不同貯藏溫度對(duì)云薯105馬鈴薯生理品質(zhì)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(zhǎng)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(kù)，將恒溫恒濕培養(yǎng)箱的溫度設(shè)置為4 ℃、10 ℃、15 ℃、常溫（20 ℃）4個(gè)梯度，相對(duì)濕度均設(shè)置為70%～80%，選用云薯105作為試驗(yàn)材料，研究不同貯藏溫度條件對(duì)云薯105干物質(zhì)、淀粉、還原糖、蛋白質(zhì)含量和淀粉酶、淀粉磷酸化酶、蔗糖轉(zhuǎn)化酶、過(guò)氧化物酶活性的影響。結(jié)果表明，云薯105的干物質(zhì)、淀粉、維生素C、蛋白質(zhì)含量在貯藏始期達(dá)到最高值，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下降，還原糖含量隨著貯藏期的延長(zhǎng)而在一定范圍內(nèi)逐漸上升;淀粉酶、蔗糖轉(zhuǎn)化酶、過(guò)氧化物酶活性隨著貯藏期的延長(zhǎng)而逐漸上升，貯藏至120 d以后，蔗糖轉(zhuǎn)化酶、過(guò)氧化物酶活性有所下降;淀粉磷酸化酶活性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)先下降后上升又下降。由結(jié)果可知，不同貯藏溫度對(duì)云薯105營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和酶活性的影響各異。常溫貯藏馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)損失得過(guò)快，4 ℃貯藏條件可以在一定程度上保持馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

關(guān)鍵詞： 溫度;貯藏;酶活性;馬鈴薯;淀粉酶;淀粉磷酸化酶;蔗糖轉(zhuǎn)化酶;過(guò)氧化物酶

中圖分類號(hào)： S532.01;S532.09? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）05-0189-04

馬鈴薯是一類營(yíng)養(yǎng)豐富、糧蔬兼用的食材，被聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織列為“第四大主糧”。馬鈴薯主食化已經(jīng)成為國(guó)家戰(zhàn)略。目前我國(guó)馬鈴薯種植面積、總產(chǎn)量均居世界第一。我國(guó)社會(huì)正在全面進(jìn)入營(yíng)養(yǎng)健康發(fā)展新階段，馬鈴薯主食化對(duì)于推動(dòng)供給側(cè)改革、改善居民膳食營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。收獲后的馬鈴薯進(jìn)行著一系列的生理生化反應(yīng)。通過(guò)合理貯藏，可以降低或者延緩馬鈴薯的生理生化活動(dòng)[1]。通過(guò)合理貯藏，還可以調(diào)節(jié)市場(chǎng)供應(yīng)，提高馬鈴薯的商業(yè)價(jià)值。影響馬鈴薯貯藏質(zhì)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(zhì)量的關(guān)鍵因素。在高溫條件下，馬鈴薯容易失水，代謝旺盛，同時(shí)會(huì)引起馬鈴薯過(guò)早發(fā)芽，從而消耗馬鈴薯內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，發(fā)芽的馬鈴薯會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)龍葵素，導(dǎo)致馬鈴薯品質(zhì)下降。當(dāng)貯藏溫度過(guò)低時(shí)，馬鈴薯容易發(fā)生“低溫糖化”現(xiàn)象，不利于淀粉的保持，同時(shí)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(guò)合理貯藏，可以調(diào)節(jié)馬鈴薯市場(chǎng)的供應(yīng)期，實(shí)現(xiàn)馬鈴薯增值。本試驗(yàn)選取青薯9號(hào)為試驗(yàn)材料，研究不同貯藏溫度對(duì)馬鈴薯干物質(zhì)、淀粉、還原糖、蛋白質(zhì)含量和淀粉酶、淀粉磷酸化酶、蔗糖轉(zhuǎn)化酶、過(guò)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(dǎo)，并為優(yōu)化馬鈴薯貯藏條件提供理論依據(jù)。

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(yàn)基地;UV-1800紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海翱藝儀器有限公司;ESJ200-48電子天平，沈陽(yáng)龍騰電子有限公司;YLD-3000電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司;HH-8數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州國(guó)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(yàn)設(shè)計(jì)與處理方法

