氯苯胺灵对马铃薯还原糖、膜稳定指数的影响

唐世明+曹君迈

摘要：以马铃薯青薯168、克新1号2个品种的块茎为材料，采用蒽酮比色定糖法和羟胺法，研究2个品种在4 ℃的贮藏条件下，不同浓度梯度的氯苯胺灵处理下糖对和膜稳定指数的影响。结果表明：4 ℃贮藏下，氯苯胺灵对马铃薯具有抑芽作用，抑芽作用与施加的氯苯胺灵浓度有关，施加的浓度在2.0 g/kg时，抑芽作用最明显，氯苯胺灵对克新1号和青薯168的抑芽效果一致。马铃薯贮藏期，含糖量随时间的延长，呈先上升再下降的趋势，青薯168的含糖量显著优于克新1号的含糖量，克新1号抗低温糖化能力更强，有利于长期贮藏。施加氯苯胺灵后马铃薯的含糖量高于对照组的含糖量，处理浓度为1.5 g/kg CIPC处理组的含糖量最高，1.0 g/kg处理组的含糖量最低，马铃薯在氯苯胺灵浓度为1.0 g/kg下更有利于贮藏。马铃薯贮藏期，膜稳定性先升高后降低，克新1号的膜稳定性高于青薯168，氯苯胺灵处理降低了马铃薯的膜稳定指数，克新1号和青薯168的氧自由基的产生速率均为2.0 g/kg CIPC组达到最高，膜稳定性最差，浓度为1.0 g/kg处理组氧自由基的产生速率最低，膜稳定性最好。

关键词：马铃薯；氯苯胺灵；还原糖；膜稳定指数

中图分类号： TS205 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2016）09-0297-04

马铃薯是茄科茄属一年生双子叶植物，以块茎作为食用器官，是总产量和栽培面积仅次于小麦、玉米、水稻的世界第四大粮食作物，为最重要的粮、菜兼用性高产作物之一[1]，同时马铃薯为我国的农业发展、农民增收及国家粮食安全作出了巨大贡献[2]，2015年已被我国加入到主粮化战略。马铃薯成为具有国际竞争力的产品，而马铃薯贮藏已成为重要的研究课题之一[3]。马铃薯能否成功贮藏，直接影响产品的经济效益。然而，马铃薯贮藏期间失水、伤、热、冷、冻、发芽及病害的发生[4]所引起的薯块品质下降现象非常普遍，是货架期延长和产业优化的主要瓶颈，尤其发芽会导致块茎失水皱缩，淀粉、干物质、维C含量的降低，严重影响马铃薯的品质；发芽部位所含的龙葵素含量上升，食用过多会导致呕吐、腹泻，严重者会出现呼吸不畅、神经麻痹、休克等症状。因此，在贮藏过程中，使用抑芽剂延缓块茎发芽是一项较为有效的措施。为了提高马铃薯的贮藏效果，提高产品的经济效益，人们开展了抑芽剂的研究工作，认为氯苯胺灵是马铃薯贮藏的有效抑芽剂[5]。氯苯胺灵因其具有高活性和高挥发性，广泛用作马铃薯的抑芽剂（chlorpropham，简称为CIPC），是一种芳香氨基甲酯类植物生长调节剂[6]。有研究表明，1 t马铃薯撒施2.5%氯苯胺灵粉剂，对块茎贮藏最为适宜，其对顶芽萌发具有明显抑制的有效期为30～60 d[7]。常见的赤褐色的伯班克马铃薯在使用足量的氯苯胺灵后，7.2 ℃ 条件下可贮藏10个月，其质量完好[8]。1951年Witman等报道，每天以含氯苯胺灵2 000 mg/kg的饲料喂养大鼠，2年无不良影响[9]。李守强等指出，美国FDA和EPA在1996年公布，氯苯胺灵在马铃薯薯块中的允许残留量为30 mg/kg[10]，与ISABELLA用30 mg/kg 氯苯胺灵热雾式喷洒法处理相吻合[11]。关于氯苯胺灵对贮藏马铃薯各项生理指标的研究已有报道，他们主要研究了陇薯3号、陇薯7号、大西洋和费乌瑞的众多生理指标[6，12-13]，其中包括了本试验中研究的可溶性糖，而我们研究品种为克新1号和青薯168，且关于膜稳定指数的研究还无人进行，此结果将对我国马铃薯贮藏生理指标研究内容的充实具有重要的意义，对马铃薯的科学贮藏提供参考依据。

