石小瓊，林標(biāo)聲，楊永林，熊建生

（1.龍巖學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，福建龍巖 364000；2.龍巖學(xué)院閩西食品研究所，福建龍巖 364012；3.福建連城紅心地瓜干股份有限公司，福建連城 366200）

甘薯氣調(diào)保鮮最佳貯藏條件研究

石小瓊1，2，林標(biāo)聲1，楊永林3，熊建生1

（1.龍巖學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，福建龍巖 364000；2.龍巖學(xué)院閩西食品研究所，福建龍巖 364012；3.福建連城紅心地瓜干股份有限公司，福建連城 366200）

摘 要：將氣調(diào)保鮮技術(shù)應(yīng)用于甘薯的貯藏，研究不同的氣調(diào)貯藏條件對(duì)甘薯保鮮效果的影響，篩選最佳氣調(diào)貯藏條件，并將保鮮效果同普通冷藏對(duì)照組比較。結(jié)果表明：采用溫度12℃，CO25.0%，O28.0%，相對(duì)濕度90%的氣調(diào)貯藏條件，保鮮效果比普通冷藏對(duì)照組明顯更好。氣調(diào)貯藏150 d，感官新鮮飽滿(mǎn)，不生根萌芽、不軟腐、不糠心，好薯率提高15.8個(gè)百分點(diǎn)，失重率減少4.9個(gè)百分點(diǎn)，VC和β-胡蘿卜素保存率分別提高24.8和21.8個(gè)百分點(diǎn)，呼吸曲線明顯下移，剛?cè)胭A時(shí)提早5 d進(jìn)入呼吸平穩(wěn)期，所有呼吸強(qiáng)度值減少40%以上。

關(guān)鍵詞：甘薯；氣調(diào)保鮮；貯藏條件

甘薯（sweet potato），又稱(chēng)為地瓜、番薯，是福建省連城縣獨(dú)具特色的傳統(tǒng)食品——地瓜干的主要加工原料，該縣有13萬(wàn)農(nóng)民從事地瓜產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)有不同規(guī)模的地瓜干生產(chǎn)加工企業(yè)40家。地瓜種植、加工與銷(xiāo)售等整個(gè)產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值達(dá)15億元，產(chǎn)品已發(fā)展為100多個(gè)單品，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)同類(lèi)產(chǎn)品的80%以上，且遠(yuǎn)銷(xiāo)美國(guó)、日本、東南亞與非洲的多個(gè)國(guó)家和我國(guó)部分地區(qū)，連城紅心地瓜干產(chǎn)業(yè)已成為農(nóng)民脫貧致富必不可少的地方特色主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[1-2]。

由于連城本地鮮地瓜的盛產(chǎn)期在8月～11月，而地瓜常溫貯藏期只有3個(gè)月，此既無(wú)法滿(mǎn)足地瓜干生產(chǎn)企業(yè)周年滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)的需求，也給農(nóng)民造成收薯高峰期的產(chǎn)后賣(mài)難。所以，必須采用先進(jìn)的保鮮技術(shù)對(duì)鮮地瓜進(jìn)行保鮮，使11月采收的本地地瓜能貯藏保鮮至次年的3月～4月以后，實(shí)現(xiàn)緩季節(jié)供應(yīng)、銷(xiāo)售，5月～7月的空擋期可通過(guò)調(diào)運(yùn)南邊（廣東、海南）地區(qū)原料進(jìn)行補(bǔ)充。從而滿(mǎn)足加工的原料需求和解決農(nóng)民的產(chǎn)后賣(mài)難問(wèn)題，避免種植戶(hù)與加工企業(yè)之間因供過(guò)于求而引發(fā)糾紛、造成社會(huì)矛盾，保障農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)增效，促進(jìn)社會(huì)和諧。

