乙醇熏蒸对马铃薯绿变和α-茄碱含量的影响

孟卫芹，王庆国

(山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安，271018)

乙醇熏蒸对马铃薯绿变和α-茄碱含量的影响

孟卫芹，王庆国

(山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安，271018)

研究不同浓度乙醇熏蒸处理对马铃薯绿变和α-茄碱含量的影响。结果表明:在光照条件下，马铃薯表皮绿变程度和α-茄碱含量随着贮藏时间的延长而增加;不同浓度乙醇熏蒸处理可有效控制马铃薯绿变并对α-茄碱具有降解作用，贮藏到12 d，马铃薯表皮叶绿素含量与α-茄碱含量明显低于对照，其中1000 μL/L乙醇熏蒸处理效果最佳。

马铃薯，绿变，α-茄碱，乙醇熏蒸

马铃薯是世界主要作物之一，在140多个国家和地区都有栽培，总产和栽培面积仅次于小麦、水稻和玉米，位居第四[1］，可菜、粮兼用，一直是食品加工业和消费者家常烹饪的主要原料之一。近年来我国及世界市场对马铃薯的需求量仍在不断增加，因此加强马铃薯采后贮藏保鲜尤为迫切与必要[2］。马铃薯在采收和贮运过程中，因受光照、温度和自身条件等因素的影响，表皮易绿变，这是由于淀粉形成体转化成叶绿体，叶绿体产生叶绿素而使块茎呈现出绿色[3］。绿变的马铃薯不仅外观品质下降，而且伴有有毒物质龙葵素的生成。龙葵素又称茄碱，主要成份是α-茄碱(α-solanine)和 α-卡茄碱(α-chaconine)，人、畜摄入一定量的茄碱会出现急性中毒症状，严重时甚至危及生命[4］。

本实验采用不同浓度乙醇对采后马铃薯进行熏蒸处理，并对贮藏期间的绿变指标和贮藏前后的α-茄碱含量进行测定，旨在探讨乙醇熏蒸处理对马铃薯绿变的控制作用和对α-茄碱含量的影响，并探讨马铃薯绿变和α-茄碱含量变化之间的关系，为保证马铃薯的安全食用提供一种有效的技术措施。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验所用马铃薯(品种为“荷兰15号”)，购于山东省莱芜市西柳鑫民冷库，此前已在该冷库4℃条件下贮藏3个月。挑选大小均匀、无机械伤、无发芽绿变的马铃薯，装入纸箱运回实验室冷库，于2～4℃贮藏备用。

KH2PO4、氨水、H2SO4、乙醇、CaCo3、次氯酸钠为分析纯，乙腈、甲醇为色谱级，α-茄碱标准品(购自Sigma公司，纯度95%以上)。

1.2 仪器与设备

紫外-可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);TGL16型冷冻离心机(长沙英泰仪器有限公司);JA1003型分析天平(上海精科天平厂);岛津UV-2450PC紫外可见分光光度计、岛津LC-20A高效液相色谱仪、岛津SPD-型紫外检测器(日本岛津公司)。

1.3 处理方法

在2～4℃冷库中贮藏2 d后，将马铃薯取出，用自来水洗净马铃薯表面的泥土，后浸入200μL/L的次氯酸钠水溶液中消毒3 min，用纱布擦干表面水分。将马铃薯随机分组，放入泡沫箱内，同时放入展开的六层纱布，分别量取一定量的无水乙醇滴在纱布上，迅速密封处理，室温(11～13℃)熏蒸(为保证熏蒸效果，在保温箱内放入小风扇)。试验中乙醇处理的浓度分别为 600(ET-600)、800(ET-800)、1000(ET-1000)μL/L(以泡沫箱容积计算)，24 h后将马铃薯取出，室温下晾干，置于温度为20℃，湿度为80%～85%，25W荧光灯(24h/d)照射的条件下进行货架试验。另设2个未经乙醇熏蒸处理的黑暗对照(CKD)和见光对照(CKL)，即室温下放置24 h后再分别放于黑暗和上述光照条件下。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 感官评定

