延缓木薯块根采后腐烂的药剂及其制备方法和应用
文献发布时间:2023-06-19 10:25:58
技术领域
本发明涉及木薯块根采后保鲜技术,更具体的涉及一种延缓木 薯块根采后腐烂的药剂及其制备方法和应用。
背景技术
木薯是世界三大薯类作物之一,也是世界上第五大粮食作物。 木薯在我国是潜力巨大的能源植物,主要用于生产工业淀粉、燃料 乙醇、生物基材料等。木薯块根在采后维管束周围快速出现褐色条 斑,进而导致腐烂的现象称为“采后腐烂”。木薯的采后腐烂现象严重制约了木薯的大量上市供应及产后利用。故延缓木薯采后腐烂一 直是木薯产业链中不可缺少的环节。目前,延缓木薯采后腐烂的技 术主要通过杂交育种或基因工程育种获得耐采后腐烂的木薯品种, 或者利用体外调控技术改善木薯活性氧代谢延缓木薯采后腐烂。其中利用体外调控技术延缓木薯采后腐烂由于其方便快捷安全的特 性,称为解决木薯采后腐烂的主要方向。
但是,木薯的采后腐烂主要原因有三个:机械损伤与微生物侵 染、环境介导的生理变化和活性氧大爆发。综合研究表明活性氧积 累是木薯采后腐烂的根本原因之一。
利用体外调控技术延缓木薯采后腐烂的方法一般采用单一药 品处理木薯块根。如公开号为CN106982599A的中国发明专利公开 了一种利用褪黑素增强木薯采后储藏品质的方法,公开号为 CN108739996A的中国发明专利公开了一种赤霉素处理延缓木薯采 后生理恶化的方法;但是,这两个方法都是单一使用某一药品对抑 制木薯采后腐烂的作用有限。在相同的采后时间以内,多药品联合 使用对比单一药品使用,能够更加有效的抑制木薯的采后腐烂。另 热带作物学报蔡坤等人也报道了一种经过热处理后再经多药品联 合处理木薯块根用于延缓采后腐烂的方法(保鲜剂联合热处理对木 薯品质及贮藏效果的影响)。但由于需要额外的热处理,操作耗费 人力,亦非一种切实可行的方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供了一种延缓木薯块 根采后腐烂的药剂及其制备方法和应用;本发明通过对多种植物激 素的筛选,发现外源脱落酸、褪黑素、壳聚糖混合处理处理能降低 细胞内活性氧的水平,显著延缓木薯采后腐烂,并且能够提高木薯 维生素C含量。
该药剂为脱落酸、褪黑素和壳聚糖组合药剂,将该药剂能用于 处理木薯块根以延缓木薯采后腐烂;该方法具有安全有效、操作简 便、不影响木薯块根品质的特点,从而可以延缓木薯块根的采后腐 烂,从而减少木薯在采后应用上的损耗,增长货架期和储存期限,从而提高木薯的商品价值,具有良好的应用前景。
为了实现以上技术目的采取了以下技术方案:
一种延缓木薯块根采后腐烂的药剂,其特征在于:所述药剂为 水溶液,且所述药剂包括脱落酸、褪黑素和壳聚糖;
每升药剂中,脱落酸、褪黑素和壳聚糖的浓度分别为 400-600μM/L、200-400μM/L和10-30mM/L。
进一步地,所述药剂中,脱落酸、褪黑素和壳聚糖的浓度分 别为450-550μM/L、250-350μM/L和15-25mM/L。
再进一步地,所述药剂中,脱落酸、褪黑素和壳聚糖的浓度 分别为500μM/L、300μM/L和20mM/L。
上述延缓木薯块根采后腐烂的药剂的制备方法,包括以下步 骤:
1)依次称取脱落酸、褪黑素和壳聚糖;
2)将脱落酸、褪黑素和壳聚糖加入水中,搅拌溶解,得到药 剂;其中,每升药剂中,脱落酸、褪黑素和壳聚糖的浓度分别为 400-600μM/L、200-400μM/L和10-30mM/L。
本发明提供了一种延缓木薯块根采后腐烂的方法,包括以下步 骤:
1)采收:将木薯块根挖出,尽量保持木薯块根表面的完整性;
2)清洗:将上一步中的木薯用清水洗去表面的泥土;
3)浸泡:将木薯浸泡在权利要求1所述药剂中;
4)储藏:将步骤3中浸泡处理木薯块根常温储藏。
作为优选方案,所述步骤3)中,浸泡的时间为2小时。
作为优选方案,所述步骤4)中,常温储藏条件为,温度为25℃, 湿度为80%。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明提供了延缓木薯块根采后腐烂的药剂及其制备方法和 应用:用脱落酸、褪黑素、壳聚糖组合形成的药剂浸泡过的木薯块 根内的活性氧水平降低,可以延缓木薯块根的褐变和腐烂速度,并 且不影响木薯块根的维生素C及淀粉含量。并且该方法简便实用,高效安全,在木薯储藏、运输及销售过程中具有良好的开发潜力。
附图说明
图1为六种物质配制不同浓度水溶液处理木薯块的储藏中的效 果图;
图2为六种物质配制不同浓度水溶液处理木薯块中丙二醛含量 变化图;
图3为六种物质配制不同浓度水溶液处理木薯块中过氧化氢含 量变化图;
