王 亮，張新憲，李 超，張立新，趙迎麗

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院）農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所，山西 太原030031）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）又名土豆、洋芋、山藥蛋、饃饃蛋等，為茄科茄屬一年生草本植物，起源于南美安第斯山區(qū)的秘魯和智利一帶，明萬歷（1573年）傳入中國，在我國廣泛種植。馬鈴薯作為一種世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用于食品、飼料以及工業(yè)的兼用型農(nóng)作物，具有較高的水分利用率和較長的產(chǎn)業(yè)鏈，其種植面積逐年增加，已是僅次于小麥、水稻、玉米的第四大糧食作物[1]。2015年初，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出了馬鈴薯主糧化發(fā)展戰(zhàn)略，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)入到新的歷史階段[2-3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年我國馬鈴薯種植面積達(dá)到562萬hm2，總產(chǎn)量（折糧后）為1 947.7萬t[4]。

晉薯16號(hào)是一個(gè)中晚熟高產(chǎn)馬鈴薯品種，其適應(yīng)性和抗逆性較強(qiáng)，一般產(chǎn)量可達(dá)24 000～28 500 kg/hm2，品質(zhì)優(yōu)良適于鮮食和加工利用，受到經(jīng)營戶和消費(fèi)者的青睞，其特點(diǎn)是生長勢(shì)強(qiáng)、薯塊大、產(chǎn)量高、抗病性強(qiáng)、商品性好[5]。目前，該品種在山西省呂梁山區(qū)和雁北地區(qū)得到大面積推廣，種植比例達(dá)30%以上[6]。隨著當(dāng)?shù)伛R鈴薯種植面積的逐年擴(kuò)大以及產(chǎn)量的增加，馬鈴薯采后貯藏問題愈加突出，目前生產(chǎn)上使用的馬鈴薯貯藏技術(shù)落后，只是參考馬鈴薯貯藏通用的貯藏溫度范圍1～5℃進(jìn)行貯藏[7-8]，每年采后因腐爛、發(fā)芽造成的損耗在30%以上，給經(jīng)營者帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失[9]。而目前生產(chǎn)上使用的貯藏方式大多是生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，缺乏相應(yīng)的理論支持，貯藏技術(shù)參數(shù)不明確，很難達(dá)到理想的貯藏效果。因此，本試驗(yàn)通過對(duì)不同貯藏溫度下馬鈴薯采后生理及貯藏特性變化的研究，探索晉薯16號(hào)的最佳貯藏溫度，以期為馬鈴薯產(chǎn)后貯藏條件優(yōu)化提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

選用晉薯16號(hào)馬鈴薯為試材，2017年10月16日采自山西省呂梁市王獅鄉(xiāng)石橋村，13～18℃避光條件下愈傷15 d后，選擇大小適中，無傷無病的馬鈴薯塊莖為試材進(jìn)行貯藏試驗(yàn)。

亞硫酸鈉、濃硫酸、葡萄糖、無水乙醇、氫氧化鈉：均為天津市北辰方正試劑廠產(chǎn)品；酒石酸鉀鈉、3,5-二硝基水楊酸、結(jié)晶酚、高氯酸：均為上海阿拉丁生化科技股份有限公司產(chǎn)品。所用試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9140A恒溫鼓風(fēng)干燥箱，Ultrospec 2000紫外-可見分光光度計(jì)，DK-S24電熱恒溫水浴鍋，GXH-3051H果蔬呼吸測(cè)定儀，CR-400色差儀，UX-620H電子稱。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

將馬鈴薯試材裝入襯有無紡布袋的塑料周轉(zhuǎn)箱中，每箱裝入塊莖10 kg，分別在0～1℃、2～3℃、4～5℃、10～12℃、15～18℃（相對(duì)濕度85%～95%）的恒溫恒濕箱中避光貯藏，CO2體積分?jǐn)?shù)低于0.3%，每處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

自馬鈴薯塊莖愈傷進(jìn)入不同貯藏環(huán)境開始，每隔30 d每處理取馬鈴薯50個(gè)進(jìn)行塊莖生理及品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定，每處理重復(fù)3次。

