外源乙烯對馬鈴薯發芽的抑制作用

趙 雙，傅茂潤，*，陳慶敏，劉秀河，王層層，朱凌紅

（1.山東輕工業學院食品與生物工程學院，山東濟南 250353；

2.山東省農業干部管理學院現代農業技術系，山東濟南 250100；

3.內蒙古錫林郭勒盟環境保護監測站，內蒙古錫林郭勒盟 026000）

外源乙烯對馬鈴薯發芽的抑制作用

趙 雙1，傅茂潤1，*，陳慶敏2，劉秀河1，王層層1，朱凌紅3

（1.山東輕工業學院食品與生物工程學院，山東濟南 250353；

2.山東省農業干部管理學院現代農業技術系，山東濟南 250100；

3.內蒙古錫林郭勒盟環境保護監測站，內蒙古錫林郭勒盟 026000）

目的：研究外源乙烯在室溫條件下對馬鈴薯發芽的抑制作用。方法：使用固體乙烯釋放劑處理馬鈴薯，觀察外源乙烯對馬鈴薯發芽時間和發芽指數的影響。結果：實驗結果表明，乙烯有效推遲了馬鈴薯的起始發芽時間8～10d，而且乙烯濃度越高，效果越好；重復使用的效果更佳，可以降低發芽指數15%左右；浸蘸具有增效作用，降低發芽指數8%左右。結論：外源乙烯可對馬鈴薯的發芽起到一定的調控作用，但發芽進程無法完全抑制。

馬鈴薯，外源乙烯，發芽，抑制作用

馬鈴薯（Solanum tuberosum）是重要的糧、菜兼用高產作物之一，素有“地下蘋果”和“第二面包”之美稱，在我國種植業中僅次于糧食產業，是我國具有競爭優勢的重要作物[1]。馬鈴薯儲存一段時間之后就會發芽綠化，并產生一些龍葵素等有毒物質，這降低了馬鈴薯的食用和加工價值，給生產商和加工廠商帶來了巨大的經濟損失，也給消費者帶來了巨大的食用安全隱患[2-3]。目前抑制馬鈴薯發芽的主要措施是低溫貯藏并輔助使用抑芽劑，主要的抑芽劑有CIPC（氯苯胺靈）、萘乙酸甲酯、青鮮素等化學試劑；另外一種常用的抑芽技術是輻照處理，它可非常有效的防止馬鈴薯的發芽[4-6]。但上述方法存在一定的安全隱患[6-8]，研究更安全的馬鈴薯抑芽劑和抑芽技術是大勢所趨。1925年Rosa首次報道，乙烯具有縮短馬鈴薯自然休眠進程的作用，近年來國內外眾多學者對乙烯在各種子和根莖的發芽過程中的作用做過研究，發現乙烯可以抑制花[9]和塊莖的發芽[10]，而民間長久以來就采用將青蘋果和馬鈴薯混放的辦法來延緩發芽，其原理就是蘋果釋放的乙烯具有抑芽作用。本文采用外源乙烯固體釋放劑對貨架期馬鈴薯進行處理，研究外源乙烯對馬鈴薯發芽的影響，為開發新型、安全的馬鈴薯抑芽技術和產品提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

馬鈴薯 費烏瑞它（Favorita），在3.2℃冷庫預存3個月，已過休眠期；外源乙烯固體釋放劑 每包重量為2.5g，有效成分含量20%，專利申請號200910230684.3。

1.2 實驗方法

處理方法：從冷庫里取出馬鈴薯，分裝到箱子中，每個箱子內套有內襯袋，馬鈴薯的個數大于30個，每個箱子為一個處理。當時室溫15℃左右。不同的處理方式如下：M1：將1包釋放劑放入箱子中；M2：將1包釋放劑放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中；M3：將1包釋放劑放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中，10d后重復此操作；M4：將2包釋放劑放入箱子中；M5：將2包釋放劑放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中；M6：將2包釋放劑放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中，10d后重復此操作；M7：將3包釋放劑放入箱子中；M8：將3包釋放劑放入水中浸蘸5min，之后放入箱子中；M9：將3包釋放劑放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中，10d后重復此操作；CK：對照，不放乙烯釋放劑。

