马铃薯抗褐变品种的鉴定与筛选

Identification and Screening of Brown-resistant Varieties in Potatoes

摘要

褐变是马铃薯贮藏和加工过程中常见现象，影响其营养、感官和食味品质，降低其商品价值。以24个马铃薯品种为试验材料，通过测定多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）活性、褐变强度、维生素C含量和褐化指数4个相关指标，对不同马铃薯品种抗褐变能力进行综合鉴定和评价。不同马铃薯品种PPO活性、褐变强度、维生素C含量、褐化指数均存在明显差异。选择PPO活性在15 U以内的11个品种为预选褐变材料；选择维生素C含量在8 mg/100 g以上的7个品种为预选褐变材料；选择初始褐变强度小于0.2，变化值在0.5以内的7个品种为预选褐变材料；选择24 h总褐化指数在Ⅱ级以内，且开始发生褐变时间大于1 h的11个品种为预选褐变材料。对4个褐变相关指标进行相关性和聚类分析，将测试的24个马铃薯品种聚为3类。类型Ⅰ为易褐变类型，类型Ⅱ是中间水平类型，类型Ⅲ是抗褐变类型。筛选出6个抗褐变马铃薯品种，即‘东农314’‘东农324’‘东农325’‘东农328’‘延薯13号’和‘中薯5号’。研究可为马铃薯种质资源创新和抗褐变育种提供基础材料。

Abstract

Browning is a common phenomenon in the storage and processing of potatoes, which can affect their nutritional, sensory and taste qualities, and reduce their commodity value. In this study, 24 potato varieties were used as experimental materials to comprehensively evaluate and identify the browning resistance of 24 potato varieties based on their polyphenol oxidase (PPO) activity, browning intensity, vitamin C content and browning index. There were obvious differences in PPO activity, browning intensity, vitamin C content and browning index in different potato varieties. Preliminary browning resistant materials were identified, including eleven varieties with PPO activity less than 15 U, seven varieties with vitamin C content more than 8 mg/100 g, seven varieties with initial browning intensity less than 0.2 and change value within 0.5, and 11 varieties with the total browning index in 24 h less than type Ⅱ and the initial browning time more than 1 h. Four browning-related indexes were used for correlation analysis and cluster analysis, and the 24 potato varieties tested were clustered into three categories. Type Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ were browning prone type, medium type and browning resistant type, respectively. Finally, six browning-resistant potato varieties were identified, i.e. 'Dongnong 314', 'Dongnong 324', 'Dongnong 325', 'Dongnong 328', 'Yanshu 13' and 'Zhongshu 5'. This research would provide basic materials for germplasm resource innovation and browning resistant breeding of potatoes.

关键词

马铃薯 / 抗褐变 / 多酚氧化酶 / 褐化指数 / 褐变强度

Key words

potato / browning resistance / polyphenol oxidase / browning index / browning intensity

参考文献

[1] 韩黎明. 马铃薯加工现状分析及对策建议[J]. 农业工程技术(农产品加业), 2011(12): 20-25.

[2] 刘晓慧, 张爱冬, 尚静, 等. 不同茄子抗褐变种质资源的鉴定与筛选[J]. 分子植物育种, 2023, 21(3): 997-1005.

[3] 王丽, 王万兴, 索海翠, 等. 马铃薯块茎酶促褐变及与相关生理指标的关系[J]. 园艺学报, 2019, 46(8): 1519-1530.

[4] 邵毅, 罗云波, 陈安均, 等. 1-MCP处理和贮藏温度对黑宝石李果肉褐变的影响[J]. 农业机械学报, 2010, 41(3): 128-133.

[5] 闵婷, 谢君, 郑梦林, 等. 果蔬采后酶促褐变的机制及控制技术研究进展[J]. 江苏农业科学, 2016, 44(1): 273-276.

[6] 黄彭, 丁捷, 胡晓敏, 等. 鲜切果蔬物理防褐保鲜的研究进展[J]. 园艺学报, 2021, 48(6): 1217-1232.

[7] 沈金玉, 黄家音, 李晓莉. 果蔬酶促褐变机理及其抑制方法研究进展[J]. 食品研究与开发, 2005(6): 150-156.

[8] 谭谊谈, 曾凯芳. 鲜切果蔬酶促褐变关键酶研究进展[J]. 食品科学, 2011, 32(17): 376-379.