1.2.2.1 呼吸強(qiáng)度

使用果蔬呼吸測(cè)定儀測(cè)定。

1.2.2.2 干物質(zhì)含量

參照曹建康等[10]的方法測(cè)定，稱取1.0 g馬鈴薯于100～105℃烘箱中殺青10 min，然后將烘箱溫度降到70～80℃，烘至恒重。

1.2.2.3 淀粉含量

采用酸水解法[10]測(cè)定。

1.2.2.4 還原糖含量

采用3,5-二硝基水楊酸法[10]測(cè)定。

1.2.2.5 失重率、腐爛率及發(fā)芽率

參考王潔等[11]的方法測(cè)定，計(jì)算公式如下：

1.2.2.6 莖肉色澤

使用色差儀測(cè)定。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)結(jié)果為測(cè)定3次數(shù)據(jù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差，數(shù)據(jù)采用DPS處理系統(tǒng)進(jìn)行方差分析，多重比較采用Duncan新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)，使用Excel軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏溫度對(duì)馬鈴薯塊莖呼吸強(qiáng)度的影響

呼吸強(qiáng)度是植物生理代謝水平的重要指標(biāo)。如圖1所示，由于馬鈴薯塊莖產(chǎn)后有休眠的生理特性，在貯藏初期馬鈴薯呼吸強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)，貯藏30 d后，2～3℃貯藏馬鈴薯塊莖的呼吸強(qiáng)度始終低于其他處理，保持較低平穩(wěn)水平，說明該溫度條件可有效抑制馬鈴薯塊莖呼吸代謝水平的上升；而0～1℃、4～5℃、10～12℃、15～18℃處理中，馬鈴薯呼吸強(qiáng)度在貯藏60 d后出現(xiàn)不同程度的上升，說明高于4℃和低于1℃的環(huán)境溫度均會(huì)引起馬鈴薯塊莖呼吸代謝速率的上升，在2～3℃的溫度條件下馬鈴薯塊莖的呼吸強(qiáng)度被有效抑制。

2.2 不同貯藏溫度對(duì)馬鈴薯塊莖干物質(zhì)含量的影響

由圖2可知，各處理中馬鈴薯塊莖干物質(zhì)含量在貯藏0～30 d期間呈快速上升趨勢(shì)，這可能因貯藏前期馬鈴薯薯塊水分散失引起；貯藏30 d后，各處理中塊莖干物質(zhì)含量隨貯期的延長呈緩慢下降的趨勢(shì)，當(dāng)環(huán)境溫度高于4℃時(shí)，塊莖干物質(zhì)含量隨貯藏溫度的升高明顯降低；而在低于3℃條件下，0～1℃處理中塊莖干物質(zhì)卻明顯低于2～3℃處理，這可能是由于塊莖在此溫度下呼吸強(qiáng)度較高引起糖類物質(zhì)消耗增加所致。貯藏180 d，2～3℃處理與4～5℃處理間差異不顯著，但與0～1℃、10～12℃和15～18℃處理間差異顯著（P＜0.05）。貯藏溫度由低到高各處理中塊莖干物質(zhì)的含量依次為：21.04%、21.53%、21.36%、20.93%和20.58%。

2.3 不同貯藏溫度對(duì)馬鈴薯塊莖淀粉含量的影響

由圖3可知，整個(gè)貯藏期間，各處理馬鈴薯淀粉含量的變化總體呈下降趨勢(shì)，在30 d前后，10～12℃和15～18℃處理中塊莖的淀粉含量呈先升后降的趨勢(shì)，這可能與貯藏溫度較高馬鈴薯貯藏前期水分散失較多有關(guān)；而0～1℃、2～3℃和4～5℃處理的淀粉含量則始終呈下降趨勢(shì)。在貯藏180 d時(shí)，0～1℃、2～3℃和4～5℃處理的淀粉含量與10～12℃和15～18℃處理間存在顯著差異（P＜0.05），溫度由低向高各處理淀粉含量依次為：12.56%、13.12%、13.39%、15.13%和14.86%。

