3种处理剂对贮藏甘薯的保鲜效果

邓代辉，王西瑶，张志伟，付国召，秦耀国，杨翠芹*

(1.四川农业大学 农学院，四川 成都 611130；2.四川农业大学 园艺学院，四川 成都 611130)

甘薯(IpomoeabatatasL. Lam.)又名红薯、白薯、地瓜、番薯、红苕、山芋等，属旋花科植物，是西部地区尤其是四川省主要的农作物之一，其块根和茎叶均含有丰富的营养成分[1]。甘薯的集中收获与分期销售之间的矛盾决定了甘薯在收获后需经历长时间的贮藏过程，在此过程中，由于环境的改变以及甘薯自身的呼吸消耗，往往会造成甘薯的腐烂与品质的下降，如何减少此类问题的发生，一直是甘薯贮藏研究的主要内容。化学保鲜剂处理是当下最受欢迎的蔬果保鲜方式之一，对提高甘薯抗冷性，防止水分散失和抑制霉腐变质具有明显的效应。1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene，1-MCP)是一种乙烯受体抑制剂，可以通过与乙烯竞争受体而延缓呼吸跃变型果实的衰老，从而起到延长果蔬贮藏时间的效果[2]。由于其低毒、用量少，保鲜效果好，已经广泛应用在苹果[3-4]、猕猴桃[5]、石榴[6]、豇豆[7]等果蔬贮藏保鲜上。水杨酸(salicylic acid，SA)是一种广泛存在于高等植物中的简单酚类化合物，参与植物生长、发育、成熟等多种生理过程，并能诱导植物产生系统抗性，提高多种病程相关蛋白的表达[8]。相关研究表明SA能提升哈密瓜[9]、苹果[10]等呼吸跃变型蔬果的贮藏保鲜效果，而水杨酸类对甘薯的贮藏效果评价还鲜见报道。草木灰浸出液为碱性液体，具有消毒杀菌的作用，同时富含钾、钙等营养成分[11]，在处理过程中对产品品质影响较小。本研究采用草木灰浸出液、1-MCP、SA这3种常见保鲜剂按不同浓度处理龙薯9号甘薯，通过贮藏过程中其品质和相关酶活性的变化，探索最佳处理方式，以期为甘薯安全贮藏提供可参考的技术理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

甘薯供试材料为龙薯9号，由福建省龙岩市农科所选育、四川农业大学马铃薯研究与开发中心保存并提供。

1.2 试验方法

1.2.1 贮藏前处理 在四川省崇州市四川农业大学现代农业研发基地田间收获后，挑选大小一致无损伤无病虫的薯块，通风放置1周后用于以下贮藏试验。

草木灰处理：按照0.25、0.50、0.75 kg/L称取草木灰，加入纯水中后搅拌，过滤出浸出液，然后将薯块浸入浸出液，浸泡1 h后捞出晾干，将晾干薯块放入纸箱(规格为43 cm×21 cm×27 cm，下同)后贮藏。

1-MCP处理：先将薯块放入纸箱，再用聚乙烯塑料薄膜包裹箱体，然后分别按照：0.50、1.00、1.50 μL/L的处理浓度计算每纸箱体积所用1-MCP量，放入事先加入纯水的离心管中拧紧摇匀后，将离心管放入纸箱，打开离心管盖后迅速密封箱体熏蒸24 h后，打开通风12 h，最后与其他处理进行统一贮藏。

SA处理：将薯块分别浸入浓度为0.01、0.10、0.50 g/L的SA溶液中，浸泡1 min后取出晾干，装入纸箱中统一贮藏。

以收获后未处理的薯块为对照(CK)进行贮藏试验，共计10个处理，每个处理30个薯块，3次重复。

1.2.2 指标测定 每7 d检查烂薯情况，每30 d统计一次烂薯数并使用打孔器取出薯块中部果肉用于测定品质指标。可溶性糖、淀粉均采用硫酸-蒽酮法测定[12]；可溶性蛋白采用考马斯亮蓝G-250法测定[13]；维生素C(Vc)采用钼蓝比色法测定[14]；超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)活性均按蔡庆生[15]的方法测定。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel 2007软件进行整理，采用SPSS 23.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理剂对甘薯贮藏期间可溶性糖含量的影响

由图1可以看出，随着贮藏时间的延长，草木灰浸出液、1-MCP、SA 3种处理剂对可溶性糖含量的影响都表现出先增加后降低的趋势，在90 d达到最大值。在0～90 d贮藏期中，3种处理剂处理的甘薯中可溶性糖含量均高于CK；在贮藏120 d时，0.25 kg/L和0.75 kg/L草木灰浸出液处理的贮藏甘薯中可溶性糖含量均比CK低(图1A)，而0.50 kg/L草木灰浸出液处理、1-MCP与SA处理的薯块可溶性糖含量均高于CK，说明1-MCP和SA能降低甘薯贮藏后期可溶性糖含量的损失。对比发现3种处理剂各自最优浓度及排序为：0.10 g/L SA>1.00 μL/L 1-MCP>0.50 kg/L草木灰浸出液>CK。

