草酸结合臭氧处理对休眠后期马铃薯生理指标的影响

刁小琴+关海宁+李杨+乔秀丽

摘要：以休眠后期的马铃薯为试验材料，对其进行不同浓度的草酸结合臭氧处理，研究不同处理对马铃薯品质和生理特性的影响。结果表明，经过25 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧、50 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧、只通10 min臭氧处理均可以不同程度地抑制马铃薯可溶性固形物含量、淀粉含量、抗坏血酸含量、总酚含量的下降并控制呼吸强度、多酚氧化酶活性、过氧化物酶活性的增加，与对照相比更能有效延缓马铃薯的衰老进程，使马铃薯保持了较好的贮藏品质。25 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧处理的马铃薯的保鲜效果最好，可以很好地保持马铃薯的品质，延长马铃薯的货架期。

关键词：草酸；臭氧；休眠；马铃薯；品质；生理指标；衰老；保鲜；货架期

中图分类号： S532.01；TS205 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2017）18-0179-03

收稿日期：2016-05-13

基金项目：黑龙江省绥化市科技计划（编号：SHKJ2015-002）。

作者简介：刁小琴（1979—），女，山西怀仁人，博士，副教授，研究方向为农畜产品加工与贮藏。E-mail：diaoxiaoqing172@163.com。 马铃薯是重要粮食作物之一，采后仍是一个活体进行着新陈代谢[1]。马铃薯属于休眠类蔬菜，贮藏过程中会进入休眠状态，休眠后期即为萌芽期，在萌芽期间薯块呼吸旺盛，迅速发芽，组织中所含大量淀粉迅速转化，大量失水，造成表皮萎蔫，品质劣变，并产生龙葵素等有毒物质，进而失去食用价值[2]。草酸由生物体内代谢产生，是一种安全无毒的有机酸，草酸处理可以明显改善果实的果肉着色，推迟乙烯高峰期到来，降低果实呼吸速率，从而延缓果实成熟进程，延长果实的贮藏保鲜时间[3-4]。目前，草酸在果蔬贮藏保鲜中的作用已受到了人们极大的关注。臭氧（O3）氧化性强，对微生物可以起到很好的灭菌作用[5]，而且具有无残留的特点，因此被广泛应用于水处理、医疗灭菌、农业的采前防病以及采后保鲜等方面。本研究采用草酸结合臭氧处理休眠后期的马铃薯，通过测定多个生理指标的变化，探讨草酸结合臭氧对货架期马铃薯的保鲜效果，为休眠后期马铃薯的货架保鲜提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

马铃薯品种为绥化产黄麻子，块茎在农户地下窖贮藏3个月后运回实验室，于2～4 ℃条件下贮藏备用。随机挑选大小均匀、无机械伤、无发芽绿变的马铃薯为供试材料。

1.2 试剂与仪器

无水乙醇、浓盐酸、甲醇等均为分析纯。 TU-1901双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；冷冻离心机（上海楚柏实验设备有限公司）。数显恒温水浴锅（江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司）；台式离心机（湖南星科科学仪器有限公司）。

1.3 试验方法

分别用25 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧、50 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧和只通10 min臭氧3种方法处理马铃薯，未做处理的马铃薯作对照组。将处理组和对照组的块茎置于常温（20 ℃）进行货架试验。每个处理30个块茎，每2 d测定1次生理生化指标，每次测定重复3次。

1.4 指标测定

可溶性固形物含量的测定采用手持折光仪法；淀粉含量的测定采用碘比色法[6]；抗坏血酸含量的测定用2，6-二氯靛酚溶液滴定法[6]；总酚含量测定采用福林-酚比色法[7]；多酚氧化酶（PPO）活性用邻苯二酚比色法[8]測定，过氧化物酶（POD）活性用愈创木酚比色法[9]测定，1个酶活性单位（U）定义为测定条件下1 min引起吸光度改变0.01所需的酶量[酶活性单位为U/（g·min）]；呼吸速率的测定采用气流法[10]。

2 结果与分析

2.1 不同处理对马铃薯可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物含量不仅影响果实的口感风味， 还是呼吸代谢的主要底物，通过可溶性固形物含量的变化可以看出果实的衰老情况。由图1可以看出，可溶性固形物含量在前2 d内基本不变，在处理后2～8 d内呈下降趋势。前期不变可能是马铃薯自身的温度还较低，内部还没有产生太多的呼吸消耗，而后期下降主要是由于呼吸作用的消耗所导致。贮藏后8 d，对照组可溶性固形物含量降低到4.9%，而25 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧、50 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧、只通10 min臭氧处理的可溶性固形物含量分别为61%、5.7%、5.2%。整个贮藏期间，经过处理的马铃薯的可溶性固形物含量均高于对照。结果表明，3种处理均有效抑制了可溶性固形物含量的下降，其中25 mmol/L草酸溶液结合 10 min 臭氧处理过的马铃薯贮藏效果最佳。