尽管如此，消费者对薯块油炸加工过程中色泽问题也是十分关注，低温糖化现象对其具有决定性作用。王彦平等指出还原糖与含氮化合物的α-氨基酸进行化学反应，使薯片、薯条表面颜色加深为棕褐色，不受消费者欢迎[14]。因此，在延长马铃薯贮藏期时兼顾还原糖含量与膜稳定指数的高低是不可忽视的。本研究以采自宁夏固原天启薯业种植的克新1号、青薯168为材料，研究马铃薯4 ℃贮藏过程中薯块在不同氯苯胺灵浓度下的发芽情况、膜稳指数及还原糖含量的变化。以期筛选出最佳的氯苯胺灵施用浓度，为该品种马铃薯贮藏、加工以及提升贮藏品质提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

经窖藏两个月的克新1号和青薯168马铃薯品种为实验材料，抑芽剂为CIPC 粉剂（99%）。

1.2 材料处理

供试材料为固原天启薯业有限公司统一种植，于10月15日收获的马铃薯块茎。收获后，常温遮阴通风处预贮2周，完成马铃薯后熟。挑去腐烂、受伤的块茎，转入贮藏窖常规贮藏2个月。12月30日每个品种样品80～100 g 的薯块挑选80个。将薯块洗净晾干，平均分为4份，其中1份为对照组（CK），其余3份分别用1.0、1.5、2.0 g/kg氯苯胺灵处理，密封，保存在4 ℃冰箱。

1.3 取样方法及实验设计

将处理样品每隔15 d观察1次，于处理后115 d对照开始萌芽进行记录，以后每隔15 d记录萌芽数，共4次，每个处理重复测定3次。还原糖含量、膜稳定指数测定于处理后的102 d开始，以后每隔15 d测定1次，共5次，每个处理重复测定3次。每次测定时每个处理各取出3个马铃薯块茎，其余密封好后继续保存在4 ℃冰箱。

试验采用单因素随机区组设计，4个处理，3次重复。

1.4 测定方法

1.4.1 萌芽率、抑芽率测定 对马铃薯萌芽率、抑芽率采用陈亿兵等的测定方法[7]进行测定，公式如下：

萌发率=萌发芽眼数调查总芽眼×100%；

抑芽率=对照萌发率-处理萌发率对照萌发率×100%。

1.4.2 还原糖含量的测定 还原糖含量的测定采用蒽酮比色定糖法[15]进行。样品溶液中加入5 mL蒽酮试剂，混匀，盖上塞子，在沸水浴中煮沸10 min，取出，立即用水冷却至室温，在625 nm下比色，测定出样品的D625 nm，代入以吸光度为纵坐标（y），标准溶液浓度为横坐标（x）的可溶性糖回归方程：y=0.522 3x+0.000 4，其中r2=0.998 8，求得样品含糖量。

1.4.3 膜稳定指数的测定 膜稳定指数的测定采用羟胺法[15] 进行。样品溶液加入0.5 mL 50 mmol/L 磷酸缓冲液（pH值7.8），1.5 mL 1 mmol/L盐酸羟胺，摇匀，置于25 ℃中保温1 h，然后再加入17 mmol/L对氨基苯磺酸2 mL和7 mmol/L α-萘胺2 mL，混合，于25 ℃中保温20 min后取出，在波长530 nm下比色，测定样品的D530 nm，代入以吸光值为纵坐标（y），横坐标为亚硝酸含量（x）的亚硝酸根回归方程：y=0.007 8x+0.002 4，其中R2=0.996 5，求得NO2-含量。依照羟胺与O-2· 的反应式：NH2OH+O-2· +H+，NO2-+H2O2+H2O进行化学计量，得到O-2· 。根据记录样品与羟胺反应的时间和样品中鲜质量，可求出产生速率。

2 结果与分析

2.1 不同氯苯胺灵浓度对马铃薯块茎萌芽及抑芽的影响

对不同浓度氯苯胺灵处理的克新1号、青薯168的不同贮藏时间萌发率、抑芽率分别进行统计学分析，其结果见表1。克新1号、青薯168同一贮藏时间不同浓度氯苯胺灵处理间有块茎萌芽情况下，萌芽率均达显著水平（P<0.05）。克新1号除115、130 d抑芽率未达显著水平，其余均达显著水平（P<0.05）；青薯168除115 d抑芽率未达显著水平，其余均达显著水平（P<0.05）。

