延缓木薯块根采后腐烂的药剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开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，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。本发明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。

说明书

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。