C3至C14脂肪醛、酮以及C3至C7脂肪族伯醇和仲醇用于抑制马铃薯块茎发芽的应用
技术领域
本发明一般涉及到使用C3至C14脂肪醛和酮、以及C3至C7脂肪族伯醇和仲醇,当施用于马铃薯块茎时可抑制其发芽。
背景技术
在收获之后,马铃薯块茎会经受休眠自然周期,期间,发芽生长被内源激素抑制。当块茎由休眠态复苏并且开始发芽时,呼吸增加,淀粉被分解代谢成糖,并且重量损失会增加。其结果是,运往鲜活市场和加工市场的块茎质量会下降。因而,通过化学或物理手段抑制发芽来保持质量并延长储藏时间。
在美国已注册的用于马铃薯的发芽抑制剂有CIPC(亦称为氯苯胺灵,
等)、顺丁烯二酰肼(MH)、DMN(亦称为二甲基萘,
)、DIPN(二异丙基萘,
)、以及丁香油(
Sprout Torch
TM)。除了收获前应用以便主动地培育植物的MH之外,所有的抑制剂都是收获后当块茎在储存箱中时使用。
CIPC是最有效的并且最广泛使用的马铃薯发芽抑制剂。该化合物在伤口愈合之后和发芽之前最常用作投入马铃薯储藏库中的热烟雾。在太平洋西北方,通常在十一月或十二月、在休眠结束以前出现。该化合物是进入储藏库的烟雾,推荐的用量比率为1lb氯苯胺灵/600cwt。一加仑的CIPC烟雾剂品级将处理4200cwt(210吨)的马铃薯。CIPC能够抑制发芽,并且两次施加可延长货架保藏和加工的马铃薯的保存期限直至1年。
CIPC是已经在马铃薯工业中使用约40年的有效的发芽抑制剂,并且环境保护局(EPA)认为其为E组化合物(非致癌性的)。CIPC在1962年最初在美国注册为芽前除草剂和芽后除草剂,并且环境保护局已经设定了在马铃薯块茎中残留限制。尽管其记录安全,但当今的趋势是,在农业中降低合成杀虫剂的应用以便降低在世界食品供应中的残留。环境保护局不断地仔细检查该化合物,因为它是在平均的美国饮食中发现的浓度最高的三种杀虫剂之一(Gartrell,M.J.,J.C.Craun,D.S.Podrebarac,和E.L.Gunderson.1986.1980年10月至1982年3月在成人总饮食样品中的杀虫剂、选择元素、和其他化合物。J.Assoc.Off.Anal.Chem.69:146-161)。CIPC组成了在美国马铃薯中发现的总的合成残留物的90%(Gartrell等,1986)。环境保护局最近发布了CIPC重新登记合格的决定,并且下调了在马铃薯上的容许残留含量。对于马铃薯工业而言,该化合物作为发芽抑制剂的经济重要性通过下述事实显示了出来:在此次重新登记程序中,登记者花费超过$6,000,000。同时已经鉴别了其他潜在的发芽抑制剂(例如芳香醛类和醇类以及菜油的甲酯、香芹酮、茉莉酮酸酯、绿薄荷和胡椒薄荷油),但它们的表现都不如CIPC。因此存在鉴别并开发可有效作为发芽抑制剂的可能的最良性化合物(理想地为天然型、植物化合物)的需要。
(94.7%DMN=1,4-二甲基萘)是这样一种天然的化合物,其也被登记用于发芽控制,但是其趋向于效果比CIPC差。DMN在马铃薯中天然地产生。它比CIPC更具挥发性,因此与CIPC相比可从块茎中更快速地消散。DMN要求多次施加,以便保持长季节的发芽抑制。DMN被汽化并且作为烟雾剂施用入大容量储藏库。其能够在块茎被置于箱子之后任何时间施加,但是通常在秋季末期或冬季早期施加,此时发芽潜力开始提高。DMN被登记的使用比率是1lb DMN/500cwt(=20ppm,按DMN对马铃薯的重量比计)。因为需要多次施加DMN以便取得延长的发芽抑制,与使用CIPC相比使用DMN成本更高。
已经鉴别了其他天然的挥发性发芽抑制剂。香芹酮(来源于香菜籽)可在市场上买到,在荷兰在马铃薯上使用(Hartmans,K.J.,P.Diepenhorst,W.Bakker和L.G.M.Gorris.1995,香芹酮在马铃薯农业发芽抑制中的应用和抗马铃薯块茎及其他植物疾病的抗真菌性。Industrial Crops and Products.4:3-13)。下述美国专利描述了各种化合物用于抑制马铃薯芽形成的应用:Lulai等人的美国专利No.5,436,226(1995年7月25日),描述了茉莉酮酸酯的应用;Winkelmann等人的美国专利No.5,580,596(1996年12月3日),描述了菜油和某些长链醇单独或组合的应用;Vaughn等人的美国专利No.5,139,562(1992年8月16日),描述了挥发性单萜(例如来自桉树、胡椒薄荷、绿薄荷等)的应用;以及Vaughn等人的美国专利No.5,129,951(1992年7月14日),描述了芳香醛和醇的应用。另外,Vokou等人(1993)已经揭示,来自大量的香草(例如鼠尾草和迷迭香)的精油在马铃薯中具有抑制发芽的活性。