本試驗(yàn)地點(diǎn)為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，于2018年8月開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)。選取大小均一、無(wú)機(jī)械損傷和病蟲(chóng)害的馬鈴薯塊莖放入4個(gè)恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)。4個(gè)恒溫恒濕培養(yǎng)箱的溫度分別設(shè)置為4 ℃、10 ℃、15 ℃、常溫CK（20 ℃），濕度設(shè)置為70%～80%。馬鈴薯自入貯藏庫(kù)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(cè)定還原糖、蛋白質(zhì)含量及酶活性。取100 g鮮樣烘干，用于測(cè)定干物質(zhì)含量，將烘干后的馬鈴薯打成粉末，用于測(cè)定淀粉含量。各理化指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次。

1.3 測(cè)定方法

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

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 18.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，利用LSD（最小顯著性差異法）多重比較進(jìn)行差異顯著性分析。用Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 云薯105貯藏期間品質(zhì)含量的變化

2.1.1 云薯105貯藏期間干物質(zhì)含量的變化 干物質(zhì)含量不僅會(huì)影響馬鈴薯的加工品質(zhì)，而且會(huì)影響馬鈴薯的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[10]。馬鈴薯在剛收獲后，干物質(zhì)含量最高，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，馬鈴薯干物質(zhì)含量逐漸下降，在下降到一定程度時(shí)，干物質(zhì)含量趨于平緩。有研究發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯在貯藏期間的干物質(zhì)含量與淀粉含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，馬鈴薯在貯藏期經(jīng)歷的一系列生理生化反應(yīng)會(huì)消耗塊莖內(nèi)的干物質(zhì)[11]。由圖1可知，云薯105的干物質(zhì)含量在貯藏始期達(dá)到最高值，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，干物質(zhì)含量逐漸下降，貯藏至90 d時(shí)，干物質(zhì)含量迅速下降，在貯藏后期，干物質(zhì)含量有所上升。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，各組間干物質(zhì)含量不存在顯著差異。貯藏溫度越高，干物質(zhì)損失得越多，在4 ℃貯藏更容易使干物質(zhì)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(zhì)，是評(píng)價(jià)馬鈴薯品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。在貯藏期間，淀粉發(fā)生“糖化”現(xiàn)象，并轉(zhuǎn)化為蔗糖、還原糖，同時(shí)蔗糖、還原糖又會(huì)轉(zhuǎn)化為淀粉。淀粉轉(zhuǎn)化為糖是一個(gè)可逆的動(dòng)態(tài)平衡，這個(gè)動(dòng)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(shí)，云薯105

淀粉含量達(dá)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(shí)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(duì)較小，貯藏150 d時(shí)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(zhuǎn)化為糖，導(dǎo)致淀粉含量降低。有研究表明，呼吸作用會(huì)導(dǎo)致淀粉的消耗，低溫降低了淀粉的呼吸速率。本研究結(jié)果表明，20 ℃ 處理組淀粉含量下降得最多，溫度高導(dǎo)致呼吸速率增強(qiáng)，呼吸作用是影響淀粉含量的主要因素。由此推測(cè)，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(guò)程中還原糖與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生棕色帶苦味的物質(zhì)。因此，還原糖的積累會(huì)直接影響加工類馬鈴薯的質(zhì)量[13]。由圖3可知，當(dāng)貯藏至120 d時(shí)，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(gè)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(guò)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(zhì)含量的變化 馬鈴薯蛋白質(zhì)具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[14]。馬鈴薯蛋白質(zhì)包括大量黏體蛋白質(zhì)，黏體蛋白質(zhì)是一種多糖蛋白的混合物，能防止動(dòng)脈粥樣硬化的過(guò)早發(fā)生。由圖4可知，在4 ℃貯藏條件下，云薯105中蛋白質(zhì)含量的變化呈先下降后升高再下降的趨勢(shì)，并在貯藏90 d時(shí)，蛋白質(zhì)含量達(dá)到最低值2.07%，相對(duì)于貯藏始期，蛋白質(zhì)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(shí)，蛋白質(zhì)含量持續(xù)下降，而后呈先上升又下降的趨勢(shì)。貯藏至150 d時(shí)，蛋白質(zhì)含量達(dá)到最低值2.01%。在15 ℃貯藏條件下，當(dāng)貯藏至150 d時(shí)，蛋白質(zhì)含量達(dá)到最低值1.87%。20 ℃處理組貯藏至90 d后，蛋白質(zhì)含量迅速下降。由此推測(cè)，低溫貯藏條件能夠在一定程度上緩解蛋白質(zhì)的損失，在常溫貯藏條件下，蛋白質(zhì)含量的損失最大，貯藏150 d時(shí)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(gè)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(zhǎng)，云薯105維生素C含量逐漸下降，貯藏至150 d時(shí)，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(yíng)養(yǎng)和能量。當(dāng)休眠解除、芽條完全生長(zhǎng)后，淀粉酶活性開(kāi)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(xiàn)出緩慢上升的態(tài)勢(shì)，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(wú)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(shì)，貯藏至60 d時(shí)，淀粉酶活性開(kāi)始升高，由于溫度高時(shí)馬鈴薯容易發(fā)芽，而發(fā)芽需要能量，于是淀粉酶活性開(kāi)始明顯增強(qiáng)，催化淀粉水解成糖類物質(zhì)。當(dāng)芽條完全生長(zhǎng)后，淀粉酶活性開(kāi)始下降。15 ℃處理組與20 ℃處理組的淀粉酶活性無(wú)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(yīng)塊莖中細(xì)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(huì)隨之降低[9]。由圖7可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，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(shí)，淀粉磷酸化酶活性達(dá)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(méi)有明顯差異。