鑒于上述情況，研究甘薯的保鮮技術(shù)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。據(jù)報(bào)道，殷俊峰等在“甘薯節(jié)能氣控保鮮技術(shù)及其效益分析”中通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)保鮮窖改造和臭氧處理管路布建及確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)了甘薯“發(fā)汗期”時(shí)間縮短到8 d、低溫?zé)o凍害、窖溫回升無(wú)菌害的保鮮效果，好薯率達(dá)到98.8%[3]；連喜軍等研究了不同品種甘薯常溫貯藏期間呼吸強(qiáng)度變化規(guī)律，為低溫和氣調(diào)貯運(yùn)以及呼吸熱計(jì)算提供必要數(shù)據(jù)[4]。劉紅錦等在“輻照處理對(duì)2種甘薯的保鮮效果”中研究不同輻照劑量處理對(duì)寧紫1號(hào)和紫羅蘭甘薯的保鮮效果，以期得出較為適宜的輻照保鮮參數(shù)，結(jié)果表明輻照處理后，甘薯呼吸速率、總淀粉含量和α-淀粉酶活性在貯藏期間與對(duì)照無(wú)顯著性差異[5]；王裕欣在“優(yōu)質(zhì)食用型商品甘薯保鮮技術(shù)”中通過(guò)科學(xué)建造甘薯保鮮窖、對(duì)薯窖嚴(yán)格消毒、選用優(yōu)質(zhì)食用型甘薯品種、適時(shí)收獲、挑選薯塊、科學(xué)堆放、滅菌處理加強(qiáng)甘薯窖藏期間的管理等措施，可使甘薯的保鮮期延長(zhǎng)1倍以上[6]。

本研究將氣調(diào)保鮮技術(shù)應(yīng)用于甘薯的貯藏，研究溫度、CO2、O2和相對(duì)濕度等不同的氣調(diào)貯藏條件對(duì)甘薯保鮮效果的影響，篩選最佳氣調(diào)貯藏條件，以期為甘薯氣調(diào)保鮮實(shí)際生產(chǎn)提供相應(yīng)的技術(shù)參考依據(jù)。

1 材料、設(shè)備與方法

1.1 材料與設(shè)備

甘薯：來(lái)自福建省連城縣林坊鄉(xiāng)，品種為龍薯16號(hào)。

氣調(diào)保鮮實(shí)驗(yàn)庫(kù)：北京冰原冷鮮設(shè)備開(kāi)發(fā)有限公司設(shè)計(jì)制造，庫(kù)容30 m3/個(gè)、內(nèi)設(shè)3個(gè)氣調(diào)實(shí)驗(yàn)箱/庫(kù)，實(shí)驗(yàn)箱箱容1 m3/個(gè)，溫度、濕度和氣體成分均可自動(dòng)調(diào)節(jié)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 氣調(diào)貯藏各因素對(duì)甘薯保鮮效果的影響

1.2.1.1 溫度對(duì)甘薯保鮮效果的影響

調(diào)節(jié)貯藏庫(kù)的溫度，使其值分別為6、8、10、12、16℃，相對(duì)濕度、O2和CO2含量呈自然狀態(tài)，進(jìn)行冷藏。每5天測(cè)定一次呼吸強(qiáng)度，并觀察有否冷害癥狀。

1.2.1.2 CO2對(duì)甘薯保鮮效果的影響

調(diào)節(jié)貯藏庫(kù)的CO2含量，使其值分別為2.0%、4.0%、6.0%、8.0%、10.0%，溫度均設(shè)為16℃，O2含量和相對(duì)濕度呈自然狀態(tài)，進(jìn)行氣調(diào)貯藏。每5天測(cè)定一次甘薯呼吸強(qiáng)度并觀察有否CO2中毒癥狀。

1.2.1.3 O2對(duì)甘薯保鮮效果的影響

調(diào)節(jié)貯藏庫(kù)的O2含量，使其值分別為4.0%、6.0%、8.0%、10.0%、12%，溫度均設(shè)為16℃，CO2和相對(duì)濕度含量呈自然狀態(tài)，進(jìn)行氣調(diào)貯藏。每5天測(cè)定一次甘薯呼吸強(qiáng)度，并觀察有否缺氧呼吸導(dǎo)致的異味等現(xiàn)象。

1.2.1.4 相對(duì)濕度對(duì)甘薯保鮮效果的影響

調(diào)節(jié)貯藏庫(kù)的相對(duì)濕度，使其值分別為80%、85%、90%、95%，溫度均設(shè)為16℃，CO2和O2含量呈自然狀態(tài)，進(jìn)行冷藏。每5天測(cè)定一次甘薯呼吸強(qiáng)度，并觀察有否因濕度不合適導(dǎo)致的不正?，F(xiàn)象。

1.2.2 氣調(diào)貯藏條件正交試驗(yàn)主要因素和合適水平的確定

通過(guò)上述各因素對(duì)甘薯保鮮效果影響的試驗(yàn)，確定主要決定因素和合適水平，選擇適當(dāng)?shù)恼辉囼?yàn)表進(jìn)行正交試驗(yàn)。

1.2.3 保鮮貯藏

1.2.3.1 保鮮工藝流程

原料選擇→預(yù)冷→入庫(kù)貯藏→評(píng)價(jià)