图4为4种药品的最佳浓度任意选取两种混合、三种混合和四 种混合溶液处理木薯块的储藏中的效果图;
图5为4种药品的最佳浓度任意选取两种混合、三种混合和四 种混合溶液处理木薯块中过氧化氢含量变化图;
图6为ABA+壳聚糖+褪黑素的最佳浓度组合处理的样品中超 氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、维生素C的含量变化图;
图7为实施例1制备的药剂1(ABA+壳聚糖+褪黑素)处理对 木薯块根的影响图;
图8为对照组与实施例1制备的药剂1(ABA+壳聚糖+褪黑素) 处理后的木薯块根的过氧化氢、过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化 物歧化酶、维生素C含量的变化图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例进一步阐述本发明。这些实 施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中 未注明具体条件的实验方法,通常按照本领域常规条件或按照制造 厂商建议的条件。除非另行定义,文中所使用的所有专业与科学用 语与本领域技术人员熟悉的意义相同。
本发明的延缓木薯块根采后腐烂的药剂,其特征在于:所述药 剂为水溶液,且所述药剂包括脱落酸、褪黑素和壳聚糖;其中,每 升药剂中,脱落酸、褪黑素和壳聚糖的浓度分别为400-600μM/L、 200-400μM/L和10-30mM/L。
上述延缓木薯块根采后腐烂的药剂的制备方法,其特征在于: 包括以下步骤:
1)依次称取脱落酸、褪黑素和壳聚糖;
2)将脱落酸、褪黑素和壳聚糖加入水中,搅拌溶解,得到药 剂;其中,每升药剂中,脱落酸、褪黑素和壳聚糖的浓度分别为 400-600μM/L、200-400μM/L和10-30mM/L。
延缓木薯块根采后腐烂的方法,包括以下步骤:
1)采收:将木薯块根挖出,尽量保持木薯块根表面的完整性;
2)清洗:将上一步中的木薯用清水洗去表面的泥土;
3)浸泡:将木薯浸泡在权利要求1所述药剂中;
4)储藏:将步骤3中浸泡处理木薯块根常温储藏。
基于上述配方和方法,本发明的原料和配比筛选理由如下:
1.原料筛选(水溶性的褪黑素和脱落酸,以及氯化钙、柠檬酸、 壳聚糖溶于水,配成不同浓度的处理液,摸索每种处理物质的最适 浓度和时间,进行组合配比获得最适组合比例)
1.1方法
a.首选配置以下六种溶液,共18组,另加一组空白对照组;每 组选取大小相近的木薯块根各5个,用以下溶液分别浸泡2h,空白 对照不做处理。
将上述处理过的实验材料全部存放在25℃,16h光照8h黑暗 的培养箱中,每天喷水2次保持培养箱中湿润;分别于处理以后6 天,12天,18天,24天,30天切片取样,处理当天取未处理的新 鲜木薯块根切片取样,切片样品拍照后放-20℃冰柜冷藏。
b.检测6天,12天和18天冻存的样品的过氧化氢和丙二醛含 量。
1.2结论
结合图1~3分析可知:以下4组药品处理后效果最好:
脱落酸500μM/L、壳聚糖20mM/L、褪黑素300μM/L和乙烯 利5%。
2.原料组合的筛选
2.1方法
用以上4种药品的最佳浓度任意选取两种混合,三种混合,四 种混合,用获得的混合溶液浸泡大小相近的木薯块根2h。
并于处理后6天,12天,18天,24天,30天切片取样并在-20℃ 冻存。检测冻存样品在6天,12天,18天,24天的样品的过氧化 氢含量。
2.2结论
如图4~5可知:根据以上结果判断,发现多药品混合处理 的木薯中,ABA+壳聚糖+褪黑素的最佳浓度组合抗腐烂效果最好。
3.检测上述组合处理的样品中超氧化物歧化酶、过氧化物酶、 过氧化氢酶、维生素C的含量
3.1方法
a.超氧化物歧化酶含量的测定:根据南京建成生物工程研究所 超氧化物歧化酶(SOD)测试盒的说明书进行测定。每种处理在每 个阶段测定4次。
b.过氧化物酶含量的测定:根据南京建成生物工程研究所过氧 化物酶(POD)测试盒的说明书进行测定。每种处理在每个阶段测 定4次。
c.过氧化氢酶含量的测定:根据南京建成生物工程研究所过氧 化氢酶(CAT)测试盒的说明书进行测定。每种处理在每个阶段测 定4次。
d.维生素C含量的测定:根据南京建成生物工程研究所抗坏血 酸(Vc/ASA)测试盒的说明书进行测定。每种处理在每个阶段测 定4次。
3.2结论
如图6可知:经过组合药品处理过的木薯块根,超氧化物歧化 酶含量高于正常腐烂的木薯块根,而再腐烂的后期,过氧化物酶和 过氧化氢酶低于正常腐烂的块根,同时维生素C含量高于正常腐烂 的块根。说明组合药剂可以通过影响木薯块根的过氧化物相关的酶 反应系统而减缓木薯块根的采后腐烂进程。