7人组成感官评定小组，根据马铃薯表皮绿变程度打分后取其平均值。感官评定标准:1分-黄色，无绿变;2分-轻微淡绿，绿变面积＜5%;3分-淡绿，绿变面积5%～20%;4分-绿色，绿变面积20%～50%;5分-深绿色，绿变面积＞50%。该指标在贮藏期间每3 d打分记录1次。

1.4.2 叶绿素含量的测定[9］

随机选取6个马铃薯，用不锈钢削皮器削取马铃薯表皮(1～2 mm)组织，切丁混匀，准确称取2.0g样品，放入研钵中，加少量CaCO3粉及20 mL体积分数95%乙醇，用研磨机研成均浆。置暗处静置浸提至马铃薯表皮呈白色时，把提取液过滤到25 mL棕色容量瓶中，用少量乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗中，最后用乙醇定容至25 mL，摇匀。以体积分数95%乙醇为空白，将叶绿体色素提取液在波长665、649 nm下测定吸光度。利用Arnon公式计算提取液中叶绿素的质量浓度，并换算为每千克鲜重叶绿素含量(mg/kg鲜重)，叶绿素总质量浓度(mg/L):18.08A649+6.63A665。该指标在贮藏期间每3 d测定1次，每次测定重复3次。

1.4.3 α-茄碱含量的测定

参照王守兰等人[9］方法并加以改进。

1.4.3.1 色谱条件

色谱柱:InertsilODS-3，4.6 mm×150 mm，5 μm;流动相:乙睛-KH2PO4(KH2PO4浓度为0.02 mol/L，体积比25∶75);流速 1.0 mL/min;柱温:30℃;进样量:10μL。

检测波长的确定:将α-茄碱标准品溶液用分光光度计在190～250 nm波段进行扫描，得到α-茄碱光谱图，最大吸收峰所对应的波长即为α-茄碱最佳检测波长。由图1可知，α-茄碱在203 nm附近有最大吸收峰。因此，选择203 nm为α-茄碱的最佳检测波长。

图1 α-茄碱的190～250nm光谱扫描图

1.4.3.2 样品前处理[10-11］

取马铃薯10个，按四分法取样，后将表皮削下约2 mm厚。准确称取马铃薯表皮20 g，加入200 mL 70%甲醇，组织分散机捣碎，超声波提取1h后用纱布过滤，4℃静置12 h后再抽滤，置滤液于旋转蒸发仪上旋转蒸发至浸膏状，然后用20 mL 5%H2SO4溶解浸膏，过滤得滤液，再以浓氨水调整pH值至10.5左右，密封后于冰箱4℃下静置12 h，使茄碱充分沉淀，4℃、10000 r/min离心10 min，用1%氨水反复洗涤沉淀，直至洗涤液澄清。吹干沉淀，用甲醇溶解，定容至10 mL，经0.45μm微孔滤膜过滤备用。

1.4.3.3 标准曲线的绘制

精确称取α-茄碱标准品10 mg于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解，定容至刻度，摇匀，配制 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1mg/mL 的标准溶液。分别进样10μL，进行HPLC分析，确定α-茄碱的吸收峰面积。以α-茄碱含量为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。

1.4.3.4 样品的测定

将制备的样品按上述色谱条件进行HPLC分析，测定α-茄碱吸收峰面积，按标准曲线计算出α-茄碱含量。该指标在马铃薯贮藏前后各测定一次，每次测定重复2次。

1.5 数据处理

应用Excel2003进行数据整理与分析，计算标准偏差并制图;采用SPSS16.0统计分析软件进行数据差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 乙醇熏蒸对马铃薯表皮颜色的影响

由表1感官评定结果可知，黑暗对照在贮藏期间无绿变发生，见光对照从第3天开始绿变，绿变程度随着光照时间的延长而增加，见光对照绿变评定分值明显高于黑暗对照(P＜0.05)，说明光照是引起马铃薯绿变的主要因素。相同光照条件下，乙醇熏蒸处理明显抑制了马铃薯表皮绿变的速度和程度，处理浓度越高控制绿变效果越好。600μL/L乙醇熏蒸处理12d感官评定分值为3.1±0.22，800μL/L乙醇熏蒸分值为2±0.71，1000μL/L乙醇熏蒸组的分值最低，绿变明显轻于见光对照和其他处理(P＜0.05)，但与黑暗对照差异不显著(P＞0.05)。

