乙烯與熱處理對(duì)常溫物流甘薯發(fā)芽及品質(zhì)的影響

吳姍鴻，張洪翠，代慧，段志蓉，張敏*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715)2(西南大學(xué)，食品貯藏與物流研究中心，重慶，400715) 3(農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(重慶)，重慶，400715)

我國甘薯資源豐富，種植面積和產(chǎn)量均位居世界第一[1]。甘薯運(yùn)輸以常溫物流為主，然而常溫條件下甘薯極易發(fā)芽[2]，且品質(zhì)破壞較大。商家只有在上貨架前先進(jìn)行手工剪芽處理再銷售，浪費(fèi)了大量人工及時(shí)間成本。甘薯塊根生長的芽由不定芽原基發(fā)育而成，是幼芽的基礎(chǔ)組織，起源于薯塊的中柱鞘或韌皮部的薄壁細(xì)胞，通過分裂發(fā)育成為芽的生長點(diǎn)，再長大成為幼芽，且發(fā)生位置無規(guī)律[3]，甘薯一旦離開低溫環(huán)境，芽原基分生組織將利用其他組織中的營養(yǎng)物質(zhì)，繼續(xù)進(jìn)行一定程度的生長和發(fā)育，進(jìn)而造成甘薯本身品質(zhì)下降如出現(xiàn)凹痕、商品性大打折扣等，縮短甘薯壽命[4]。

目前應(yīng)用較為廣泛的抑芽技術(shù)有3-氯氨基甲酸異丙基酯(chlorpropham，CIPC)和輻照技術(shù)。CIPC作為馬鈴薯抑芽劑在許多國家得到應(yīng)用[5]，但研究表明CIPC會(huì)分解成苯胺類衍生物，對(duì)人體有毒甚至是致癌作用[6]。輻照技術(shù)作為一種安全的抑芽技術(shù)，被美國食品藥物管理局允許使用，然而在我國由于需要到指定地點(diǎn)處理，操作不便，較難推廣使用。因此，研究一種安全有效且便于我國推廣使用的甘薯抑芽技術(shù)就顯得十分必要。

熱處理作為一種物理保鮮技術(shù)，已在多種果蔬上廣泛應(yīng)用，目前熱處理抑芽機(jī)理尚不清楚，推測有可能是高溫破壞了薯塊的中柱鞘或韌皮部的薄壁細(xì)胞從而實(shí)現(xiàn)甘薯抑芽。有研究表明長期高溫脅迫對(duì)抗氧化系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，尤其是抗氧化酶會(huì)降低活性甚至失活，導(dǎo)致 H2O2含量增加、脂質(zhì)過氧化及蛋白氧化，氧化脅迫加劇均會(huì)引起細(xì)胞的死亡[7]。乙烯是一種簡單的不飽和烴，它是一種天然的植物生長調(diào)節(jié)劑，且成本低，安全性好，在馬鈴薯[8]、洋蔥[9]等果蔬中的研究表明，乙烯能夠抑制發(fā)芽，外源乙烯通過影響貯藏期間馬鈴薯塊莖糖代謝途徑中酸性轉(zhuǎn)化酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶等多種酶的活性影響塊莖的生長發(fā)育進(jìn)程, 從而影響馬鈴薯的休眠與發(fā)芽[10]。目前熱處理以及外源乙烯技術(shù)在甘薯抑芽方面及品質(zhì)控制方面的研究較為匱乏，而這兩項(xiàng)技術(shù)具有綠色安全且便于在我國推廣應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。目前對(duì)甘薯抑芽方面的研究較少，且主要針對(duì)的是15 ℃左右的貯藏環(huán)節(jié)，對(duì)常溫物流中甘薯發(fā)芽的文獻(xiàn)極少。本文研究熱處理和外源乙烯對(duì)常溫物流的甘薯抑芽及品質(zhì)控制的差異，為技術(shù)的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

