马铃薯梯度低氧协同气化熏蒸抗低温糖化贮藏方法
阅读说明：本技术 马铃薯梯度低氧协同气化熏蒸抗低温糖化贮藏方法 (Gradient hypoxia cooperative gasification fumigation low temperature resistant saccharification storage method for potatoes ) 是由 潘艳芳 张洁 王丽花 于 2021-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种马铃薯梯度低氧协同气化熏蒸抗低温糖化贮藏方法,步骤如下：(1)愈伤期：新鲜收获后的马铃薯首先进行愈伤处理；(2)休眠期：进行第一次低氧气调处理,期间协同乙醇熏蒸处理；预贮7～10天,再贮藏2～4个月至休眠期结束；(3)萌发期：休眠期结束后,进行第二次低氧气调处理,期间协同采取R-香芹酮熏蒸处理；之后于温度3～8℃、相对湿度85％～90％条件下贮藏至结束。本发明以马铃薯愈伤期、休眠期和萌发期3个特殊生理阶段为时间节点,针对性采取不同浓度低氧气调处理协同不同助剂熏蒸,摒弃传统采收后一次性集中处理弊端,处理全程均为气体扩散形式,提升有效性和安全性。(The invention discloses a gradient hypoxia cooperative gasification fumigation low temperature resistant saccharification storage method for potatoes, which comprises the following steps: (1) and (3) callus period: firstly, performing callus treatment on the fresh harvested potatoes; (2) a dormant period: performing first low-oxygen modified atmosphere treatment, wherein ethanol fumigation treatment is performed in a synergistic manner; pre-storing for 7-10 days, and storing for 2-4 months till the end of the dormancy period; (3) and (3) germination stage: after the dormancy period is finished, performing second low-oxygen air conditioning treatment, and performing fumigation treatment by cooperatively adopting R-carvone; and then storing the mixture until the end under the conditions that the temperature is 3-8 ℃ and the relative humidity is 85% -90%. According to the invention, 3 special physiological stages of the callus period, the dormancy period and the germination period of the potatoes are used as time nodes, and different concentrations of low-oxygen modified atmosphere treatment are adopted in a targeted manner to be cooperated with different auxiliary agents for fumigation, so that the defect of one-time centralized treatment after traditional harvesting is overcome, the whole treatment process is in a gas diffusion form, and the effectiveness and the safety are improved.)
技术领域
本发明属于食品技术领域，尤其是一种马铃薯梯度低氧协同气化熏蒸抗低温糖化贮藏方法。
背景技术
我国是世界马铃薯生产和消费最大国，2018年总产量达到9026万吨，占全世界的1/4(陈萌山等，2020)。为延长加工周期和避免块茎失水皱缩、发芽失重及病害腐烂等，马铃薯通常于10℃以下贮藏。然而，低温在解决以上问题的同时引发块茎细胞内还原糖(葡萄糖和果糖)的大量积累，即发生“低温糖化”现象(Burton，1969)。在马铃薯高温油炸过程中，块茎中还原糖与游离氨基酸发生美拉德反应，导致加工制品颜色加深、口感苦涩(Kumar etal.,2004)，甚至产生潜在的神经毒素和致癌物质即丙烯酰胺(IARC，1994)。每年由于低温糖化被加工企业退回的马铃薯高达20％(Sowokinos，2001)，成为产业痛点问题。因此，控制马铃薯低温糖化成为其贮藏保鲜及加工产业发展的瓶颈。
