草酸結(jié)合臭氧處理對休眠后期馬鈴薯生理指標(biāo)的影響

刁小琴+關(guān)海寧+李楊+喬秀麗

摘要：以休眠后期的馬鈴薯為試驗(yàn)材料，對其進(jìn)行不同濃度的草酸結(jié)合臭氧處理，研究不同處理對馬鈴薯品質(zhì)和生理特性的影響。結(jié)果表明，經(jīng)過25 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧、50 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧、只通10 min臭氧處理均可以不同程度地抑制馬鈴薯可溶性固形物含量、淀粉含量、抗壞血酸含量、總酚含量的下降并控制呼吸強(qiáng)度、多酚氧化酶活性、過氧化物酶活性的增加，與對照相比更能有效延緩馬鈴薯的衰老進(jìn)程，使馬鈴薯保持了較好的貯藏品質(zhì)。25 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧處理的馬鈴薯的保鮮效果最好，可以很好地保持馬鈴薯的品質(zhì)，延長馬鈴薯的貨架期。

關(guān)鍵詞：草酸；臭氧；休眠；馬鈴薯；品質(zhì)；生理指標(biāo)；衰老；保鮮；貨架期

中圖分類號： S532.01；TS205 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2017）18-0179-03

收稿日期：2016-05-13

基金項(xiàng)目：黑龍江省綏化市科技計(jì)劃（編號：SHKJ2015-002）。

作者簡介：刁小琴（1979—），女，山西懷仁人，博士，副教授，研究方向?yàn)檗r(nóng)畜產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：diaoxiaoqing172@163.com。 馬鈴薯是重要糧食作物之一，采后仍是一個(gè)活體進(jìn)行著新陳代謝[1]。馬鈴薯屬于休眠類蔬菜，貯藏過程中會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，休眠后期即為萌芽期，在萌芽期間薯塊呼吸旺盛，迅速發(fā)芽，組織中所含大量淀粉迅速轉(zhuǎn)化，大量失水，造成表皮萎蔫，品質(zhì)劣變，并產(chǎn)生龍葵素等有毒物質(zhì)，進(jìn)而失去食用價(jià)值[2]。草酸由生物體內(nèi)代謝產(chǎn)生，是一種安全無毒的有機(jī)酸，草酸處理可以明顯改善果實(shí)的果肉著色，推遲乙烯高峰期到來，降低果實(shí)呼吸速率，從而延緩果實(shí)成熟進(jìn)程，延長果實(shí)的貯藏保鮮時(shí)間[3-4]。目前，草酸在果蔬貯藏保鮮中的作用已受到了人們極大的關(guān)注。臭氧（O3）氧化性強(qiáng)，對微生物可以起到很好的滅菌作用[5]，而且具有無殘留的特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于水處理、醫(yī)療滅菌、農(nóng)業(yè)的采前防病以及采后保鮮等方面。本研究采用草酸結(jié)合臭氧處理休眠后期的馬鈴薯，通過測定多個(gè)生理指標(biāo)的變化，探討草酸結(jié)合臭氧對貨架期馬鈴薯的保鮮效果，為休眠后期馬鈴薯的貨架保鮮提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

馬鈴薯品種為綏化產(chǎn)黃麻子，塊莖在農(nóng)戶地下窖貯藏3個(gè)月后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，于2～4 ℃條件下貯藏備用。隨機(jī)挑選大小均勻、無機(jī)械傷、無發(fā)芽綠變的馬鈴薯為供試材料。

1.2 試劑與儀器

無水乙醇、濃鹽酸、甲醇等均為分析純。 TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；冷凍離心機(jī)（上海楚柏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）。數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司）；臺式離心機(jī)（湖南星科科學(xué)儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

分別用25 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧、50 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧和只通10 min臭氧3種方法處理馬鈴薯，未做處理的馬鈴薯作對照組。將處理組和對照組的塊莖置于常溫（20 ℃）進(jìn)行貨架試驗(yàn)。每個(gè)處理30個(gè)塊莖，每2 d測定1次生理生化指標(biāo)，每次測定重復(fù)3次。

