不同貯藏溫度對云薯105馬鈴薯生理品質的影響

楊明 包媛媛 張新永 杜鵬 林奇

摘要： 馬鈴薯塊莖不耐長期貯藏，受貯藏環(huán)境溫濕度的影響很大。用恒溫恒濕培養(yǎng)箱模擬大型貯藏庫，將恒溫恒濕培養(yǎng)箱的溫度設置為4 ℃、10 ℃、15 ℃、常溫（20 ℃）4個梯度，相對濕度均設置為70%～80%，選用云薯105作為試驗材料，研究不同貯藏溫度條件對云薯105干物質、淀粉、還原糖、蛋白質含量和淀粉酶、淀粉磷酸化酶、蔗糖轉化酶、過氧化物酶活性的影響。結果表明，云薯105的干物質、淀粉、維生素C、蛋白質含量在貯藏始期達到最高值，隨著貯藏時間的延長而逐漸下降，還原糖含量隨著貯藏期的延長而在一定范圍內逐漸上升;淀粉酶、蔗糖轉化酶、過氧化物酶活性隨著貯藏期的延長而逐漸上升，貯藏至120 d以后，蔗糖轉化酶、過氧化物酶活性有所下降;淀粉磷酸化酶活性隨著貯藏時間的延長先下降后上升又下降。由結果可知，不同貯藏溫度對云薯105營養(yǎng)品質和酶活性的影響各異。常溫貯藏馬鈴薯的營養(yǎng)損失得過快，4 ℃貯藏條件可以在一定程度上保持馬鈴薯的營養(yǎng)品質。

關鍵詞： 溫度;貯藏;酶活性;馬鈴薯;淀粉酶;淀粉磷酸化酶;蔗糖轉化酶;過氧化物酶

中圖分類號： S532.01;S532.09? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）05-0189-04

馬鈴薯是一類營養(yǎng)豐富、糧蔬兼用的食材，被聯合國糧食及農業(yè)組織列為“第四大主糧”。馬鈴薯主食化已經成為國家戰(zhàn)略。目前我國馬鈴薯種植面積、總產量均居世界第一。我國社會正在全面進入營養(yǎng)健康發(fā)展新階段，馬鈴薯主食化對于推動供給側改革、改善居民膳食營養(yǎng)結構至關重要。收獲后的馬鈴薯進行著一系列的生理生化反應。通過合理貯藏，可以降低或者延緩馬鈴薯的生理生化活動[1]。通過合理貯藏，還可以調節(jié)市場供應，提高馬鈴薯的商業(yè)價值。影響馬鈴薯貯藏質量的因素有溫度、濕度、CO2濃度和光照等，其中溫度是影響馬鈴薯貯藏質量的關鍵因素。在高溫條件下，馬鈴薯容易失水，代謝旺盛，同時會引起馬鈴薯過早發(fā)芽，從而消耗馬鈴薯內部的營養(yǎng)物質，發(fā)芽的馬鈴薯會產生有毒物質龍葵素，導致馬鈴薯品質下降。當貯藏溫度過低時，馬鈴薯容易發(fā)生“低溫糖化”現象，不利于淀粉的保持，同時容易發(fā)生低溫凍害和真菌感染[2]。鮮食薯、加工用薯都有各自的貯藏要求。通過合理貯藏，可以調節(jié)馬鈴薯市場的供應期，實現馬鈴薯增值。本試驗選取青薯9號為試驗材料，研究不同貯藏溫度對馬鈴薯干物質、淀粉、還原糖、蛋白質含量和淀粉酶、淀粉磷酸化酶、蔗糖轉化酶、過氧化物酶（POD）活性的影響，以期為不同用途的馬鈴薯貯藏提供理論指導，并為優(yōu)化馬鈴薯貯藏條件提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

云薯105馬鈴薯，采自云南省尋甸縣甸沙鄉(xiāng)試驗基地;UV-1800紫外可見分光光度計，上海翱藝儀器有限公司;ESJ200-48電子天平，沈陽龍騰電子有限公司;YLD-3000電熱恒溫鼓風干燥箱，上海躍進醫(yī)療器械有限公司;HH-8數顯恒溫水浴鍋，常州國華電器有限公司;HYP-308消化爐，上海纖檢儀器有限公司;KQ3200E超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 試驗設計與處理方法