目前仍需要提供可选的安全而有效的发芽抑制剂,特别是作为天然化合物的发芽抑制剂,其不会对环境或者对人类及其他物种的健康造成危害。
发明内容
提供了一种新颖的用于抑制(例如抑制、预防、减缓、反向、或阻碍)马铃薯块茎中芽发育的方法。该方法包括将马铃薯块茎暴露于一种以上C3至C14脂肪醛或酮、和/或C3至C7脂肪族伯醇或仲醇以抑制块茎发芽的步骤。这样的化合物的例子包括:2-壬酮、壬醛、2-庚醇、以及反式-2-庚烯-1-醇以及3至14个碳原子的醛和酮的类似的脂肪族化合物;或者3至7个碳原子的伯醇或仲醇。
这些化合物可以直接施用于马铃薯块茎。作为另一种选择,化合物可以由C3至C14的α,β-不饱和醛和酮、比如Knowles等人的美国专利6,855,699(2005年2月15日)中所述的那些分解得到。专利No.6,855,699描述了C3至C14的α,β-不饱和醛和酮的应用,其中有许多是果实和植物中天然产生的,用于抑制马铃薯块茎发芽。然而,已经发现,这些C3至C14α,β-不饱和醛和酮的分解产物,包括在此描述的化合物,也可用于该目的。
另外,本发明提供了用于检测已经施加于马铃薯块茎中或马铃薯块茎上的C3至C14的α,β-不饱和醛和酮的代谢产物的存在的方法。这些方法涉及测量C3至C14脂肪醛或酮、和/或C3至C14脂肪族伯醇和仲醇的含量或水平,以便跟踪或监控C3至C14α,β-不饱和醛和酮的分解或分解代谢。
附图说明
图1.在最初用0.75mmol/kg 3-壬烯-2-酮处理并在9℃下储存的块茎中3-壬烯-2-酮、2-壬酮、以及2-壬醇的水平。在块茎外侧20mm中残留物的含量。
图2.在最初用0.75mmol/kg反式-2-壬烯醛处理并在9℃下储存的块茎中反式-2-壬烯醛、壬醛、反式-2-壬烯-1-醇以及1-壬醇的水平。在块茎表面内侧20mm中残留物的含量。
图3.在与2-壬酮的各种组合中3-壬烯-2-酮(3N2)对Russet Burbank块茎发芽的影响。将这些化合物按照在实施例1中描述的方法施加。块茎处理24h,从处理室中移出,并且置于22℃下,发芽3周。芽鲜重被表示为对照物(未处理)重量的百分比,其为100%芽重。
图4.反式-2-己烯-1-醇、2-庚醇、癸醛和3-癸酮对在9℃下长期储存期间PremierRusset块茎发芽的影响。收获以后98天化合物被最初施加于已经从休眠态显露出来并且展示出小(<3mm)芽的块茎。
具体实施方式
本发明基于如下发现:C3至C14脂肪醛和酮、和/或C3至C7脂肪族伯醇和仲醇具有抑制马铃薯芽发育的作用。这些化合物已经被鉴别为先前已知的马铃薯块茎发芽抑制剂C3至C14的α,β-不饱和醛和酮的代谢产物,并且对于生产、使用和性能而言具有某些优点。许多化合物提供了天然产生的优点,因此使用相对安全并无毒。这些化合物可以单独使用或者互相彼此组合使用,或者与其他的已知的块茎发芽抑制剂、杀虫剂和生长调节剂结合使用。
可以在本发明实施方式中使用的脂肪族的C3至C14醛类一般具有如下化学式:
其中R1是C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或者C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。在本发明的一些实施方式中,醛是壬醛:
或癸醛:
可以在本发明实施方式中使用的脂肪族的C3至C14酮一般具有如下化学式:
其中R2是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基;并且R3是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。R2和R3可以相同也可以不同。在本发明的一些实施方式中,酮是2-壬酮:
或3-癸酮:
可以在本发明实施方式中使用的脂肪族的C3至C7伯醇一般具有如下化学式:
其中R4是C2至C6支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或者C2至C6支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。在本发明的各种实施方式中,不饱和的C3至C7伯醇是1-己醇、