從重慶市北碚天生農(nóng)貿(mào)市場購得的同批新鮮甘薯，品種為“紅心王”；標(biāo)準(zhǔn)郵政6號(hào)紙箱，尺寸為260 mm×150 mm×180 mm，結(jié)構(gòu)為3層普通B瓦楞。

外源乙烯(乙烯利，有效成分20%)，山東營養(yǎng)源食品科技有限公司；酒石酸鉀鈉、乙酸鉛、Na2SO4、無水乙酸鈉、聚乙二醇6000、鄰苯二酚、亞鐵氰化鉀、2,6-二氯靛酚、抗壞血酸，成都市科龍化工試劑廠；乙酸乙酯，重慶川東化工集團(tuán)有限公司；TritonX-100，重慶北碚化學(xué)試劑廠；蒽酮，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；其余試劑均為實(shí)驗(yàn)室常用試劑，所有試劑等級(jí)為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

CheckMate 3.0頂空氣體分析儀，美國膜康；HWS人工氣候箱，寧波東南儀器；H1650R高速冷凍離心機(jī)，湖南湘儀；UV-2450PC紫外可見分光光度計(jì)，日本島津；DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海-恒科學(xué)儀器；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州澳華儀器。

1.3 樣品處理

挑選大小一致，無發(fā)芽，破皮少，兩端完整的甘薯進(jìn)行處理。將甘薯洗凈后再用體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精擦拭表面，晾干后備用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定熱處理和乙烯處理?xiàng)l件。將甘薯隨機(jī)分成3組：(1)CK組：不作任何處理，自然晾干裝箱；(2)熱處理組：50 ℃熱水浸泡20 min，流動(dòng)常溫水沖洗10 min冷卻降溫，自然晾干裝箱；(3)乙烯處理組：自然晾干裝箱時(shí)，在紙箱中放入一定量乙烯利，使乙烯質(zhì)量濃度為1 g/L。每組3 000 g左右，設(shè)置3個(gè)重復(fù)。最后把包裝后的甘薯放入人工氣候箱中，模擬常溫物流環(huán)境，在25 ℃、RH 85%～95%的條件下貯藏18 d。每隔2 d隨機(jī)取樣1次，測定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.4 測定指標(biāo)

1.4.1 腐爛率

甘薯的腐爛率等于腐爛甘薯的數(shù)量與甘薯總個(gè)數(shù)的百分比，每組甘薯總數(shù)為30個(gè)。

1.4.2 硬度

用GY-4型果實(shí)硬度計(jì)測定，探頭直徑為3.5 mm，垂直于待測甘薯表面，勻速將壓頭壓入果實(shí)內(nèi)10 mm，讀取電子屏幕示數(shù)，即甘薯的硬度值，每組隨機(jī)取3個(gè)甘薯，每組3個(gè)平行。測定記錄甘薯赤道部位5個(gè)不同位置的硬度，計(jì)算平均值及標(biāo)準(zhǔn)差。

1.4.3 呼吸強(qiáng)度

參考程曦[11]的方法，并稍作修改。先用頂空氣體分析儀測定空氣中的CO2含量，每組隨機(jī)取質(zhì)量600 g左右的甘薯，每組3個(gè)平行，置于干燥皿中密封，在室溫下靜置1 h后，再用頂空氣體分析儀測定干燥皿中的CO2含量，計(jì)算其呼吸強(qiáng)度。

1.4.4 可溶性糖

參考曹建康[12]的方法，并稍有改動(dòng)。稱取1.0 g甘薯鮮樣，加入5 mL蒸餾水研磨成勻漿轉(zhuǎn)至試管，再加10 mL水，封口于沸水中煮沸30 min，過濾，收集濾液并回收殘?jiān)?，重?fù)提取2次，最后過濾合并濾液定容于100 mL容量瓶。在試管中加入0.5 mL樣品提取液、1.5 mL蒸餾水和0.5 mL蒽酮-乙酸乙酯試劑，最后加入5 mL濃H2SO4，搖勻后于沸水中保溫1 min，待自然冷卻后于630 nm處測定吸光度。

