抗機械損傷褐變馬鈴薯品種（系）的篩選

李山云，隋啟君，白建明，楊瓊芬，李文鵬

（1.云南省農業科學院經濟作物研究所，云南 昆明 650205；2.云南大學省生物資源保護與利用重點實驗室，云南 昆明 650091）

馬鈴薯是一種糧菜兼用型作物，全球播種面積僅次于小麥、水稻和玉米[1]，馬鈴薯的營養較豐富，富含淀粉、維生素、蛋白質、無機鹽等營養物質，其中維生素C的含量遠高于小麥和玉米等禾谷類作物，與西紅柿相當[2－3]。

馬鈴薯褐變包括兩類，非酶褐變和酶促褐變。非酶褐變是指不需要經過酶的催化而產生的一類褐變，如美拉德反應、抗壞血酸氧化、脫鎂葉綠素褐變等。酶促褐變是指馬鈴薯在受到機械損傷或處于異常環境（受凍、受熱）下，在多酚氧化酶（PPO）作用下將酚類物質氧化形成醌，醌的多聚化以及它與其他物質的結合產生黑色或褐色的色素沉淀，從而導致馬鈴薯的營養丟失[4－5]。目前關于抑制鮮切馬鈴薯褐變的報道較多，但研究主要集中在褐變抑制劑的篩選和馬鈴薯多酚氧化酶特性研究方面[6－9]，而從選育抗褐變馬鈴薯品種的角度來探討鮮切馬鈴薯抗褐變問題的文章還未見報道。

本文旨在通過對21個馬鈴薯新品種（系）進行評價，獲得貨架期明顯延長的抗褐變新品種，以期為鮮切馬鈴薯加工提供技術保障，避免由理化方法導致的馬鈴薯營養破壞及食品安全問題，對馬鈴薯加工品種的選擇具有重要的理論和實踐意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試的21個材料由云南省農科院馬鈴薯研究中心提供。選用新鮮、大小均勻、無病蟲害、個體完整無損傷、表皮無霉變的馬鈴薯。

WB-2010A水浴鍋（天津奧特賽斯儀器有限公司），751 GW-分光光度計（惠普上海分析儀器有限公司），AR 2140分析天平（Ohause corporation），TGL-16 G高速離心機(上海安亭科學儀器廠)，高速組織搗碎機（江蘇江陰科研器械廠）。

1.2 試驗方法

根據文獻[6]修改。馬鈴薯去皮用打孔器取樣，切碎，稱取樣品10 g，按1：5（m/m）加去離子水，高速組織搗碎機勻漿10 min，置于30℃水浴中20 min，取部分均漿12 000 r·min-1離心5 min，取上清液測定420 nm下吸光值。剩余均漿于4℃放置 24 h后，12 000 r·min-1離心5 min，取上清液測定420 nm下吸光值。每處理重復3次，分別平行取樣，結果以平均值計算，即為褐變度（BD）。最后用數碼相機拍照。

2 結果與分析

2.1 主要農藝性狀

對參試材料的主要農藝性狀進行評價（表1），由于本文選取參試馬鈴薯的塊莖進行試驗，因此僅對馬鈴薯的薯肉特征進行分析。由表1可見,在21個參試材料中，白肉的有6個，黃肉的7個，淺黃肉的5個，白肉帶紫圈的1個，白肉帶紫色花紋的1個，黃肉帶紫色花紋的1個。