1-庚醇、
反式-2-己烯-1-醇、
反式-2-庚烯-1-醇:
可以在本发明的实施方式中使用的脂肪族C3至C7仲醇一般具有如下化学式:
其中R5是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或者C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。R6是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或者C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。R5和R6可以相同也可以不同。在本发明的一种实施方式中,饱和的C3至C7仲醇是2-庚醇:
可以在本发明实施方式中使用的额外的化合物的例子包括但不限于下述:
脂肪族的C3至C14醛可以在本发明的实施方式中使用的包括但不限于:丙醛、丁醛、戊醛、己醛、庚醛、辛醛、4-壬烯醛、6-壬烯醛、癸醛、十一醛、十二醛、十三醛、以及十四醛。
可以在本发明的实施方式中使用的脂肪族C3至C14酮包括但不限于:丙酮、2-丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、2-辛酮、3-辛酮、3-壬酮、2-癸酮、3-癸酮、2-十一烷酮、2-十二烷酮、2-十三烷酮、以及2-十四烷酮。
可以在本发明的实施方式中使用的脂肪族的C3至C7伯醇包括但不限于:1-丙醇、1-丁醇、2-丁烯-1-醇、1-戊醇、2-戊烯-1-醇、1-己醇、2-己烯-1-醇、以及1-庚醇。
可以在本发明的实施方式中使用的脂肪族C3至C7仲醇包括但不限于:2-丙醇、2-丁醇、2-戊醇、以及2-已醇。
术语“取代”是指用单价的或二价的基团置换氢。合适的取代基团包括但不限于,例如:羟基、硝基、氨基、亚氨基、氰基、卤代基、硫代基、硫代酰胺基、脒基、亚氨基(imidino)、氧代、草酰氨基(oxamidino)、甲草酰氨基(methoxamidino)、胍基、磺氨基、羧基、甲酸基、低碳烷基、卤代低碳烷基、低碳烷氧基、卤代低碳烷氧基、低碳烷氧烷基、烷羰基、环烷基、杂环烷基、烷基硫代基、氨烷基、氰烷基等。发芽抑制化合物施加至马铃薯块茎的方法是本领域的技术人员公知的。按例如在美国专利6,855,669(诺尔斯等)中描述的方法处理马铃薯块茎,在此将其全部内容并入本文作为参考。虽然将化合物以任何方式施用于储存或分类的马铃薯不是必需的,但典型地是施加至在储藏箱中的大量马铃薯,只要在化合物和马铃薯块茎之间有足够的接触以抑制发芽即可。化合物施加至马铃薯可以通过数种方法中的任何一种进行。一般来讲,例如通过冷雾、或者在高温下产生热烟雾、或者通过雾化,可将化合物挥发并且例如通过通风系统导入储藏箱。该导入可以是不连续发生的,即整个储存期进行一次或多次。作为另一种选择,可以使用缓释机制或者配方,其中在整个较长的时间周期期间,例如由用包含化合物的来源通过蒸发来使化合物逐渐进入储藏区。另外,优选还可以按下述施加化合物:在马铃薯储存之前、期间、或之后(例如在用于商业目的的储藏与装箱或装袋之间),将液体形式的化合物通过喷雾或者喷洒到马铃薯上面、或者通过用化合物浸渍或涂敷马铃薯。这些化合物还可以用于涂敷或浸渍消费者容器(比如硬纸板箱、麻袋、塑料袋等),典型地,保存刚从储藏库或箱子中取出的马铃薯,为了达到使前体或代谢化合物可在运输中和在最后目的地(例如家庭、食品商店、饭店及其他食物使用地)延迟发芽的快速目的。为了这样的应用,还可以将化合物与各种其他已知用于促进气体、液体、或者适当的凝胶剂释放的试剂(例如乳化剂、缓释试剂或基质等)混合。
马铃薯暴露于本发明中的化合物的时间可以在由休眠态脱出之前或之后。
如上所述,化合物的施用可以仅进行一次(即,在储藏马铃薯的早期)。作为另一种选择,取决于一些因素比如栽培品种、马铃薯收获时间、马铃薯储存时间、马铃薯的去向等,可以多次施加化合物。例如,如果马铃薯被用作种用马铃薯,仅一次施用可能是必需的,因为期望马铃薯最后会发芽。然而,如果马铃薯是长期储存的(例如,在整个冬季储存,用于在春天或之后的夏季分销),可以多次施加。该情况下,第一次施用一般地将在储存处理早期进行(例如,在收获之后4至32周之间),必要时在大致4至12周间隔还可以进行接下来的施用,直到取出马铃薯用于使用。
