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贮藏因素对采后甘薯中甘薯酮积累的农学影响

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  • 论文编号:el2018073019043217489
  • 日期:2018-07-27
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本文是一篇农学论文,农学(农业科学)是研究与农作物生产相关领域的科学,包括作物生长发育规律及其与外界环境条件的关系、病虫害防治、土壤与营养、种植制度、遗传育种等领域。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇艺术论文,供大家参考。
 
1 文献综述
 
1.1 甘薯概况
1.1.1 甘薯概述
甘薯(Ipomonea batatas(L.)Lam.)又名红薯、山芋等,原产地为南美洲,属旋花科甘薯属,是有蔓生习性的多年生或一年生的草本植物,是重要的粮食作物和经济作物[1,2]。亚洲地区目前是甘薯的主要产区,其中我国是全球最大的甘薯生产国,终年种植甘薯,总的产量达 1. 06 亿 t,单产水平可达 19 t·hm-2[3]。浙江省目前甘薯种植面积约 130~150 万亩,产量 200 万吨左右。甘薯中含有人体所需要的多种营养物质,除了含有蛋白质、脂肪、糖、钙、磷、铁、胡萝卜素外,还含有 VC、VB1、VB2、五油酸、尼克酸等。其中 VB1、VB2 的含量分别比大米中的含量高 6 倍和 3 倍,而且含有大米和面粉所缺乏的懒氨酸。一些研究表明,食用甘薯不仅不易发胖,相反还对减肥有帮助。此外,甘薯中还含有一些类似雌激素的物质,这些成分对保护皮肤、延缓衰老特别有效。甘薯被营养学家列为一种营养均衡、药食兼用的食品[4]。甘薯还具有良好的保健功能。第一,甘薯有利于心脏。甘薯中含有叶酸、β-胡萝卜素、钾、VC 和 VB6,这些成分均有助于预防心血管疾病。第二,甘薯具有抗癌作用。日本癌症研究中心公开发布的二十多种抗癌蔬菜排行榜中甘薯名列第一。参与调查的有 26 万人,研究人员通过调查这些人的饮食发现,熟甘薯的抑癌率为 98.7%,而生甘薯的抑癌率为 94.4%。经常食用甘薯对维持人体的正常叶酸水平非常有益[5]。第三,甘薯有降血脂,降胆固醇功能。李亚娜等[6]研究发现,甘薯糖蛋白能够显著降低胆固醇效应,即提高低密度脂蛋白胆固醇(HDL-c),降低低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)。第四,经常食用甘薯有助于抗衰老,可以延长寿命。常食甘薯,能使心血管壁的弹性保持在正常状态,防止肝脏、肾脏等器官结缔组织的萎缩、同时还可以保持呼吸道、消化道以及关节囊的润滑作用[7]。
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1.2 呋喃萜类毒素的研究及国内外研究进展
甘薯受病原真菌尤其是长喙壳属真菌感染后,在感染组织中会产生对人、畜具有毒性的呋喃萜类毒素[18,19],主要为甘薯酮(ipomeamarone)、甘薯酮醇(ipomeamaronol)、甘薯宁(ipomeanine)和 4-甘薯醇(4-ipomeanol)等[20,21]。甘薯酮和甘薯酮醇是肝毒素[22,23],甘薯宁和 4-甘薯醇为肺毒素[25-27]。这些毒素耐高温,不易被破坏,即使加工,如:切片、晒干粉碎、发酵制成酒糟,依然有一定的毒性作用。若食用含有此类毒素的食品或饮品会对人体健康造成直接影响。图 1.1为几种主要的甘薯黑斑病毒素的化学式。目前甘薯中呋喃萜类毒素主要采用薄层色谱法、高效薄层色谱法、液相色谱法、气相色谱仪和比色法测定。薄层色谱法较早应用于毒素检测,该方法简单,试剂便宜,但灵敏度较差,用到的试剂种类多、所需时间长、重现性不好等,所以无法达到现代检测要求。1975 年,Garnett Wood 和 Anita Huang[28]采用气相色谱仪测定甘薯中的甘薯酮,最低检测量达到 2 ng。周应才等[29]用有机溶剂萃取得到粗提物后,再用气相色谱(GC)制备得到了甘薯酮纯品,用外标法对含甘薯酮的样品进行定量分析,最低检测量为 1 ng。沈业寿[30]将甘薯中的甘薯酮粗毒素提出后,在硅胶 G 薄层上将提取液进行点板,在 20℃以下的环境中,以展开剂苯-甲醇或石油醚-乙酸乙酯,同时以 Ehrilich 试剂显色,分离到 4 个点,在波长 527nm 处用薄层扫描法测定甘薯酮的含量,纯品的最低检测量达到 5 ng。施群等[31]用有机溶剂乙醚对甘薯酮样品进行粗提取,得到的提取物分别用 5% 的 Na2CO3和蒸馏水洗涤,加无水硫酸钠出去水分,旋蒸去掉乙醚。采用高效薄层色谱法对收集的残渣进行检测,以纯品甘薯酮为标样。得出结果,高效薄层色谱法检测甘薯酮的最低检测量为:纯品0.002 μg,粗品 0.01 μg。
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2 甘薯酮的分离纯化
 