药剂处理后4 ℃储藏115 d时，2个品种CK萌动发芽，萌芽率显著高于处理组，各处理组萌芽率差异不显著，其抑芽率均为100%。储藏130 d时，克新1号萌芽率、抑芽率表现规律与115 d相同；青薯168 CK萌芽率显著高于处理组，其值为28%；1 g/kg处理组的萌芽率显著高于其他2个处理，其余2个处理之间差异不显著，1 g/kg处理组的抑芽率显著低于其他2个处理，其余2个处理之间差异不显著，1.5、2.0 g/kg 抑芽率均达100.0%。储藏145 d时，克新1号对照组萌芽率显著高于处理组，萌芽率为45.30%，1 g/kg处理组的萌芽率显著高于其他2个处理，其余2个处理之间差异不显著，1 g/kg处理组的抑芽率显著低于其他2个处理，其余2个处理之间差异不显著，1.5、2.0 g/kg抑芽率均达100.0%；青薯168对照组萌芽率与各处理组之间均存在显著差异。各处理组抑芽率之间均存在差异显著，2 g/kg处理组的抑芽率高达100.0%。储藏160 d时，克新1号对照组萌芽率与各处理组之间均存在显著差异；各处理组抑芽率之间均存在显著差异，2 g/kg处理组的抑芽率为88.05%；青薯168与克新1号表现规律相同，2 g/kg处理组的抑芽率为79.03%。由此得出，克新1号比青薯168易贮藏。

2.2 品种对糖和氧自由基的的影响

由表2可以看出，贮藏期间2个品种的马铃薯中可溶性糖含量存在显著差异，青薯168的含糖量显著高于克新1号，青薯168抗低温糖化能力低于克新1号。2个品种氧自由基的产生速率不明显，克新1号的膜稳定性略比青薯168的好。由此得出，克新1号抗逆性高于青薯168，更有利于贮藏。

2.3 贮藏时间对糖和氧自由基产生速率的影响表1 氯苯胺灵粉剂对马铃薯块茎贮藏效果的影响

由表3可以看出，马铃薯块茎的含糖量随贮藏时间的推移先上升后下降，2个品种表现出相同的变化趋势，并在154 d 含糖量达到最高值，克新1号为0.39 mg/mL，青薯168为1.34 mg/mL，随后下降，但变化幅度不同。青薯168的含糖量始终高于克新1号的含糖量。结果表明，氧自由基的产生速率也随贮藏时间的延长呈较显著变化，均表现为先降低后升高，青薯168则出现了2次下降后升高趋势。低值出现在132、147d。说明膜稳定指数先升高后降低。

2.4 不同CIPC浓度处理对糖和氧自由基的产生速率的影响

不同浓度CIPC处理的马铃薯与对照组对比发现其差异性不显著，其含糖量略高于对照组，对照组马铃薯块茎含糖量在132 d 达到最高值，而处理含糖量的最高值出现在147 d，然后下降。浓度为2.0 g/kg CIPC处理组的含糖量随着时间的变化出现2次峰值，浓度为1.5 g/kg CIPC处理组的含糖量最高。对照组氧自由基的产生速率低于CIPC 处理组，对照组氧自由基的产生速率在154 d达到最低值，处理组在第132天达到最低值，2.0 g/kg CIPC处理组的氧自由基产生速率最高（表4）。说明，1.0 g/kg CIPC处理组比其他2个处理组的含糖量都低，膜稳定性都好，为最佳贮藏浓度。不同浓度CIPC对低温贮藏马铃薯的含糖量和膜稳定性影响差异并不大，则氯苯胺灵可较持久地维持马铃薯的品质，是马铃薯优良的抑芽保鲜剂。

3 结论与讨论

3.1 讨论

本试验结果表明，氯苯胺灵对马铃薯具有抑芽作用，抑芽效果明显，窖藏60 d后低温（4 ℃）贮藏的马铃薯，在85 d空白组和处理组均没有萌芽，还处于休眠时期，克新1号在123 d 对照组开始萌芽，青薯168在115 d开始萌芽，而经过氯苯胺灵处理的马铃薯均没有萌芽迹象，在138 d浓度为1.0 g/kg CIPC开始萌芽，经过1 g/kg CIPC 处理的青薯168在129 d发芽，CIPC 对马铃薯的抑芽作用因施加的浓度不同而不同，浓度为2.0 g/kg CIPC，其抑芽效果明显，其结果与文献报道2.0%氯苯胺灵粉剂对马铃薯储藏期保持品质有较好的作用[7]一致。氯苯胺灵对克新1号和青薯168的抑芽作用一致。