施加的化合物的量足以停止、减缓、防止、和/或抑制在马铃薯块茎上的芽生长。与未处理的块茎相比,芽的发育可以因此被完全抑制,或者发芽的开始可以被推迟,或者现有的芽可以被杀灭、或芽的发育可以被减缓,等等。无论如何,一般来讲,通过用在此描述的化合物、或者用它们的前体化合物(例如,参见美国专利No.6,855,669,例如α,β-不饱和醛和酮的前体,其能够被用于制备本发明的酮和醛和醇)处理马铃薯块茎,与未被暴露于或者按类似方式接触这些化合物的马铃薯块茎相比,发芽的过程被抑制。一般来讲,与未暴露于或者接触化合物的马铃薯块茎相比,这样的抑制将导致在块茎上芽发育的数量、长度、或鲜重的下降、和/或在处理后的块茎上发育的芽的生长速度(由长度、数量、和/或重量确定)下降。下降范围为至少约10至100%,优选为约50至100%,并且最优选为约75至100%。因此,与未处理的块茎相比,处理后的块茎将显示芽发育下降约10、20、30、40、50、60、70、80、90、或100%。
根据本发明用于抑制发芽的化合物的量(或者化合物的混合物)可以根据情形而变化。然而,该含量一般地将在从约0.1mmol/kg块茎鲜重至约3.0mmol/kg块茎鲜重的范围内。
根据本发明,本发明的化合物可以被直接施用,或者它们可以间接地作为来自比如,但不限于,在此描述的和在美国专利6,855,669中描述的前体化合物应用的代谢产物出现。本发明的化合物还可以由无活性的化学相关种类的配方的应用衍生得到,所述种类当施加至块茎时被作为活性形式释放。这些化合物的例子是活性醛类的缩醛或半缩醛、或者活性酮的缩酮或半缩酮。该化合物可以与其他用于处理马铃薯的试剂结合施用,所述试剂的例子包括但不限于其他也可抑制发芽的物质。该情况下,本发明的化合物的应用可以允许很少使用另一种不太期望使用的物质(例如,非天然产生的物质,其更昂贵、更有毒性等)。这些组合还可以允许使用较低剂量的本发明的化合物。
用于的本发明的实施方式的化合物的制备已为本领域的技术人员所熟知。许多所述化合物可在市场上买到。其他的所述化合物可以通过众所周知的方法合成。此外其它的所述化合物可以由天然资源分离,例如它们可以从天然地产生该化合物、或者产生它们的前体的马铃薯或其他的植物中分离。作为另一种选择,这些化合物可以在已经基因工程化而过度产生化合物的植物或者其他生物体中被生产出来。本发明的方法的一个优点是,一些在该方法中使用的化合物的获得可以相对便宜、或者能够期望由已经应用于马铃薯块茎的相对便宜的α,β-不饱和羰基化合物的新陈代谢产生,因此当与更昂贵的可选化合物相比时可以提供优势。
本发明包括了用于确定马铃薯块茎是否已经预先暴露于C3至C14的α,β-不饱和醛或酮的方法。预先暴露的检测在鉴别用未登记的或非法施加的可产生代谢产物(例如C8-C14醇)的α,β-不饱和羰基化合物处理过的块茎中是很重要的。这些方法一般涉及通过检测由这些物质的分解而产生的代谢产物来监控C3至C14的α,β-不饱和醛和C4至C14的α,β-不饱和酮的转化。对其代谢产物进行研究的这些前体化合物包括在美国专利6,855,699中公开的化合物。这些分解产物的出现与前体的施加方法(例如,冷雾、热烟雾、直接喷雾、缓释基质等)无关。该前体施加的量足以取得或产生代谢产物的抑制量。
有代表性的前体C3至C14不饱和脂肪醛母体分子可以由下述结构式表示:
并且C4至C14不饱和脂肪酮母体分子可以由下述结构式表示:
其中R7是H2或支链或无支链的、取代或未取代的C1至C11低碳烷基,或者支链或无支链的、取代或未取代的C1至C11低碳烯基。R8是H2或支链或无支链的、取代或未取代的C1至C10低碳烷基,或者支链或无支链的、取代或未取代的C1至C10低碳烯基。R9是支链或无支链的、取代或未取代的C1至C11低碳烷基,或者支链或无支链的、取代或未取代的C1至C11低碳烯基。用其分解产物示踪的优选脂肪醛包括:反式-2-戊烯醛;反式-2-己烯醛;反式-2-庚烯醛;反式-2-辛烯醛;反式-2-壬烯醛;反式-2-癸烯醛;反式-2-十一烯醛;反式-2-十二烯醛;反式,反式-2,4-壬二烯醛;以及反式-2,顺式-6-壬二烯醛。用其分解产物示踪的优选脂肪族酮包括:反式-3-庚烯-2-酮、反式-3-辛烯-2-酮、反式-3-壬烯-2-酮、以及反式-3-癸烯-2-酮。
通过本发明的方法检测的分解产物包括:例如,具有下述化学式的脂肪醛:
其中R1是C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或者C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。