1.4.5 淀粉含量

稱取5.0 g甘薯鮮樣，按照GB 5009.9—2016《食品中淀粉的測定》測定甘薯淀粉含量。

1.4.6 感官評(píng)定

根據(jù)甘薯行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2642—2014《甘薯等級(jí)規(guī)格》進(jìn)行評(píng)定，對(duì)甘薯的新鮮度、表皮是否皺縮、發(fā)芽、有無霉斑等感官情況進(jìn)行評(píng)估。

1.4.7 發(fā)芽率

發(fā)芽率計(jì)算如公式(1)所示：

(1)

1.4.8 抗壞血酸(VC)含量

稱取1.0 g甘薯鮮樣，按照GB 5009.86—2016《食品中抗壞血酸的測定》測定甘薯VC含量。

1.4.9 多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性

參考DONG等[13]方法，并稍作修改。稱取1.0 g甘薯鮮樣，置于預(yù)冷的研缽中，加入5.0 mL提取緩沖液，在冰浴條件下將其研磨成勻漿，于4 ℃、12 000 r/min離心30 min，收集上清液即為酶提取液。往試管中加入4.0 mL 0.05 mol/L、pH 5.5的乙酸-乙酸鈉緩沖液和1.0 mL 0.05 mmol/L鄰苯二酚溶液，最后加入100 μL酶提取液。記錄在410 nm處的吸光度值變化，測定3 min，重復(fù)3次。1個(gè)PPO酶活性單位定義為引起每分鐘吸光度變化0.01的量，用U表示。

1.4.10 過氧化物酶(peroxidase，POD)活性

參考DONG等[13]方法，并稍作修改。稱取1.0 g甘薯鮮樣，置于預(yù)冷的研缽中，加入5.0 mL提取緩沖液，在冰浴條件下將其研磨成勻漿，于4 ℃、12 000 r/min離心30 min，收集上清液即為酶提取液。往試管中加入3.0 mL 0.025 mol/L愈創(chuàng)木酚溶液和500 μL酶提取液，再加入200 μL 0.5 mol/L H2O2溶液，迅速混合反應(yīng)。記錄在470 nm處的吸光度值變化，測定3 min，重復(fù)3次。1個(gè)POD酶活性單位定義為引起每分鐘吸光度變化0.01的量，用U表示。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，以SPSS 18采用單因素方差分析法進(jìn)行顯著性分析[14]，顯著水平為0.05，極顯著水平0.01。用Origin 8.6制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯腐爛率的影響

微生物感染通常是甘薯采后腐爛的主要原因，通過適當(dāng)?shù)挠鷤幚砗唾A藏可以降低甘薯的腐爛率。如圖1所示，甘薯的腐爛率都逐漸增加。前3 d，各組甘薯均無腐爛。從第6天開始，CK組甘薯開始腐爛，并隨著物流時(shí)間的延長腐爛率持續(xù)升高，在6～18 d一直顯著高于處理組(P<0.05)，這可能與甘薯呼吸強(qiáng)度升高后包裝環(huán)境中出現(xiàn)凝結(jié)水，促進(jìn)了微生物的繁殖有關(guān)。0～18 d，熱處理組和乙烯處理組腐爛率無顯著差異(P>0.05)，盡管乙烯處理后甘薯呼吸強(qiáng)度增加，但是乙烯可能誘導(dǎo)了甘薯相關(guān)防御酶的活性，從而增強(qiáng)了甘薯的防御機(jī)制，保護(hù)甘薯不受侵染。梁元?jiǎng)P等[15]用252 mg/L乙烯處理黃瓜，得出乙烯能誘導(dǎo)幾丁質(zhì)酶活性升高從而抵抗真菌和細(xì)菌入侵的結(jié)論。但到第18天時(shí)，乙烯處理組和熱處理組的腐爛率相差近5%。結(jié)果表明，乙烯處理對(duì)甘薯的防腐效果要優(yōu)于熱處理。