2.1 前言
甘薯会因各种病菌的侵染,昆虫、某些化学因素的刺激,以及运输过程中的碰撞受损,表面变为棕褐色或形成黑色斑点,从而产生大量的呋喃萜类毒素。这些成分对人和动物都有一定的毒害作用,其中最有代表性的为甘薯酮,它是一种对肝有毒害作用的物质。以前人们认为甘薯酮只是在甘薯受到损伤或者腐烂的组织中产生并积累,而邻近的健康组织中并不存在。近年来,Wamalwa 和 Cheseto 等[33]对黑斑病甘薯的健康部分进行了光谱分析,并检测出甘薯酮及其前体物质的存在。也就是说,长期食用切除腐烂部分的甘薯组织也会对身体造成一定的损害。本章用甘薯长喙壳作为侵染菌来诱导甘薯产生甘薯酮,用传统的柱层析和高压高效制备液相两种方法分离纯化得到一定量的甘薯酮,为后续的研究提供理论基础。
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2.2试验方法
所用菌种甘薯长喙壳(Ceratocystis fimbriata)由北京北纳创联生物技术研究院提供。甘薯长喙壳冻干菌粉在冻干管的底部。打管时先用 75%的酒精擦拭,将冻干管顶部至于火焰灼烧,后迅速滴加无菌水使得管壁破裂,镊子轻轻敲去碎玻璃。用 0.3 mL 左右的无菌水注入冻干管中,吹打,充分溶解成菌悬液。吸取菌悬液,打入 2 个平板中,然后放在 25℃的恒温培养箱中培养 3-5 天,待菌丝长满平板,备用。将浓缩的甘薯酮粗提物拌入适量硅胶中(加粗提物时用滴管滴加,每次 2-3管,少量多次),充分研磨。上柱(硅胶柱):一共三层,依次为硅胶、样品、少量硅胶。总量不超过柱子的三分之一。洗脱:洗脱液依次为:石油醚 100%,石油醚:乙酸乙酯=49:1,石油醚:乙酸乙酯=30:1,石油醚:乙酸乙酯=9:1,石油醚:乙酸乙酯=1:1,连续梯度洗脱。每个梯度的收集液不少于 400mL,用锥形瓶收集,每瓶 200mL。旋蒸浓缩,浓缩液用石油醚洗至试管(10mL 左右)。点样:在裁好的薄板的一端 0.5cm 处,用毛细点样管吸取样品溶液,垂直地轻轻接触到薄板,点样后的斑点直径要尽可能的小。
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3 低温对甘薯品质及甘薯酮积累的影响.......... 13
3.1 前言...........13
3.2 材料与方法..........13
3.2.1 材料和处理方法.............13
3.2.2 试剂、仪器与设备........ 13
3.3 试验方法..............15
3.4 结果与分析..........21
3.5 结论与讨论..........26
4 病原菌对甘薯中甘薯酮形成和积累的影响............. 27
4.1 前言...........27
4.2 材料与方法..........27
4.3 试验方法..............29
4.4 结果与分析..........32
4.5 结论与讨论..........34
5 电子鼻结合液相色谱检测甘薯中的甘薯酮............. 36
5.1 前言...........36
5.2 材料与方法..........36
5.2.1 材料和处理方法.............36
5.2.2 试剂、仪器和设备........ 37
5.3 试验方法..............37
5.4 结果与分析..........38
 