可以在本发明实施方式中检测的酮一般具有如下化学式:
其中R2是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或者C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。R3是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或者C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。R2和R3可以相同也可以不同。
可以在本发明实施方式中检测的脂肪族C3至C14伯醇一般具有如下化学式:
其中R4是C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或者C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。
可以在本发明的实施方式中检测的脂肪族C3至C14仲醇一般具有如下化学式:
其中R5是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基;并且R6是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,或C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。R5和R6可以相同也可以不同。
在一种优选的实施方式中,C3至C14的α,β-不饱和醛的代谢产物包括但不限于伯醇、醛,和具有与母体化合物相同的碳数α,β-不饱和伯醇。例如,反式-2-壬烯醛被期望代谢成壬醛、1-壬醇和反式-2-壬烯-1-醇。
在其他优选的实施方式中,C4至C14的α,β-不饱和酮的代谢产物包括,但不限于,具有与母体化合物相同的碳数、并且具有结合于母体化合物的(前体)羰基碳的羟基的饱和酮或仲醇。例如,期望反式-3-壬烯-2-酮代谢成2-壬酮和2-壬醇。
检测这些代谢产物的优选方法包括,但不限于:块茎组织的溶剂萃取或固相微萃取,并且通过,例如,高效液相色谱法-质谱分析法或气相色谱-质谱分析法来分析萃取物。在马铃薯块茎组织中的分解产物水平将取决于栽培品种、暴露于母体化合物的时间、储藏时间和储藏温度等。一般地,检测一种或多种处于从约14ng/g鲜重至约1000ng/g鲜重的水平范围内的分解产物的存在、并且优选至少是未处理的马铃薯中存在的大约两倍水平,就足以确定马铃薯块茎已经预先暴露于C3至C14的α,β-不饱和醛和酮。本领域的技术人员将认定,对照马铃薯典型地是未暴露于来自外源来源的C3至C14的α,β-不饱和醛和酮的马铃薯,但是其可能天然地含有所研究的代谢产物的背景水平,该代谢产物确实天然地存在于马铃薯块茎中。
下述非限制性的实施例用于进一步显示本发明的实施方式。
实施例
实施例1.3-壬烯-2-酮(3N2)和反式-2-壬烯醛(T2N)的代谢的
该研究的目的是,按照美国专利No.6,855,669中描述的方法,确定可抑制马铃薯发芽的α,β-不饱和醛和酮的两个例子——3-壬烯-2-酮(3N2)和反式-2-壬烯醛(T2N)的代谢产物。马铃薯块茎在密闭舱中被用3N2或T2N处理(0.75mmol/kg块茎)24h。这些化合物从舱内滤纸中挥发出来。块茎被从处理舱中移出并且置于9℃下直到28天。
在整个28天储存期间取样分析残留物并且鉴别代谢产物。图1显示,块茎将3N2代谢成了2-壬酮和2-壬醇。2-壬醇是最持久的,通过用3N2处理28天后,在距块茎最外侧20mm处保持1.2ppm残留(图1)。当块茎被类似地用T2N处理时,代谢产物是反式-2-壬烯-1-醇、壬醛和1-壬醇(图2)。残留水平趋势与3N2相似,最持久的代谢产物是反式-2-壬烯-1-醇。
实施例2.壬醛、1-壬醇、及反式-2-壬烯-1-醇作为马铃薯块茎发芽抑制剂的应用
该研究的目的是,确定壬醛、1-壬醇、以及反式-2-壬烯-1-醇(T2N的代谢产物)相对于T2N抑制马铃薯块茎发芽的程度。按照在实施例1中描述的方法,将块茎用0.25、0.5和0.75mmol/kg的T2N、壬醛、1-壬醇、以及反式-2-壬烯-1-醇单独地处理24h。处理过的块茎被置于19℃下,并且在处理后21天测量芽鲜重。相对于未处理的对照块茎的发芽抑制百分比如表1所示。T2N在所有的浓度下都抑制发芽(100%)。取决于化合物和使用浓度,壬醛和1-壬醇抑制发芽13至51%。