在马铃薯贮藏期，含糖量随时间的延长呈先上升再下降的趋势，其结果与文献报道的在贮藏前期，还原糖含量升高，到120 d时达到最高，后期又有所下降[12]一致。2个品种都有相同的趋势，而2个品种的含糖量不同，青薯168的含糖量显著优于克新1号的含糖量，其可溶性糖的转化能力强，不利于长期贮藏。施加氯苯胺灵以后马铃薯的含糖量高于空白组的含糖量，处理浓度为1.5 g/kg CIPC处理组的含糖量最高，1.0 g/kg 处理组的含糖量最低，处理在147、162 d达显著差异，即氯苯胺灵处理的马铃薯在1.0 g/kg处理组可溶性糖的转化相比其他组要弱，抑制效果显著。马铃薯低温糖化本质上是块茎细胞抵御低温的有效机制，低温条件下马铃薯块茎细胞中还原糖的积累是一种抗逆反应的表现。目前，低温糖化生理生化机制已经作了比较全面的研究，可分为3个方面：（1）低温打破了块茎内淀粉-糖代谢的平衡，导致蔗糖在块茎中累积，蔗糖又进一步转化为葡萄糖和果糖所致[16]，这主要由于淀粉合成关键酶活性下降，淀粉分解酶活性上升。如腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）作为植物淀粉合成的一个重要调节和限速因子在低温状态时保持较低的活性，并在一定温度范围内随温度的降低而活性降低程度加强。（2）淀粉本身结构决定了块茎的低温糖化。在低温时，由于对酶降解较敏感的支链淀粉的高分支度阻碍了抗酶解的结晶区形成，导致淀粉结构因缺少结晶区而不稳定，更容易被淀粉酶降解。（3）生物膜的不稳定引起低温糖化。冷胁迫导致细胞生物体膜选择通透性功能遭到破坏，主要是液泡膜发生渗漏，使得机制内的一些离子特别是无机磷（Pi）从液泡渗透到细胞质，最后运输到淀粉体内，促进淀粉磷酸化酶对淀粉的降解活性增强并抑制AGPase介导的淀粉再合成作用，造成还原糖的积累[17]。

马铃薯在贮藏期间，氧自由基的产生速率先降低后升高，膜稳定性在85 d至154 d比较稳定，154 d至162 d不稳定。克新1号的氧自由基产生速率低于青薯168，即克新1号的膜稳定性高于青薯168。青薯168出现了2次先下降后升高的趋势，膜稳定性比较差，对照处理组氧自由基的产生速率低于CIPC 处理组，2.0 g/kg CIPC处理组的氧自由基产生速率最高，克新1号和青薯168氧自由基的产生速率均为2.0 g/kg CIPC处理组达到最高，膜稳定性最不稳定，浓度为1.0 g/kg处理组氧自由基的产生速率最低，膜稳定性最好。

说明氯苯胺灵在延长贮藏期的同时，导致代谢平衡被打破，淀粉结构改变及块茎的呼吸作用被抑制，从而影响糖含量和膜稳定指数的变化。但更多的证据还有待进一步的证明。

3.2 结论

4 ℃贮藏下，氯苯胺灵对马铃薯具有抑芽作用，抑芽作用与施加的氯苯胺灵浓度有关，施加的浓度在2.0 g/kg时，抑芽作用最明显，氯苯胺灵对克新1号和青薯168的抑芽效果一致。

马铃薯贮藏期，含糖量随时间的延长呈先上升再下降的趋势，青薯168的含糖量显著优于克新1号的含糖量，克新1号抗低温糖化能力更强，有利于长期贮藏。施加氯苯胺灵后马铃薯的含糖量高于对照组的含糖量，处理浓度为1.5 g/kg CIPC处理组的含糖量最高，1.0 g/kg处理组的含糖量最低，马铃薯在氯苯胺灵浓度为1.0 g/kg下更有利于贮藏。

马铃薯贮藏期，膜稳定性先升高后降低，克新1号的膜稳定性高于青薯168，氯苯胺灵处理降低了马铃薯的膜稳定指数，克新1号和青薯168的氧自由基的产生速率均为2.0 g/kg CIPC组达到最高，膜稳定性最差，浓度为1.0 g/kg处理组氧自由基的产生速率最低，膜稳定性最好。

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