鲜食马铃薯货架期与品质保持关键技术研究

康孟利，叶珂欣，宣晓婷，徐子玄，俞越，凌建刚

（1.宁波市农业科学研究院 农产品加工研究所，浙江宁波315040；2.宁波市农产品保鲜工程重点实验室，浙江宁波315040；3.宁波市惠贞书院，浙江宁波315000）

鲜食马铃薯货架期与品质保持关键技术研究

康孟利1，2，叶珂欣3，宣晓婷1，2，徐子玄3，俞越3，凌建刚1，2

（1.宁波市农业科学研究院 农产品加工研究所，浙江宁波315040；2.宁波市农产品保鲜工程重点实验室，浙江宁波315040；3.宁波市惠贞书院，浙江宁波315000）

以“中薯3号”马铃薯为研究对象，考察1-甲基环丙烯（1-MCP）、包装材料以及光照条件对鲜食马铃薯常温（25℃～30℃）货架品质的影响。结果表明，1-MCP浓度和光照方式对其叶绿素和龙葵素含量的影响均达到了显著性水平（p＜0.05），且叶绿素含量变化与龙葵素含量变化呈正相关；而对马铃薯硬度、色差和淀粉含量影响不显著（p＞0.05）。通过正交试验和方差分析，确立最佳贮藏条件为0.35 mg/L 1-MCP、PE包装和避光，为马铃薯常温货架品质控制以及延长货架期提供理论支持。

鲜食马铃薯；1-MCP；包装材料；光照；货架品质

马铃薯素有“地下苹果”、“第二面包”、“蔬菜之王”之称，是世界第四大粮食作物，具有丰富的营养，富含蛋白质、维生素、淀粉、木质素等多种营养成分。据农业部统计，2013年我国马铃薯种植面积突破533万平方公倾，总产量8 892.5万吨，面积和产量位居世界首位[1]。随着我国对马铃薯需求逐年上升，2016年农业部将马铃薯作为主粮产品产业化开发。随着马铃薯产量的增加，其配送、销售过程中易绿变、发芽并伴随有毒生物碱龙葵素的生成等一系列问题显著影响着产业发展，并对消费者造成潜在食品安全风险。由于误食龙葵素超标的马铃薯而导致食物中毒事件在国内也时有发生[2]，因此如何有效控制马铃薯采后货架期品质和食用安全问题显得尤为重要。

南方地区生长的马铃薯皮薄、水分足、口感好，由于配送销售过程中高温多雨的环境且食用过程中易受温度、光照的影响，易导致马铃薯破皮、绿变，加快了其品质恶化速率。研究发现，马铃薯采后货架期过程中易受环境因素（温度、光照、空气）以及自身组织代谢的影响，其中环境是影响马铃薯采后货架期品质及生理变化的首要因素[3]。Pavlista[4]研究表明马铃薯储藏过程中绿变首先取决于光照条件（包括光强度、时间及特性）。李梅等[5]研究了不同颜色包装袋对马铃薯绿变和龙葵素含量的影响，研究结果显示自然光下其绿变速率和程度最显著，而绿色和黑色包装袋可以有效控制其绿变。因此，光照是影响马铃薯采后货架期中绿变的重要因素。此外，张明晶等[6]报道影响植物果实储藏品质变化的最主要因素是乙烯的催熟作用，诱导呼吸强度的变化，改变果实的质构和色泽。近年，1-甲基环丙烯（1-Mehtylcyclopropene，1-MCP）作为一种乙烯受体阻断剂，被许多研究学者应用于果蔬保鲜研究中[6-11]，且均被证实有理想的保鲜效果。目前已有部分学者开展了关于1-MCP对马铃薯活性氧代谢的影响研究，结果表明1-MCP显著抑制了多酚氧化酶活性，维持了超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性，对马铃薯有很好的保鲜效果[12]。

因此，针对南方鲜食马铃薯采后常温货架品质的变化，本试验研究了1-MCP及包装材料对其常温货架品质的影响，以期为马铃薯常温货架品质控制以及延长货架期提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试马铃薯品种为中薯3号、荷兰7号、兴佳2号：宁波市蔬菜批发市场；丙酮、乙醇：溧阳光源工贸有限公司；碳酸钙：天津市博迪化工有限公司；邻苯二酚：上海展云化工有限公司；1-MCP：美国Agro Fresh公司，每小袋净含量3.5%。