表1.9个碳原子的脂肪族醛和伯醇对马铃薯块茎发芽的影响。
实施例3.2-壬酮和2-壬醇作为马铃薯块茎发芽抑制剂的应用
该研究的目的是,确定2-壬酮和2-壬醇(3N2的代谢产物)相对于3N2抑制马铃薯块茎发芽的程度。按照在实施例1中描述的方法,将块茎单独地用0、0.25、0.5、以及0.75mmol/kg的3N2、2-壬酮、以及2-壬醇处理。将处理的块茎置于18℃下,并且在处理后21天测量芽鲜重。相对于未处理的对照物,在0.5和0.75mmol/kg下,所有三种化合物都会抑制发芽(表2)。在0.50和0.75mmol/kg下,3N2和2-壬酮基本上抑制了芽生长。
表2.9个碳原子的脂肪族酮和仲醇对马铃薯块茎发芽的影响。
实施例4.作为马铃薯块茎发芽抑制剂的3N2和2-壬酮的混合的应用
该研究的目的是,确定3N2及其代谢产物2-壬酮的混合物在发芽抑制上的效果。按照在实施例1中描述的方法,将块茎用0至0.75mmol/kg的3N2与0至0.75mmol/kg的2-壬酮按比例组合处理。将处理的块茎置于22℃下,并且在处理后21天测量芽鲜重。从用0.5和0.75mmol/kg的2-壬酮处理的块茎长出的芽平均为未处理块茎的58%,作为对比,单独施加0.75%3N2则平均为9%(图3)。用0.25mmol/kg 3N2+0.5mmol/kg 2-壬酮处理,抑制发芽会达到与0.75mmol/kg 3N2处理相同的程度。
实施例5.作为马铃薯块茎发芽抑制剂的C3至C7醇的应用
该研究的目的是,确定1-庚醇、1-己醇、2-庚醇、反式-2-庚烯-1-醇、反式-2-己烯-1-醇和1-戊醇(C5至C7醇)抑制马铃薯块茎发芽的程度。按照在实施例1中描述的方法,将块茎用0.25、0.5、0.75或1mmol/kg每种醇单独处理24h。将处理的块茎置于18℃下,并且在处理后21天测量芽鲜重。所有化合物都抑制了发芽(表3)。取决于精确的处理,C7醇抑制发芽约50至约100%。
表3.5-7个碳原子的脂肪族伯醇和仲醇对马铃薯块茎发芽的影响。
实施例6.脂肪醛、脂肪酮和两种脂肪醇用于长期抑制马铃薯块茎发芽的应用
该研究的目的是,确定在典型的商业储藏条件下在延长的储藏期间反式-2-己烯-1-醇、2-庚醇、癸醛、以及3-癸酮抑制发芽的程度。在190L塑料圆筒中,在室温下,将PremierRusset块茎单独地用0.75mmol/kg每种化合物处理。在施加期间,化合物从密封24小时的圆筒内的滤纸中挥发出来。然后将块茎在9℃下储存,并且每月取样来确定每个块茎基础的发芽量。在第二个月和第三个月储藏之间,所有处理被再次进行。随时间进行,每一次处理的每个块茎的芽鲜重相对于未处理的块茎如图4所示。由于对表皮的过度损害,在83天后,反式-2-己烯-1-醇被从研究中消除,但是到此为止发芽被有效地控制。2-庚醇和癸醛抑制发芽114天(控制约4个月)。3-癸酮抑制发芽83天。
虽然本发明已经描述了优选的实施方式,但是本领域的技术人员应理解,在不违背附后的权利要求的精神和范围的情况下,本发明的实施可有各种变化。因此,本发明将不会限于如上所述实施方式,在不违背在此叙述的精神和范围的情况下,其还包括改性的和等效的方式。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于抑制马铃薯块茎发芽的方法,包括下述步骤:
将所述马铃薯块茎暴露于一定量的足以抑制所述马铃薯块茎发芽的组合物,所述组合物包含下述化合物中的至少一种:
一种以上C3至C14饱和脂肪醛;
一种以上C3至C14饱和脂肪酮;
一种以上C3至C7不饱和脂肪族伯醇;或者
一种以上C3至C7不饱和脂肪族仲醇。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述一种以上C3至C14饱和脂肪醛具有下述化学式:
其中,R1是C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述一种以上饱和脂肪醛选自下组:
壬醛,
癸醛:
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述一种以上C3至C14饱和脂肪酮具有下述化学式:
其中,R2是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和的烷基;R3是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,并且R2和R3可以相同也可以不同。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述一种以上饱和脂肪酮选自下组:
2-壬酮,
3-癸酮:
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述一种以上C3至C7不饱和脂肪族伯醇具有下述化学式:
其中,R4是C2至C6支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述一种以上C3至C7不饱和脂肪族伯醇选自下组:
反式-2-己烯-1-醇,
反式-2-庚烯-1-醇,
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述一种以上C3至C7不饱和脂肪族仲醇具有下述化学式:
其中,R5是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,而R6是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烷基;或者R5是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烷基,而R6是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基;或者R5和R6两者都是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基;并且R5和R6可以相同也可以不同。
10.一种组合物,用于制备用于抑制马铃薯块茎发芽的组合物,所述组合物包含:
一种以上C3至C14饱和脂肪醛;
一种以上C3至C14饱和脂肪酮;
一种以上C3至C7不饱和脂肪族伯醇;或者
一种以上C3至C7不饱和脂肪族仲醇。
11.如权利要求10所述的组合物,其特征在于,所述一种以上C3至C14饱和脂肪醛具有下述化学式:
其中,R1是C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基。
12.如权利要求11所述的组合物,其特征在于,所述一种以上饱和脂肪醛选自下组:
壬醛,
和
癸醛:
13.如权利要求10所述的组合物,其特征在于,所述一种以上C3至C14饱和脂肪酮具有下述化学式:
其中,R2是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,而R3是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,并且R2和R3可以相同也可以不同。
14.如权利要求13所述的组合物,其特征在于,所述一种以上饱和脂肪酮选自下组:
2-壬酮,
以及
3-癸酮:
15.如权利要求9所述的组合物,其特征在于,所述一种以上C3至C7不饱和脂肪族伯醇具有下述化学式:
其中,R4是C2至C6支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基。
16.如权利要求15所述的组合物,其特征在于,所述一种以上C3至C7不饱和脂肪族伯醇选自下组:
反式-2-己烯-1-醇,
反式-2-庚烯-1-醇:
17.如权利要求10所述的组合物,其特征在于,所述一种以上C3至C7不饱和脂肪族仲醇具有下述化学式:
其中,R5是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,而R6是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烷基;或者R5是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烷基,而R6是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基;或者R5和R6两者都是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基;并且R5和R6可以相同也可以不同。
