分別測其吸光度。

式中，A0為DPPH自由基本身的吸光度；Ai為樣品與DPPH自由基反應后的吸光度；Aj為樣品本身的吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 23.0軟件進行分析；采用Excel 2010軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 淀粉含量在貯藏期間的變化

從表2可以看出，各品種貯藏期間淀粉含量有明顯差異。方差分析表明，貯藏期間的淀粉含量變化差異達顯著水平，F(xiàn)貯藏期＝4.469，P＜0.05。60d窖藏后，7個品種淀粉含量減少，1個品種淀粉含量增加，總體均呈降低趨勢，說明60d窖藏對馬鈴薯塊莖淀粉含量影響顯著，淀粉含量隨貯藏期的延長而降低。

表2 不同馬鈴薯品種（系）淀粉含量比較 %

與貯藏初期淀粉含量相比，7個品種的淀粉含量貯藏30d后降低21.15%～44.51%，1個品種的淀粉含量增加29.18%；7個品種的淀粉含量貯藏60d后降低12.79%～68.00%，1個品種的淀粉含量增加58.00%。60d貯藏后淀粉含量變化最大的品種是川引2號，含量變化最小的品種是興佳2號。根據(jù)3個貯藏時間測得的淀粉含量平均值可知，不同品種間馬鈴薯塊莖淀粉含量最高的是隴薯12號，含量從高到低排序為隴薯12號＞華頌5號＞希森6號＞華頌7號＞興佳2號＞川引2號＞大同里外黃＞紅顏。

2.2 塊莖還原糖含量在貯藏期間的變化

從表3可以看出，各品種貯藏期間還原糖含量有差異，貯藏60d，不同品種間馬鈴薯塊莖平均還原糖含量最高的是川引2號，還原糖含量從高到低排序為川引2號＞隴薯12號＞大同里外黃＞興佳2號＞華頌5號＞紅顏＞華頌7號＝希森6號。與貯藏0d的還原糖含量相比，6個品種的還原糖含量貯藏30d后降低8.49%～79.97%，2個品種的還原糖含量增加17.48%～21.41%；貯藏60d后，3個品種的還原糖含量降低9.28%～64.97%，5個品種的還原糖含量增加27.10%～119.05%。貯藏60d后，還原糖含量變化最大的品種是隴薯12號，變化最小的品種是紅顏。

表3 不同馬鈴薯品種（系）還原糖含量比較 %

方差分析表明，貯藏期間的還原糖含量變化差異顯著，F(xiàn)貯藏期＝2.685，P＜0.05。30d窖藏后，6個品種的還原糖含量降低，2個品種的還原糖含量升高，而60d窖藏后，5個品種的還原糖含量升高，3個品種的還原糖含量降低，如興佳2號、大同里外黃和華頌5號等為高—低—高的變化，隴薯12號和希森6號為低—高—高的變化，說明60d窖藏對馬鈴薯塊莖還原糖含量影響大，為動態(tài)變化，且大部分品種還原糖含量隨貯藏期的延長而升高。

2.3 塊莖蛋白質含量在貯藏期間的變化

從表4可以看出，貯藏60d，不同品種間馬鈴薯塊莖平均蛋白質含量最高的是隴薯12號，蛋白質含量從高到低排序為隴薯12號＞華頌7號＞華頌5號＞興佳2號＝大同里外黃＞希森6號＞川引2號＞紅顏。與貯藏初期蛋白質含量相比，貯藏30d后的蛋白質含量增加41.86%～76.33%，貯藏60d后塊莖蛋白質含量增加14.51%～95.44%，增幅最大的品種是隴薯12號，增幅最小的品種是華頌5號。在塊莖蛋白質含量方面，8個品種均增加，貯藏60d后蛋白質含量相對較穩(wěn)定的品種是紅顏（增幅14.96%）和華頌5號（增幅14.51%）。

表4 不同馬鈴薯品種（系）蛋白質含量比較 %

方差分析表明，貯藏期間蛋白質含量變化差異達極顯著水平，F(xiàn)貯藏期=21.473，P＜0.01。60d窖藏后，8個品種蛋白質含量均升高，總體呈增加趨勢，說明60d窖藏對馬鈴薯塊莖蛋白質含量影響顯著，且含量隨貯藏期的延長而升高。