圖1 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯腐爛率的影響Fig.1 Effect of ethylene treatment and heat treatment on the decay rate of sweet potato

2.2 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯硬度的影響

如圖2所示，各組甘薯硬度不斷下降。熱處理組硬度始終顯著高于CK組和乙烯組(P<0.05)。0～3 d，熱處理組呈上升趨勢，而乙烯處理組與CK組均下降，這或許與熱處理組甘薯呼吸強(qiáng)度較弱，生命活動(dòng)旺盛程度不如其他2組有關(guān)。物流時(shí)間越長，乙烯處理組甘薯的硬度越低，顯著低于CK組(P<0.05)，這可能是由于乙烯處理組的呼吸速率一直處于較高水平，加速了甘薯成熟，激活了細(xì)胞壁降解酶活性，進(jìn)而促進(jìn)果膠的分解[16]。綜上可知，乙烯處理加速了甘薯軟化，相反熱處理可以保持甘薯較高的硬度值。DOKE等[17]用500、750和1 000 mg/L的乙烯處理芒果，也得出乙烯降低硬度的結(jié)論,對(duì)香蕉[18]、杏[19]的處理也得出相似結(jié)論。

圖2 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯硬度的影響Fig.2 Effect of ethylene treatment and heat treatment on hardness of sweet potato

2.3 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯呼吸強(qiáng)度的影響

由圖3可知，各組甘薯呼吸強(qiáng)度呈先上升后下降的趨勢。各組甘薯在第3天到達(dá)呼吸峰值，乙烯處理組極顯著高于熱處理組和CK組(P<0.01)，分別是CK組和熱處理的1.84倍、2.09倍，說明乙烯誘導(dǎo)了甘薯塊根呼吸強(qiáng)度的增加，這可能與乙烯促進(jìn)果蔬成熟有關(guān)[20]。而熱處理減緩了甘薯呼吸速率的升高，整個(gè)物流過程中呼吸強(qiáng)度最低。MORGADO等[21]研究得出，使用非致死溫度進(jìn)行熱處理會(huì)對(duì)果蔬產(chǎn)生適度的壓力，導(dǎo)致新陳代謝的暫停，使呼吸速率降低。各組呼吸速率在3～18 d不斷下降，在第9天時(shí)乙烯組下降至與CK組無顯著差異(P>0.05)，但2組依然顯著高于熱處理組(P<0.05)。在12～18 d三組呼吸速率趨于穩(wěn)定，CK組與熱處理組之間差異不顯著(P>0.05)。綜上可知，乙烯處理提升了甘薯的呼吸速率，熱處理則抑制了甘薯呼吸強(qiáng)度的增加。

圖3 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯呼吸強(qiáng)度的影響Fig.3 Effect of ethylene treatment and heat treatment on respiratory strength of sweet potato

2.4 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯可溶性糖的影響

可溶性糖是甘薯的食用品質(zhì)之一，與其獨(dú)特的風(fēng)味緊密相關(guān)。如圖4所示，CK組和乙烯處理組可溶性糖含量呈上升趨勢，熱處理組則先下降后上升。0～6 d，熱處理組可溶性糖含量不斷減少，蔣儂輝等[22]用50 ℃熱水處理板栗也得出一致結(jié)論，并表明可溶性糖含量的增加與淀粉的水解都是由于淀粉酶活性增加產(chǎn)生的結(jié)果，熱處理能夠降低淀粉酶的活性。0～18 d，乙烯組的可溶性糖含量最高，其次為CK組，熱處理組最低。到物流結(jié)束時(shí)，乙烯處理組可溶性糖含量高達(dá)13.16%，CK組為12.46%，熱處理組僅為8.51%。乙烯處理后甘薯可溶性糖含量增加可能與其旺盛的呼吸作用消耗有關(guān)；劉少茹等[23]將甘薯置于17 ℃條件下貯藏，發(fā)現(xiàn)甘薯淀粉含量與可溶性糖含量呈負(fù)相關(guān)，與本研究結(jié)果相似。但是在本研究中的常溫環(huán)境下，甘薯極易發(fā)芽，需要消耗內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)，淀粉與糖類之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系還需深入探究，不能一概而論?？傊蚁┨幚砟軌蚓S持甘薯較高的可溶性糖含量，相反熱處理則使可溶性糖含量處于較低水平。

