6種甘薯貯藏過(guò)程中4項(xiàng)生理指標(biāo)的變化

徐皓　黨婭　潘瑞瑞　孫照

摘 要： 甘薯采后不易貯藏，嚴(yán)重影響了鮮薯的品質(zhì)、貨架期和產(chǎn)業(yè)化加工效益，探討甘薯貯藏保鮮技術(shù)顯得尤為重要。 對(duì)陜南主栽 6 種甘薯測(cè)定呼吸速率、丙二醛含量、過(guò)氧化氫酶活性，并對(duì)甘薯貯藏期間的水分、霉變情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析甘薯采后貯藏過(guò)程中生理活性變化的規(guī)律。結(jié)果表明，冷藏會(huì)刺激呼吸增強(qiáng)，但最終會(huì)達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定呼吸狀態(tài)；霉變程度、丙二醛含量隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增加，水分含量、過(guò)氧化氫酶活性隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)逐漸減少或降低。其中‘川紫1號(hào)‘秦薯5號(hào)在貯藏期霉變程度和失重率較低，丙二醛含量最低，40 d時(shí)分別為0.26、0.15 μmol·g-1，過(guò)氧化氫酶活性最高，40 d時(shí)分別為0.79、0.77 μmol·g-1·min-1，相比其他品種較耐貯藏。

關(guān)鍵詞： 甘薯；貯藏；生理變化

Changes of four physiological indexes during the storage process of six sweet potato varieties

XU Hao， DANG Ya， PAN Ruirui， SUN Zhao

（ College of Biological Science and Engineering， Shaanxi University of Technology， Hanzhong 723001， Shaanxi， China）

Abstract： Sweet potato is not easy to store after harvest， which seriously affects the quality of fresh potato， the shelf life and processing benefit of industrialization. It is very important to study the storage and preservation technology of sweet potato. In this paper， the rate of respiration， the malondialdehyde contents， the catalase activitives of six main cultivated sweet potato varieties in shaanxi were determined. In addition， the moisture content and mildew of sweet potato during storage were measured to analyze the changes of physiological activity during postharvest storage of sweet potato. The results showed that cold storage stimulated respiration， but eventually reached a stable respiratory state. The degree of mildew and the content of malondialdehyde increased gradually with the prolongation of storage time. The water content and catalase activity decreased with the increase of storage time. Taken together， ‘Chuanzi 1 and ‘Qinshu 5 were more resistant to storage than other varieties because of the lower mildew and weightlessness rates， the lowest malondialdehyde contents and catalase activies.

Key words： Sweet potato； Storage； Physiological change

甘薯又名紅薯、山芋等，原產(chǎn)南美洲，為旋花科甘薯屬具有蔓生習(xí)性的一年生或多年生草本植物，是重要的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物[1]。當(dāng)前，我國(guó)是全球最大的甘薯生產(chǎn)國(guó)。甘薯營(yíng)養(yǎng)平衡，富含淀粉、蛋白質(zhì)、食物纖維、胡蘿卜素、維生素和鉀、鐵等微量元素，對(duì)于保持人體酸堿平衡和促進(jìn)身體健康有重要作用[2]。

甘薯是一種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、營(yíng)養(yǎng)豐富、用途廣泛的農(nóng)作物。漢中是陜南薯類(lèi)的主產(chǎn)區(qū)，洋縣槐樹(shù)關(guān)的甘薯享譽(yù)全國(guó)，漢中薯類(lèi)種植面積達(dá)5.33萬(wàn) hm2，年總產(chǎn)量超過(guò)65萬(wàn) t，產(chǎn)值26億元。其中甘薯種植1.33萬(wàn) hm2，馬鈴薯種植3.33萬(wàn) hm2，豆薯種植0.33萬(wàn) hm2，種植范圍遍及漢中市所轄11個(gè)縣、區(qū)[3]。悠久的種植歷史和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)越的生態(tài)環(huán)境，低廉的勞動(dòng)力成本，造就了漢中甘薯巨大的生產(chǎn)潛力和較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，為薯類(lèi)產(chǎn)業(yè)中加工業(yè)及物流業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但甘薯采收后容易出現(xiàn)發(fā)芽、腐爛、霉變、凍害等現(xiàn)象，造成營(yíng)養(yǎng)價(jià)值缺失和經(jīng)濟(jì)價(jià)值下降，導(dǎo)致加工周期縮短，經(jīng)濟(jì)效益受損。因此甘薯的貯藏保鮮成為當(dāng)?shù)仵r薯銷(xiāo)售及產(chǎn)業(yè)化加工的瓶頸。