2.4 塊莖Vc含量在貯藏期間的變化

由表5可知，各品種貯藏期間維生素C含量有明顯差異，貯藏60d，不同品種間馬鈴薯塊莖平均維生素C含量最高的品種是紅顏，維生素C含量從高到低排序為紅顏＞隴薯12號＞川引2號＞希森6號＞興佳2號＞大同里外黃＞華頌7號＞華頌5號。與貯藏0d維生素C含量相比，貯藏30d后的維生素C含量降低53.57%～76.08%，貯藏60d后維生素C含量降低79.69%～93.78%，降幅最大的品種是大同里外黃，降幅最小的品種是紅顏。

表5 不同馬鈴薯品種（系）Vc含量比較mg/100 g

方差分析表明，貯藏期間維生素C含量變化差異達極顯著水平，F(xiàn)貯藏期＝187.391，P＜0.01。60d窖藏后，8個品種的維生素含量均降低，總體呈降低趨勢，說明60d窖藏對維生素C含量影響顯著，且含量隨貯藏期的延長而降低，降低幅度較大。表明維生素C是一個極不穩(wěn)定的指標，單就維生素C營養(yǎng)價值而言，鮮食馬鈴薯宜盡早食用。

2.5 塊莖類胡蘿卜素含量在貯藏期間的變化

由表6可知，不同品種間馬鈴薯塊莖類胡蘿卜素平均含量最高的品種是華頌7號，類胡蘿卜素含量從高到低排序為華頌7號＞紅顏＞希森6號＞大同里外黃＞華頌5號＞隴薯12號＞興佳2號＞川引2號。與貯藏0d類胡蘿卜素含量相比，貯藏30d后的類胡蘿卜素含量增幅為9.71%～71.06%，貯藏60d后，7個品種塊莖總類胡蘿卜素含量增幅為15.68%～85.32%，1個品種類胡蘿卜素含量降低16.39%，增幅最大的品種是希森6號，增幅最小的品種是興佳2號，華頌7號的類胡蘿卜素含量降低。因為類胡蘿卜素有重要的保健功能，與人類健康密切相關，所以在塊莖總類胡蘿卜素含量方面，貯藏期間主要參考塊莖類胡蘿卜素的平均含量及增幅，因此，表現(xiàn)較好的品種是華頌7號、紅顏和希森6號。

方差分析表明，品種間塊莖類胡蘿卜素含量差異顯著，F(xiàn)品種＝3.073，P＜0.05，貯藏期間類胡蘿卜素變化差異顯著，F(xiàn)貯藏期＝2.779，P＜0.05。60d窖藏后，7個品種的類胡蘿卜素含量升高，1個品種的類胡蘿卜素含量降低，總體呈升高趨勢，說明60d窖藏對類胡蘿卜素含量影響顯著，且含量隨貯藏期的延長而升高。

2.6 塊莖總抗氧化能力在貯藏期間的變化及其與類胡蘿卜素含量的相關分析

由表7可知，不同品種間馬鈴薯塊莖平均總抗氧化能力最高的品種是紅顏，抗氧化能力從高到低的順序為紅顏＞川引2號＞隴薯12號＞大同里外黃＞華頌5號＞華頌7號＞希森6號＞興佳2號。與貯藏初期塊莖總抗氧化能力相比，6個品種的總抗氧化能力在貯藏30d后升高3.73%～78.06%，2個品種的總抗氧化能力降低13.27%～27.55%；貯藏60d后，5個品種塊莖總抗氧化能力升高0.94%～82.04%，3個品種降低14.92%～44.91%，增幅最大的品種是華頌5號，變幅最小的品種是隴薯12號。塊莖總抗氧化能力與塊莖類胡蘿卜素一樣，都有著重要的保健功能，所以在塊莖總抗氧化能力方面，參考因素同塊莖總類胡蘿卜素一樣，貯藏期間主要參考平均總抗氧化能力及增幅，因此，表現(xiàn)較好的品種也是川引2號、紅顏和隴薯12號。