圖4 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯可溶性糖含量的影響Fig.4 Effect of ethylene treatment and heat treatment on soluble sugar content of sweet potato

2.5 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯淀粉含量的影響

由于甘薯塊根中淀粉含量高，甘薯可作為碳水化合物的主要來源。在甘薯收獲后，光合作用的淀粉形成進(jìn)程停止，塊根組織開始依賴于自身的內(nèi)部儲(chǔ)備能量,因此，甘薯的淀粉含量對(duì)于其貯藏壽命是至關(guān)重要的。如圖5所示，熱處理組甘薯淀粉含量先上升后下降，而乙烯處理組和CK組呈下降趨勢。熱處理組淀粉含量在第6天達(dá)到物流期間最大值，隨后開始減少。熱處理組淀粉含量始終最高，從第6天開始與其余2組表現(xiàn)出極顯著差異(P<0.01)，這可能與熱處理阻礙了淀粉的水解有關(guān)[24]。CK組和乙烯處理組的淀粉含量則隨著物流的進(jìn)行持續(xù)減少，CK組和乙烯處理組分別從初始值12.63 g/100g下降至10.43 g/100g、10.04 g/100g。據(jù)RAY等[25]報(bào)道，在甘薯采后貯藏期間淀粉含量普遍下降，這主要是因?yàn)楦适砗粑饔煤驼趄v作用共同進(jìn)行。0～9 d，乙烯處理組淀粉含量顯著低于CK組。由圖5可看出CK組和乙烯處理組甘薯的呼吸速率偏高，淀粉作為呼吸作用基質(zhì)，含量下降，且乙烯處理組低于CK組。結(jié)果表明，熱處理組能夠有效保持甘薯的淀粉含量，相反地，乙烯處理組加速了淀粉的消耗。

圖5 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯淀粉含量的影響Fig.5 Effect of ethylene treatment and heat treatment on starch content of sweet potato

2.6 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯感官評(píng)分的影響

如圖6所示，各組甘薯感官評(píng)分隨著物流時(shí)間的增加不斷下降。0～3 d，處理組評(píng)分顯著高于CK組(P<0.05)，這可能是由于物流前3 d CK組甘薯呼吸強(qiáng)度和蒸騰作用強(qiáng)，包裝箱內(nèi)出現(xiàn)凝結(jié)水，加之甘薯本身的破皮損傷，有助于微生物的繁殖，出現(xiàn)極少霉斑。第6天，各組甘薯均開始出現(xiàn)皺縮現(xiàn)象，3組之間評(píng)分差異不顯著(P>0.05)。到第9天時(shí)，CK組甘薯出現(xiàn)發(fā)芽，感官評(píng)分下降加劇，并伴隨著表皮皺縮，評(píng)分最高的乙烯組為7.30分，其次為熱處理組6.47分，CK組最低5.30分，3組之間差異顯著(P<0.05)。9 d后，熱處理組甘薯皺縮情況越來越嚴(yán)重，這可能與熱處理對(duì)甘薯表皮造成一定的損傷有關(guān)，失重率不斷增加。CK組在第12天時(shí)失去商品性，熱處理組在物流最后一天失去商品性，乙烯處理組在整個(gè)物流期間一直保持著較好的商品價(jià)值。綜上可知，乙烯處理和熱處理有助于甘薯商品性的保持，能夠保持較高的感官評(píng)分，但乙烯處理維持甘薯商品性的時(shí)間更長。

圖6 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯感官評(píng)分的影響Fig.6 Effect of ethylene treatment and heat treatment on sensory score of sweet potato