本試驗地點為云南農業(yè)大學，于2018年8月開始進行試驗。選取大小均一、無機械損傷和病蟲害的馬鈴薯塊莖放入4個恒溫恒濕培養(yǎng)箱內。4個恒溫恒濕培養(yǎng)箱的溫度分別設置為4 ℃、10 ℃、15 ℃、常溫CK（20 ℃），濕度設置為70%～80%。馬鈴薯自入貯藏庫之日起，每隔30 d取樣1次，貯藏期間共取樣6次，貯藏150 d。每次取樣約500 g，洗凈晾干，取馬鈴薯塊莖的橫切片研磨，測定還原糖、蛋白質含量及酶活性。取100 g鮮樣烘干，用于測定干物質含量，將烘干后的馬鈴薯打成粉末，用于測定淀粉含量。各理化指標重復測定3次。

1.3 測定方法

干物質含量的測定采用烘干稱質量法;淀粉含量的測定采用碘比色法;還原糖含量的測定采用鐵氰化鉀法[3];粗蛋白質含量的測定采用凱氏定氮法[4];維生素C含量的測定采用滴定法[5];淀粉酶活性的測定采用3，5-二硝基水楊酸比色法[6];淀粉磷酸化酶活性的測定采用無機磷法[7];蔗糖轉化酶活性的測定采用3，5-二硝基水楊酸比色法[8];過氧化物酶活性的測定采用愈創(chuàng)木酚法[9]。

1.4 統(tǒng)計分析

采用SPSS 18.0軟件對數據進行方差分析，利用LSD（最小顯著性差異法）多重比較進行差異顯著性分析。用Excel對數據進行分析與作圖。

2 結果與分析

2.1 云薯105貯藏期間品質含量的變化

2.1.1 云薯105貯藏期間干物質含量的變化 干物質含量不僅會影響馬鈴薯的加工品質，而且會影響馬鈴薯的產量和經濟效益[10]。馬鈴薯在剛收獲后，干物質含量最高，隨著貯藏時間的延長，馬鈴薯干物質含量逐漸下降，在下降到一定程度時，干物質含量趨于平緩。有研究發(fā)現，馬鈴薯在貯藏期間的干物質含量與淀粉含量呈極顯著正相關關系，馬鈴薯在貯藏期經歷的一系列生理生化反應會消耗塊莖內的干物質[11]。由圖1可知，云薯105的干物質含量在貯藏始期達到最高值，隨著貯藏時間的延長，干物質含量逐漸下降，貯藏至90 d時，干物質含量迅速下降，在貯藏后期，干物質含量有所上升。經分析發(fā)現，各組間干物質含量不存在顯著差異。貯藏溫度越高，干物質損失得越多，在4 ℃貯藏更容易使干物質含量得到保持。

2.1.2 云薯105貯藏期間淀粉含量的變化 淀粉是馬鈴薯的主要貯藏物質，是評價馬鈴薯品質優(yōu)劣的重要指標。在貯藏期間，淀粉發(fā)生“糖化”現象，并轉化為蔗糖、還原糖，同時蔗糖、還原糖又會轉化為淀粉。淀粉轉化為糖是一個可逆的動態(tài)平衡，這個動態(tài)平衡的方向和速率取決于馬鈴薯的品種和貯藏條件[12]。由圖2可知，在貯藏初期時，云薯105

淀粉含量達到最高值，貯藏溫度不同，淀粉含量的變化也各不相同。其中在15、20 ℃貯藏條件下淀粉含量的降幅較大，貯藏150 d時分別下降了20.6%、26.4%。在4、10 ℃條件下，云薯105的淀粉含量的下降幅度相對較小，貯藏150 d時分別下降了17.4%、14.3%。貯藏至90 d后，4 ℃條件下云薯105的淀粉含量下降幅度高于10 ℃條件下的。在低溫條件下，由于淀粉轉化為糖，導致淀粉含量降低。有研究表明，呼吸作用會導致淀粉的消耗，低溫降低了淀粉的呼吸速率。本研究結果表明，20 ℃ 處理組淀粉含量下降得最多，溫度高導致呼吸速率增強，呼吸作用是影響淀粉含量的主要因素。由此推測，在馬鈴薯的呼吸及“低溫糖化”的共同作用下，馬鈴薯的淀粉含量逐漸下降。