1.3 發芽指數的測定

處理15d后進行馬鈴薯的發芽指數統計。以每個土豆所有芽眼均無發芽現象為0級，25%以下的芽眼發芽為1級，25%～50%的芽眼發芽為2級，50%以上的芽眼發芽為3級。發芽指數的計算公式如下：

式中，i代表發芽級數；Xi代表i級馬鈴薯的個數；T代表馬鈴薯的總個數。

1.4 數據分析

數據分析采用SPSS 11.5；差異性分析采用ANOVA程序；數值用平均值±SD來表示，數值平均值之間的顯著性分析采用Tukey’s兩兩比較法，水平為α=0.05。

2 結果與分析

2.1 外源乙烯對馬鈴薯發芽時間的影響

由表1可以看出，使用乙烯釋放劑處理后，馬鈴薯的初始發芽時間均超過13d，比對照至少延遲了8d，但各處理組之間差別不大，15d均已發芽。這表明，外源乙烯的使用可有效推遲馬鈴薯的發芽時間，但并不能完全抑制發芽。

表1 外源乙烯處理后馬鈴薯的初始發芽時間Table 1 Initial sprouting time of potatoes treated with exogenous ethylene

2.2 不同外源乙烯用量對馬鈴薯發芽指數的影響

由圖1可以看出，M1的發芽指數為63.2%±4.26%，M4的發芽指數為54.2%±3.52%，M7的發芽指數為49.1%±4.02%，M4和M7的處理與M1的處理之間有顯著性差異（p＜0.05）。這表明，隨著外源乙烯釋放劑用量的增加，馬鈴薯的發芽指數降低，即乙烯濃度越高，抑芽效果越好。

圖1 不同用量外源乙烯處理的馬鈴薯的發芽指數Fig.1 Sprouting index of potatoes treated with various concentration of exogenous ethylene

2.3 浸蘸對馬鈴薯發芽指數的影響

由圖2可以看出，不管乙烯釋放劑用量的大小，水浸蘸均可以增強乙烯對馬鈴薯的抑芽效果。M1發芽指數為63.2%±4.26%，而M2的發芽指數為57.2%± 4.55%，差異不顯著（p＞0.05）；M4的發芽指數為54.2% ±3.52%，M5的則為47.21%±4.31%，差異不顯著（p＞0.05）；M7的發芽指數為49.1%±4.02%，M8的則為36.3%± 5.23%，差異顯著（p＜0.05）。這表明浸蘸可增強外源乙烯的抑芽效果，這是浸蘸后固體乙烯釋放劑中乙烯的釋放速度和效率增加的緣故。

圖2 未浸蘸/浸蘸處理的馬鈴薯發芽指數Fig.2 Sprouting index of potatoes treated with exogenous ethylene dipped in water or not

2.4 重復處理對馬鈴薯發芽指數的影響

由圖3可以看出，第一次使用乙烯釋放劑10d后，放入同樣劑量的釋放劑，重復處理均可以降低馬鈴薯的發芽指數。M2發芽指數為57.2%±4.55%，M3的發芽指數為44.0%±2.95%，差異顯著（p＜0.05）；M5的發芽指數為47.2%±4.31%，M6的發芽指數為39.2%±3.34%，差異顯著（p＜0.05）；M8的發芽指數為36.3%±5.23%，M9的發芽指數為31.7%±2.98%，差異不顯著（p＞0.05）；重復使用外源乙烯釋放劑可使包裝袋內乙烯的有效濃度得以維持，對發芽的抑制效果更好。這表明，外源乙烯對馬鈴薯抑芽作用的持續性不強。在洋蔥上的研究也表明，持續使用外源乙烯可有效推遲鱗莖的發芽時間，但一旦外源乙烯的強制約束得到解除，發芽就會馬上開始[10]。