1.4 指標(biāo)測定

可溶性固形物含量的測定采用手持折光儀法；淀粉含量的測定采用碘比色法[6]；抗壞血酸含量的測定用2，6-二氯靛酚溶液滴定法[6]；總酚含量測定采用福林-酚比色法[7]；多酚氧化酶（PPO）活性用鄰苯二酚比色法[8]測定，過氧化物酶（POD）活性用愈創(chuàng)木酚比色法[9]測定，1個(gè)酶活性單位（U）定義為測定條件下1 min引起吸光度改變0.01所需的酶量[酶活性單位為U/（g·min）]；呼吸速率的測定采用氣流法[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對馬鈴薯可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量不僅影響果實(shí)的口感風(fēng)味， 還是呼吸代謝的主要底物，通過可溶性固形物含量的變化可以看出果實(shí)的衰老情況。由圖1可以看出，可溶性固形物含量在前2 d內(nèi)基本不變，在處理后2～8 d內(nèi)呈下降趨勢。前期不變可能是馬鈴薯自身的溫度還較低，內(nèi)部還沒有產(chǎn)生太多的呼吸消耗，而后期下降主要是由于呼吸作用的消耗所導(dǎo)致。貯藏后8 d，對照組可溶性固形物含量降低到4.9%，而25 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧、50 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧、只通10 min臭氧處理的可溶性固形物含量分別為61%、5.7%、5.2%。整個(gè)貯藏期間，經(jīng)過處理的馬鈴薯的可溶性固形物含量均高于對照。結(jié)果表明，3種處理均有效抑制了可溶性固形物含量的下降，其中25 mmol/L草酸溶液結(jié)合 10 min 臭氧處理過的馬鈴薯貯藏效果最佳。

2.2 不同處理對馬鈴薯抗壞血酸含量的影響

抗壞血酸是一種重要的營養(yǎng)物質(zhì)，也是一種天然的抗氧化劑，在抗氧化代謝中發(fā)揮著不可替代的作用，馬鈴薯中含有一定量的抗壞血酸。由圖2可以看出，貯藏期間抗壞血酸含量呈下降趨勢，可能是由于貯藏期間馬鈴薯自身生理代謝消耗了一部分抗壞血酸，使其含量下降，貯藏后8 d，對照馬鈴薯的抗壞血酸含量降低到0.74 mg/g，而25 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧處理的抗壞血酸含量為1.14 mg/g。整個(gè)貨架期間，經(jīng)過處理的馬鈴薯的抗壞血酸含量都高于對照且 25 mmol/L 草酸溶液結(jié)合10 min臭氧處理組效果最好。

2.3 不同處理對馬鈴薯淀粉含量的影響

從圖3可知，馬鈴薯在貯藏期間，淀粉含量在前6 d內(nèi)下降趨勢較為明顯，且不同處理變化趨勢基本相同，而在貯藏后6～8 d內(nèi)下降趨勢比較緩慢。這可能是由于在貯藏前6 d內(nèi)，馬鈴薯塊莖中的淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，使淀粉含量下降；而在貯藏后期，馬鈴薯塊莖中的淀粉幾乎全部轉(zhuǎn)化為糖，因此淀粉下降并不明顯。 貯藏后8 d，對照組馬鈴薯的淀粉含量降低到55%，而25 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧處理的淀粉含量最高，為9.8%。endprint

2.4 不同處理對馬鈴薯呼吸強(qiáng)度的影響

呼吸強(qiáng)度是衡量呼吸作用的一項(xiàng)重要指標(biāo)，同時(shí)也是馬鈴薯貯藏過程中最重要的一項(xiàng)生理指標(biāo)。通過有效的抑制呼吸作用，能夠延長馬鈴薯的貯藏期。由圖4可知，呼吸強(qiáng)度前6 d內(nèi)上升趨勢平緩，而在貯藏后6～8 d內(nèi)急劇上升。前6 d上升趨勢平緩可能是由于雖然貯藏環(huán)境溫度較高，但馬鈴薯塊莖自身的溫度較低，使其呼吸輕度升高；隨著貯藏時(shí)間的延長，在貯藏后6～8 d，塊莖自身溫度與貯藏環(huán)境溫度基本一致，馬鈴薯塊莖呼吸急劇上升，呼吸強(qiáng)度大幅度增加。貯藏后8 d，對照組馬鈴薯呼吸強(qiáng)度上升到172.89 mg/（kg·h），而25 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧處理的呼吸強(qiáng)度為136.624 mg/（kg·h）。整個(gè)貨架期間，經(jīng)過處理的馬鈴薯的呼吸強(qiáng)度都低于對照。

2.5 不同處理對馬鈴薯總酚含量的影響

酚類物質(zhì)是馬鈴薯內(nèi)部重要的次生代謝產(chǎn)物，能和具有強(qiáng)氧化性的活性氧和自由基發(fā)生反應(yīng)，對維持自由基和活性氧代謝平衡具有非常重要的影響，該物質(zhì)不僅能有效避免馬鈴薯果實(shí)發(fā)生損傷，還能達(dá)到延長馬鈴薯貯藏的目的。由圖5可知，馬鈴薯在貯藏期間總酚含量呈下降趨勢。貯藏后 8 d，對照組的總酚含量降低到0.16 mg/g，而經(jīng)過處理的馬鈴薯的總酚含量都高于對照，且經(jīng)過25 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧處理過的馬鈴薯貯藏效果最佳。