目前，马铃薯低温糖化的调控手段主要为采前育种和采后处理两种，但采前措施往往受限于技术难度、品种适应性及安全性等问题。因此，低碳、绿色的采后调控技术成为缓解低温糖化、改善马铃薯加工品质的重大需求。低O2、高O2、高CO2等均可调控果蔬的采后生理，特别是果实呼吸生理、物质代谢及能量平衡等过程，其中以低氧处理在马铃薯采后实践中更加节能、简易和实用。
通过检索，发现如下两篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：
1、能够抑制马铃薯还原糖积累的贮藏方法(公开号：CN 106259850B)，提供了一种利用紫外灯二次照射协同抑芽剂处理抑制马铃薯低温糖化的方法，具有操作简单、预处理成本低等优点。但该公开文献中使用的抑芽剂中青鲜素属于低毒农药，我国目前仍未拟出其残留限量标准，涉及残留风险。
2、马铃薯StMADS10基因及其在抗低温糖化中的应用(公开号：CN 110205326A)，以低温糖化抗性基因型马铃薯块茎的cDNA为模板，通过StMADS10基因克隆的方式，构建超量表达载体，从而提高了马铃薯抗低温糖化能力。但现代基因改良措施存在筛选难度大、投资高、性状不稳定等问题。
通过对比，本发明专利申请针对马铃薯收获后的3个生理阶段，后熟期愈伤处理、休眠期和萌发期分别不同梯度低氧脉冲处理并协同不同功能助剂气化熏蒸，处理全程均为气体形式，扩散均匀，无任何液滴和固体药剂残留，有效解决马铃薯低温糖化问题。
因此，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种马铃薯梯度低氧协同气化熏蒸抗低温糖化贮藏方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种马铃薯梯度低氧协同气化熏蒸抗低温糖化贮藏方法，步骤如下：
(1)愈伤期：新鲜收获后的马铃薯首先进行愈伤处理，条件为温度12～20℃+湿度95％～98％，愈伤处理时间为10～14天，愈伤期间O2浓度保持在10％～21％之间，以保证愈伤效果；
(2)休眠期：经上述愈伤处理后的马铃薯块茎采用浓度为4％～10％的O2、其余以N2平衡进行第一次低氧气调处理，期间协同乙醇熏蒸处理，处理浓度为400～600μL/L；之后于温度6～8℃、相对湿度90％～95％条件下预贮7～10天，再于温度3～8℃、相对湿度85％～90％条件下贮藏2～4个月至休眠期结束；
(3)萌发期：休眠期结束后，对马铃薯块茎采用浓度为2.1％～3.9％的O2、其余以N2平衡进行第二次低氧气调处理，期间协同采取R-香芹酮熏蒸处理，处理浓度为0.3～0.7mL每kg马铃薯；之后于温度3～8℃、相对湿度85％～90％条件下贮藏至结束。
进一步地，所述步骤(3)中休眠期结束后即为贮藏2个月后。
进一步地，所述步骤(3)中O2的浓度为2.5％。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
1、针对马铃薯低温糖化影响加工色泽及引发丙烯酰胺安全隐患等问题，本发明以马铃薯愈伤期、休眠期和萌发期3个特殊生理阶段为时间节点，针对性采取不同浓度低氧气调处理协同不同助剂熏蒸，摒弃传统采收后一次性集中处理弊端，处理全程均为气体扩散形式，提升有效性和安全性。
2、休眠期和萌发期通过梯度降氧进行二次不同浓度低O2处理，一方面直接抑制酸性转化酶活性，减少还原糖的生成；另一方面使马铃薯块茎低温贮藏下产生冷诱导呼吸适应反应，线粒体呼吸链氧化与磷酸化产能减少，块茎呼吸生理和淀粉降解速度减慢，从而抑制还原糖的大量产生，在不产生厌氧呼吸的前提下最大限度降低了块茎低温糖化。此外，乙醇熏蒸影响马铃薯造粉体结构、淀粉直/支比、并破坏绿叶体成分类囊体的膜结构，显著抑制块茎低温糖化和表皮绿变。
3、本发明中贮藏前的愈伤处理使马铃薯块茎表皮木栓化形成“封闭层”并继续在细胞壁沉积形成周皮，木栓化后的细胞不透水、不透气，可防止块茎内水分、养分流失及病原菌侵染；此外块茎愈伤后表皮软木脂含量的增加与减少块茎绿变密切相关。
4、本以蛤针对马铃薯收获后的3个生理阶段，后熟期愈伤处理、休眠期和萌发期分别不同梯度低氧脉冲处理并协同不同功能助剂气化熏蒸，处理全程均为气体形式，扩散均匀，无任何液滴和固体药剂残留，有效解决马铃薯低温糖化问题。
附图说明
图1为本发明中低O2处理对马铃薯4℃贮藏还原糖、蔗糖及油炸薯片感官的影响图。
具体实施方式
下面详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。
一种马铃薯梯度低氧协同气化熏蒸抗低温糖化贮藏方法，步骤如下：
(1)愈伤期：新鲜收获后的马铃薯首先进行愈伤处理，条件为温度12～20℃+湿度95％～98％，愈伤处理时间为10～14天，愈伤期间O2浓度保持在10％～21％之间，以保证愈伤效果；
