CN113229356B - 马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂制备及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂，所述抑芽剂由A组份、B组份和C组份组成，其中，A组份为光敏介孔二氧化硅抗绿变剂，B组份为发芽预防剂，C组份为发芽治疗剂。针对马铃薯收获后的3个特殊生理阶段后熟期→休眠期→萌发期，本发明抑芽剂在使用时，可以分别对应采用不同的分子抑芽剂处理，采取“预防→加固→治疗”三级抑芽耦合协同调控措施，并全程添加光敏防绿变剂，有效解决马铃薯发芽和绿变问题。

Description

马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂制备及使用方法
技术领域
本发明属于食品技术领域，尤其是一种马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂、制备方法和使用方法。
背景技术
马铃薯在收获2周内首先表皮木栓化，此时块茎充当“库”的作用，可溶性小分子糖类和氨基酸等物质转变为不溶性大分子淀粉和蛋白质，发挥脱水保护剂的效用帮助块茎度过休眠期。马铃薯休眠期一般为2～4个月，之后便开始进入萌发期而发芽，此时块茎充当“源”的作用，为各种生理代谢提供物质基础。马铃薯发芽引发块茎品质劣变、干物质及淀粉损耗、外皮层龙葵素积累等隐患，加之采贮运销等过程中见光引发表皮变绿、口感变苦等问题，每年损失率占总产量20％～25％，成为马铃薯产业中亟待解决的关键问题。
现有最常用的马铃薯抑芽技术包括低温贮藏、抑芽剂处理和辐照技术。其中低温最为直接有效但会造成糖化问题，影响加工制品色泽，且一段时间的低温贮藏会打破块茎休眠，转移至常温销售时更易发芽。辐照技术建设投资大、抑芽不可逆性及安全隐患问题限制了其规模应用。抑芽剂造价低、效果显著且操作方便，但也存在不同程度的问题。例如常用化学抑芽剂氯苯胺灵(CIPC)、青鲜素等的残留毒性及不可逆问题，植物提取类的易氧化、易挥发及效果稳定性问题，乙烯、氯气等气体熏蒸技术的剂量依赖性、无后效性问题等等。因此，急需开发高效、环保、低残留的马铃薯多成分协同复合抑芽剂。
通过检索，发现如下几篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：
1、一种马铃薯液体抑芽热雾剂及其制备方法(CN 108850143A)，借助有机溶剂和乳化剂将主效成分CIPC溶解后超滤得到液体剂型的抑芽剂，再通过喷雾设备进行雾化处理马铃薯，抑芽率最高达到98％以上。但该抑芽剂处理形式为利用燃烧喷雾设备先雾化至大帐内再经风机循环送达马铃薯内部，不适合马铃薯大规模贮藏使用。
2、一种抑芽活性物质及其制备方法和再植物抑芽中的应用(CN 103651360A)，提供了一种从杂草“紫茎泽兰”中提取纯化5-咖啡酰奎尼酸等活性成分并制备成植物源抑芽剂的方法，不仅将恶性入侵杂草变害为宝，同时能有效调控薯类贮藏中发芽时间。但该方法受抑芽活性物质处理浓度和时间的依赖，且施用一定时间后逐渐降解，抑芽效果不持续。
3、马铃薯亚常温保鲜方法(CN 106717603A)，通过复配和改进现有保鲜剂成分，采用二次雾化分散的方法对马铃薯施用抑芽防霉剂，雾化分散性好、颗粒小，抑芽防霉效果突出。但该抑芽剂组分特克多、二苯胺、抑霉唑等均涉及残留毒性问题。另外，该方法需要每周两次的频繁间歇雾化，操作繁琐。
此外，现有检索到的马铃薯抑芽专利公开文献中，均为统一在整个贮藏期间粗放地使用抑芽剂处理形式，不针对其特有生理对症下药，且并没有考虑见光绿变及已积累龙葵碱的中和消除问题。