2.2 不同馬鈴薯品種（系）的褐變度

由表2可見，在21個參試品種（系）中，不同馬鈴薯的抗褐變能力存在很大差異，30℃褐變20 min的條件下，褐變度變化幅度為0.114～0.741；4℃褐變24 h的條件下，褐變度變化幅度為0.159～1.102。說明馬鈴薯的褐變程度隨時間而加深。分析表中三列數據發現，初始褐變值、終測褐變值和變化值都不能反映品種的抗褐變能力，必須將三個值進行綜合分析后才能正確評價品種的抗褐變能力，如白皮白肉材料S04－5861的初始褐變值很高，變化值卻很低，從變化值看這個材料應是抗褐變的，但是從初值看，這個材料褐變程度卻較高，這說明有一些材料在遇到機械損傷時褐變速度很快。另外，有一些材料初始值低，但終值很高，說明這類品種是緩慢褐變的。因此要綜合三者來評價品種（系）的抗褐變性。只有初值、終值和變化值都低的材料才是抗機械損傷褐變的優良品種（系）。

表1 不同馬鈴薯品種（系）的主要農藝性狀Table 1 Main agronomic traits of potato(Solanum tuberosum L.)cultivars(lines).

表2 不同馬鈴薯品種（系）的褐變度Table 2 Browning index of potato cultivars

試驗材料中有3個彩色品種（系），但是從測試數據來看沒有規律可言，原因可能與取樣（色素在薯塊的分布）、色素的光吸收和氧化等有關系，因此，此方法不適宜作彩色馬鈴薯抗機械損傷褐變的評價。

2.3 測試液放置24h的感官評價

結合圖1和表2可以看出，4℃褐變24 h后，褐變度小于0.3時，馬鈴薯均漿的顏色為白色或乳白色至淺黃棕色，與剛切開的薯肉顏色相近；褐變度在0.3～0.5之間時，馬鈴薯均漿的顏色為棕色至淺褐色；褐變度大于0.5時，馬鈴薯均漿的顏色為黑色。因此可以用肉眼觀察法對馬鈴薯進行抗機械損傷褐變品種的粗篩。

圖1 4℃褐變24 h照片Figure 1 Browning color of the homogenized tuber tissue for 24 h at 4℃.

2.4 綜合評價

結合表1、2可以看出，測試液的初始褐變度與薯肉的顏色有相關性，相比較而言，白肉的材料初始褐變度都較低，其次是淺黃肉、深黃肉和彩色材料。

綜合表1、2和圖1分析評價，品系S03－259、S04－801、云薯301和JS05－53－275褐變度為0.135～0.288，而且褐變度變化值都很小，像這樣的材料都是鮮切或榨汁加工的適宜材料。褐變度變化值在0.1～0.2之間的材料，適合于作為的抗褐變理化方法篩選的材料。而初值在0.3以上，終值在0.5以上的材料，褐變能力強，褐變速度快，適于作為馬鈴薯氧化酶和酚類物質研究的材料。

3 討論

篩選出了4個抗機械損失褐變的馬鈴薯新品系，即S03－259、S04－801、云薯301和JS05－53－275。

薯肉原本具有的顏色對420 nm下的光吸收值有影響，但并不影響該試驗方法對于馬鈴薯抗機械損傷褐變的評價。對于彩色馬鈴薯，由于受到色素的影響，無法判斷多酚氧化酶和酚類物質在此試驗條件下的影響程度，因此該方法不適于作為彩色馬鈴薯抗機械損傷褐變的研究評價方法。

很多研究表明，馬鈴薯的酚類物質具有抗氧化活性[10]，因此從相反的角度考慮，本試驗方法也可以作為篩選功能馬鈴薯品種的輔助方法，即從最易褐變且褐變顏色深的品種中篩選多酚氧化酶活性高或酚類物質含量高的馬鈴薯品種。

機械損傷引起的褐變屬于酶促褐變，酶促褐變反應的發生需要滿足3個條件：酚類物質、多酚氧化酶和氧[11-12]。在本文試驗條件下，O2對酶促褐變的影響是一致的，由于不同品種馬鈴薯塊莖的酚類物質含量和多酚氧化酶活性不同，因此經高速組織搗碎機勻漿后，褐變程度不同，本文提到的方法可以作為鮮切型馬鈴薯和榨汁型馬鈴薯篩選的輔助方法。

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