2.2 不同处理对马铃薯抗坏血酸含量的影响

抗坏血酸是一种重要的营养物质，也是一种天然的抗氧化剂，在抗氧化代谢中发挥着不可替代的作用，马铃薯中含有一定量的抗坏血酸。由图2可以看出，贮藏期间抗坏血酸含量呈下降趋势，可能是由于贮藏期间马铃薯自身生理代谢消耗了一部分抗坏血酸，使其含量下降，贮藏后8 d，对照马铃薯的抗坏血酸含量降低到0.74 mg/g，而25 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧处理的抗坏血酸含量为1.14 mg/g。整个货架期间，经过处理的马铃薯的抗坏血酸含量都高于对照且 25 mmol/L 草酸溶液结合10 min臭氧处理组效果最好。

2.3 不同处理对马铃薯淀粉含量的影响

从图3可知，马铃薯在贮藏期间，淀粉含量在前6 d内下降趋势较为明显，且不同处理变化趋势基本相同，而在贮藏后6～8 d内下降趋势比较缓慢。这可能是由于在贮藏前6 d内，马铃薯块茎中的淀粉转变为糖，使淀粉含量下降；而在贮藏后期，马铃薯块茎中的淀粉几乎全部转化为糖，因此淀粉下降并不明显。 贮藏后8 d，对照组马铃薯的淀粉含量降低到55%，而25 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧处理的淀粉含量最高，为9.8%。endprint

2.4 不同处理对马铃薯呼吸强度的影响

呼吸强度是衡量呼吸作用的一项重要指标，同时也是马铃薯贮藏过程中最重要的一项生理指标。通过有效的抑制呼吸作用，能够延长马铃薯的贮藏期。由图4可知，呼吸强度前6 d内上升趋势平缓，而在贮藏后6～8 d内急剧上升。前6 d上升趋势平缓可能是由于虽然贮藏环境温度较高，但马铃薯块茎自身的温度较低，使其呼吸轻度升高；随着贮藏时间的延长，在贮藏后6～8 d，块茎自身温度与贮藏环境温度基本一致，马铃薯块茎呼吸急剧上升，呼吸强度大幅度增加。贮藏后8 d，对照组马铃薯呼吸强度上升到172.89 mg/（kg·h），而25 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧处理的呼吸强度为136.624 mg/（kg·h）。整个货架期间，经过处理的马铃薯的呼吸强度都低于对照。

2.5 不同处理对马铃薯总酚含量的影响

酚类物质是马铃薯内部重要的次生代谢产物，能和具有强氧化性的活性氧和自由基发生反应，对维持自由基和活性氧代谢平衡具有非常重要的影响，该物质不仅能有效避免马铃薯果实发生损伤，还能达到延长马铃薯贮藏的目的。由图5可知，马铃薯在贮藏期间总酚含量呈下降趋势。贮藏后 8 d，对照组的总酚含量降低到0.16 mg/g，而经过处理的马铃薯的总酚含量都高于对照，且经过25 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧处理过的马铃薯贮藏效果最佳。

2.6 不同处理对马铃薯多酚氧化酶（PPO）的影響

多酚氧化酶（PPO）是一种含铜氧化酶，在马铃薯果实受到机械损伤或病菌感染后，能够催化酚类物质氧化成醌，醌可以与蛋白质、氨基酸等生成高分子络合物，从而导致黑色素的生成，致使马铃薯果实发生褐变，因此多酚氧化酶是引起马铃薯发生酶促褐变的主要因素。由图6可知，马铃薯在贮藏期间，多酚氧化酶（PPO）活性呈上升趋势，贮藏后8 d，对照马铃薯的多酚氧化酶（PPO）活性上升到175.2 U/（g·min），而 25 mmol/L 草酸溶液结合10 min臭氧、50 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧、只通10 min臭氧的多酚氧化酶活性分别为135.0、144.2、149.6 U/（g·min）。可见，经过处理的马铃薯的多酚氧化酶（PPO）活性都低于对照，说明3种处理都有效控制了多酚氧化酶活性的提高，减少了因马铃薯氧化所造成的损失，保证了马铃薯的良好风味和优良品质。其中效果最好的是经过25 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧处理过的马铃薯。

2.7 不同处理对马铃薯过氧化物酶（POD）的影响

过氧化物酶不仅是活性氧自由基清除系统中一种重要的保护酶，而且还是细胞内重要的内源性氧清除剂[11]，可以和过氧化氢酶共同作用，清除马铃薯内部积累的具有强氧化性的物质，如过氧化氢分解，减少这些物质对马铃薯果实组织所造成的氧化伤害。由图7可知，马铃薯在货架期间，过氧化物酶呈上升趋势。贮藏后8 d，对照马铃薯的过氧化物酶活性上升到402.5 U/（g·min），而经过处理的马铃薯的过氧化物酶活性都低于对照。

3 结论

通过25 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧、50 mmol/L草酸溶液结合10 min臭氧和只通10 min臭氧处理的马铃薯都可以不同程度地抑制可溶性固形物含量、淀粉含量、抗坏血酸含量、总酚含量的下降并控制呼吸强度、多酚氧化酶、过氧化物酶活性的提高，与对照相比，更能有效地延缓马铃薯的衰老进程，使马铃薯保持较好的贮藏品质。其中用 25 mmol/L 草酸溶液结合10 min臭氧处理的马铃薯保鲜效果最好，可以使马铃薯的品质得到很好的保持，从而延长马铃薯的货架期。

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