甘薯贮藏过程中淀粉与可溶性糖的变化

刘少茹，聂明建，王丽虹，崔强旺

(湖南农业大学农学院，湖南长沙 410128)

甘薯是世界第七大粮食作物，同时也是重要的饲料、工业原料和新兴的能源作物。甘薯原产自南美洲热带地区，没有休眠期，甘薯为了维护块根的活力需要不断进行呼吸作用，淀粉是其主要呼吸底物。朱红对甘薯贮藏温度与呼吸代谢的关系进行了分析，认为甘薯适温贮藏期间呼吸强度、可溶性糖含量变化呈现高到低再到高的趋势曲线，淀粉含量在贮藏期呈现缓慢下降的趋势;淀粉含量和蛋白质含量都与还原糖含量呈极显著负相关［1］。傅玉凡等、梁媛媛等对重庆地区9个甘薯品种块根生长过程中可溶性糖和淀粉进行了测定［2－3］，但是关于甘薯贮藏期长短及温度高低对甘薯淀粉及可溶性糖含量变化的研究尚未见报道。笔者以淀粉型甘薯为试验材料，研究甘薯贮藏期间淀粉与可溶性糖转换规律，以期为甘薯贮藏和加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料 供试材料由湖南农业大学旱地作物所提供，2013年在海南杂交，2014年在湖南农业大学进行集团杂交的F1代，用F1代的块根进行试验，材料编号为47145、47177、47157、47151、47138、47175，均为高淀粉品系。

1.2 试验设计 以47145、47177、47157、47151、47138、47175为材料，进行贮藏时间与甘薯淀粉及可溶性糖变化的研究，贮藏时间共设4个处理:分别为7、14、21、28 d，以收挖当天取样为0 d对照，贮藏温度为17℃，接近室温。

以47145为材料，进行不同贮藏温度对甘薯淀粉及可溶性糖含量变化的研究，贮藏温度设2个处理:10、17℃。

1.3 试验方法 每个品系选3个300 g左右、表面无伤痕、皮色鲜亮的薯块作为贮藏材料，放置在设定的温度，且相对湿度为85%的恒温箱中备用。

1.3.1 样品前处理。按试验设计的贮藏天数分别取样，取样时在每个薯块的中间位置，取50 g左右的甘薯去皮、洗净、切丝，在40℃下烘至恒重，粉碎、过60目筛制成粉样，用塑料袋封口，备用。

1.3.2 淀粉测定方法［4］。

1.3.2.1 标准曲线的制作。将分析纯葡萄糖在80℃下烘至恒重，精确称取1.000 g。加少量水溶解，转入100 ml容量瓶中，加入0.5 ml浓硫酸，用蒸馏水定容至刻度，配成1%葡萄糖溶液。精确吸取1%葡萄糖溶液1 ml加入100 ml容量瓶中，加水至刻度，配成100 μg/ml的葡萄糖溶液。

取20 ml刻度试管11支，编号(0～10号)，按表1加入溶液和水。然后按顺序向试管中加入5 ml蒽酮剂，充分振荡，立即将试管放入沸水浴10 min，取出后自然冷却至室温，以空白作参比，在620 nm波长下测定吸光值。以吸光值为纵坐标，以糖含量为横坐标，绘制标准曲线(图1)。

1.3.2.2 淀粉的提取。称取0.1 g粉碎过60目筛的样品，置于10 ml离心管中(每个品种重复3次)，加入5 ml 80%的乙醇，在80℃水浴中提取30 min，取出离心5 min(3 000 r/min)，倒掉上清液。重复提取2次，同样离心。向沉淀中加水3 ml搅拌均匀，放入沸水浴糊化15 min，冷却后将离心管放在冰水浴中加2 ml冷的9.2 mol/L的高氯酸不时搅拌，提取15 min后加水至10 ml，混匀离心10 min，收集上清液于50 ml容量瓶中(用水洗沉淀1～2次离心)，用蒸馏水定容。

表1 各试管加溶液和水的量

1.3.2.3 显色测定。吸取样品提取液1 ml于20 ml刻度试管中，加入蒽酮试剂5 ml快速摇动，沸水浴显色10 min，拿出冷却至室温，在620 nm波长下测定样品的吸光值，计算淀粉的含量。计算公式如下:

式中，C为从标准曲线查出的葡萄糖(μg);V为提取液总体积(ml);a为显色时提取液的体积(ml);m为样品重量(g);0.9为转换系数。

1.3.3 可溶性糖测定方法［4］。

1.3.3.1 标准曲线的制作。取20 ml刻度试管11支，编号(0～10)，按表2加入溶液和水。然后按顺序向试管内加入1 ml 9%苯酚溶液，摇匀，再加入5 ml浓硫酸，摇匀。比色液总体积为8 ml，在温室下放置30 min，显色。然后以空白为对照，在485 nm波长下比色测定值。以糖含量为横坐标，吸光值为纵坐标，绘制标准曲线(图2)。

1.3.3.2 可溶性糖的提取。称取0.1 g粉碎过60目筛的样品(3个重复)放入20 ml刻度试管中，加入5～10 ml蒸馏水，塑料薄膜封口，于沸水中提取30 min(提取2次)，提取液过滤到50 ml容量瓶中，反复漂洗试管及残渣，定容至刻度。

表2 各试管加溶液和水的量

1.3.3.3 显色测定。吸取样品提取液1 ml于20 ml刻度试管中，加蒸馏水1.5 ml，以下步骤与标准曲线测定相同。测定样品的吸光值，计算可溶性糖的含量。计算公式如下:

式中，C为从标准曲线查出的葡萄糖(μg);V为提取液总体积(ml);a为显色时提取液的体积(ml);m为样品重量(g)。

2 结果与分析

2.1 淀粉及可溶性糖随贮藏时间增加的变化 从表3中可以看出，甘薯淀粉含量随着贮藏时间增加而逐渐减小，以高淀粉品系47157为例，刚收挖时淀粉含量为18.23%，贮藏7、14、21 及28 d 后，淀粉含量分别比刚收挖时下降 0.76、1.46、2.31 和3.41 个百分点，6 个品系平均，贮藏 7、14、21 及 28 d后，淀粉含量分别比刚收挖时下降 1.09、1.67、2.41 和 3.26个百分点。经方差分析，不同贮藏天数间甘薯淀粉含量的差异在0.05水平上都呈显著性差异。

甘薯可溶性糖含量则随贮藏时间增加而逐渐增加，以高淀粉品系47157为例，刚收挖时可溶性糖含量为7.85%，贮藏7、14、21及28 d后，可溶性糖含量分别比刚收挖时增加0.40、1.66、2.42 和3.92 个百分点;6 个品系平均，贮藏 7、14、21及28 d后，可溶性糖含量分别比刚收挖时增加1.09、2.00、2.85和4.09个百分点。经方差分析，不同贮藏天数间甘薯可溶性糖的含量差异在0.05水平上均呈显著差异。

表3 不同贮藏天数下不同品种甘薯淀粉及可溶性糖含量的变化 %

2.2 不同贮藏温度下淀粉及可溶性糖含量的变化 从表4中可以看出，材料47145在不同的贮藏温度下淀粉含量变化差异较大，收挖当天测定其淀粉含量为19.05%，可溶性糖含量为7.36%。不同贮藏温度条件下，淀粉及可溶性糖变化如下:贮藏7 d后测定，17℃ 条件下淀粉下降2.27个百分点，可溶性糖含量增加2.29个百分点;10℃条件下淀粉含量下降0.16个百分点，可溶性糖含量增加0.28个百分点。经方差分析，淀粉含量上升及可溶性糖增加的幅度均达到5%显著水平。

贮藏14 d后测定，17℃ 条件下淀粉含量下降3.45个百分点，可溶性糖含量约增加2.82个百分点;10℃条件下淀粉含量下降0.58个百分点，可溶性糖含量增加0.49个百分点。经方差分析，淀粉含量上升及可溶性糖增加的幅度均达到5%显著水平。

贮藏21 d后测定，17℃ 条件下淀粉含量下降3.97个百分点，可溶性糖含量约增加3.28个百分点;10℃条件下淀粉含量下降0.78个百分点，可溶性糖含量增加0.87个百分点。经方差分析，淀粉含量上升及可溶性糖增加的幅度均达到5%显著水平。