2.4 不同貯藏溫度對(duì)馬鈴薯塊莖還原糖含量的影響

馬鈴薯塊莖在貯藏過程中，還原糖可由淀粉轉(zhuǎn)化而來[12]。如圖4所示，在0～1℃、2～3℃和4～5℃處理中還原糖含量明顯呈上升趨勢(shì)，貯藏180 d時(shí)分別為1.37%、1.17%和0.86%，還原糖含量隨貯藏溫度的降低而顯著上升；10～12℃和15～18℃處理中還原糖含量始終在較低水平上下波動(dòng)，180 d時(shí)為0.42%和0.30%。結(jié)果表明，馬鈴薯塊莖內(nèi)還原糖在貯藏溫度低于5℃后開始積累，相關(guān)性分析表明，還原糖含量與貯藏溫度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（R2=0.929 6）。

2.5 不同貯藏溫度對(duì)馬鈴薯塊莖失重率的影響

馬鈴薯失重主要因失水和營養(yǎng)物質(zhì)的消耗引起[13]。由圖5可以看出，貯藏期間不同處理中馬鈴薯塊莖的失重率總體呈上升的趨勢(shì)，并且隨貯藏溫度的升高，塊莖失重率也隨之升高。貯藏180 d，2～3℃處理與0～1℃處理失重率差異不顯著，但二者與4～5℃、10～12℃和15～18℃均存在顯著差異（P＜0.05），并且馬鈴薯塊莖的失重率與貯藏溫度呈正相關(guān)關(guān)系（R2=0.945 2）。

2.6 不同貯藏溫度對(duì)馬鈴薯塊莖腐爛率的影響

如圖6所示，馬鈴薯塊莖的腐爛率隨貯期的延長呈上升趨勢(shì)，并且當(dāng)環(huán)境溫度高于2℃馬鈴薯塊莖腐爛率與貯藏溫度呈正相關(guān)關(guān)系。貯藏180 d，所有處理中2～3℃處理的腐爛率最低，并且各處理中塊莖腐爛率差異顯著（P＜0.05），溫度由低到高各處理腐爛率依次為7.33%、2.67%、8.67%、12.67%和22.67%?？梢?，貯藏環(huán)境溫度高于2℃時(shí)，溫度越低對(duì)馬鈴薯塊莖腐爛抑制效果越明顯，但在低于1℃貯藏條件下馬鈴薯腐爛率反而增高，這可能與過低溫度引起塊莖代謝失調(diào)進(jìn)而導(dǎo)致馬鈴薯整體抗病性下降有關(guān)。

2.7 不同貯藏溫度對(duì)馬鈴薯塊莖發(fā)芽率的影響

由圖7可知，馬鈴薯發(fā)芽率隨貯藏溫度的上升顯著增高，且二者呈正相關(guān)關(guān)系。整個(gè)貯藏期間，0～1℃和2～3℃兩處理中塊莖始終無發(fā)芽；貯藏180 d，4～5℃處理的馬鈴薯發(fā)芽率為77.33%；10～12℃和15～18℃處理分別在貯藏150 d和120 d時(shí)全部發(fā)芽。結(jié)果表明，低于4℃的穩(wěn)定低溫可有效抑制馬鈴薯塊莖發(fā)芽。

2.8 不同貯藏溫度下馬鈴薯塊莖的發(fā)芽情況

貯藏180 d時(shí)，對(duì)馬鈴薯塊莖發(fā)芽情況觀察可知（圖8），不同溫度條件下馬鈴薯塊莖發(fā)芽狀況存在明顯差異，在低于3℃條件下貯藏可延長馬鈴薯塊莖的休眠期，有效抑制塊莖發(fā)芽；而高于4℃條件下馬鈴薯塊莖可正常發(fā)芽，180 d時(shí)4～5℃、10～12℃和15～18℃處理芽長分別為：0.8～1.3 cm、1.8～3.3 cm以及4.7～15.8 cm，可見，馬鈴薯發(fā)芽長度與貯藏溫度也呈正相關(guān)關(guān)系。