1.2.3.2 工藝條件和操作要點(diǎn)

1）原料選擇：采用無(wú)霉?fàn)€、無(wú)蟲(chóng)害、無(wú)損傷的新鮮優(yōu)質(zhì)甘薯。

2）預(yù)冷：在通風(fēng)冷涼處（相對(duì)濕度75%，溫度為室溫）放置48 h，控制失重3%。

3）入庫(kù)貯藏：按照前述要求調(diào)節(jié)貯藏庫(kù)（箱）的貯藏條件，然后將預(yù)冷后的甘薯裝筐（35 kg/筐）放入存放。

4）保鮮效果評(píng)價(jià)：詳見(jiàn)下述。

1.2.4 保鮮效果評(píng)價(jià)

為了便于試驗(yàn)結(jié)果的分析，確立保鮮效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)如下。

1.2.4.1 商品價(jià)值指標(biāo)

1）失重率

失重，指水分蒸發(fā)和呼吸消耗的重量，失重率按下式計(jì)算：

失重率=[入貯薯重（kg）－爛薯重量（kg）－貯藏后好薯重量（kg）]/入貯薯重（kg）× 100%

2）爛薯率

爛薯，指發(fā)芽、軟腐、皺皮、糠心、腐爛等失去商品價(jià)值的甘薯，爛薯率按下式計(jì)算：

3）好薯率

好薯率按下式計(jì)算：

1.2.4.2 生理生化指標(biāo)

呼吸強(qiáng)度：采用靜置法測(cè)定,并描繪呼吸曲線。

VC和β－胡蘿卜素保存率：VC測(cè)定方法按GB/T 5009.86－2003《蔬菜、水果及其制品中總抗壞血酸的測(cè)定》（2，4－二硝基苯肼法）執(zhí)行,β－胡蘿卜素測(cè)定方法按GB/T 5009.83－2003《食品中胡蘿卜素的測(cè)定》（紙層析法）執(zhí)行，保存率按下式計(jì)算：

VC或β－胡蘿卜含量保存率＝[好薯率（%）×貯藏后VC或β－胡蘿卜素含量（g/kg）]/入貯薯 VC或β－胡蘿卜素含量（g/kg）×100%

1.2.5 最佳保鮮效果的確認(rèn)

按照上述方法進(jìn)行正交試驗(yàn)，貯藏150 d，測(cè)定好薯率，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，選出最佳氣調(diào)貯藏條件，對(duì)之進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。重復(fù)試驗(yàn)時(shí)，每2天測(cè)定一次呼吸強(qiáng)度、描繪曲線，并對(duì)貯藏150 d的甘薯進(jìn)行生理生化指標(biāo)測(cè)定。

1.2.6 對(duì)照組設(shè)立

甘薯氣調(diào)貯藏最佳條件重復(fù)試驗(yàn)時(shí)，設(shè)經(jīng)過(guò)預(yù)冷、進(jìn)入12℃普通冷藏但不調(diào)節(jié)氣體的貯藏庫(kù)進(jìn)行貯藏的對(duì)照組，相對(duì)濕度和重復(fù)試驗(yàn)組相同。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣調(diào)貯藏各因素對(duì)甘薯保鮮效果的影響

2.1.1 溫度對(duì)甘薯保鮮效果的影響

溫度對(duì)甘薯保鮮效果的影響，見(jiàn)表1和圖1。

表1 不同溫度下甘薯遭受冷害情況Table 1 The chilling stress of sweet potato under different temperatures

圖1 溫度對(duì)甘薯呼吸強(qiáng)度的影響Fig.1 Effects of temperatures on respiration rate of sweet potato

試驗(yàn)結(jié)果如圖1和表1所示，結(jié)果表明：當(dāng)冷藏溫度在12℃～16℃的溫度范圍時(shí)，甘薯呼吸強(qiáng)度隨著溫度的降低而減弱。但是，當(dāng)溫度降至10℃～6℃時(shí)，甘薯貯藏20 d～25 d后已遭受冷害，表現(xiàn)為呼吸強(qiáng)度上升，表面出現(xiàn)局部硬斑，并且薯塊細(xì)胞壁果膠質(zhì)分離析出，繼而壞死，甘薯出現(xiàn)軟腐，溫度越低，軟腐越快。所以，正交試驗(yàn)時(shí)溫度較適值應(yīng)＞10℃范圍，選取11、12、13℃作為溫度的3個(gè)試驗(yàn)水平。