1.2 仪器与设备

UV1600紫外可见分光光度计：上海赫尔普国际贸易有限公司；TA.XTPlus质构仪：英国Stable Micro System公司；Check Point O2/CO2气体分析仪：丹麦PBI Dansensor公司；DC-P3全自动测色色差仪：北京市兴光测色仪器公司。

1.3 方法

1.3.1 马铃薯样品准备

将购买的新鲜马铃薯进行挑选，选出分级大小均匀、无病虫害、成熟度接近和表面无机械损伤的马铃薯块茎，进行包装，备用。

1.3.2 马铃薯品种特性分析

对3种不同类型的供试南方马铃薯品种（中薯3号、荷兰7号、兴佳2号）进行特性分析，包括马铃薯的含水量、还原糖含量、PPO酶活性、叶绿素含量及硬度的测定，并综合分析以筛选出最佳的马铃薯品种，作为研究对象。

1.3.3 1-MCP结合包装材料对马铃薯货架品质影响

选取200颗新鲜中薯3号马铃薯，均分为10组，每组马铃薯的质量约900 g。以1-MCP浓度、包装材料及光照方式作为试验因素，开展三因素三水平正交试验，表1和表2分别为试验因素水平表和L9（34）正交因素表。室内温度控制在25℃~30℃，相对湿度80%～85%。各组马铃薯储藏7天后测定其硬度、色差、淀粉、叶绿素及龙葵素含量。

表1 因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal design

表2 正交因素表L9（34）Table 2 Orthogonal layout design L9（34）

续表2 正交因素表L9（34）Continue table 2 Orthogonal layout design L9（34）

1.3.4 测定方法

1.3.4.1 水分测定

参照吴晓玲等[13]的试验方法：称取一定量的样品于105℃杀青15 min，再于80℃烘干至恒重，烘干前后的质量比值即为样品中的水分含量（%）。

1.3.4.2 失重率

采用称重法测定，计算公式如下：失重率/%=（贮前质量-贮后质量）/贮前质量×100

1.3.4.3 硬度

采用质构仪测定，选用Φ2 mm圆形探头，测试距离为10 mm。

1.3.4.4 色差

采用色差仪测定马铃薯表皮的△L*、△a*、△b*值，总色差值△E计算公式如下：

1.3.4.5 叶绿素测定

称取马铃薯混合样5 g，加少量石英砂和碳酸钙粉及2 mL～3 mL 80%丙酮溶液，研磨匀浆，再加入10 mL 80%丙酮继续研磨至组织变白，将滤液和滤渣一起转移至50 mL棕色容量瓶中，加入丙酮定容至刻度，滤液即叶绿素溶液，测定。以80%丙酮为对照，在663 nm和645 nm测定叶绿素溶液的吸光值[9]。

1.3.4.6 龙葵素测定

参照钱天寿等[14]龙葵素测定方法，称取马铃薯鲜样20.00 g，切碎，在85℃回流3 h，冷却、过滤、浓缩提取液至2 mL，用5%硫酸溶解、过滤、冰浴。滤液用浓氨水调p H至10.5～11。4℃冷藏静置过夜、4℃、10 000 r/min离心10 min，收集沉淀。用少量1%氨水洗涤沉淀、离心，沉淀即为龙葵素粗样。将龙葵素粗样用1%硫酸溶解，于530 nm下测定其吸光度。

1.3.4.7 还原糖测定

按照GB 5009.7-2016《食品安全国家标准食品中还原糖的测定》中测定方法测定。

1.3.4.8 淀粉测定

按照GB 5009.9-2016《食品安全国家标准食品中淀粉的测定》中测定方法测定。

1.3.4.9 PPO酶活性

参照曹建康等[15]的方法，采用比色法测定，以0.1为一个酶活性单位。

1.3.4.10 感官评定

马铃薯感官品质的评分是由经过培训的专业人员（3人）组成，马铃薯感官评分标准表见表3。

表3 马铃薯感官评分标准表Table 3 Sensory evaluation criteria of potato

参考董玉玲[3]对鲜切马铃薯的感官评分表制定的马铃薯感官评分标准表如表3所示，通过观察果实外观、色泽、表皮完整度等情况进行打分，评分划分为0级、1级、2级和3级，统计每级数量，按照以下公式计算商品综合评价指数。