(2)休眠期：经上述愈伤处理后的马铃薯块茎采用浓度为4％～10％的O2、其余以N2平衡进行第一次低氧气调处理，期间协同乙醇熏蒸处理，处理浓度为400～600μL/L；之后于温度6～8℃、相对湿度90％～95％条件下预贮7～10天，再于温度3～8℃、相对湿度85％～90％条件下贮藏2～4个月至休眠期结束；
(3)萌发期：休眠期结束后，对马铃薯块茎采用浓度为2.1％～3.9％的O2、其余以N2平衡进行第二次低氧气调处理，期间协同采取R-香芹酮熏蒸处理，处理浓度为0.3～0.7mL每kg马铃薯；之后于温度3～8℃、相对湿度85％～90％条件下贮藏至结束。
较优地，所述步骤(3)中休眠期结束后即为贮藏2个月后。
较优地，所述步骤(3)中O2的浓度为2.5％。
具体地，相关制备及检测实施例如下：
实施例1
(1)实验处理
①愈伤期：将收获后的马铃薯(品种为大西洋)进行愈伤处理，条件为温度12～20℃、相对湿度95％～98％，愈伤时间为14天，愈伤期间O2浓度保持在10％～21％之间，以保证愈伤效果。
②休眠期：经上述愈伤处理后的马铃薯块茎采用浓度为4％～10％的O2、其余以N2平衡进行第一次低氧气调处理，期间协同乙醇熏蒸处理(量取定量无水乙醇均匀滴在展开的6层纱布上迅速密封处理)，处理浓度为400～600μL/L；之后于温度6～8℃、相对湿度90％～95％条件下预贮7～10天，再于温度3～8℃、相对湿度85％～90％条件下贮藏2～4个月至休眠期结束；
③萌发期：休眠期结束后，以N2平衡进行第二次低氧气调处理，分别设置O2浓度为2.5％(低O2处理组)和21％(空气对照组)，期间协同采取R-香芹酮熏蒸处理，处理浓度为0.3～0.7mL每kg马铃薯；之后贮藏于温度4±0.5℃、相对湿度85％～90％的条件下，定期检测块茎还原糖、蔗糖含量及油炸薯片感官拍照。
其中，块茎还原糖含量测定采用3,5-二硝基水杨酸法；蔗糖含量测定采用GB5009.8-2016中高效液相色谱法；油炸薯片制备：将马铃薯清洗去皮后切成厚度2～3mm均匀的切片，用纸巾轻拭去表面水渍，在温度150℃恒温油炸锅中，5min后捞出沥干表面油渍，冷却待用。
(2)实验结果
图1为低O2处理对马铃薯4℃贮藏期间还原糖、蔗糖及油炸薯片感官色泽的影响。由图可知，块茎低温贮藏期间还原糖和蔗糖含量均呈现逐渐增加趋势(图1A-B)，还原糖含量由初始值0.37mg/g上升至11.49mg/g、蔗糖含量由初始值1.68mg/g上升至8.17mg/g。浓度2.5％低O2处理协同乙醇熏蒸抑制了两者含量的上升，低温贮藏40天后还原糖和蔗糖含量相比对照分别降低了10.89％和31.85％。
马铃薯油炸过程中，块茎中还原糖与游离氨基酸发生美拉德反应，导致加工制品颜色加深，因此油炸薯片色泽可直观体现低温糖化程度。由图1-C可知，大西洋马铃薯4℃低温贮藏20天后，2.5％低O2处理明显减轻了薯片色泽，与抑制还原糖生成结果相一致。表明2.5％低O2处理相比对照降低了马铃薯低温贮藏期间还原糖的积累并保持了油炸薯片良好色泽。
低O2处理抑制马铃薯低温糖化与线粒体呼吸链氧化与磷酸化产能减少有关，块茎呼吸生理和淀粉降解速度减慢，从而抑制还原糖的大量产生；乙醇熏蒸处理通过影响造粉体结构、增加马铃薯淀粉直/支比例，提高了淀粉粒结构的稳定性和抗酶解性，最终缓解低温糖化的发生。
实施例2
(1)实验处理
①愈伤期：将收获后的马铃薯(品种为大西洋)进行愈伤处理，条件为温度12～20℃、相对湿度95％～98％，O2浓度10％～21％，愈伤时间为14天。
②休眠期：以N2平衡，分别设置O2浓度为5％(一次低O2处理组)和21％(空气对照组)，低O2处理组同时采用400～600μL/L乙醇熏蒸处理(量取定量无水乙醇均匀滴在展开的6层纱布上迅速密封处理)。之后于温度6～8℃、相对湿度90％～95％条件下预贮7～10天，之后再于温度3～8℃、相对湿度85％～90％条件下贮藏2个月。
③萌发期：以N2平衡，分别设置O2浓度为2.5％(二次低O2处理组)和21％(空气对照组)，低O2处理组同时采用0.3～0.7mL/kg的R-香芹酮熏蒸处理。之后贮藏于温度4±0.5℃、相对湿度85％～90％的条件下贮藏至90天，检测块茎还原糖含量及油炸薯片L*值。
(2)实验结果
表1不同处理对马铃薯4℃贮藏低温糖化的影响(贮藏90d统计)
指标
对照组
一次低氧处理
二次低氧处理
还原糖含量(mg/g)
12.36
9.54
7.31
油炸薯片L*值
57.82
73.89
81.44
结果显示，马铃薯4℃低温贮藏90天后，块茎还原糖含量达到12.36mg/g、油炸薯片L*值为57.82，低温糖化现象严重。经梯度低氧处理协同不同助剂气化熏蒸后，不同程度缓解了块茎低温糖化，其中一次低氧处理还原糖含量降低22.82％、油炸薯片亮度L*值提升22.79％；二次低氧处理还原糖含量降低40.86％、油炸薯片亮度L*值提升40.85％。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：杧果保鲜剂及其制备方法