2.1.2 CO2對(duì)甘薯保鮮效果的影響

CO2對(duì)甘薯保鮮效果的影響，見(jiàn)圖2和表2。

圖2 CO2對(duì)甘薯呼吸強(qiáng)度的影響Fig.2 Effects of CO2on respiration rate of sweet potato

表2 CO2對(duì)甘薯保鮮效果的影響Table 2 Effects of CO2on preservation of sweet potato

試驗(yàn)結(jié)果如圖2和表2所示，結(jié)果表明：當(dāng)CO2濃度在＜6%的范圍時(shí)，甘薯呼吸強(qiáng)度隨著CO2濃度的增加而減弱。但是，當(dāng)CO2濃度在6%～10%范圍時(shí)，果實(shí)貯藏10 d～25 d以后開(kāi)始出現(xiàn)中毒，表現(xiàn)為呼吸強(qiáng)度上升，隨著CO2濃度的增加，呼吸強(qiáng)度躍升和出現(xiàn)硬斑現(xiàn)象。所以，正交試驗(yàn)時(shí)CO2濃度適宜值應(yīng)在＜6%的范圍，選取5%，4%，3%作為CO2濃度的3個(gè)試驗(yàn)水平。

2.1.3 O2對(duì)甘薯保鮮效果的影響

O2對(duì)甘薯保鮮效果的影響，見(jiàn)圖3和表3。

圖3 O2對(duì)甘薯呼吸強(qiáng)度的影響Fig.3 Effects of O2on respiration rate of sweet potato

表3 O2對(duì)甘薯缺氧呼吸情況的影響Table 3 Effects of O2on anaerobic respiration of sweet potato

試驗(yàn)結(jié)果如圖3和表3所示，結(jié)果表明：甘薯呼吸強(qiáng)度隨著O2濃度的減少而減弱。當(dāng)O2濃度減少至6%～4%時(shí)，甘薯貯藏10 d～15 d以后已開(kāi)始出現(xiàn)無(wú)氧呼吸過(guò)度的癥狀，表現(xiàn)為呼吸強(qiáng)度（CO2產(chǎn)生量）達(dá)到最低點(diǎn)后迅速上升，出現(xiàn)酒精味。所以，正交試驗(yàn)時(shí)O2濃度適宜值應(yīng)在＞6%的范圍，選取7.0%、8.0%、9.0%作為O2濃度的3個(gè)試驗(yàn)水平。

2.1.4 相對(duì)濕度對(duì)甘薯保鮮效果的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)濕度在85%至95%范圍，保鮮效果趨于相同，無(wú)不正常現(xiàn)象，故不把相對(duì)濕度作為正交試驗(yàn)的因素。

2.2 正交試驗(yàn)因素與水平的確定

通過(guò)以上試驗(yàn)，確定采用正交試驗(yàn)篩選最佳貯藏條件的因素水平如表4所示，并按L9（34）進(jìn)行試驗(yàn)。

表4 正交試驗(yàn)因素水平表Table 4 Factor and level of the orthogonal experiment

2.3 氣調(diào)貯藏最佳條件的篩選2.3.1 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

正交試驗(yàn)結(jié)果如表5，直觀分析如圖4，方差分析如表6。

由正交試驗(yàn)結(jié)果可知，在所選擇的水平范圍內(nèi)，因素A、C是極顯著因素，因素B是顯著因素。影響氣調(diào)保鮮效果的各因素的主次順序?yàn)椋篊＞A＞B，最佳氣調(diào)保鮮條件為A2B3C2，即溫度12℃、CO25.0%、O28.0%。

2.3.2 重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果與分析

按照上述試驗(yàn)中所篩選的氣調(diào)保鮮最佳條件進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，所得結(jié)果與正交試驗(yàn)一致，將各方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)和普通冷藏對(duì)照組比較，效果理想，具體見(jiàn)圖5和表7。

由圖5可見(jiàn)，12℃冷藏組入貯25 d后進(jìn)入呼吸平穩(wěn)期，最佳條件氣調(diào)貯藏組入貯10d后進(jìn)入呼吸平穩(wěn)期、比前者提早15d；最佳條件氣調(diào)貯藏組呼吸曲線明顯下移，進(jìn)入平穩(wěn)期后的呼吸強(qiáng)度平均值僅占前者的60%；貯藏150天后兩組的呼吸曲線均有上升趨勢(shì)。

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果表Table 5 Results of the orthogonal experiment