通过对比，本发明专利申请与上述专利公开专利文献存在本质的不同。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂、制备方法和使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂，所述抑芽剂由A组份、B组份和C组份组成，其中，A组份为光敏介孔二氧化硅抗绿变剂，B组份为发芽预防剂，C组份为发芽治疗剂。
进一步地，所述A组份的制备步骤如下：
首先采用偶氮苯光敏硅烷偶联剂对介孔二氧化硅进行接枝改性，制备光敏壁材，之后负载乙醇和水杨酸组成的混合芯材，得到光敏介孔二氧化硅抗绿变剂；具体制备方法如下：
(1)偶氮苯光敏硅烷偶联剂的制备：将有机硅烷与4-氨基偶氮苯按质量比5:1～3:1混合溶于超干四氢呋喃中，70～80℃加热搅拌24h完成回流；之后加入回流液体积比5～8倍的正己烷置于-20℃条件下24h进行重结晶，得到橘黄色针状结晶；最后通过真空干燥出去有机试剂，得到所述偶氮苯光敏硅烷偶联剂；
(2)介孔二氧化硅纳米壁材的制备：将0.2～0.3mg/mL的十六烷基三甲基溴化铵CTAB和5％(v/v)浓度为28％的氨水加入到去离子水中于60～80℃溶解；将上述制得偶氮苯光敏硅烷偶联剂经乙醇溶解后按浓度5～10mg/mL逐滴加到CTAB氨水中并不断震荡，反应2～3h后抽滤得到沉淀；最后按比例g：mL：mL为1：100：1将二氧化硅、乙醇和浓盐酸混合并加热至70～80℃，反应12～24h，再次抽滤后得到所述介孔二氧化硅纳米壁材；
(3)光敏介孔二氧化硅抗绿变剂的制备：将介孔二氧化硅纳米壁材溶于去离子水中，随后分别加入乙醇400～600μL/L、水杨酸2～10mmol/L，超声条件30～50kHz下均匀分散5～10min，并在25℃、光照条件下均匀负载24h，之后置于避光条件下，除去未负载的乙醇和水杨酸芯材，3000r/min离心10min收集沉淀，得到光敏介孔二氧化硅抗绿变剂，分装于透气无纺布袋中封口备用。
进一步地，所述B组份的制备步骤如下：
将脱落酸100～120μmol/L、二联苯碘10～15μmol/L、抗坏血酸60～70mmol/L依次溶解于水中，上述浓度均为终浓度，置于30～50℃下搅拌均匀形成混合液B，即得B组份。
进一步地，所述C组份的制备步骤如下：
首先制备复配精油纳米乳，与碳酸钙和可食性醋酸共同组成混合芯材；之后羟丙基-β-环糊精、抗性淀粉和明胶复配制得混合壁材，二者进一步乳化、凝聚、固化后制得发芽治疗剂；具体制备方法如下：
(1)芯材制备：首先将R-香芹酮、薄荷醇、丁香酚在70％的乙醇中进行溶解，再以蒸馏水定容至R-香芹酮的终浓度为0.5～0.7mL/L、薄荷醇的终浓度为0.1～0.3mg/L、丁香酚的终浓度为0.3～0.7mL/L，得复配液，复配液与Tween80按质量比1:8～1:10混合，在40～50℃磁力搅拌至均匀形成粗乳液，转速2000r/min；制得上述粗乳液在冰浴条件下超声均质20～30min，得到复配精油纳米乳；上述乳液中继续加入终浓度为5～8g/L的乳酸钙和浓度为0.2～1.6mol/L的可食性醋酸，搅拌至混合均匀，冷冻干燥并研磨至120～200目，得到芯材；
(2)壁材制备：按质量分数称取羟丙基-β-环糊精10％～20％、抗性淀粉4％～6％和明胶2％～5％加入蒸馏水中，于45℃恒温水浴搅拌至全部溶解，制得混合壁材；
