碘化钾处理延缓木薯采后生理恶化及降低木薯超氧阴离子水平的方法

本发明属于木薯采后保鲜，尤其涉及一种碘化钾处理延缓木薯采后生理恶化及降低木薯超氧阴离子水平的方法。

背景技术：

1、木薯（manihot esculenta crantz）属于大戟科木薯属植物，是世界三大薯类（木薯、马铃薯、甘薯）之一，也是全球第六大作物。木薯块根作为一种常见的工业原料，其可以用于制备酒精、胶黏剂、生物燃料等工业产品。木薯具有抗旱、耐瘠薄、适应性广泛和不与粮争地等特性，因此，木薯是一种高产优质的工业原料。与其他薯类作物不同，木薯块根保质期非常短，通常在采后1~3天就开始发生褐化变质，这种现象称为“采后生理恶化（postharvest physiological deterioration，ppd）”。木薯鲜薯组织在贮藏和加工过程中快速（1~3天）出现ppd，导致块根褐化、腐烂而变质，从而制约了木薯产后工业化综合利用，每年造成直接经济损失超2亿美元，极大地限制了木薯产业发展。因此，有效遏制ppd发生成为木薯产业发展亟需解决的重大生产问题之一。

2、木薯ppd的发生与活性氧水平强关联。研究表明木薯ppd发生伴随着各类型活性氧（ros）的爆发，包括超氧阴离子（o2-）和过氧化氢（h2o2）等，这些活性氧水平是表征木薯采后生理恶化的重要标志。大部分情况下研究者通过抑制活性氧的爆发以遏制采后生理腐烂，如钙信号和植物激素（如茉莉素、脱落酸、乙烯、赤霉素），还原型物质（如褪黑素、氰苷类、苯丙类、黄酮类、香豆素、类胡萝卜素等分子）以及蛋白酶（如多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶）等。最近，张鹏和凌尔军课题组通过在木薯中表达鸡蛋清溶菌酶（hewl）来抑制多酚氧化酶的酶活，可以延缓ppd的发生，为木薯采后保鲜提供了新思路和新技术。另有一些其它田间储存采后木薯块根的方法，如沙埋、沟壕保存。沙地埋藏可以延长新鲜木薯作为工业原料的贮藏期，虽然这种技术可以延长木薯保质期到2个月，但是，木薯块根经过储藏后变质、不再适宜作为工业原料。由于传统方法经营管理比较困难，防治效果不稳定，而激素类等有机化学分子的成本过高，无机分子如氯化钙的抑制效率低，因此研发低成本、高效的抑制木薯采后生理恶化的分子具有重要意义。

技术实现思路

1、维生素c是一种重要的还原性物质，对活性氧的清除具有重要的效果。尽管维生素c在木薯采后生理恶化抑制中的作用尚未见报道，但在其它物种如果蔗、竹笋保鲜技术中的有一定的效果（如中国发明专利cn116584539b公开了一种即食果蔗用抗氧化保鲜剂、工艺及制备设备；中国发明专利cn114946942b公开了一种竹笋保鲜用被膜液及竹笋保鲜方法）。本发明以维生素c为典型还原性试剂对照，探索无机还原剂碘化钾在木薯采后贮藏中抑制采后生理腐烂作用。本发明提供的一种碘化钾处理延缓木薯采后生理恶化及降低木薯超氧阴离子水平的方法，利用碘化钾处理木薯，能够有效防止木薯采收后褐变、恶化，从而延长木薯贮藏期，提高木薯作为工业原料的价值和经济效益，具有良好的开发应用前景。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种碘化钾处理延缓木薯采后生理恶化的方法，是取采集的新鲜木薯接触碘化钾溶液，以延缓木薯采后生理恶化；其中，接触可以是浸泡、浸润或浸没等任一种可以使木薯接触碘化钾的方式；

4、木薯采后腐烂主要是第一阶段的生理恶化和第二阶段由微生物引起的软腐；本发明研究发现碘化钾主要减缓木薯采后生理腐烂的第一阶段，包括褐变等生理性恶化，最终实现了延缓木薯采后生理恶化的目的。