2.2 不同处理剂对甘薯贮藏期间淀粉含量的影响

由图2可知，所有处理的甘薯淀粉含量随着贮藏时间的延长总体呈现下降的趋势。草木灰浸出液处理与CK都表现出不断下降的趋势，在90～120 d期间下降最快(图2A)；1-MCP处理和SA处理薯块的淀粉含量都表现出先增加后降低的趋势，并且在30～60 d期间下降迅速(图2B、图2C)。虽然贮藏后期3种处理剂处理的薯块淀粉含量都高于CK，但与草木灰浸出液处理相比，1-MCP处理和SA处理能显著减少贮藏薯块中淀粉的损失与消耗，处理1-MCP与SA的最优浓度处理间差异不显著。

2.3 不同处理剂对甘薯贮藏期间可溶性蛋白含量的影响

由图3可知，所有处理的薯块可溶性蛋白含量随着贮藏时间延长均呈现出不断下降的趋势，其中0.25、0.75 kg/L草木灰浸出液处理和1.00、1.50 μL/L 1-MCP处理在30～60 d贮藏期间缓慢下降，在60～120 d期间快速下降(图3A、图3B)；0.01、0.10 g/L SA处理在90 d后才快速下降(图3C)。所有经处理剂处理的薯块可溶性蛋白含量均高于CK，说明3种处理剂均能降低薯块贮藏期间可溶性蛋白的损失。

2.4 不同处理剂对甘薯贮藏期间Vc含量的影响

图4表明，随着贮藏时间的延长，各处理薯块中Vc含量不断下降。在草木灰浸出液处理中(图4A)，0.25 kg/L处理薯块的Vc含量在30～60 d快速下降，60～90 d较慢下降，90～120 d快速下降；0.50 kg/L处理的Vc含量缓慢下降，90～120 d快速下降。在1-MCP处理中(图4B)，0.50 μL/L和1.00 μL/L处理的薯块Vc含量先快速下降，后缓慢下降，再快速下降；1.50 μL/L处理的薯块在整个贮藏期间都快速下降。在SA处理中(图4C)，3个浓度水平处理的薯块Vc含量下降趋势一致。3种处理剂最优浓度处理的薯块中Vc含量均高于CK，且3个处理剂最优浓度处理之间差异不显著。

2.5 不同处理剂对甘薯贮藏期间SOD、POD、CAT酶活性的影响

植物抗氧化系统是负责对植物体内产生的活性氧的抵御和清除的系统，SOD、POD、CAT是抗氧化酶促清除系统中的重要抗氧化酶类，其活性直接影响植物体内活性氧清除机制。图5表明，在贮藏过程中，不同处理的SOD酶活性(图5A、5B、5C)呈现不同的变化趋势，CK和草木灰处理薯块的SOD酶活性呈现先降低后升高再降低的趋势，而其余两个处理剂处理的薯块SOD酶活性则表现为先降低后升高的趋势；同一处理剂各浓度处理之间变化趋势大致相同；1-MCP各处理SOD酶活性最低值出现在贮藏后的第60天，而SA各个处理的SOD 酶活性最低值出现在贮藏后的第90天。POD酶活性整体都表现降低的趋势(图5D、5E、5F)，各处理剂及浓度之间在贮藏期间的变化趋势呈现部分不同，但在贮藏后期包括草木灰处理在内的各处理的POD酶活性均高于CK。CAT酶活性总体表现出下降的趋势，在贮藏60～90 d间，处理组CAT酶活性先缓慢升高随后又降低；经1-MCP和SA处理后的薯块在贮藏到第120天时CAT酶活性均显著高于CK (P<0.05)。

2.6 不同处理剂对甘薯贮藏期间褐变程度的影响

多酚氧化酶(PPO)的活性与水果和作物的褐变密切相关。由图6可知，在整个贮藏期间，所有处理及对照的PPO活性都呈现持续上升的趋势；草木灰浸出液浸泡的薯块中的PPO活性变化趋势与CK的变化趋势一致，而其余的两种处理剂(图6B、图6C)处理的薯块在贮藏期间的PPO活性都显著低于对照(P<0.05)，且都在贮藏后期活性呈现大幅升高；在1-MCP处理中，各处理浓度之间的PPO活性无显著差异(P>0.05)，在贮藏120 d后1-MCP 1.0 μL/L的PPO活性最低；在SA处理中各浓度处理间无显著差异(P>0.05)，在贮藏120 d后SA 0.1 g/L的PPO活性最低。因此，通过处理剂处理薯块，能显著降低薯块中的PPO活性，从而降低薯块内部组织的褐变程度，保持薯块较好的感官品质。

