马铃薯保鲜及加工技术研究进展

刘美琴

摘 要：马铃薯作为粮菜兼用作物具有极大的经济价值，但在其保鲜和加工过程中仍存在很多问题。因此，亟须大力发展马铃薯绿色保鲜技术，创造更大的经济效益，助力乡村生态振兴。为进一步推动马铃薯保鲜和加工业的可持续发展，文章总结了马铃薯不同保鲜技术及生产加工技术的发展现状，为未来推广马铃薯安全、高效的绿色保鲜和加工技术提供参考。

关键词：马铃薯；保鲜；加工技术

文章编号：1005-2690（2023）18-0051-04       中国图书分类号：TS255.3       文献标志码：B

马铃薯作为世界主要粮食作物之一，营养成分非常全面，营养结构合理，可以提供人体所需的营养成分[1]。《中共中央 国务院关于做好2023年全面推进乡村振兴重点工作的意见》要求，抓紧抓好粮食和重要农产品稳产保供，要全力抓好粮食生产。

马铃薯喜温凉，耐旱、耐贫瘠、耐严寒，适应性强，有很大的加工价值，全产业链发展潜力巨大。2021年我国马铃薯产量达1 830.9万t，马铃薯消费方式以鲜食为主，占马铃薯消费量的60％以上；饲用占比17％；加工占比8％；损耗及其他占比9％。因此，改善马铃薯贮运条件、加强马铃薯绿色保鲜加工技术研究、提高马铃薯的贮藏品质有着很重要的研究价值。

1 马铃薯营养成分及开发用途

马铃薯干物质中淀粉含量达75％～80％，其中支链淀粉含量较高，易于人体吸收。马铃薯粘体蛋白质含量高，可有效预防心血管系统的脂肪沉积。马铃薯富含半纤维素成分，具有保健抗癌作用，且含有多种抗衰老成分，如胡萝卜素、维生素C和维生素K[2]，其中维生素C含量远远高于其他果蔬，是葡萄、苹果、鸭梨、杏等水果的7倍。马铃薯碳水化合物中可溶性糖主要有葡萄糖、果糖、蔗糖，另外还含有少量的有机酸。

马铃薯除了作为食物，还在医学和生物研究中具有广泛的应用前景。龙葵素是马铃薯中的一种糖苷生物碱，大多数人认为龙葵素有毒有害，但最新研究证明龙葵素药理学活性范围广，能够抗病虫害、杀菌、防癌、抵抗病毒、强化心脏、降低血脂。

2 马铃薯贮藏特性

2.1 薯皮快速木栓化

薯皮木栓化是马铃薯安全贮藏的必要条件，也是一项很关键的步骤。采收前地上部黄化会加快薯皮木栓化，应用以下几种方式可加速薯皮木栓化。首先，压秧。采收前15 d，机械或者人工将马铃薯植株压倒在地，促进养分转入地下块茎中，有效促进薯皮木栓化。其次，推迟采收。当薯秧被霜害冻死后，延迟10 d左右待薯皮完全木栓化后再收获。再次，割秧。在收获前10 d喷洒灭生性除草剂，通过杀灭地上植株让地下块茎停止生长，促使薯皮快速木栓化。

2.2 休眠现象

马铃薯采收后萌芽处于生理休眠状态，休眠时间长短主要受遺传因素和环境因素的影响，一般要求贮藏环境保持低温和高湿。此外，马铃薯品种、块茎生理年龄、贮藏时间及块茎产生的激素和生长物质都会影响其休眠和发芽。

2.3 化学物质变化

淀粉和糖的含量是衡量马铃薯品质的重要因素[3]，特别是油炸加工马铃薯，要求还原糖含量低而淀粉含量高[4]。贮藏后期马铃薯淀粉含量会降低，淀粉酶会将其转化为蔗糖，进一步分解为葡萄糖和果糖。尤其在低温贮藏期间，块茎中淀粉代谢、糖代谢、呼吸作用和糖酵解中的平衡会被打破，在液泡中积累大量的糖。

在贮藏过程中，马铃薯表皮变绿或发芽主要是由低温和强光照造成的，发芽后产生大量的龙葵素，毒性较强，芽越长意味着毒素含量越高，表皮绿化对马铃薯品质影响不大。贮藏中需采取科学的控制技术、防止薯块和加工品中龙葵素的积累，保障食品安全已成为马铃薯保鲜贮运加工各环节亟须解决的关键问题。

马铃薯块茎中的维生素C含量会随贮藏期的延长而降低，贮藏6个月后维生素C含量可降低50％～70％。近年来，富含维生素蔬菜深受消费者欢迎，马铃薯中维生素C含量降低的问题需引起重视[5]。此外，马铃薯贮藏期间蛋白质含量相对稳定，基本维持不变。