2.1.3 云薯105貯藏期間還原糖含量的變化 馬鈴薯在貯藏過程中還原糖與氨基酸發(fā)生美拉德反應，產生棕色帶苦味的物質。因此，還原糖的積累會直接影響加工類馬鈴薯的質量[13]。由圖3可知，當貯藏至120 d時，處理組云薯105的還原糖含量升至最大值，隨后逐漸下降。在整個貯藏期，處理組的還原糖含量都比20 ℃處理組高，且遵循貯藏溫度越低還原糖含量越高的規(guī)律。分析可知，20 ℃處理組的還原糖含量與4、10 ℃處理組差異極顯著（P<0.01）。由于馬鈴薯在貯藏過程中的“低溫糖化”作用，使還原糖得到積累。

2.1.4 云薯105貯藏期間蛋白質含量的變化 馬鈴薯蛋白質具有很高的營養(yǎng)價值[14]。馬鈴薯蛋白質包括大量黏體蛋白質，黏體蛋白質是一種多糖蛋白的混合物，能防止動脈粥樣硬化的過早發(fā)生。由圖4可知，在4 ℃貯藏條件下，云薯105中蛋白質含量的變化呈先下降后升高再下降的趨勢，并在貯藏90 d時，蛋白質含量達到最低值2.07%，相對于貯藏始期，蛋白質含量下降了11.5%。在10 ℃貯藏條件下，從貯藏始期持續(xù)至貯藏90 d時，蛋白質含量持續(xù)下降，而后呈先上升又下降的趨勢。貯藏至150 d時，蛋白質含量達到最低值2.01%。在15 ℃貯藏條件下，當貯藏至150 d時，蛋白質含量達到最低值1.87%。20 ℃處理組貯藏至90 d后，蛋白質含量迅速下降。由此推測，低溫貯藏條件能夠在一定程度上緩解蛋白質的損失，在常溫貯藏條件下，蛋白質含量的損失最大，貯藏150 d時較貯藏初期下降了25.1%。

2.1.5 云薯105貯藏期間維生素C含量的變化

馬鈴薯塊莖中的維生素C是以還原型、氧化型2種形式存在的，馬鈴薯中維生素C含量豐富，影響馬鈴薯維生素C含量的因素很多，其中溫度是一個重要因素。由圖5可知，云薯105維生素C含量在貯藏初期最高;隨著貯藏期的延長，云薯105維生素C含量逐漸下降，貯藏至150 d時，4、10、15 ℃處理組的維生素C含量分別下降了56.5%、58.6%、63.4%，而20 ℃處理組下降了69.1%。總體看出，貯藏溫度較低可以減緩維生素C的損失。

2.2 云薯105貯藏期間若干酶活性的變化

2.2.1 云薯105貯藏期間淀粉酶活性的變化 淀粉酶可將淀粉水解成可利用態(tài)的糖，為發(fā)芽提供碳素營養(yǎng)和能量。當休眠解除、芽條完全生長后，淀粉酶活性開始逐漸下降[15]。由圖6可知，在4、10 ℃ 貯藏條件下，云薯105的淀粉酶活性表現出緩慢上升的態(tài)勢，在 4 ℃ 貯藏條件下的上升幅度較10 ℃條件下的大，可能是由于淀粉酶催化的“低溫糖化”作用。4、10 ℃ 處理組的淀粉酶活性間無明顯差異。15 ℃處理組與20 ℃處理組的淀粉酶活性先呈下降的趨勢，貯藏至60 d時，淀粉酶活性開始升高，由于溫度高時馬鈴薯容易發(fā)芽，而發(fā)芽需要能量，于是淀粉酶活性開始明顯增強，催化淀粉水解成糖類物質。當芽條完全生長后，淀粉酶活性開始下降。15 ℃處理組與20 ℃處理組的淀粉酶活性無明顯差異。

2.2.2 云薯105貯藏期間淀粉磷酸化酶活性的變化 淀粉磷酸化酶能將不可利用的淀粉分解成糖和能量，供應塊莖中細胞的糖代謝，從而為發(fā)芽提供能量。在休眠期間，馬鈴薯塊莖的代謝減緩，淀粉磷酸化酶活性也會隨之降低[9]。由圖7可知，隨著貯藏時間的延長，云薯105的淀粉磷酸化酶活性先下降后上升;在貯藏后期，酶活性又逐漸下降;貯藏至120 d時，淀粉磷酸化酶活性達到最高值;20 ℃處理組與4、10、15 ℃處理組間的淀粉磷酸化酶活性沒有明顯差異。