实施例1
延缓木薯块根采后腐烂的药剂1的制备方法,包括以下步骤:
1)依次称取脱落酸、褪黑素和壳聚糖;
2)将脱落酸、褪黑素和壳聚糖加入水中,搅拌溶解,得到药 剂;其中,每升药剂中,脱落酸、褪黑素和壳聚糖的浓度分别为 500μM/L、300μM/L和20mM/L。
实施例2
本实施例2的制备方法与实施例1的制备方法基本相同,不同 之处在于:
药剂2中,脱落酸、褪黑素和壳聚糖的浓度分别为600μM/L、 200μM/L和10mM/L。
实施例3
本实施例3的制备方法与实施例1的制备方法基本相同,不同 之处在于:
药剂3中,脱落酸、褪黑素和壳聚糖的浓度分别为400μM/L、 400μM/L和30mM/L。
实施例4
本实施例4的制备方法与实施例1的制备方法基本相同,不同 之处在于:
药剂4中,脱落酸、褪黑素和壳聚糖的浓度分别为450μM/L、 350μM/L和15mM/L。
实施例5
本实施例5的制备方法与实施例1的制备方法基本相同,不同 之处在于:
药剂5中,脱落酸、褪黑素和壳聚糖的浓度分别为550μM/L、 250μM/L和25mM/L。
实施例6
1.将上述药剂1按下述方法进行延缓木薯块根采后腐烂的处 理:
1)采收:将木薯块根挖出,尽量保持木薯块根表面的完整性;
2)清洗:将上一步中的木薯用清水洗去表面的泥土;
3)浸泡:将木薯浸泡于药剂1中2h(空白组:不做处理使其 自然腐烂);
4)储藏:将步骤3中浸泡处理木薯块根在温度为25℃,湿度 为80%条件下储藏,且分别在0天、6天、12天、18天、24天、 30天随机选取一个木薯切片,观察木薯切片的颜色变化,
结果表明:自然腐烂的木薯块根,在采后会逐渐腐烂,在采后 6天木薯块根切片会发生褐变,随后褐变程度逐渐增加直至完全腐 烂。而与对照组相比,经过脱落酸、褪黑素、壳聚糖联合处理的木 薯块根褐变的速度较慢(图1)。
2.测定上述不同时间点木薯样品的相关生理指标
分别在0天、6天、12天、18天、24天时间点取样,测定相 关生理指标,包括木薯块根的过氧化氢含量、过氧化氢酶含量、过 氧化物酶含量、超氧化物歧化酶含量、维生素C含量,每种处理在 每个阶段测定4次;
a.取液氮研磨的木薯块根粉末1g,用9ml生理盐水(4℃)稀 释,于4℃冷冻离心机中5000rpm离心10min,取上清于新的离心 管中,利用上清液进行过氧化氢含量、过氧化氢酶含量、过氧化物 酶含量、超氧化物歧化酶含量、维生素C含量的测定。
b.过氧化氢含量的测定:根据南京建成生物工程研究所过氧化 氢(H
c.过氧化氢酶含量的测定:根据南京建成生物工程研究所过氧 化氢酶(CAT)测试盒的说明书进行测定。每种处理在每个阶段测 定4次。
d.过氧化物酶含量的测定:根据南京建成生物工程研究所过氧 化物酶(POD)测试盒的说明书进行测定。每种处理在每个阶段测 定4次。
e.超氧化物歧化酶含量的测定:根据南京建成生物工程研究所 超氧化物歧化酶(SOD)测试盒的说明书进行测定。每种处理在每 个阶段测定4次。
f.维生素C含量的测定:根据南京建成生物工程研究所抗坏血 酸(Vc/ASA)测试盒的说明书进行测定。每种处理在每个阶段测 定4次。
结果:在自然腐烂的情况下,木薯块根的过氧化氢含量随着褐 变腐烂的情况加重而增加,随之过氧化氢酶含量,过氧化物酶随着 过氧化氢含量增加而增加,维生素C含量降低。在脱落酸、褪黑素、 壳聚糖联合处理下,采后木薯块根的过氧化氢含量在腐烂的后期(18天以后)明显低于自然腐烂的木薯块根,且过氧化氢含量的增 量趋势缓慢(图8A),过氧化氢酶含量(图8B)和过氧化物酶含 量(图8C)也低于自然腐烂的情况,超氧化物歧化酶含量明显高 于自然腐烂的块根(图8D),维生素C含量高于自然腐烂的块根(图 8E)。这些结果表明,脱落酸、褪黑素、壳聚糖联合处理能偶延缓 木薯块根采后的腐烂。
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发 明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全 部实施例,人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他 实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。
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