2.4 结露现象

贮藏环境中温度不稳定常会导致马铃薯发生结露出汗现象[6]。出现结露时，薯块极易受病菌侵染，预防方法是选用保温性能较好的冷库或其他贮藏设施，避免出现温度骤升骤降的现象；在马铃薯贮藏堆上覆盖草袋等吸湿材料，并适时进行更换。

3 运输保鲜技术

3.1 收获技术及设备

马铃薯的收获质量直接影响其耐藏性。在一些偏远的山区、丘陵地区应用小型收获机械将马铃薯深翻出来平铺于地面，再由人工捡拾装袋，效率低下。整体式挖掘铲在作业过程中阻力相对较大，垄高、土质以及收获时间有局限性，不具备二次土薯分离装置，输送效果差，马铃薯会被二次掩埋，明薯率较低，增加后期采后处理的成本。国产联合收获机存在着破损率和漏收率高的问题，但是由于进口装备购置成本相对较高，有实力的专业种植合作社以及有一定规模的企业才会使用。未来的国内马铃薯收获机械将向大型自走式、机电和液压一体化、联合作业、北斗导航无人驾驶智能机械方向发展。

3.2 分级设备

马铃薯的自动化分级是提高其市场竞争力、促进增值的重要途径。常见的有质量传感分级机和长径比分级机，现有的马铃薯分级和检测技术耗费大量的人力物力且效率低下，康宏彬等（2022）[7]设计了基于机器视觉的马铃薯自动分级与缺陷检测系统。自动分级系统对马铃薯先进行快速表皮去泥和分级工作，得到3种规格的马铃薯，再传输到缺陷检测系统进行缺陷识别检测。国内马铃薯分级研究多以静态为主，如郝敏和麻硕士（2009）[8]应用马铃薯的俯视面积和侧面厚度检测质量，使用Zernik矩法检测畸形马铃薯。虞晓娟等（2009）[9]提出基于色度域划分的马铃薯绿皮检测方法，受品种影响较小。杨森等（2021）[10]利用轻量卷积网络自动提取马铃薯特征信息，利用迁移学习的方法得出分级检测模型，以期完成马铃薯外部缺陷的快速和准确检测，为实现马铃薯在线分级检测提供了可行性。

3.3 贮藏环境调控技术

贮藏环境调控技术是马铃薯采后保鲜的关键，想要实现模型化管理，必须要有标准技术参数。建议在贮藏窖内配备强制通风系统，设置适宜的通风时间。通风设施的智能化管理一般采用自主研发的控制仪，从而有效调控窖温。冷藏环境中必须不断有新鲜空气的通入，减少CO2的积累。

目前在大多数马铃薯产区，中小型通风库和贮藏窖仅根据温湿度计示数来开关门、调节温度和气体流通；部分经济较发达的马铃薯产区，会加装轴流风机、温湿度传感器和自控装备来调节环境参数。而一些大型企业的恒温库、机械冷库、气调库等高端贮藏设施则采用计算机程序监控温湿度，不滥用保鲜药剂，可以达到绿色智能保鲜的目的。

3.4 抑芽技术

马铃薯贮藏保鲜过程中会打破休眠提早发芽，严重影响马铃薯品质。抑制马铃薯发芽延长休眠期，对于马铃薯运输保险产业的发展都有极其重要的意义。

3.4.1 低温贮藏

低温贮藏可以抑制马铃薯发芽，且不会影响其营养价值，种薯在3～5 ℃条件下贮藏，待后期播种时再升高温度；加工原料薯在7～8 ℃条件下贮藏，加工时再进行回暖处理；而鲜食马铃薯需在2～5 ℃条件下贮藏[11]。贮藏期间也要保持较高的种薯活力，栽培中才会长势整齐，高产且优质[12]。低温冷藏可显著提高微型种薯的活力，使用竹筐贮藏效果最好，网袋次之，纸箱效果较差[13]。

3.4.2 化学药剂

马铃薯抑芽剂CIPC使用简便、价格低廉、应用范围广。马铃薯采收14 d后，直到萌动之前使用CIPC处理，避免使用低温贮藏导致糖化带来的风险[14]。CIPC可以与多菌灵、次氯酸钠等多种防腐剂混合使用，降低薯块感染干腐病和软腐病等的风险。CIPC抑芽效果不可逆，不能应用于种薯贮藏。

田世龙等（2020）[15]研究表明，ClO2处理对采后保鲜的马铃薯块茎具有一定的抑芽作用，可有效降低马铃薯块茎的呼吸速率，延迟发芽时间，发芽芽数和芽长明显减少，ClO2浓度与抑芽效果成正比。