表1 马铃薯绿变感官评定结果

2.2 乙醇熏蒸对马铃薯表皮叶绿素含量的影响

马铃薯贮藏过程中绿变主要是由马铃薯细胞叶绿体发生光合作用引起的，绿变速度和程度取决于光照条件[12］。由图2可知，在光照条件下，各处理马铃薯表皮叶绿素含量随贮藏时间的延长而呈上升趋势，见光对照叶绿素含量明显高于乙醇熏蒸各处理组(P＜0.05);不同浓度乙醇熏蒸处理对表皮绿变速度和程度的影响差别较大，1000μL/L乙醇熏蒸处理叶绿素含量始终显著低于600μL/L和800μL/L乙醇熏蒸处理(P＜0.05)。这表明，乙醇熏蒸处理很好地抑制并延缓了马铃薯常温光照条件下叶绿素的产生，且在一定范围内处理浓度越高效果越明显。

图2 乙醇熏蒸对马铃薯表皮叶绿素含量的影响

2.3 乙醇熏蒸对马铃薯中α-茄碱含量的影响

由图3可知，贮藏前后，黑暗对照和见光对照马铃薯中α-茄碱含量升高，而各浓度乙醇熏蒸处理组的α-茄碱含量均有所降低，且处理浓度越高降低越明显。贮藏到12天，见光对照表皮绿变较严重，α-茄碱含量也明显增加，达到0.2 mg/g以上，超过了安全食用阈值。乙醇熏蒸处理对降低马铃薯中α-茄碱含量具有一定的影响，贮藏12d时的α-茄碱含量随乙醇熏蒸浓度的增大而减少;根据处理后贮藏0d时的含量差异，分析这可能是乙醇熏蒸处理一方面抑制了马铃薯中α-茄碱的生成，另一方面可能对α-茄碱具有一定的降解作用，但其作用机理尚不明确。

马铃薯在黑暗条件下贮藏未发生绿变，但贮藏到12 d α-茄碱含量最高，根据此结果可认为，光照不是α-茄碱生成的必需条件，只是与光照条件下生成量的差别;此结果还揭示了茄碱生成与叶绿素的合成不同，是相互独立的两个生物合成过程，国外相关文献也有相同的报道[13］，其机理还有待于今后进一步深入研究。

图3 乙醇熏蒸对马铃薯中α-茄碱含量的影响

3 结论

不同浓度乙醇熏蒸处理能够抑制马铃薯表皮叶绿素的产生，控制了光照引起的马铃薯绿变的发生，其中，1000μL/L乙醇熏蒸处理效果最佳。试验还发现，乙醇熏蒸处理不仅抑制α-茄碱的产生，还对其具有一定的降解作用，且乙醇浓度越高处理效果越显著，有望作为保证马铃薯食用安全的一种有效措施，但其作用机理有待进一步的研究。

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ABSTRACTEffect of Different concentrations of ethanol vapor treatment on greening and α-solanine content of potatoes was investigated.Results showed that under fluorescent light，the greening level and α-solanine content of potatoes increased with prolonged storage time.Different concentrations of ethanol vapor treatment could effectively inhibit the greening level and degrade α-solanine content of potatoes.Until day 12 of storage，chlorophyll content and α-solanine content of potatoes peel were significantly lower than that of controls，among which，1000 μl/L ethanol vapor treatment provided the best inhibitory effect.

Key wordspotatoes，greening，α-solanine，ethanol vapor

Effect of Ethanol Vapor on Potatoes Greening and α-solanine Content

Meng Wei-qin，Wang Qing-guo
(College of Food Science and Engineering，Shandong Agricultural University，Tai’an 271018，China)

硕士研究生(王庆国为通讯作者)。

2012-03-11，改回日期:2012-05-09