圖4 直觀分析圖Fig.4 Graph of intuitionistic analysis

表6 方差分析表Table 6 Results of the variance analysis

圖5 最佳氣貯條件對(duì)甘薯呼吸強(qiáng)度的影響Fig.5 Effects of controlled atmosphere storage optimum conditions on respiration rate of sweet potato

表7 重復(fù)試驗(yàn)與對(duì)照組保鮮效果的綜合比較Table 7 The comprehensive comparison on fresh-keeping effect of repeated tests groups and control groups

3 討論

本研究將氣調(diào)貯藏技術(shù)應(yīng)用于甘薯的保鮮，研究結(jié)果表明效果是顯著的，此為甘薯實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期保鮮提供了一個(gè)有力技術(shù)措施。

研究表明，采用最佳氣調(diào)貯藏條件（溫度12℃，CO25.0%，O28.0%，相對(duì)濕度90%）對(duì)甘薯進(jìn)行氣調(diào)貯藏，效果比普通冷藏好，氣調(diào)貯藏150 d，感官新鮮飽滿(mǎn)，不生根萌芽、不軟腐、不糠心，好果率提高15.8個(gè)百分點(diǎn)，失重率減少4.9個(gè)百分點(diǎn)，VC和β-胡蘿卜素保存率分別提高24.8和21.8個(gè)百分點(diǎn)，呼吸曲線明顯下移，剛?cè)胭A時(shí)提早5 d進(jìn)入呼吸平穩(wěn)期，所有呼吸強(qiáng)度值減少40%以上。這為甘薯保鮮實(shí)際生產(chǎn)提供了有效的參考。

應(yīng)用本研究所選的最佳氣貯條件對(duì)甘薯進(jìn)行保鮮，貯藏150 d后呼吸強(qiáng)度開(kāi)始回升，回升的原因、回升造成的影響，以及整個(gè)貯藏過(guò)程中甘薯的淀粉、總糖等成分的變化情況尚待進(jìn)一步探討。

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[1]吳振城,吳福瑞,羅展陽(yáng).“土特產(chǎn)”成為大產(chǎn)業(yè)的奧秘-連城縣實(shí)施紅心甘薯干產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化[J].福建質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督,2008(11):21

[2]邱鴻棟,鄧閩江,鐘麟.打造傳統(tǒng)地域品牌小甘薯做成大產(chǎn)業(yè)[J].福建質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督,2012(1):30-31

[3]殷俊峰.甘薯節(jié)能氣控保鮮技術(shù)及其效益分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(12):269-273

[4]連喜軍.不同品種甘薯常溫貯藏期間呼吸強(qiáng)度變化規(guī)律[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2009(6):310-313

[5]劉紅錦.輻照處理對(duì)2種甘薯的保鮮效果[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2011(1):160-163

[6]王裕欣.優(yōu)質(zhì)食用型商品甘薯保鮮技術(shù)[J].中國(guó)農(nóng)村小康科技,2010(10):71-72

Study on the Optimum Condition about Controlled Atmosphere Storage of Sweet Potato

SHI Xiao-qiong1，2，LIN Biao-sheng1，YANG Yong-lin3，XIONG Jian-sheng1
（1.College of Life Science，Longyan University，Longyan 364000，F(xiàn)ujian，China；2.Minxi Food Research Institute，Longyan University，Longyan 364012，F(xiàn)ujian，China；3.Fujian Liancheng Sweet Potato Co.，LTD.，Liancheng 366200，F(xiàn)ujian，China）

Abstract：To choose the optimum condition about controlled atmosphere storage of sweet potato，the influence of different condition to the result of keeping fresh of sweet potato was studied，and the result of keeping fresh was compared with comparison.The results showed：the controlled atmosphere storage condition of 12℃，CO25.0% ，O28.0% ，relative humidity 90%was obviously better than the condition of ordinary refrigeration storage.After stored 150 days under the optimum condition， the sweet potato did not take root bud， not soft rot，not hollowness，and it's appearance was plump； the keeping rate of good sweet potato increased by 15.8 percentage points； the weight losing rate decreased by 4.9 percentage points， the VCand β-carotene content increased by 24.8 and 21.8 percentage points， the breathing curve came down obviously； the date that respiration rate become steady brought forward 5 days；all of the respiration rate decreased more than 40%.

Key words：sweet potato；controlled atmosphere storage；optimum condition

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.15.025

福建省教育廳JK項(xiàng)目（2009046）

石小瓊（1963—），女（漢），教授，學(xué)士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工。

2013-04-17