贮藏28 d后测定，17℃ 条件下淀粉含量下降4.83个百分点，可溶性糖含量约增加5.33个百分点;10℃条件下淀粉含量下降1.43个百分点，可溶性糖含量增加1.16个百分点。经方差分析，淀粉含量上升及可溶性糖增加的幅度均达到5%显著水平。

上述结果表明，在较高贮藏温度条件下，淀粉含量下降和可溶性糖含量上升的速度都较快，低温贮藏可极大减缓这一进程。

表4 甘薯品种47145在不同贮藏温度下淀粉及可溶性糖含量的变化 %

2.3 淀粉和可溶性糖相关性分析 运用SPSS统计软件，对47145品系在不同贮藏温度条件下淀粉含量和可溶性糖含量进行相关性分析。结果表明，淀粉及可溶性糖含量变化在1%水平上呈极显著负相关关系，在17℃条件下，两者相关系数为－0.997;在10℃贮藏条件下两者的相关系数为－0.974。

3 结论与讨论

通过试验得出了如下结论:甘薯淀粉含量随贮藏时间增加而下降，可溶性糖含量则随贮藏时间增加而增加;不同贮藏温度下甘薯淀粉含量下降和可溶性糖含量增加的速度不同，高温可加速淀粉的水解进程;随着甘薯淀粉含量的下降，甘薯的可溶性糖含量增加，2个含量的变化有着极为显著的负相关关系。

杨学梅研究后认为，贮藏期间甘薯淀粉总体呈下降趋势，而干物率、可溶性糖、还原糖、蛋白质等总体呈升高趋势［5］，笔者的研究结果与他的结论基本一致。但王炜等研究却发现，贮藏期间甘薯的含水量、可溶性蛋白质、可溶性总糖、总淀粉含量等营养品质指标总体呈下降趋势［6］，这可能是由于测定时间不同所致，随着甘薯贮藏时间增加，糖类作为呼吸底物被消耗掉，所以测得的可溶性糖等有机物均呈逐渐减少之势。

甘薯属块根类作物，提取淀粉作为工业原料及制作粉丝、粉皮和粉条是其主要用途之一，因此淀粉含量高，甘薯的经济价值就大［7］。甘薯叶片在生长发育过程中利用二氧化碳和水为原料，在光合作用下合成可溶性糖，再在淀粉合成酶的作用下将可溶性糖合成淀粉，作为贮藏物质转运到块根中贮藏。甘薯块根上的不定芽萌发时，淀粉水解酶则将淀粉水解成可溶性糖，以供甘薯生长发育利用，甘薯淀粉水解是淀粉合成的逆反应，这也就解释了刚挖的甘薯不怎么甜，要放置几天才会变甜的道理。甘薯从农民收挖到工厂加工，总要放置一段时间，笔者的试验表明，如果在较高温度条件下放置较长的时间，则会造成淀粉的损失，且放置时间越长，环境温度越高则淀粉损失越多。因此，进行淀粉加工的甘薯，收挖后要及时进行加工处理，即使不能立即加工，也要放置在较低的环境温度下贮藏，以免造成淀粉水解而流失。

不同贮藏温度下甘薯淀粉的水解速度不同，推测这可能是由于不同温度下淀粉水解酶活性不同所致，这一假设是否正确还有待试验进一步验证。

［1］朱红.甘薯贮藏温度与呼吸代谢的关系［J］.江苏农业科学，2009(4):299－300.

［2］傅玉凡，梁媛媛，孙富年，等.甘薯块根生长过程中淀粉含量的变化［J］.西南大学学报(自然科学版)，2008，30(4):56 －61.

［3］梁媛媛，傅玉凡，孙富年，等.甘薯块根可溶性糖含量在生长期间的变化研究［J］.西南大学学报(自然科学版)，2009，31(6):20 －25.

［4］尹燕枰，董学会.种子学实验技术［M］.北京:中国农业出版社，2008.

［5］杨学梅.淀粉型甘薯贮藏期间品质特征变化的研究［J］.中国园艺文摘，2013(10):44－45.

［6］王炜，李鹏霞，李建军，等.两种甘薯在中后期贮藏期间的品质变化研究［J］.江西农业学报，2011，23(3):136 －139.

［7］刘庆昌.甘薯在我国粮食和能源安全中的重要作用［J］.科技导报，2004(9):21－22.