短波紫外线诱导对休眠后期马铃薯品质及酶活性的影响

 刁小琴，关海宁，魏雅冬

 绥化学院食品与制药工程学院（绥化152061）

摘要  为提高休眠后期马铃薯的保鲜效果，以不经短波紫外线处理为对照组，考察不同紫外线照射时间对马铃薯货架期的可溶性固形物、抗坏血酸、淀粉、总酚、总黄酮、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性的影响。结果表明，短波紫外线处理15 min，能够有效延缓块茎的可溶性固形物、淀粉和抗坏血酸含量的下降，保持较高的块茎品质；同时，该处理可以保持较高的总酚、总黄酮含量以及过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶的活性，延缓块茎衰老。

关键词  短波紫外线；马铃薯；品质；酶活性

 马铃薯是世界重要的粮食作物，采后仍是一个活体，进行着新陈代谢。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，组织中所含的大量淀粉迅速转化，大量失水，造成表皮萎焉，品质劣变，并产生龙葵素等有毒物质，进而失去食用价值。短波紫外线( Ultraviolet-C，UV-C)是近些年被证实的能有效杀死果蔬表面微生物的一种无化学污染的物理处理方法，该法可以减少化学保鲜剂的使用，是一种绿色环保的贮藏保鲜途径。研究表明，UV-C处理可诱导果蔬自身的抗病性，显著延缓果蔬贮藏期间生理变化，而不会影响果蔬中的营养成分，同时该法可以降低腐烂率，延长货架寿命。试验以UV-C照射休眠后期的马铃薯一段时间，通过测定多个生理指标的变化，探讨UV-C照射对货架期马铃薯保鲜效果的影响，以筛选适宜短波紫外线照射的时间。

1  材料与方法

1.1材料

 马铃薯：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

 草酸、2，6-二氯酚靛酚、甲醇、乙醚、碘等均为分析纯。

  普通紫外线杀菌灯：规格为直径2.5 cm，长度为89 cm，输出功率30 W，波长254 nm;  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。

1.3试验方法

 将马铃薯块茎置于托盘中，摆放在距离紫外灯20 cm的位置，分别照射15，25和35 min，以不经紫外线照射的块茎为对照组。将处理组和对照组的块茎置于常温( 20 0C)进行货架试验。每组处理30个块茎，每2d测定测一次生理生化指标，每次测定重复3次。

1.4指标测定

 可溶性固形物含量测定采用手持折光仪法；总酚和总黄酮含量测定采用比色法；淀粉含量测定采用碘比色法；抗坏血酸含量测定用2，6-二氯靛酚溶液滴定；过氧化氢物酶( CAT)活性测定参照Beer的方法；抗坏血酸过氧化物酶( APX)活性的测定参照Nakano的方法。

1.5数据处理

  每个试验重复3次，试验数据采用Statistix 8.0( Analystical Software Inc.,  USA)的Linear Models程序进行，用Tukey HSD程序对差异显著性(P<0.05)或差异极显著性(p<0.01)进行分析，采用Excel 2003软件作图。

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

  马铃薯中可溶性固形物含量的高低可以反映马铃薯的品质及新鲜程度。图1看出，不同UV-C处理时间对块茎可溶性固形物含量均有一定的影响。UV-C处理15 min可以有效抑制可溶性固形物含量的减少，然而随着处理时间的延长，可溶性固形物呈显著下降趋势，这可能是长时间的紫外照射破坏了块茎组织的表面结构，加快了可溶性固形物的降解，因此适当的

UV-C处理时间能延缓块茎品质的变化。

2.2不同处理对马铃薯抗坏血酸含量的影响

  马铃薯货架期间抗坏血酸含量变化如图2所示。货架期间，由于呼吸及氧化作用，块茎中的抗坏血酸呈下降趋势。经UV-C处理25 min和35 min的块茎在整个货架期间抗坏血酸含量均低于对照组，而经UV-C处理15 min的块茎，其含量显著高于对照组(p<0.05)。说明适当的UV-C处理时间能够有效防止块茎中抗坏血酸的损失，保持其品质，延长货架期。

2.3不同处理对马铃薯淀粉含量的影响

 马铃薯块茎中淀粉含量的高低可以反映块茎的衰老进程，进而反映其食用品质。经UV-C处理的马铃薯块茎和对照组在货架期间均表现出下降趋势，但UV-C处理35 min的块茎淀粉含量下降的最快，放置8d时，与对照差异显著(p<0.05)，而UV-C处理15 min的块茎淀粉分解速度较慢，显著高于对照组(p<0.05)，说明适宜的照射时间能够减缓淀粉的损失，有益于保持贮藏期马铃薯的品质。

2.4不同处理对马铃薯总酚含量的影响

 酚类物质是马铃薯中重要的抗氧化物质，同时酚类物质的氧化会影响块茎的外观品质和商品价值。货架期间总酚含量见图4。由图可知，各处理的总酚含量均呈下降趋势，放置第2天，UV-C处理25 min和35 min的总酚含量下降急剧，后缓慢变化，放置到第8天与UV-C处理15 min的总酚含量差异显著(p<0.05)．UV-C处理15 min的块茎总酚始终保持最高水平。酚类物质的积累，不仅说明马铃薯块茎具有较强的抗病性，而且酶促褐变受到抑制。

2.5不同处理对马铃薯总黄酮含量的影响

 黄酮类物质与酚类物质类似，与马铃薯色泽、品质、风味、成熟衰老、组织褐变和抗病性等作用密切相关。由图5可知，黄酮的变化和酚类相似，处理组与对照组块茎的黄酮在2d内急剧下降，在随后的几天内减少的速度缓慢。放置到第8天，UV-C处理15 min的块茎黄酮含量与对照和UV-C处理35 min差异显著(p<0.05)，而与UV-C处理25 min差异不显著(p>0.05)。

2.6不同处理对马铃薯过氧化氢酶(CAT)的影响

  过氧化氢酶能催化植物体内积累的过氧化氢分解为分子氧和水，进一步减少过氧化氢对果蔬的氧化伤害，从而提高果蔬的品质。由图6可知，在开始的2d内各处理组与对照组的CAT变化不明显，随后急剧增加。放置到第8天，UV-C处理15 min的CAT活性最高，且与UV-C处理25 min差异不显著(p>0.05)，而与对照组和UV-C处理35 min的差异显著(p<0.05)。适宜的紫外线处理能够诱导马铃薯中CAT的活性上升，利于活性氧的清除，从而维持活性氧的代谢平衡，延缓块茎的衰老。

2.7不同处理对马铃薯抗坏血酸过氧化物酶(APX)的影响

  抗坏血酸过氧化物酶在植物体内能够清除细胞中的活性氧和过氧化氢，减少细胞膜的氧化，减缓衰老的进程。图7可知，在0～2 d内，马铃薯中的抗坏血酸过氧化物酶活性呈上升趋势，随后的2～8 d内有所下降。但UV-C处理15 min的APX活性始终高于其他处理组和对照组。说明适宜的短波紫外线诱导可抑制APX活性的下降，维持马铃薯较高的抗氧化能力。

3结论

 通过比较短波紫外线处理时间对休眠后期马铃薯品质及酶活性的影响，发现UV-C处理15 min，能有效延缓块茎的可溶性固形物、淀粉和抗坏血酸含量的下降，保持较高的块茎品质；同时，该处理可以保持较高的总酚、总黄酮、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性，延缓块茎衰老。