2.9 不同貯藏溫度對(duì)馬鈴薯塊莖莖肉色澤的影響

馬鈴薯莖肉顏色可直接反映塊莖的成熟度及新鮮度，與其品質(zhì)優(yōu)劣直接相關(guān)。如圖9所示，L值表示明度指數(shù)，a值表示從紅色至綠色的范圍，b值表示從黃色至藍(lán)色的范圍，貯藏期間馬鈴薯莖肉色澤變化具有明顯的規(guī)律，不同處理中L和b值隨貯藏時(shí)間的延長呈緩慢下降趨勢(shì)，莖肉的亮度以及黃色逐漸降低，其中2～3℃處理中莖肉亮度以及黃色下降最慢。而a值逐漸上升，說明采收時(shí)馬鈴薯莖肉呈輕微綠色逐漸褪去，其中2～3℃處理中莖肉a值上升最慢?？梢姡?～3℃溫度條件下貯藏可最大程度地維持新鮮馬鈴薯塊莖的色澤。

3 討論與結(jié)論

由于馬鈴薯在貯藏過程中不斷地進(jìn)行新陳代謝[14-15]，呼吸作用是其采后貯藏階段的主要物質(zhì)消耗方式，所以盡量降低呼吸速率是保持塊莖品質(zhì)并延長貯期的重要手段[16]。低溫貯藏是較廣泛應(yīng)用的貯藏方式，但長期的低溫會(huì)造成馬鈴薯塊莖糖化[17-19]。本研究發(fā)現(xiàn)，低溫條件下，晉薯16號(hào)馬鈴薯的呼吸代謝速率明顯降低，最低呼吸強(qiáng)度出現(xiàn)在2～3℃，溫度的上升和降低均會(huì)引起塊莖呼吸強(qiáng)度升高。研究還發(fā)現(xiàn)，干物質(zhì)、淀粉以及還原糖含量的變化趨勢(shì)與馬鈴薯貯藏環(huán)境溫度以及所處貯藏階段密切相關(guān)[20-21]。貯藏溫度高于10℃時(shí)，馬鈴薯干物質(zhì)與淀粉含量在不同貯藏溫度下均呈下降趨勢(shì)，溫度越高下降速度越快。當(dāng)貯藏溫度低于5℃時(shí)，塊莖中的淀粉可轉(zhuǎn)化為還原糖速率顯著上升，并且貯藏溫度與還原糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，可見，“低溫糖化”現(xiàn)象的溫度閾值是5℃，這與陳彥云[22]以及陳芳等[23]的研究結(jié)果基本一致。

馬鈴薯貯藏過程中的損失主要來自失重、腐爛和發(fā)芽[24]。本研究中，馬鈴薯塊莖失重率、發(fā)芽率和腐爛率均會(huì)隨貯藏溫度的升高而增大，說明適當(dāng)?shù)牡蜏兀?～3℃）可降低馬鈴薯塊莖營養(yǎng)物質(zhì)損耗和水分散失，延長馬鈴薯塊莖的休眠期，有效抑制塊莖腐爛率。但低于1℃下馬鈴薯塊莖腐爛率不降反升，這可能與在0～1℃溫度下由于代謝失調(diào)，馬鈴薯自身抗性下降有關(guān)。

馬鈴薯莖肉色澤是反映馬鈴薯品質(zhì)優(yōu)劣的重要感官指標(biāo)。本研究中，隨貯藏時(shí)間的延長馬鈴薯塊莖色澤相關(guān)亮度L值、綠紅a值、藍(lán)黃b值指標(biāo)也呈規(guī)律性變化，L值和b值呈下降趨勢(shì)，而a值呈上升趨勢(shì)，說明隨貯藏時(shí)間的延長馬鈴薯莖肉組織亮度變暗，黃、綠色澤褪去。其中2～3℃處理中，莖肉色澤變化最小，最接近馬鈴薯采收時(shí)的新鮮狀態(tài)，保鮮效果最佳。分析認(rèn)為，尚不明確莖肉組織亮度變暗與貯藏過程中馬鈴薯中淀粉顆粒變化、自身衰老和生理傷害何種因素有關(guān)。而馬鈴薯塊莖黃、綠色澤褪去是否因其中類胡蘿卜素與葉綠素等物質(zhì)的降解所引起，還需進(jìn)一步證實(shí)。