2.7 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯發(fā)芽的影響

甘薯來源于熱帶，當(dāng)溫度高于15 ℃時(shí)則刺激芽苗的生長[2]，尤其是在高濕度的條件下。如圖7所示，甘薯發(fā)芽率呈持續(xù)上升趨勢。0～6 d，處理組均無甘薯發(fā)芽，而CK組第6天發(fā)芽率已經(jīng)達(dá)到13.33%。第9天，熱處理組開始有甘薯發(fā)芽，但發(fā)芽率顯著低于CK組(P<0.05)；此時(shí)，乙烯組甘薯仍沒發(fā)芽。直到第12天，乙烯處理組甘薯開始萌芽，發(fā)芽率與熱處理組之間差異不大(P>0.05)，但兩者都顯著低于CK組(P<0.05)，并將顯著性差異延續(xù)到物流結(jié)束。物流結(jié)束時(shí)，CK組甘薯發(fā)芽率最高，高達(dá)53.33%，其次為熱處理組，乙烯處理組最低。研究得出，乙烯處理和熱處理都能抑制甘薯發(fā)芽，乙烯處理抑芽效果略好于熱處理。

圖7 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯發(fā)芽率的影響Fig.7 Effect of ethylene treatment and heat treatment on sprouting of sweet potato

2.8 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯VC含量的影響

甘薯是抗壞血酸的良好來源。如圖8所示，各組甘薯的VC含量呈下降趨勢。0～6 d，各組VC含量差異不顯著(P>0.05)。第6天后，CK組VC含量大幅下降，開始顯著低于2個(gè)處理組P<0.05)，這可能與甘薯開始發(fā)芽有關(guān)。PETT等[26]在馬鈴薯的發(fā)芽研究中發(fā)現(xiàn)，一旦可見的芽苗開始生長，VC含量就迅速下降甚至消失。相比CK組，處理組VC含量下降緩慢，在9～18 d處理組VC含量顯著高于CK組(P<0.05)，其中在12～15 d熱處理組又顯著高于乙烯處理組(P<0.05)，這與熱處理組較低的呼吸強(qiáng)度密不可分；熱處理組VC含量始終最高。XANTHAKIS等[27]表明，果蔬貯藏過程中抗壞血酸降解的主要原因可歸結(jié)為酶促氧化反應(yīng)，熱處理可能通過降低抗壞血酸氧化酶活性，延緩VC含量的降低。RAFFO等[28]對(duì)辣椒進(jìn)行熱處理后，發(fā)現(xiàn)熱處理后的辣椒VC含量更高?？偠灾?，熱處理和乙烯處理均可以延緩甘薯VC含量的減少，但是熱處理效果更佳。

圖8 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯VC含量的影響Fig.8 Effect of ethylene treatment and heat treatment on VC content of sweet potato

2.9 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯PPO活性的影響

如圖9所示，各組甘薯PPO活性都呈先上升后下降的趨勢。0～6 d，各組PPO活性大幅增加。第6天時(shí)，處理組PPO活性達(dá)到物流期間最大值，顯著高于CK組(P<0.05)；尤其是乙烯處理組，PPO活性值分別是CK組和熱處理組的3.87倍和2.62倍，極顯著高于CK組和熱處理組(P<0.01)。整個(gè)物流期間，乙烯處理組PPO活性一直顯著高于其余2組(P<0.05)，表明乙烯能夠誘導(dǎo)甘薯PPO活性。而生鮮甘薯PPO活性強(qiáng)弱與木質(zhì)層形成緊密相關(guān)，PPO可催化酚類物質(zhì)合成木質(zhì)素所需要的前體物質(zhì)[29]，如催化香豆酸轉(zhuǎn)化成咖啡酸, 參與木質(zhì)素的合成[30]，其活性的提高有助于甘薯木質(zhì)化，維持甘薯的硬度以及增強(qiáng)抗病性[31]。6～18 d，處理組PPO活性開始下降，但仍高于CK組。綜上可知，2種處理方法中乙烯處理更能夠提高甘薯PPO活性。這與EOLINI等[32]發(fā)現(xiàn)PPO編碼基因的轉(zhuǎn)錄對(duì)抑制馬鈴薯發(fā)芽的碘蒸汽處理有響應(yīng)，對(duì)塊莖的抑芽過程伴隨著PPO mRNA水平的短暫增加的現(xiàn)象符合。