甘薯的貯藏條件主要受溫度、濕度、氣體等因素的影響，最佳貯藏溫度為10～14 ℃，濕度為80%左右，二氧化碳含量不高于10%，氧氣含量不低于7%[4]。常用的貯藏保鮮方式有：塑料大棚充CO2氣體貯藏、日光溫室稻草加塑料膜覆蓋貯藏、雙層膜活動(dòng)庫(kù)貯藏、高溫屋窯貯藏以及地窖或山洞貯藏、氣調(diào)庫(kù)貯藏保鮮、涂膜保鮮、臭氧保鮮等[5-7]。膜脂過(guò)氧化的最終分解產(chǎn)物是丙二醛，其含量是反映植物遭受逆境傷害程度的重要指標(biāo)之一，丙二醛含量越高，說(shuō)明植物細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化程度越高，細(xì)胞膜受到的傷害越嚴(yán)重[8]。H2O2 是有毒害作用的活性氧的前體，生物體內(nèi)的活性氧和自由基的積累，會(huì)導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化，從而引起生物體自身代謝的紊亂[9]。過(guò)氧化氫酶是一種廣泛存在于生物組織中的氧化還原酶，它能催化分解H2O2，維護(hù)細(xì)胞的穩(wěn)定性和完整性，起到保護(hù)細(xì)胞的作用[10]。筆者采用小籃子法測(cè)定陜南主栽6個(gè)甘薯品種的呼吸速率、紫外分光光度計(jì)測(cè)丙二醛含量、高錳酸鉀滴定法測(cè)過(guò)氧化氫酶活性，此外還對(duì)甘薯貯藏期間的水分、霉變情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析甘薯采后貯藏過(guò)程中生理活性變化的規(guī)律，挑選適宜陜南種植、貯藏的優(yōu)良品種，為當(dāng)?shù)馗适矸N植和貯藏保鮮技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料采自陜西漢中城固縣新天地農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)種植的6個(gè)甘薯品種，分別為‘秦薯1號(hào)‘煙0747‘渝紫7號(hào)‘秦薯7號(hào)‘秦薯5號(hào)‘川紫1號(hào)。2013年11月16日采收后，在園區(qū)甘薯貯藏庫(kù)里開(kāi)展試驗(yàn)。

1.2 方法

1.2.1 樣品預(yù)處理 挑選薯皮無(wú)破損、薯形完整、薯塊色澤和硬度正常、無(wú)軟腐霉?fàn)€無(wú)蟲(chóng)害不同品種甘薯各20個(gè)。挑選后裝入周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，貯藏于溫度10～13 ℃、濕度為28%～65%的貯藏庫(kù)中，并對(duì)每個(gè)品種中的樣品編號(hào)，記錄貯藏過(guò)程中生理指標(biāo)變化，每天的溫度、濕度、質(zhì)量以及霉變情況，貯藏期40 d。

1.2.2 生理指標(biāo)的測(cè)定 失重率采用稱(chēng)重法，呼吸速率的測(cè)定采用小籃子法（以CO2質(zhì)量換算），每個(gè)品種選取有編號(hào)的5個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)定，求平均值，每隔5 d測(cè)1次。丙二醛含量的測(cè)定采用硫代巴比妥酸法，過(guò)氧化氫酶活性的測(cè)定采用高錳酸鉀滴定法，每個(gè)品種選取有編號(hào)的5個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，每隔5 d統(tǒng)計(jì)1次。溫度、濕度每天統(tǒng)計(jì)1次，霉變和損傷情況每隔5 d統(tǒng)計(jì)1次。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種甘薯貯藏期霉變和失重情況