2.2.3 云薯105貯藏期間蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性的變化 蔗糖轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化酶的活性變化呈先持續(xù)升高后降低的趨勢(shì)。在4、10、15 ℃條件下，貯藏至120 d時(shí)，蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性達(dá)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(kāi)始下降。整個(gè)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(guò)氧化物酶活性的變化 過(guò)氧化物酶是一種重要的抗氧化酶，是細(xì)胞內(nèi)重要的內(nèi)源性氧清除劑[17]。過(guò)氧化物酶活性高，可以抑制發(fā)芽，增強(qiáng)馬鈴薯的抗病性[18]。由圖9可知，在4、10、15 ℃條件下，過(guò)氧化物酶活性先升高后下降，當(dāng)貯藏至120 d時(shí)，酶活性達(dá)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?xiàng)l件間差異不明顯。

3 討論

不同貯藏溫度對(duì)馬鈴薯的品質(zhì)及酶活性的影響不同，對(duì)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(gè)動(dòng)態(tài)可逆平衡狀態(tài)，貯藏溫度過(guò)高，會(huì)加快馬鈴薯蛋白質(zhì)的損失，低溫貯藏有利于蛋白質(zhì)含量的保持。淀粉酶、淀粉磷酸化酶都能將淀粉轉(zhuǎn)化為糖，糖包括還原糖、葡萄糖、蔗糖等。蔗糖轉(zhuǎn)化酶能夠催化蔗糖轉(zhuǎn)化為果糖、葡萄糖。貯藏溫度越低，酶活性越高，低溫促進(jìn)了糖類物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。過(guò)氧化物酶活性高時(shí)，可抑制發(fā)芽，而當(dāng)貯藏溫度較高時(shí)，更易發(fā)芽。

4 結(jié)論

研究結(jié)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(zhì)含量都呈下降趨勢(shì)，高溫會(huì)使馬鈴薯的水分散失得更快，不利于干物質(zhì)的保持。淀粉含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)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(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高，產(chǎn)生了“低溫糖化”作用。淀粉降解導(dǎo)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(shí)，蛋白質(zhì)損失加快。在低溫條件下，淀粉酶、淀粉磷酸化酶活性都相對(duì)較高。貯藏溫度較高時(shí)，馬鈴薯更容易發(fā)芽，而發(fā)芽需要能量，淀粉酶活性開(kāi)始明顯增強(qiáng)，催化了淀粉水解成糖類物質(zhì)。當(dāng)芽條完全生長(zhǎng)后，淀粉酶活性開(kāi)始下降。在不同貯藏溫度條件下，蔗糖轉(zhuǎn)化酶的活性先升高，到了貯藏后期呈下降的趨勢(shì)。貯藏溫度的高低與過(guò)氧化物酶活性呈負(fù)相關(guān)。對(duì)于鮮食用薯而言，要求淀粉、干物質(zhì)含量高，建議放置于4 ℃貯藏庫(kù)貯藏。對(duì)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(kù)貯藏。溫度是貯藏條件中的重要因素，可以通過(guò)設(shè)置不同貯藏溫度調(diào)節(jié)馬鈴薯的貯藏特性，從而延長(zhǎng)馬鈴薯的貯藏期。光與溫度對(duì)馬鈴薯品質(zhì)的影響機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

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收 稿日期：2018-06-19

基金項(xiàng)目：云南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)（編號(hào)：2017KJTX003）。

作者簡(jiǎn)介：楊 明（1992—），男，云南大理人，碩士，研究方向?yàn)槭眍愖魑镔A藏保鮮。E-mail：1223637852@qq.com。

通信作者：包媛媛，博士，講師，研究方向?yàn)楣弑ｕr。E-mail：380984741@qq.com。