(3)上述芯材：壁材按质量比1:2～1:3的比例混合后，加入质量分数占比0.5～2.0％的Tween80，高速10000r/min剪切乳化3～5min；乳化后调节pH至4.0进行复凝聚反应，之后体系降温至5～7℃，继续加入总体积0.2％的质量浓度为25％的戊二醛进行固化，时间40～60min、固化温度45℃；固化结束后形成稳定的抑芽缓释剂，经离心、洗涤后40℃烘箱干燥，得到C组份。
一种如上所述的马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂的制备方法，取A组份、B组份和C组份，分别单独存放后，即得马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂。
一种如上所述的马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂的使用方法，步骤如下：
(1)在马铃薯收获后愈伤期即开始施用抑芽剂的A组份直至贮藏结束，剂量按马铃薯重量计算保证有效浓度达到300mg/kg，包装有A组份的透气无纺布袋均匀施于马铃薯上，全程避光贮藏时，此粉包可回收继续使用；
(2)愈伤结束后休眠期开始施用抑芽剂的B组份，剂量按马铃薯贮藏空间体积计算保证有效浓度达到150～350mL/L，采取间歇式阶梯浓度雾化熏蒸方式，每隔20d处理一次，共处理3次，浓度递增依次为150mL/L、250mL/L和350mL/L，将B组份置于雾化发生器中，加压喷出使其均匀分散于马铃薯表面，处理时间40～60min，之后通风12～24h；
(3)休眠期结束开始施用抑芽剂的C组份，剂量按马铃薯重量计算保证有效浓度达到1～5mg/kg，均匀施于马铃薯上，处理一次即可。
本发明取得的优点和积极效果为：
1、针对马铃薯收获后的3个特殊生理阶段后熟期→休眠期→萌发期，本发明抑芽剂在使用时，可以分别对应采用不同的分子抑芽剂处理，采取“预防→加固→治疗”三级抑芽耦合协同调控措施，并全程添加光敏防绿变剂，有效解决马铃薯发芽和绿变问题。
2、本发明针对马铃薯收获后发芽及抑芽剂残留风险，结合马铃薯生理特性，一方面采取间歇式阶梯浓度雾化熏蒸发芽预防剂，延长休眠来预防发芽；另一方面通过复配精油纳米乳缓释剂来阻断芽生长来控制发芽，并添加可食性酸中和龙葵碱，降低毒性。以上构建“预防→加固→治疗”三级分子异步耦合模式控制发芽。
3、本发明针对马铃薯见光绿变风险，制备光敏介孔二氧化硅抗绿变剂，见光诱导后持续释放乙醇和水杨酸芯材，水杨酸不仅促进马铃薯愈伤效果，防止块茎失重以及病原菌侵染；还通过介导愈伤组织细胞壁的氧化交联和软木脂的沉积，预防表皮绿变和叶绿素积累。乙醇则通过影响马铃薯造粉体结构并破坏类囊体膜结构，显著控制表皮绿变程度。以上二者“预防+治疗”协同控制绿变。
4、本发明抑芽剂中添加分子信号成分，化被动保持为主动防控，并针对马铃薯不同生理特性时期对症下药，其中光敏抗绿变剂见光释放起效，全称避光贮藏时此粉包可回收继续使用。发芽预防及治疗组份均为天然植物激素，无安全残留风险，且抑芽作用可逆。多组份虽在不同生理时期发挥作用，但彼此之间形成多级耦合协同。
附图说明
图1为本发明中对照组见光处理后的马铃薯的感官照片(贮藏12d)；
图2为本发明中A组份见光处理后的马铃薯的感官照片(贮藏12d)；
图3为本发明中对照组避光处理后的马铃薯的感官照片(贮藏45d)；
图4为本发明中A+B+C组份避光处理后的马铃薯的感官照片(贮藏45d)。
具体实施方式
下面详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。
一种马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂，所述抑芽剂由A组份、B组份和C组份组成，其中，A组份为光敏介孔二氧化硅抗绿变剂，B组份为发芽预防剂，C组份为发芽治疗剂。