2.6 不同處理對馬鈴薯多酚氧化酶（PPO）的影響

多酚氧化酶（PPO）是一種含銅氧化酶，在馬鈴薯果實(shí)受到機(jī)械損傷或病菌感染后，能夠催化酚類物質(zhì)氧化成醌，醌可以與蛋白質(zhì)、氨基酸等生成高分子絡(luò)合物，從而導(dǎo)致黑色素的生成，致使馬鈴薯果實(shí)發(fā)生褐變，因此多酚氧化酶是引起馬鈴薯發(fā)生酶促褐變的主要因素。由圖6可知，馬鈴薯在貯藏期間，多酚氧化酶（PPO）活性呈上升趨勢，貯藏后8 d，對照馬鈴薯的多酚氧化酶（PPO）活性上升到175.2 U/（g·min），而 25 mmol/L 草酸溶液結(jié)合10 min臭氧、50 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧、只通10 min臭氧的多酚氧化酶活性分別為135.0、144.2、149.6 U/（g·min）?？梢?，經(jīng)過處理的馬鈴薯的多酚氧化酶（PPO）活性都低于對照，說明3種處理都有效控制了多酚氧化酶活性的提高，減少了因馬鈴薯氧化所造成的損失，保證了馬鈴薯的良好風(fēng)味和優(yōu)良品質(zhì)。其中效果最好的是經(jīng)過25 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧處理過的馬鈴薯。

2.7 不同處理對馬鈴薯過氧化物酶（POD）的影響

過氧化物酶不僅是活性氧自由基清除系統(tǒng)中一種重要的保護(hù)酶，而且還是細(xì)胞內(nèi)重要的內(nèi)源性氧清除劑[11]，可以和過氧化氫酶共同作用，清除馬鈴薯內(nèi)部積累的具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，如過氧化氫分解，減少這些物質(zhì)對馬鈴薯果實(shí)組織所造成的氧化傷害。由圖7可知，馬鈴薯在貨架期間，過氧化物酶呈上升趨勢。貯藏后8 d，對照馬鈴薯的過氧化物酶活性上升到402.5 U/（g·min），而經(jīng)過處理的馬鈴薯的過氧化物酶活性都低于對照。

3 結(jié)論

通過25 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧、50 mmol/L草酸溶液結(jié)合10 min臭氧和只通10 min臭氧處理的馬鈴薯都可以不同程度地抑制可溶性固形物含量、淀粉含量、抗壞血酸含量、總酚含量的下降并控制呼吸強(qiáng)度、多酚氧化酶、過氧化物酶活性的提高，與對照相比，更能有效地延緩馬鈴薯的衰老進(jìn)程，使馬鈴薯保持較好的貯藏品質(zhì)。其中用 25 mmol/L 草酸溶液結(jié)合10 min臭氧處理的馬鈴薯保鮮效果最好，可以使馬鈴薯的品質(zhì)得到很好的保持，從而延長馬鈴薯的貨架期。

參考文獻(xiàn)：

[1]屈冬玉，謝開云，金黎平，等. 中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展與食物安全[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，38（2）：358-362.

[2]Afify A E M R，Ei-Beltagi H E，Aly A A，et al. Antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation as biomarker for potato tuber stored by two essential oils from caraway and clove and its main component carvone and eugenol[J]. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine，2012，2（2）：772-780.

[3]張中海，饒景萍，李玲玲. 草酸對獼猴桃果銹清洗與貯藏效應(yīng)的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，34（7）：101-105.

[4]鄭小林，田世平，岳 洪，等. 草酸處理對杧果貯藏效果的影響[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2007，34（3）：579-584.

[5]羅強(qiáng)強(qiáng)，解光勇，全汝岱，等. 電暈放電法制備臭氧技術(shù)研究[J]. 信息技術(shù)，2009（4）：18-20.

[6]曹建康，姜微波，趙玉梅. 果蔬采后生理生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2007：76-78.

[7]王 芳，蒲金基，占 魏，等. 不同處理對芒果果皮總酚含量的影響[J]. 熱帶生物學(xué)報(bào)，2012，3（1）：59-61.

[8]Rocha A M C N，Morais A M M B. Characterization of polyphenoloxidase （PPO） extracted from ‘Jonagored apple[J]. Food Control，2001，12（2）：85-90.

[9]李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000：164-165.

[10]馮雙慶，趙玉梅. 果蔬保鮮技術(shù)及常規(guī)測試方法[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001：145-147.

[11]張丙云，秦躍龍，田世龍，等. 不同濃度CO2對貯藏期間馬鈴薯生理品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技，2014，35（17）：325-328.陳 亮，危 晴，辛秀蘭，等. 不同品種獼猴桃發(fā)酵酒香氣成分的GC-MS分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（18）：182-186.endprint