圖3 重復使用外源乙烯的馬鈴薯的發芽指數Fig.3 Sprouting index of potatoes treated repeatedly with exogenous ethylene

3 結論

由本文的實驗結果可知，與對照組相比，乙烯處理組顯著地推遲了馬鈴薯初始發芽時間8～10d（表1），表現出很好的抑芽效果。Prange等[11]用乙烯以166μmol/m3的濃度持續進行處理馬鈴薯至少25周，推遲了萌芽開始的時間5～15周，這與本研究的實驗結果一致。另外，Külen[12]、Suttle[13]和Jeong[14]等的研究也得到了類似的結果。在本研究中使用不同袋數的乙烯釋放劑處理馬鈴薯，發現用量的增加可以逐漸降低塊莖的發芽指數（圖1）；另外浸蘸增大了乙烯的釋放效率，與增加乙烯的用量有著相似的效果，從而得到了更好的抑芽效果（圖2）。W ills等[15]用0.005～ 10μL/L的乙烯在20℃條件下處理馬鈴薯塊莖，發現每個塊莖上平均出現一個芽的時間隨乙烯濃度的增加而延長，Suttle[13]和W ills[15]的研究結果表明，乙烯對馬鈴薯發芽抑制效果與乙烯劑量存在正相關性。本研究發現雖然增加了乙烯用量，但塊莖的初始發芽時間并沒有再推遲，具體的原因還需要進一步的探討；另外，乙烯的重復使用可以增強抑芽的效果（圖3），Prange[16]的研究結果與本研究中乙烯釋放劑的重復使用和單次使用的對比實驗結果一致。

另外，本文中所使用的是固體乙烯釋放劑，與以前研究中所用的乙烯氣體相比更適合在馬鈴薯的貯藏中使用，具有使用方便、控制簡單的優勢，因此值得更進一步的研究和推廣。但研究中乙烯處理過的馬鈴薯的初始發芽時間僅推遲了8～10d，實際應用效果還不太理想，與其他抑芽劑的作用效果還有一定差距，可能是還沒有找到更合理的乙烯濃度，或者處理方法不夠完善，這些問題還需要做進一步的探索。

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Inhibition effect of exogenous ethylene on potato sprouting

ZHAO Shuang1，FU M ao-run1，*，CHEN Qing-m in2，LIU Xiu-he1，WANG Ceng-ceng1，ZHU Ling-hong3
（1.College of Food and Bioengineering，Shandong Polytechnic University，Jinan 250353，China；
2.Department ofModern Agricultural Technology，Shandong Agricultural Administrators College，Jinan 250100，China；
3.Environmental Protection Monitoring Station，Xilinguole 026000，China）

Ob ject：To study the inhibition of exogenous ethylene in potato sp routing.Methods：Potatoes were treated by solid ethylene releasing agents and effect of exogenous ethylene on the initial time of potato sp routing and sp routing index was observed.Results：Exogenous ethylene was effective in delaying sp routing time for about 8～10d.The higher the concentration of ethylene，the better the inhibition effect was.Potatoes treated repeated ly showed better effec t than once treated，which sp routing index was dec lined by 15%. Moreover，treatment of solid ethylene releasing agents dipped in water was more effective，which sp routing index was dec lined by almost8%.Conc lusion：Treatmentof exogenous ethylene influenced the potato sp routing p rocess，however，sp routing couldn’t be supp ressed com p letely.

potato；exogenous ethylene；sp routing；inhibition

TS255.3

A

1002-0306（2012）22-0363-03

2012－05－14 *通訊聯系人

趙雙（1988-），女，在讀碩士，主要從事食品貯藏方面的研究。

國家青年科學基金項目（31201428）。