5、进一步的，碘化钾溶液的浓度20~100mg/ml。

6、进一步的，碘化钾溶液的溶剂为水。

7、进一步的，所述处理延缓木薯采后生理恶化的方法是取木薯接触碘化钾和维生素c组合溶液，以延缓木薯采后生理恶化；

8、碘化钾和维生素c组合溶液中碘化钾的浓度为20~100mg/ml、溶剂为水；

9、或者，所述处理延缓木薯采后生理恶化的方法是取采集的新鲜木薯接触维生素c溶液，以延缓木薯采后生理恶化；

10、维生素c溶液的浓度为100mg/ml、溶剂为水；

11、低浓度条件下（浓度为20mg/ml）碘化钾抑制木薯采后生理恶化的效果优于维生素c，高浓度（浓度为100mg/ml）条件下，维生素c的抑制效果优于碘化钾；

12、并且，碘化钾与维生素c在木薯采后生理恶化抑制作用中是竞争关系，联用效果差于碘化钾单独处理。

13、进一步的，所述方法是取木薯清洗干净并沥干，然后加至碘化钾水溶液中浸泡处理，取出直接贮藏，以遏制木薯采后生理恶化，具体步骤如下：

14、1）采收：将木薯挖出，保持木薯薯柄完整及外表皮无损伤，得挖好的木薯；

15、2）清洗：将挖好的木薯清洗干净并沥干备用，清洗时防止木薯外表皮破损；

16、3）浸泡：浸泡处理木薯；其中，浸泡处理采用的试剂为碘化钾溶液或者碘化钾和维生素c组合溶液；

17、4）贮藏：浸泡处理完成后，将木薯捞出直接放于贮藏室进行贮藏。

18、进一步的，步骤3）中，每个木薯浸泡处理所用的碘化钾溶液的体积为15~25ml；

19、浸泡处理后立即取出；

20、步骤4）中，贮藏的温度为25±2℃、相对湿度为65~85%。

21、一种碘化钾降低木薯超氧阴离子水平的方法，是取采集的新鲜木薯接触碘化钾溶液，以降低木薯超氧阴离子水平；其中，接触可以是浸泡、浸润或浸没等任一种可以使木薯接触碘化钾的方式。

22、进一步的，碘化钾溶液的浓度20~100mg/ml、溶剂为水；

23、木薯超氧阴离子水平的检测方法采用nbt染色法；

24、nbt染色法中nbt染色液为水溶剂，nbt的浓度为1mg/ml。

25、进一步的，所述降低木薯超氧阴离子水平的方法是取木薯接触碘化钾和维生素c组合溶液，以降低木薯超氧阴离子水平；

26、碘化钾和维生素c组合溶液中碘化钾的浓度为20~100mg/ml、溶剂为水；

27、或者，所述降低木薯超氧阴离子水平的方法是取采集的新鲜木薯接触维生素c溶液，试图降低木薯超氧阴离子水平；

28、维生素c溶液的浓度为100mg/ml、溶剂为水；

29、相对蒸馏水对照，采用浓度为20mg/ml碘化钾溶液或维生素c溶液处理后木薯切片nbt染色显著变浅，即超氧阴离子水平下降，但碘化钾降低超氧阴离子水平的效果优于维生素c。

30、进一步的，所述降低木薯超氧阴离子水平的方法是取木薯清洗干净并沥干，然后加至碘化钾水溶液中浸泡处理，以降低木薯超氧阴离子水平，具体步骤如下：

31、1）采收：将木薯挖出，保持木薯薯柄完整及外表皮无损伤，得挖好的木薯；

32、2）清洗：将挖好的木薯清洗干净并沥干备用；

33、3）浸泡：浸泡处理木薯，以降低木薯超氧阴离子水平；其中，浸泡处理采用的试剂为碘化钾溶液或者碘化钾和维生素c组合溶液；

34、其中，每个木薯浸泡处理所用的碘化钾溶液或者碘化钾和维生素c组合溶液的体积均为15~25ml；

35、浸泡处理后立即取出。

36、本发明的一种碘化钾处理延缓木薯采后生理恶化及降低木薯超氧阴离子水平的方法的有益效果为：

37、本发明采用碘化钾处理木薯，可显著降低超氧阴离子水平，从而延缓木薯采后生理恶化，同时比较了碘化钾与常用保鲜剂维生素c之间的效果，碘化钾在低浓度条件下抑制木薯采后生理恶化和降低木薯超氧阴离子的效果优于维生素c；

38、本发明具有效果好、操作简便、成本低、处理时间短等优点，并能够延长木薯贮藏时间，在木薯作为工业原料贮藏、运输和工业生产等环节中具有良好的开发应用的价值；

39、本发明采用的碘化钾处理延缓木薯采后生理恶化的方法，能够防止木薯采收后褐变、腐烂，显著延缓木薯采后生理性变质的发生，有效延长木薯贮藏期，提高木薯工业原料价值和经济效益；

40、本发明采用的碘化钾较公认的保鲜剂维生素c对木薯采后生理恶化抑制，具有更低工作浓度；

41、本发明采用的碘化钾及维生素c可有效减少木薯块根中活性氧成分超氧阴离子的水平，从而有效抑制木薯采后生理恶化的发生；

42、本发明采用的碘化钾处理延缓木薯采后生理恶化的方法，能够抑制采后生理腐烂效果好，所使用的试剂成本低，操作简便，具有较强的实用性；

43、基于超氧阴离子（o2-）等活性氧水平是木薯采后生理恶化的重要原因，采用本发明的碘化钾降低木薯超氧阴离子水平的方法，能够有效且快速地降低超氧阴离子这一主要活性氧成分的水平，且可在一定浓度下极显著地抑制木薯采后生理恶化的发生；

44、本发明碘化钾降低木薯超氧阴离子水平的方法，提供了一种利用碘化钾快速降低超氧阴离子从而有效遏制木薯采后生理恶化发生的方法，采集的新鲜木薯块根可以利用碘化钾水溶液浸泡处理，即可有效避免木薯采后生理恶化发生；

45、利用本发明的方法处理后的木薯，可以作为工业原料，用于后续工业品（如酒精、胶黏剂、生物燃料等）生产。