圖9 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯PPO活性的影響Fig.9 Effect of ethylene treatment and heat treatment on PPO activity of sweet potato

2.10 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯POD活性的影響

如圖10所示，各組甘薯POD活性呈上升趨勢。乙烯處理組POD活性上升最快，在第3天就已高達(dá)25.93 U/g，極顯著高于CK組和熱處理組(P<0.01)，并將顯著性差異維持至物流結(jié)束。LUO等[33]研究表明木質(zhì)素含量與POD活性呈正相關(guān)，羅程印等[34]則得出POD活性由于促進(jìn)木質(zhì)素的形成，與果蔬的抗病性表現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，而乙烯處理可能通過促進(jìn)甘薯POD活性的增加，在木質(zhì)素生物合成的過程中POD催化H2O2的分解, 聚合木質(zhì)素單體, 促進(jìn)組織木質(zhì)素的合成進(jìn)而提高木質(zhì)素含量以增強(qiáng)其抗病性[35]。0～15 d熱處理組與CK組差異不大。15天后CK組POD活性開始降低，而熱處理組POD活性還在提升，第18天時(shí)熱處理組POD活性顯著高于CK組(P<0.05)。有報(bào)道[36]稱POD能夠通過調(diào)節(jié)IAA激素水平來抑制發(fā)芽，或許甘薯中POD活性的提升有利于抑制其芽苗生長。總而言之，乙烯處理更能夠增強(qiáng)甘薯POD活性。

圖10 乙烯處理、熱處理對(duì)甘薯POD活性的影響Fig.10 Effect of ethylene treatment and heat treatment on POD activity of sweet potato

3 結(jié)論

甘薯在常溫物流運(yùn)輸過程中常常會(huì)出現(xiàn)發(fā)芽等有損其商品價(jià)值的現(xiàn)象，本文分別通過50 ℃熱水浸泡20 min和用1 g/L乙烯利處理甘薯2種方法對(duì)甘薯進(jìn)行處理。結(jié)果表明在甘薯的常溫物流過程中，熱處理和乙烯處理均能有效抑制甘薯發(fā)芽，保持較低的發(fā)芽率，以上結(jié)果與SUTTLE[37]的研究結(jié)果基本一致，高于0.001 μL/L連續(xù)外源乙烯處理可以抑制塊莖萌芽，且濃度越高抑制效果越明顯，高于1 μL/L連續(xù)外源乙烯處理可完全抑制芽生長，同時(shí)也印證了SHEIBANI等[38]高溫能抑制甘薯發(fā)芽的研究結(jié)果；2種處理均能誘導(dǎo)PPO、POD活性的提高，但乙烯處理組誘導(dǎo)幅度更大，更能增強(qiáng)甘薯的抗病性。與熱處理組相比，乙烯處理組在抑芽效果、防止甘薯腐爛、提高甘薯中可溶性糖含量等方面效果更佳，這是因?yàn)橐蚁┛赡苷T導(dǎo)了甘薯相關(guān)防御酶的活性，從而增強(qiáng)了甘薯的防御機(jī)制能力；而熱處理卻降低了淀粉酶的活性從而抑制了淀粉的水解。高呼吸速率的乙烯組加快了甘薯的成熟，其內(nèi)的降解酶、淀粉酶的活性升高，相比之下熱處理對(duì)甘薯的硬度保持、減緩呼吸強(qiáng)度、增加淀粉以及VC含量上表現(xiàn)更優(yōu)。