隨甘薯貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，其霉變情況逐漸嚴(yán)重，出現(xiàn)白色、褐色、灰色等絲狀物和黑斑，薯心逐漸變松軟，霉變甘薯數(shù)量逐漸減少。‘秦薯5號(hào)和‘川紫1號(hào)的受損程度相比其他品種較輕，較耐貯藏，‘渝紫1號(hào)‘煙0747和‘秦薯1號(hào)腐爛程度大，貯藏時(shí)間較短（表1）。

在貯藏期每隔5 d，分別對(duì)每個(gè)品種用于呼吸測(cè)定的5個(gè)樣品稱(chēng)重，得到不同品種失重率隨時(shí)間的變化情況如圖1。

由圖1可以看出，在貯藏后期均出現(xiàn)較大的失重率，這是因?yàn)轷r薯在貯藏前期水分含量高，再加上不同品種之間干物質(zhì)以及各種碳水化合物含量存在較大差異，從而導(dǎo)致甘薯貯藏前期含水量存在較大差異。在貯藏前期，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，甘薯失重不斷加快。貯藏20 d左右的甘薯失重率多在5%左右，在貯藏30 d左右時(shí)，6個(gè)品種的失重率均緩慢上升，逐漸趨于穩(wěn)定。‘川紫1號(hào)和‘秦薯5號(hào)相比于其他品種更耐貯藏，能較好地保持貯藏前后的質(zhì)量。

2.2 不同品種甘薯呼吸速率的變化

由圖2可以看出，在貯藏前期，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各品種甘薯的呼吸速率均逐漸下降，在20 d左右出現(xiàn)一個(gè)波谷，然后呼吸速率逐步上升，出現(xiàn)第2個(gè)呼吸速率峰值。整體趨勢(shì)一致。呼吸速率越高，越容易引起貯藏環(huán)境溫度升高、濕度增加，從而出現(xiàn)腐爛、發(fā)霉等現(xiàn)象。

2.3 不同品種甘薯丙二醛含量的變化

從圖3中可以看出，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，不同品種甘薯中丙二醛含量呈上升趨勢(shì)，‘川紫1號(hào)‘秦薯5號(hào)在貯藏過(guò)程中相比于其他品種丙二醛含量較低，抗逆境能力強(qiáng)，更耐貯藏。

2.4 不同品種甘薯過(guò)氧化氫酶活性的變化

從圖4中可以看出，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，不同品種甘薯的過(guò)氧化氫酶活性呈下降趨勢(shì)?！厥?號(hào)和‘川紫1號(hào)較其他品種過(guò)氧化氫酶活性更高，其抗氧化性比較強(qiáng)，更耐貯藏。

3 討 論

關(guān)于甘薯貯藏的最適溫度，不同學(xué)者研究結(jié)果不一，這可能與甘薯品種差異有一定關(guān)系。國(guó)內(nèi)部分學(xué)者認(rèn)為應(yīng)在12～15 ℃之間[11-12]，因此筆者采用10～13 ℃貯藏庫(kù)，對(duì)甘薯的貯藏相對(duì)比較適宜。

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，甘薯出現(xiàn)較大的失重率，這是因?yàn)轷r薯在貯藏前期水分含量高，貯藏過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)水分散失和通過(guò)呼吸作用分解部分淀粉來(lái)提供能量，所以后期會(huì)出現(xiàn)失重和變軟現(xiàn)象?！ㄗ?號(hào)和‘秦薯5號(hào)相比于其他品種更耐貯藏，能較好保地持貯藏前后的質(zhì)量，失重率在20%以?xún)?nèi)，‘煙0747和‘秦薯1號(hào)失重率則相對(duì)較大，達(dá)到40%以上，這可能與‘煙0747和‘秦薯1號(hào)薯塊相對(duì)較小，比表面積大有關(guān)。