萘乙酸甲酯在马铃薯收获后使用，5 000 kg薯块用药量为100～150 g，加7.5～15.0 kg细土制成粉剂均匀撒到薯块中，抑芽效果显著。

赵双等（2012）[16]研究表明，外源乙烯对抑制马铃薯发芽具有较好的效果，可恢复马铃薯损伤。通常情况下，外源乙烯浓度越大，抑芽效果越好。

光能变价离子钛作为新型抑菌剂，对环境友好、对人畜无害，能有效抑制马铃薯致病疫霉、茄科雷尔氏菌、疮痂链霉菌发病率及发病症，施用浓度为16 mg/L时抑菌效果好。

3.4.3 种薯抑芽

马铃薯种薯使用的药剂抑芽效果一般都是可逆的，常用的药剂有紫茎泽兰干粉、烯效唑、1，4-二甲基萘、二异丙基萘等萘的衍生物、臭椿提取物、薄荷醇、大蒜精油和茉莉精油等一些天然提取物。

3.5 辐射保鲜技术

辐射处理是一种安全高效的保鲜技术，安全剂量内60Co或137Cs产生的γ射线能高效抑制马铃薯块茎发芽。王守经和孙守义（1996）[17]证明马铃薯在休眠期内用80～150 Gy的60Co γ射线处理后贮藏期可达7个月，水分和营养成分基本没有丧失。Rezaee等（2013）[18]发现，12 ℃贮藏条件下低剂量的γ辐射（0.15 kGy）能有效抑制马铃薯腐烂发芽。及早对马铃薯进行辐射处理，发芽率显著降低，且干物质不会大幅降低。傅玉颖和张卫斌（1999）[19]提出，辐射处理马铃薯时剂量越大，保鲜效果越好，但也会有一定的副作用，马铃薯绿色保鲜要求将辐射剂量控制在一个合适范围内。

3.6 涂膜保鲜剂

利用甲壳素、纤维素、玉米醇溶蛋白、紫胶和蜂蜡等涂膜剂，混合加入一些护色剂、抑菌剂、表面活性剂，利用喷淋或喷涂的方法，均匀涂在马铃薯表面，抑菌和保鲜效果良好。

4 马铃薯加工技术

4.1 国外马铃薯加工现状

俄罗斯每年马铃薯消费量与粮食相近；荷兰马铃薯产品以鲜薯和薯条、薯粉为主，占比为70％；德国进口马铃薯食品以膨化薯块、薯条和干马铃薯块为主；英国以冷冻马铃薯制品为主，年均产量为450万t；法国是马铃薯泥的主要生产国。

4.2 国内马铃薯加工现状

我国马铃薯加工产品主要有淀粉、薯条薯片、全粉及主食化产品4类。初加工产能过剩，深加工产能严重不足。

4.3 加工用马铃薯品质要求

4.3.1 淀粉加工型马铃薯

淀粉含量的高低是衡量马铃薯品种好坏的首要指标。生产同样多的淀粉，若不同品种马铃薯淀粉含量相差1％，那么原料使用量将相差6％。淀粉加工用马铃薯淀粉含量应在16％或以上。为提高淀粉的白度，要选用肉色浅的马铃薯品种。

4.3.2 薯片及薯条加工型马铃薯

薯片、薯条加工型马铃薯必须严格要求块茎外观、内部结构、干物质含量及还原糖含量。首先，表皮光滑，芽眼少，皮色为乳黄色。其次，薯肉为白色，炸薯条也可用淡黄色块茎。再次，还原糖含量一般要求为鲜重的0.1％，炸片型马铃薯不高于0.3％、薯條型不超过0.5％。一般油炸食品要求22％～25％的干物质含量，在实际生产中，用测定比重来间接表示其干物质含量。薯条要求比重最低为1.085，炸片要求比重最低为1.080。

4.3.3 全粉加工型马铃薯

薯块的干物质和还原糖含量、薯肉颜色、芽眼深浅是判断全粉加工型马铃薯是否符合标准的主要指标，另外氨基酸、类胡萝卜素等营养成分也会影响全粉产品的品质。

5 结束语

马铃薯作为主要粮食作物有很大的市场需求，但目前马铃薯产区主要集中在我国经济欠发达地区，贮藏设施和保鲜技术相对滞后，加工产品单一。建设微型节能的贮藏设施，配套智能化环境调控系统和溯源系统是未来发展马铃薯绿色保鲜的必由之路，另外也要推广先进的加工技术，做到加工产品精细化。对于一些交通不便的偏远地区，可以就近加工，提高产品附加值。为全面推动乡村产业振兴，要从农民的利益和实际需求出发，制定一套适合我国国情的马铃薯绿色保鲜加工技术体系。

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（编辑：任钰蓉）