5 电子鼻结合液相色谱检测甘薯中的甘薯酮
 
5.1 前言
电子鼻是利用传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统[86]。它具有响应时间段短、检测速度快、能够避免人为误差,重复性好,能检测各种不同类别的食品。还能检测到一些我们人类不能闻到的气体。随着人们生活品质的不断提高,五谷杂粮纷纷登上餐桌的舞台,甘薯就是其中最耀眼的一种,但是随着甘薯频繁的种植伴随的病害也不断增加,很多甘薯在田间就已带病,只是我们用肉眼无法分辨出来。目前食用型甘薯的分选主要依靠人工识别,发病早期的块根因无明显表面症状和呋喃萜类毒素积累较少而无法识别,一旦该类甘薯进入商品化流通就会对消费者健康造成伤害。因此,建立快速、精确、无损的呋喃萜类毒素微量检测方法具有十分重要的意义。本章采用电子鼻获取不同腐烂程度甘薯组织中的气味信息,通过对数据进行主成分分析、载荷分析、结合高效液相检测结果,从侵染程度和贮藏条件研究甘薯呋喃萜类毒素的形成规律并对电子鼻获取的气味信息和液相检测结果进行相关性分析,期望能够建立快速检测甘薯酮的方法这样对于保证食用甘薯及其制品的质量和食用安全具有重要意义。
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结论
 
本课题采用柱层析和高压高效制备液相两种方法制备分离得到甘薯酮对照品,纯度达到 96.48%。分别研究了温度和微生物对甘薯中甘薯酮积累和产生的影响,应用电子鼻结合高效液相色谱仪检测分析甘薯酮含量,得到以下结论:#p#分页标题#e#
1、温度对甘薯中甘薯酮产生和积累的影响试验证明,低温能导致甘薯 MDA 含量升高,冷害指数增大,甘薯组织中迅速产生和积累甘薯酮,温度越低,甘薯酮含量越高,试验所设定的三个温度(4℃、8℃、13℃),甘薯酮的积累量在 28 天时分别为:50.65 μg/g、33.77 μg/g、10.05 μg/g。
2、匍枝根霉对甘薯中甘薯酮产生和积累的影响试验证明,匍枝根霉一样能够诱导甘薯产生甘薯酮,并且随着时间的延长,甘薯组织腐烂程度加深,甘薯酮的含量随之不断增加,在 28 天时,匍枝根霉处理组的甘薯组织中甘薯酮含量达到 93.24 μg/g。
3、电子鼻检测不同腐烂程度的甘薯通过检测分析表明,电子鼻传感器响应值的强弱和甘薯酮含量的高低存在一定的联系,电子鼻比较敏感的几个传感器为 W2W、W1W、W5S。随着腐烂程度的加深,电子鼻传感器的响应值发生明显变化,结合液相检测结果发现,电子鼻响应值与甘薯样品的液相检测值之间存在显著的相关性。表明可以通过电子鼻检测结果来间接反映甘薯中甘薯酮含量的相对多少。
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参考文献(略)
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