腐烂指数=Σ（各级数×各级代表值）×100/[（调查数×最高一级代表值）]

商品综合评价指数=100-腐烂指数

1.3.5 数据分析

本试验数据的平均值和标准差采用SPSS分析软件（IBM公司，美国）进行单因素方差分析所得，用Duncan检验法进行显著性分析，显著性水平在p＜0.05，同时利用SPSS分析软件对正交试验结果进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 马铃薯特性分析

不同品种马铃薯的品质存在显著差异。荷兰7号对光照敏感，在长日照且雨水充沛的季节易促进马铃薯叶子的生长，而抑制块茎生长导致产量下降。兴佳2号具有较高的商品薯率，干物质含量也较高[16-17]。中薯3号干物质含量低、高蛋白质、较低的还原糖，更适合于鲜食，且不易褐变，商品价值较好[18]。对3种不同品种的马铃薯进行特性分析，包括水分、还原糖、PPO酶活性、叶绿素以及硬度的测定，试验结果如表4所示。

表4 不同马铃薯品种的特性分析Table 4 Characteristic analysis of different varieties of potato

由表4可知，不同品种马铃薯的水分、还原糖、PPO酶活性、土豆皮中叶绿素有显著性差异（p＜0.05），而马铃薯肉中的叶绿素含量和硬度没有显著性差异（p＞0.05）。杨炳南等[17]研究发现最能反映马铃薯初始情况的指标为水分因子、糖分因子和蛋白质因子。综合衡量马铃薯的水分含量、还原糖含量、PPO酶活性以及叶绿素含量，中薯3号的水分、还原糖和土豆皮叶绿素含量相对较低，更有利于延长马铃薯货架期，品质特性最佳，因此本试验选取中薯3作为研究对象。

2.2 1-MCP结合包装材料对马铃薯货架期品质的影响

以马铃薯硬度、色差、淀粉、叶绿素以及龙葵素为品质衡量指标，研究不同微环境条件（1-MCP浓度、包装材料和光照方式）对马铃薯货架期品质的影响，设计了L9（34）正交试验，试验结果见表5。

通过极差分析发现，以硬度指标而言，RC＞RD（空白）＞RB＞RA，光照方式对马铃薯的硬度影响最大，1-MCP浓度和包装材料对马铃薯的硬度并无影响，则以马铃薯硬度为指标的最佳组合为A3B1C2；以色差为指标，RB＞RA＞RD（空白）＞RC，包装材料对马铃薯色差影响最大，其次是1-MCP浓度，则以马铃薯色差为指标的最佳组合为A3B3C3；以淀粉为标准，RD（空白）＞RB＞RC＞RA，因此1-MCP浓度、包装材料及光照对淀粉均影响无显著；叶绿素含量和龙葵素含量变化呈正相关，RA＞RC＞RB ＞RD（空白），因此 1-MCP浓度对马铃薯中叶绿素含量和龙葵素含量的影响均最大，其次是光照方式和包装材料，则以马铃薯叶绿素为指标的最佳组合为A3B2C3。采用SPSS方差分析见表6。

表5 马铃薯常温货架品质变化的正交分析表Table 5 Results and analysis of orthogonal test

表6 方差分析表Table 6 Square-error analysis

如表6所示，发现1-MCP浓度、包装材料和光照方式对马铃薯硬度、色差和淀粉含量的影响均未达到显著性水平（p＞0.05）。1-MCP浓度对马铃薯叶绿素含量和龙葵素含量的影响达到了显著性水平（p＜0.05），光照方式及包装材料对其影响不显著（p＞0.05），当1-MCP浓度为0.35 mg/L，光照方式为避光储藏时，马铃薯中叶绿素和龙葵素含量最低，叶绿素含量与龙葵素变化呈正相关。因此，以叶绿素含量可反映龙葵素变化，组合A3B2C2叶绿素含量最低为最佳组合，此时商品性综合评价最高，即最佳的优化方案为1-MCP浓度为0.35 mg/L、避光储藏。