2.2.3 云薯105貯藏期間蔗糖轉化酶活性的變化 蔗糖轉化酶能夠不可逆地催化蔗糖水解為果糖、葡萄糖[16]。由圖8可知，在不同貯藏溫度條件下，云薯105蔗糖轉化酶的活性變化呈先持續(xù)升高后降低的趨勢。在4、10、15 ℃條件下，貯藏至120 d時，蔗糖轉化酶活性達到最高值，分別為1.95、1.73、1.15 mg/（g·min）;貯藏至120 d后，酶活性開始下降。整個貯藏期間酶活性的變化遵循溫度越低、酶活性越高的規(guī)律。分析表明，20 ℃處理組與4 ℃處理組間差異極顯著（P<0.01），與10 ℃處理組間差異顯著（P<0.05）。

2.2.4 云薯105貯藏期間過氧化物酶活性的變化 過氧化物酶是一種重要的抗氧化酶，是細胞內重要的內源性氧清除劑[17]。過氧化物酶活性高，可以抑制發(fā)芽，增強馬鈴薯的抗病性[18]。由圖9可知，在4、10、15 ℃條件下，過氧化物酶活性先升高后下降，當貯藏至120 d時，酶活性達到最高值，分別為 28.75、27.27、23.83 U/（g·min）;20 ℃處理組與4、10、15 ℃ 處理條件間差異不明顯。

3 討論

不同貯藏溫度對馬鈴薯的品質及酶活性的影響不同，對于不同用途的馬鈴薯也有不同的貯藏條件要求。淀粉與還原糖含量處于一個動態(tài)可逆平衡狀態(tài)，貯藏溫度過高，會加快馬鈴薯蛋白質的損失，低溫貯藏有利于蛋白質含量的保持。淀粉酶、淀粉磷酸化酶都能將淀粉轉化為糖，糖包括還原糖、葡萄糖、蔗糖等。蔗糖轉化酶能夠催化蔗糖轉化為果糖、葡萄糖。貯藏溫度越低，酶活性越高，低溫促進了糖類物質的相互轉化。過氧化物酶活性高時，可抑制發(fā)芽，而當貯藏溫度較高時，更易發(fā)芽。

4 結論

研究結果表明，在不同貯藏溫度條件下，貯藏 0～120 d 的云薯105中的干物質含量都呈下降趨勢，高溫會使馬鈴薯的水分散失得更快，不利于干物質的保持。淀粉含量隨著貯藏時間的延長而逐漸降低，在4、10、15 ℃貯藏條件下，貯藏0～120 d的云薯105中的還原糖含量隨著貯藏時間的延長而逐漸升高，產生了“低溫糖化”作用。淀粉降解導致還原糖含量得到積累。在常溫貯藏條件下，還原糖含量的變化程度較小。貯藏溫度較高時，蛋白質損失加快。在低溫條件下，淀粉酶、淀粉磷酸化酶活性都相對較高。貯藏溫度較高時，馬鈴薯更容易發(fā)芽，而發(fā)芽需要能量，淀粉酶活性開始明顯增強，催化了淀粉水解成糖類物質。當芽條完全生長后，淀粉酶活性開始下降。在不同貯藏溫度條件下，蔗糖轉化酶的活性先升高，到了貯藏后期呈下降的趨勢。貯藏溫度的高低與過氧化物酶活性呈負相關。對于鮮食用薯而言，要求淀粉、干物質含量高，建議放置于4 ℃貯藏庫貯藏。對于要求淀粉含量較高且還原糖含量較少的加工用薯，建議放置于10 ℃貯藏庫貯藏。溫度是貯藏條件中的重要因素，可以通過設置不同貯藏溫度調節(jié)馬鈴薯的貯藏特性，從而延長馬鈴薯的貯藏期。光與溫度對馬鈴薯品質的影響機制有待進一步研究。

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收 稿日期：2018-06-19

基金項目：云南省現代農業(yè)馬鈴薯產業(yè)技術體系專項（編號：2017KJTX003）。

作者簡介：楊 明（1992—），男，云南大理人，碩士，研究方向為薯類作物貯藏保鮮。E-mail：1223637852@qq.com。

通信作者：包媛媛，博士，講師，研究方向為果蔬保鮮。E-mail：380984741@qq.com。