[9] Yoruk R, Marshall M R. Physicochemical properties and function of plant polyphenol oxidase: a review[J]. Journal of Food Biochemistry, 2003, 27(5): 361-422.

[10] 王彬, 陈敏氡, 朱海生, 等. 果蔬酶促褐变研究进展[J]. 中国农学通报, 2016, 32(28): 189-194.

[11] 汪东风, 孙丽平, 张莉. 非酶褐变反应的研究进展[J]. 农产品加工(学刊), 2006(10): 9-19.

[12] 连毅, 李燕. 果蔬褐变及其影响因素研究进展[J]. 食品与药品, 2006(10): 32-36.

[13] 李彩云, 李洁, 严守雷, 等. 抗坏血酸处理对鲜榨莲藕汁酶促褐变和品质特征的影响[J]. 中国食品学报, 2021, 21(10): 151-158.

[14] 杨昕臻, 李梅, 吴小华. 鲜切马铃薯褐变控制技术研究进展[J]. 包装工程, 2023, 44(13): 112-119.

[15] 曹建康, 姜微波, 赵玉梅. 果蔬采后生理生化实验指导[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2007.

[16] 李润丰, 赵希艳, 高亚弟. 2, 6-二氯靛酚反滴定法测定红色果蔬中还原型VC[J]. 营养学报, 2012, 34(5): 507-509.

[17] 陈军, 陈洪彬, 郭凤仙, 等. 氧化白藜芦醇协同抗坏血酸抑制余甘子酶促褐变的机制研究[J]. 中国食品学报, 2023, 23(1): 240-249.

[18] 李山云, 隋启君, 白建明, 等. 抗机械损伤褐变马铃薯品种(系)的筛选[J]. 中国马铃薯, 2010, 24(4): 193-196.

[19] 王清, 黄惠英, 马文芳, 等. 反义PPO基因对马铃薯块茎褐化的影响[J]. 作物学报, 2007, 33(11): 1822-1827.

[20] 程双, 胡文忠, 马跃, 等. 鲜切果蔬酶促褐变发生机理的研究[J]. 食品工业科技, 2010, 31(1): 74-77, 80.

[21] 陈明俊, 舒启琼, 徐建飞, 等. 抗褐变马铃薯品种(系)鉴定与筛选[J]. 作物学报, 2020, 46(8): 1208-1216.

[22] 王海艳, 王立春, 李凤云, 等. 马铃薯抗褐变种质资源的鉴定与筛选[J]. 植物遗传资源学报, 2018, 19(2): 263-270.

[23] 温靖, 徐玉娟, 肖更生, 等. 广东省17个不同荔枝品种果实品质比较分析[J]. 食品科学技术学报, 2016, 34(2): 39-45.

[24] 鞠志国, 朱广廉, 曹宗巽. 气调贮藏条件下CO₂对莱阳茌梨果肉褐变的影响[J]. 园艺学报, 1988(4): 229-232.

[25] 董喆, 袁春龙, 闫小宇, 等. 葡萄与葡萄酒中多酚氧化酶研究进展[J]. 食品科学, 2016, 37(15): 271-277.

[26] 常成, 张海萍, 尤明山, 等. 抗坏血酸对小麦多酚氧化酶活性抑制的研究[J]. 中国粮油学报, 2007(1): 14-18.

[27] 杨铭铎, 龙志芳. 马铃薯防褐变过程中质构与Vc含量的研究[C]// 浙江省科学技术协会, 中国食品科学技术学会, 浙江工商大学. 食品安全监督与法制建设国际研讨会暨第二届中国食品研究生论坛论文集(下), 2005.

[28] 王成, 王辉, 娄丽娜, 等. 普通丝瓜果肉褐变的鉴定方法[J]. 江苏农业科学, 2012, 40(11): 137-138.

[29] 花秀凤, 陈铣, 黄斌斌. 普通丝瓜果肉褐变的变异及低褐变品种的筛选[J]. 中国农学通报, 2013, 29(19): 103-106.

[30] 巩慧玲, 赵萍, 袁惠君, 等. 马铃薯贮藏期间褐变强度与多酚氧化酶活性变化的研究[J]. 食品工业科技, 2009, 30(11): 282-286.

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