方差分析表明，品種間塊莖總抗氧化能力差異不顯著，F(xiàn)品種＝0.714，P＞0.05，貯藏期間總抗氧化能力變化差異也不顯著，F(xiàn)貯藏期＝0.69，P＞0.05。60d窖藏后，4個品種的抗氧化能力升高，3個品種的總抗氧化能力降低，1個品種的總抗氧化能力幾乎不變。說明60d窖藏對總抗氧化能力影響不顯著。

因為塊莖總抗氧化能力與塊莖總類胡蘿卜素含量息息相關，因此，對各階段馬鈴薯塊莖類胡蘿卜素含量與總抗氧化能力進行相關性分析，結果顯示，在窖藏60d時，塊莖類胡蘿卜素含量與塊莖總抗氧化能力的相關性達顯著水平（P＜0.05），推測隨著貯藏時間的延長，塊莖總類胡蘿卜素是馬鈴薯貯藏后期起抗氧化作用的主要成分。

2.7 不同馬鈴薯品種營養(yǎng)品質的評價

為了對60d短期窖藏后不同品種馬鈴薯的營養(yǎng)品質進行綜合評價，因此，根據(jù)表1～7中各個品質指標的測定結果進行分級。品質綜合評價采用模糊數(shù)學隸屬函數(shù)法，用60d窖藏期間各個指標的平均值，依照公式X（u）＝（X－Xmin）/（Xmax－Xmin）來計算各品種每個營養(yǎng)指標的隸屬函數(shù)值，再求其平均隸屬函數(shù)值。總體看來，紅顏綜合品質最佳，興佳2號的綜合品質最差，各品種品質從高到低排序為：紅顏＞川引2號＞華頌7號＞華頌5號＝隴薯12號＞希森6號＞大同里外黃＞興佳2號。

3 結論與討論

3.1 60d窖藏期間各個品質指標的變化

楊晟等[20]將2個馬鈴薯品種分別采用室內堆放貯藏和田間原地貯藏方式貯藏0～92d，結果表明，61d是馬鈴薯貯藏的一個臨界貯藏時期，各品質指標變化趨勢在此時均有轉折。本研究對8個馬鈴薯品種采用窖藏法貯藏60d，在整個貯藏期間，淀粉、維生素C含量呈下降趨勢，還原糖、蛋白質和類胡蘿卜素含量呈增加趨勢，差異均達顯著水平（P＜0.05）；而總抗氧化能力與貯藏時間無關，差異不顯著性（P＞0.05）。最終篩選出紅顏、川引2號和華頌7號這3個較耐貯藏的品種。

3.2 馬鈴薯塊莖還原糖含量的變化趨勢

60d窖藏后，大部分品種還原糖含量增加，在0～60d的貯藏期間，大部分品種還原糖含量呈現(xiàn)高—低—高的變化趨勢，這與石瑛等[21]和王希卓等[14]的研究結果一致。石瑛等[21]將13個馬鈴薯品種置于地窖中貯藏0～60d，每隔15d測定一次塊莖的還原糖含量，研究結果顯示，60d貯藏后有12個品種的還原糖含量升高，而在貯藏期間所有品種整體上都呈現(xiàn)上升—下降—上升的變化趨勢。王希卓等[14]將馬鈴薯分別在1、4、10、16℃中貯藏0～120d，結果顯示，在0～60d貯藏期間，馬鈴薯塊莖還原糖含量在16℃貯藏的變化趨勢為一直降低，而其他幾個溫度都是一直增加。而張燁等[13]將3種馬鈴薯分別在4℃保溫箱和窖中貯藏180d，結果表明，不同品種馬鈴薯在相同貯藏條件下，還原糖含量變化存在顯著差異（P＜0.05）。還原糖含量在貯藏期間呈現(xiàn)上升—下降—上升的變化趨勢是由于馬鈴薯在低溫貯藏期間發(fā)生了“低溫糖化”效應。而出現(xiàn)變化趨勢不明顯、一直升高或降低的變化趨勢的現(xiàn)象，張燁等[13]研究認為，貯藏條件和品種對馬鈴薯還原糖含量有一定影響，另外可能與取樣測定間隔周期長短有關。

