壳聚糖复合涂膜保鲜马铃薯及抑芽机制研究

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储藏是马铃薯产业链中的重要环节,不恰当的储藏条件会导致马铃薯发芽、腐烂,发生品质劣变。涂膜保鲜是一种成本低、使用方便的保鲜方法,但保鲜效率有待提高。本文采用正交试验、储藏动力学试验、代谢差异物筛选等手段,研究壳聚糖涂膜保鲜马铃薯的方法,建立马铃薯储藏品质劣变动力学模型,探讨壳聚糖复合涂膜保鲜马铃薯的抑芽机制,为马铃薯储藏保鲜提供理论基础和高效的储藏方法。主要研究内容和结果如下:1壳聚糖涂膜保鲜马铃薯工艺优化研究壳聚糖和萘乙酸甲酯的浓度、储藏条件对马铃薯储藏过程品质的影响,确定适宜的壳聚糖复合涂膜的工艺方法和储藏温度。将1%(w/w)的壳聚糖溶于水中配制成壳聚糖涂膜剂,将其涂抹于经臭氧处理的洁净的马铃薯表面,再用20 mg/kg(萘乙酸甲酯/马铃薯)的萘乙酸甲酯覆盖于马铃薯表面,密封5天后于10℃储藏,马铃薯保质期达到120天以上。储藏120天时,发芽率(<16.67%)低、硬度(520.17g~550.31 g)损失小、色泽(60.66~61.7)明亮,符合相关标准,感官品质优良。2马铃薯储藏品质劣变动力学采用壳聚糖复合涂膜最优工艺对马铃薯进行处理,与4℃冷藏、22℃储藏进行对比试验,研究马铃薯储藏过程中的品质劣变动力学。马铃薯在储藏过程中,由于氧化、内源酶催化、以及二者的共同作用,使马铃薯硬度降低,色泽变暗,失重率增加,维生素C、淀粉、总酚、可溶性蛋白质分解,导致品质劣变。较低温度时氧化反应、酶催化反应速度较低,品质劣变较慢。以氧化作用导致的马铃薯品质劣变程度较小,酶催化分解次之,两者的共同作用对品质劣变影响最大。采用一级化学反应动力学模型和Arrhenius方程拟合氧化劣变、酶促劣变(淀粉)和综合效应(总酚、硬度)的规律具有较高的精度(R2>0.9)。采用线性模型和Arrhenius方程拟合色泽、失重率的劣变规律具有较高的精度(R2>0.9)。在马铃薯品质劣变过程中,复合作用导致的品质劣变耗能最多,酶催化作用次之,氧化作用最低。采用壳聚糖复合涂膜10℃储藏马铃薯,能够降低反应速率,有效抑制品质劣变。3壳聚糖复合涂膜保鲜马铃薯的抑芽机制将壳聚糖复合涂膜最优工艺与4℃冷藏、22℃储藏进行对比试验,探讨壳聚糖复合涂膜最优工艺的抑芽机制。壳聚糖复合涂膜保鲜马铃薯具有呼吸机制、酶促机制、激素机制和代谢4种抑芽机制。呼吸机制通过壳聚糖的隔氧效应,降低呼吸作用,抑制发芽。酶促机制通过壳聚糖和温度抑制关键酶(多酚氧化酶、α-淀粉酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶)活性,减缓代谢反应速率,从而抑制发芽。植物激素机制则是通过壳聚糖和萘乙酸甲酯控制关键激素(赤霉素、玉米素、生长素)处于较低水平,抑制生长发芽。代谢机制通过壳聚糖和温度使代谢反应速率降低,抑制发芽所需养分的产生,限制信号传递和物质转运,从而达到抑制发芽的目的。
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