γ辐射与水杨酸(Salicylic Acid, SA)交互作用对两个加工型马铃薯品种抑芽效果的影响

《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》：Interactive effects of gamma radiation and salicylic acid on sprout inhibition of two processing potato varieties

　　

马铃薯块茎在贮藏期间的发芽会导致严重的采后损失及加工品质劣变。本研究评估了采前喷施水杨酸(Salicylic Acid, SA, 4000 ppm)与采后用60Co-γ射线辐照(0.10 kGy)交互作用对两个加工型马铃薯品种(Diamant和Sinora)抑芽及贮藏品质的影响。块茎于10 ℃、相对湿度73–78%条件下贮藏6个月，通过测定芽长、鲜质量损失率、干物质含量、还原糖含量及薯片得率评价贮藏品质。结果表明：单独γ辐照可有效抑制整个贮藏期内的芽生长并减少失重；水杨酸与辐照联合处理同样显著抑制发芽并缓和还原糖积累；干物质含量与薯片得率未受处理不利影响；Diamant品种在贮藏6个月后表现出更优的加工适宜性。研究证实低剂量γ辐照是加工马铃薯长期贮藏期间有效的抑芽及品质保持采后技术。

论文解读：γ辐射与水杨酸交互作用对加工马铃薯抑芽及贮藏品质的影响

该研究由Hind A.A. Elbashir、Lubna Alnaim、Nissren Tamam及Abdelmoneim Sulieman共同完成，发表于Journal of Radiation Research and Applied Sciences。马铃薯(Solanum tuberosumL.)在贮藏过程中易发芽，导致水分蒸发、重量减轻及淀粉降解为还原糖，引起加工产品(如薯片、薯条)发生不利褐变，造成巨大经济损失。传统抑芽方法如低温冷藏(2–4 ℃)成本高且易诱发冷害导致还原糖升高(冷诱导增甜,Cold-Induced Sweetening, CIS)，化学抑芽剂则存在食品安全法规限制及残留问题。电离辐射(γ辐射)在50–150 Gy剂量下被报道可抑制块茎芽眼分生细胞分裂从而抑芽，而水杨酸(Salicylic Acid, SA)作为植物内源信号分子可调节休眠与胁迫响应，但二者采前与采后联合应用策略尚缺乏系统研究。因此，研究人员开展本实验以明确采前SA(4000 ppm)结合采后γ辐照(0.10 kGy)对两个加工品种长期贮藏期间抑芽效果及对加工品质(干物质、还原糖、薯片得率)的影响，为替代受限化学抑芽剂提供理论依据。

主要关键技术方法：

研究人员选用两个加工型马铃薯品种——Diamant与Sinora，于大田种植。采前70天喷施4000 ppm SA水溶液或清水对照；采收后选取成熟中块茎经10天愈伤，分为4组：对照(未处理)、仅SA处理(采前SA)、SA+γ辐照(采前SA+采后0.10 kGy ⁶⁰Co γ-ray)、仅γ辐照(采后0.10 kGy)。辐照于埃及国家辐射研究技术中心(NCRRT)⁶⁰Co源进行，剂量率0.25 Gy s^?1，曝光约400 s。块茎装麻袋于10±1 ℃、73–78% RH冷库贮藏6个月。定期测定芽长(cm/块茎)、鲜重损失率(%)、干物质含量(采用马铃薯比重法, AOAC Official Method 985.14)、还原糖含量(DNS比色法改良)及薯片得率(%)。数据采用双因素方差分析(Two-way ANOVA)及Duncan多重比较检验(P≤0.05)。

研究结果

3.1. Effect of treatments on sprout length(处理对芽长的影响)

在Diamant与Sinora两品种中，对照组与仅SA处理组随贮藏时间延长芽长显著增加(P≤0.05)，贮藏6个月时分别达13.13 cm与17.00 cm以上；而经0.10 kGy γ辐照处理(无论是否联合SA)的块茎在整个6个月贮藏期内芽生长被强烈抑制，仅SA+γ组Diamant在第6月出现极少量萌芽(1.43 cm)，其余辐照组芽长均为0.00 cm。表明0.10 kGy γ辐照能有效破坏芽眼分生细胞活化从而完全抑芽。

3.2. Effect of treatments on fresh weight loss(处理对鲜重损失率的影响)

所有组鲜重损失随贮藏期延长上升，对照组与仅SA组6个月后损失率达21.94%(Diamant)与20.37–21.01%(Sinora)；而γ辐照组(含联合SA)显著(P≤0.05)降低失重，仅γ辐照组成品6个月失重仅为4.70%(Diamant)与4.20%(Sinora)，SA+γ组略高但仍远低于对照。归因于抑芽减少了呼吸与蒸腾。

3.3. Effect of treatments on dry matter content(处理对干物质含量的影响)

干物质含量初始值约21.30–21.98%，贮藏6个月后各处理间无显著差异(P≤0.05)，波动范围为21.30–23.38%，均在加工马铃薯适宜范围(20–24%)内，说明处理未引起干物质不利变化。

3.4. Effect of treatments on reducing sugar content(处理对还原糖含量的影响)

还原糖在对照与仅SA组中随贮藏明显积累，6个月时最高达0.3830 mg/100 g(Sinora对照)；γ辐照组(尤其SA+γ组)还原糖积累被缓和，SA+γ组Diamant第6月为0.2290 mg/100 g，低于对照。说明抑芽降低了块茎代谢活性，减轻了淀粉降解为还原糖的程度。

3.5. Effect of treatments on chip yield(处理对薯片得率的影响)

各处理组间薯片得率在贮藏前后及不同处理间无显著差异(P≤0.05)，Diamant与Sinora品种得率均稳定在30–37%左右，表明γ辐照及SA处理未损害块茎油炸加工性能。

讨论与结论翻译总结

讨论指出0.10 kGy γ辐照通过干扰芽眼分生细胞分裂及激素信号抑制发芽，与文献报道50–150 Gy有效抑芽剂量相符；SA可能通过影响碳水化合物代谢与胁迫响应辅助维持休眠，但抑芽主导因子为辐照。辐照降低鲜重损失源于代谢减缓，干物质微小波动属正常贮藏生理变化，还原糖在辐照下积累受抑因芽被抑制。所用剂量未引起不利糖升高，符合油炸加工要求(还原糖＜0.25%用于薯片)。联合SA未显著优于单独辐照但对品质无负面影响。

结论(Conclusions)：

采后0.10 kGy γ射线辐照是抑制Diamant与Sinora两加工型马铃薯品种发芽及减少鲜重损失的最有效措施，在10 ℃、73–78% RH下贮藏6个月表现优异。采前喷施4000 ppm水杨酸(SA)联合采后0.10 kGy γ辐照亦能控制两品种发芽，且在设定贮藏期后不影响块茎还原糖、干物质及薯片得率，保持可接受加工品质。仅采前SA而无后续辐照处理的块茎表现出快速发芽、显著鲜重损失及高糖积累。γ辐照为最主要抑芽因子；SA联合处理可维持品质但未显著优于单独辐照。