3.3 馬鈴薯塊莖類胡蘿卜素含量的變化趨勢

本試驗中7個品種馬鈴薯塊莖類胡蘿卜素含量在60d窖藏后升高，1個品種降低，這個變化趨勢與張春秋[22]的研究結果一致。張春秋[22]以5個馬鈴薯品種為研究材料，對其進行4℃2個月貯藏，結果表明，所有品種塊莖的類胡蘿卜素含量都增加。TEVINI等[23]以8個馬鈴薯品種為試驗材料進行6個月的低溫貯藏，研究發(fā)現(xiàn)，3個黃肉品種塊莖的總類胡蘿卜素含量增加，1個白肉品種塊莖的總類胡蘿卜素含量保持不變，而剩余品種的總類胡蘿卜素含量降低。張春秋[22]還研究認為，變化趨勢不一致可能與品種呼吸強度、類胡蘿卜素的各組分種類及含量、氧化降解情況，以及品種本身休眠期長短相關。

3.4 馬鈴薯塊莖總抗氧化能力的變化趨勢

馬鈴薯的總抗氧化能力變化趨勢有明顯差異，有些升高，而有些則降低。唐忠厚等[24]研究結果表明，抗氧化能力與總黃酮、花青素、胡蘿卜素及總酚含量都呈極顯著相關。紫色與紅色薯肉的馬鈴薯品種的總抗氧化能力主要成分是花青素，其總抗氧化能力高于其他肉色馬鈴薯。有研究表明，抗氧化能力與花青素含量呈正相關。殷麗琴等[25]以10個薯肉為紅色和紫色馬鈴薯品種為研究對象，分別測定其總花青素含量與總抗氧化能力，研究結果表明，整薯總花青素含量與總抗氧化活性呈極顯著正相關（P＜0.01）。李倩[26]以8個彩色馬鈴薯為研究材料，分別在25、7℃貯藏0～60d，研究結果表明，塊莖花青素含量均隨著貯藏時間的延長而降低。在貯藏初期，馬鈴薯塊莖的總類胡蘿卜素含量與其總抗氧化能力間無顯著相關性，總抗氧化能力與花青素、黃酮、維生素E等具有強消除自由基能力的化合物有關，推測相關性不顯著可能與其他抗氧化成分相關。窖藏60d后塊莖總類胡蘿卜素含量與其總抗氧化能力間的相關性達顯著水平，而在貯藏60d后，維生素C含量降低，總類胡蘿卜素含量升高，花青素含量降低，總抗氧化能力幾乎不變，推測在貯藏60d時，馬鈴薯塊莖總抗氧化能力主要與總類胡蘿卜素含量有關。

3.5 耐貯藏馬鈴薯品種的篩選

本試驗采用模糊數(shù)學隸屬函數(shù)法對8個品種綜合品質進行評價，經60d窖藏，8個品種中綜合品質最優(yōu)的是紅顏，其次是川引2號和華頌7號。關于馬鈴薯品質指標的評價，目前尚無統(tǒng)一的方法，大多數(shù)人采用的是模糊數(shù)學隸屬函數(shù)法。王丹等[27]為了篩選出綜合性狀優(yōu)良、加工性狀突出且適宜在烏蘭察布市種植的馬鈴薯品種，通過隸屬函數(shù)法對22份馬鈴薯品種的品質進行綜合分析評價，最終篩選出6個優(yōu)質材料。朱杰等[28]為了篩選出品質優(yōu)良的馬鈴薯新品種，對6個品種馬鈴薯塊莖的各個品質指標進行了分析和綜合評價，并對各個營養(yǎng)品質指標的平均值進行4個等級的劃分，再將各個指標的等級數(shù)相加，相加數(shù)值越高品質越好。王紹輝等[29]也采用模糊數(shù)學隸屬函數(shù)法對33份蘿卜品種的品質性狀進行評價，并篩選出最佳的蘿卜品種。可見，模糊數(shù)學隸屬函數(shù)法可避免由單一指標分析帶來的不全面性，能較好地評價馬鈴薯的品質。