2.7 不同处理剂对甘薯贮藏期间腐烂率的影响

从图7可以看出，CK在贮藏期间烂薯最多，烂薯率最高，其次是草木灰浸出液处理，1-MCP处理烂薯最少。CK随着贮藏时间的延长，烂薯数不断增加；草木灰处理在贮藏0～60 d均没有出现烂薯，在贮藏到90 d开始出现烂薯，且后期烂薯数多；1-MCP和SA处理虽然前期也存在烂薯，但在贮藏每个阶段烂薯少，因此在整个贮藏阶段的烂薯率低。贮藏到120 d时的烂薯率表现为：CK>草木灰浸出液>SA>1-MCP。

3 讨论

甘薯在贮藏过程中，其糖和淀粉的变化非常显著，特别是鲜食型甘薯，糖分的变化往往决定贮藏甘薯的食用口感，而淀粉的变化则会影响大部分淀粉加工型甘薯的淀粉生产与加工。研究表明，在甘薯贮藏过程中，薯块中可溶性糖含量变化经历由高到低再到高的趋势，并且与干率密切相关[16]；但也有研究发现甘薯可溶性糖含量呈现持续上升的趋势[17]。本研究发现，在甘薯贮藏过程中，其薯块的可溶性糖含量变化经历先升高后降低的趋势，草木灰浸泡处理呈现出与CK一致的急剧升高后急剧降低的趋势；1-MCP熏蒸处理与SA 浸泡处理在贮藏期间有效减少了可溶性糖含量的损失，这可能是由于前期温度较低，薯块呼吸弱，呼吸消耗低于薯块的失水，从而引起薯块内的可溶性糖含量的上升，在后期温度升高后，薯块呼吸增强，1-MCP和SA处理后抑制了薯块的呼吸，从而减少了薯块的呼吸消耗。在通常情况下，贮藏甘薯薯块中的淀粉含量会随着贮藏时间的延长而不断下降[16,18-19]。相关研究表明，甘薯块根在贮藏前期，淀粉含量会增加，而后下降，而在贮藏期间淀粉的转化多由于β-淀粉酶的作用[20]；但也有研究表明，在贮藏期间α-淀粉酶活性持续上升，β-淀粉酶活性持续下降[21-22]。本研究结果表明，淀粉含量在贮藏期间呈现不断下降的趋势；相比于CK，草木灰处理并没有减缓薯块中淀粉含量的下降；而1-MCP处理和SA处理条件下的薯块淀粉含量显著高于CK和草木灰处理，减小了淀粉的损失程度。可溶性蛋白是重要的渗透调节物质和营养物质，对提高细胞保水能力，保护生物膜起重要作用[23]。本研究表明，甘薯在贮藏期间，其可溶性蛋白质含量与Vc含量都呈现不断下降的趋势，这与艾玉春等[21-25]的研究结果一致；且相比于CK，1-MCP熏蒸处理和SA浸泡处理能有效减缓贮藏甘薯的可溶性蛋白和Vc的降低。活性氧的积累是引起贮藏蔬果类衰老的重要原因，抗氧化酶能清除植物体内积累的活性氧，从而达到延缓衰老的作用，而多酚氧化酶活性则直接反映马铃薯、甘薯的褐变程度[26-27]。本研究表明，在甘薯贮藏过程中，SOD酶活性与POD酶活性均呈现出先增加后降低的趋势，而CAT酶活性则表现出持续下降的趋势，PPO酶活性表现出持续升高的趋势。总体来说，经1-MCP处理和SA处理的薯块在贮藏期间其SOD、POD、CAT活性均高于CK和草木灰处理，而PPO酶活性则显著低于CK和草木灰处理，说明1-MCP和SA处理能有效提高贮藏薯块中的抗氧化酶活性并且抑制PPO酶活性，延缓薯块的衰老与褐变。

4 结论

龙薯9号在贮藏期间，1-MCP处理剂和SA处理剂能有效延缓薯块在贮藏后期品质的下降，降低薯块可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、Vc含量的下降速率，并保持较高的SOD、POD、CAT酶活性和较低的PPO酶活性，延缓贮藏甘薯后期的衰老与褐变，降低腐烂率；草木灰处理对甘薯贮藏前期的腐烂起到较好的抑制作用，但在后期其品质下降快，烂薯数增加。