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各品種甘薯的呼吸速率均下降，在20 d左右出現(xiàn)1個(gè)波谷，然后呼吸速率有逐步上升，出現(xiàn)第2個(gè)呼吸速率峰值。整體趨勢(shì)都是隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，呼吸速率剛開(kāi)始比較大，隨著貯藏時(shí)間增加逐漸減小，隨后又緩慢上升。這與朱紅等[13]對(duì)其他6個(gè)甘薯品種的研究結(jié)果是一致的。‘川紫1號(hào)和‘秦薯5號(hào)隨甘薯貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，呼吸速率的變化幅度小，呼吸較弱，所以其霉變和損傷情況不嚴(yán)重，較耐貯藏?！遄?號(hào)‘煙0747和‘秦薯1號(hào)腐爛程度大，貯藏時(shí)間較短。所以貯藏過(guò)程中應(yīng)充分通風(fēng)，降溫排濕，中后期還應(yīng)防止因呼吸釋放的二氧化碳累積造成爛薯。

丙二醛含量增高，說(shuō)明植物細(xì)胞膜受到高溫、低溫、干旱等脅迫的傷害程度增高[14]。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各品種甘薯丙二醛含量均出現(xiàn)增高現(xiàn)象，主要是呼吸過(guò)程中釋放過(guò)多熱量導(dǎo)致的。過(guò)氧化氫酶能催化分解H2O2，減少細(xì)胞內(nèi)氧自由基的積累，為生物體提供抗氧化防御體系[15]。在貯藏過(guò)程中過(guò)氧化氫酶活性出現(xiàn)下降現(xiàn)象，這與甘薯貯藏過(guò)程中受損傷，過(guò)氧化氫酶活性降低有很大關(guān)系。

本試驗(yàn)的研究結(jié)果表明，‘川紫1號(hào)和‘秦薯5號(hào)貯藏過(guò)程中丙二醛含量增高緩慢，過(guò)氧化氫酶活性相對(duì)較高，所以較其他品種更耐貯藏。同時(shí)，‘川紫1號(hào)‘秦薯5號(hào)產(chǎn)量較高，是可以引導(dǎo)農(nóng)戶(hù)選擇種植的優(yōu)良甘薯品種，有利于提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入和種植積極性。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔡自建，龍虎. 甘薯營(yíng)養(yǎng)研究及食品開(kāi)發(fā)[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，31（1）：103-106.

[2] 何偉忠，木泰華. 我國(guó)甘薯加工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀概述[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2006，27（11）：176-180.

[3] 孫照，李新生，徐皓，等. 甘薯采后生理及貯藏保鮮技術(shù)研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代食品，2016（6）：49-50.

[4] 唐君，周志林，張?jiān)蕜偅? 國(guó)內(nèi)外甘薯種質(zhì)資源研究進(jìn)展[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，29（5）：478-482.

[5] 朱志強(qiáng)，張平，任朝暉，等. 甘薯改良式貯藏庫(kù)設(shè)計(jì)與貯藏效果[J].保鮮與加工，2008，8（6）：18-21.

[6] 石小瓊，林標(biāo)聲，楊永林，等. 甘薯氣調(diào)保鮮最佳貯藏條件研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2013，34（15）：92-96.

[7] 殷俊峰，劉廣平. 臭氧在甘薯貯藏保鮮中的科技創(chuàng)新應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013（16）：286-287.

[8] 楊虎清，趙曉飛，黃程前，等. 不同處理方式對(duì)甘薯冷害和抗氧化代謝影響分析[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2014，28（8）：1407-1412.

[9] 勾明玥，劉梁，張春枝，等. 采用DPPH法測(cè)定26種植物的抗氧化活性[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2010（3）：148-150.

[10] 張成玲，楊冬靜，趙永強(qiáng)，等. 鐮刀菌脅迫對(duì)不同甘薯品種抗氧化酶及MDA含量的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2017，33（2）：263-266.

[11] 王海山，肖佩剛. 甘薯的科學(xué)收獲和安全貯藏[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技，2009（23）：47.

[12] 劉爽.甘薯的安全貯藏技術(shù)[J]. 吉林蔬菜，2009（6）：69.

[13] 朱紅，李洪民，張愛(ài)君，等. 甘薯貯藏期呼吸強(qiáng)度與主要品質(zhì)的變化研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（7）：64-67.

[14] 鄒琦.植物生理生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000：173-174.

[15] 張坤生，田薈琳. 過(guò)氧化氫酶的功能及研究[J].食品科技，2007（1）：8-10.