19.一种用于确定马铃薯块茎是否已经预先暴露于未登记的或非法施加的C3至C14的α,β-不饱和醛或酮的方法,包括下述步骤:
收集据称未用所述C3至C14的α,β-不饱和醛或酮处理的马铃薯块茎;以及
检测在所述马铃薯块茎中或其上的所述C3至C14的α,β-不饱和醛或酮的一种以上分解产物,对所述一种以上分解产物的检测表明所述马铃薯块茎已经预先暴露于所述C3至C14的α,β-不饱和醛或酮。
20.如权利要求19所述的方法,其特征在于,所述一种以上分解产物包含:
i)具有下述化学式的饱和脂肪醛:
其中R1是C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基;
ii)具有下述化学式的饱和脂肪酮:
其中R2是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和的烷基;R3是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,并且R2和R3可以相同也可以不同;
iii)具有下述化学式的C3至C14不饱和脂肪族伯醇:
其中R4是C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基;以及
iv)具有下述化学式的C3至C14不饱和脂肪族仲醇:
其中,R5是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,而R6是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烷基;或者R5是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烷基,而R6是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基;或者R5和R6两者都是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基;并且R5和R6可以相同也可以不同。
21.一种定量在马铃薯块茎中或其上的C3至C14的α,β-不饱和醛和酮的分解产物的方法,包括下述步骤:
获取所述马铃薯块茎的样本,
定量在所述马铃薯块茎中或其上的所述分解产物的量;以及
由所述分解产物的定量,确定施用于所述马铃薯块茎的C3到C14的α,β-不饱和醛和酮的量。
22.如权利要求21所述的方法,其特征在于,所述分解产物包含:
i)具有下述化学式的饱和脂肪醛:
其中R1是C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基;
ii)具有下述化学式的饱和脂肪酮:
其中R2是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基;R3是C1至C12支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,并且R2和R3可以相同也可以不同;
iii)具有下述化学式的C3至C14不饱和脂肪族伯醇:
其中R4是C2至C13支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基;以及
iv)具有下述化学式的C3至C14不饱和脂肪族仲醇:
其中,R5是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基,而R6是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烷基;或者R5是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烷基,而R6是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的饱和烷基;或者R5和R6两者都是C1至C5支链或无支链的、取代或未取代的不饱和烯基;并且R5和R6可以相同也可以不同。
23.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述一种以上C3至C14饱和脂肪酮是2-癸酮。
24.如权利要求13所述的方法组合物,其特征在于,所述一种以上C3至C14饱和脂肪酮是2-癸酮。
25.如权利要求19所述的方法,其特征在于,所述一种以上C3至C14饱和脂肪酮是2-癸酮。