1-甲基环丙烯（1-MCP）作为乙烯受体阻断剂，已被广泛应用于果蔬保鲜领域，目前已有研究报道1-MCP对梨、香蕉、苹果、柿子、葡萄、茭白、番茄等常见果蔬的采后生理和贮藏品质起到积极正面的影响[5-11，18-23]。1-MCP对绿色植物起到护色作用，Gong和Mattheis[21]研究了1-MCP和乙烯含量对西兰花中叶绿素的影响，研究发现西兰花暴露于乙烯环境时显著激活了过氧化物酶（POD）活性，而叶绿素通过过氧化物酶-过氧化氢系统发生降解进而导致西兰花发黄，1-MCP明显降低乙烯对西兰花叶绿素的影响，延缓贮藏过程中叶绿素的降解。该研究结果与本试验的结果相一致，即1-MCP显著延缓果蔬中叶绿素含量的上升。由于马铃薯在常温货架期间易变绿发芽，并伴有有毒物质龙葵素的产生[23]，因此通过1-MCP控制马铃薯中叶绿素含量可以有效延缓马铃薯货架期间的绿变，降低食品安全风险。此外，光照方式也是影响马铃薯货架期品质的重要因素之一。有研究报道，自然光照条件会加快马铃薯的绿变和龙葵素的生成，原因是由于光照加快了马铃薯细胞中叶绿体的光合作用，同时也加快了其生理代谢速度，促使龙葵素加快生成[5]，因此避光有效延缓马铃薯的绿变。

3 结论

本研究对比分析了3种马铃薯品种（中薯3号、荷兰7号、兴佳2号）的品质特性，发现中薯3号的品质特性最佳，其水分、还原糖和土豆皮叶绿素含量相对较低，因此本试验以中薯3号为研究对象。1-甲基环丙烯（1-MCP）浓度、包装材料和光照条件都对鲜食马铃薯常温（25℃～30℃）货架期品质有一定影响，1-MCP浓度对马铃薯叶绿素含量和龙葵素含量的影响达到了显著性水平（p＜0.05），而包装材料对其影响不显著（p＞0.05）。叶绿素含量与龙葵素变化呈正相关，以叶绿素含量可反映龙葵素变化，最佳的优化方案为1-MCP浓度为0.35 mg/L、避光储藏。因此通过1-MCP结合包装材料处理，不仅能够延缓马铃薯的绿变，确保食用安全性，而且能够降低马铃薯货架期理化品质的变化，确保其品质和商品价值，延长货架期。

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Study on Key Technology of Shelf Life and Quality Preservation of Fresh Potato

KANG Meng-li1，2，YE Ke-xin3，XUAN Xiao-ting1，2，XU Zi-xuan3，YU Yue3，LING Jian-gang1，2
（1.Institute of Agricultural Products Processing，Ningbo Academy of Agricultural Sciences，Ningbo 315040，Zhejiang，China；2.Ningbo Key Laboratory for Preservation Engineering of Agricultural Products，Ningbo 315040，Zhejiang，China；3.Ningbo Huizhen Academy，Ningbo 315000，Zhejiang，China）

The effects of 1-methyl propylene（1-MCP）and packaging materials on the shelf life of fresh potato at room temperature（25℃-30℃）were investigated with“potato No.3”as the research object.The results showed that the effects of 1-MCP concentration and light on the chlorophyll and solanine content reached significant level（p＜0.05），and positively with changes of solanine content chlorophyll content；and the impact on the color and hardness，starch content was not significant（p＞ 0.05）.Through orthogonal test and variance analysis，the best storage conditions were established for 0.35 mg/L 1-MCP，PE packaging and light avoidance.This study provided theoretical support for maintaining quality and prolonging shelf-life of potato under room temperature.

fresh potato；1-MCP；packaging material；light；shelf-lifequality

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.043

宁波市农业重大重点项目（2013C11007）；国家星火计划（2014GA701057）；宁波市科技新苗培养计划（甬教基[2015]112号）

康孟利（1979—），男（汉），副研究员，硕士，研究方向：农产品贮藏与加工。

2017-03-24