较优地，所述A组份的制备步骤如下：
首先采用偶氮苯光敏硅烷偶联剂对介孔二氧化硅进行接枝改性，制备光敏壁材，之后负载乙醇和水杨酸组成的混合芯材，得到光敏介孔二氧化硅抗绿变剂；具体制备方法如下：
(1)偶氮苯光敏硅烷偶联剂的制备：将有机硅烷与4-氨基偶氮苯按质量比5:1～3:1混合溶于超干四氢呋喃中，70～80℃加热搅拌24h完成回流；之后加入回流液体积比5～8倍的正己烷置于-20℃条件下24h进行重结晶，得到橘黄色针状结晶；最后通过真空干燥出去有机试剂，得到所述偶氮苯光敏硅烷偶联剂；
(2)介孔二氧化硅纳米壁材的制备：将0.2～0.3mg/mL的十六烷基三甲基溴化铵CTAB和5％(v/v)浓度为28％的氨水加入到去离子水中于60～80℃溶解；将上述制得偶氮苯光敏硅烷偶联剂经乙醇溶解后按浓度5～10mg/mL逐滴加到CTAB氨水中并不断震荡，反应2～3h后抽滤得到沉淀；最后按比例g：mL：mL为1：100：1将二氧化硅、乙醇和浓盐酸混合并加热至70～80℃，反应12～24h，再次抽滤后得到所述介孔二氧化硅纳米壁材；
(3)光敏介孔二氧化硅抗绿变剂的制备：将介孔二氧化硅纳米壁材溶于去离子水中，随后分别加入乙醇400～600μL/L、水杨酸2～10mmol/L，超声条件30～50kHz下均匀分散5～10min，并在25℃、光照条件下均匀负载24h，之后置于避光条件下，除去未负载的乙醇和水杨酸芯材，3000r/min离心10min收集沉淀，得到光敏介孔二氧化硅抗绿变剂，分装于透气无纺布袋中封口备用。
较优地，所述B组份的制备步骤如下：
将脱落酸100～120μmol/L、二联苯碘10～15μmol/L、抗坏血酸60～70mmol/L依次溶解于水中，上述浓度均为终浓度，置于30～50℃下搅拌均匀形成混合液B，即得B组份。
较优地，所述C组份的制备步骤如下：
首先制备复配精油纳米乳，与碳酸钙和可食性醋酸共同组成混合芯材；之后羟丙基-β-环糊精、抗性淀粉和明胶复配制得混合壁材，二者进一步乳化、凝聚、固化后制得发芽治疗剂；具体制备方法如下：
(1)芯材制备：首先将R-香芹酮、薄荷醇、丁香酚在70％的乙醇中进行溶解，再以蒸馏水定容至R-香芹酮的终浓度为0.5～0.7mL/L、薄荷醇的终浓度为0.1～0.3mg/L、丁香酚的终浓度为0.3～0.7mL/L，得复配液，复配液与Tween80按质量比1:8～1:10混合，在40～50℃磁力搅拌至均匀形成粗乳液，转速2000r/min；制得上述粗乳液在冰浴条件下超声均质20～30min，得到复配精油纳米乳；上述乳液中继续加入终浓度为5～8g/L的乳酸钙和浓度为0.2～1.6mol/L的可食性醋酸，搅拌至混合均匀，冷冻干燥并研磨至120～200目，得到芯材；
(2)壁材制备：按质量分数称取羟丙基-β-环糊精10％～20％、抗性淀粉4％～6％和明胶2％～5％加入蒸馏水中，于45℃恒温水浴搅拌至全部溶解，制得混合壁材；
(3)上述芯材：壁材按质量比1:2～1:3的比例混合后，加入质量分数占比0.5～2.0％的Tween80，高速10000r/min剪切乳化3～5min；乳化后调节pH至4.0进行复凝聚反应，之后体系降温至5～7℃，继续加入总体积0.2％的质量浓度为25％的戊二醛进行固化，时间40～60min、固化温度45℃；固化结束后形成稳定的抑芽缓释剂，经离心、洗涤后40℃烘箱干燥，得到C组份。
一种如上所述的马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂的制备方法，取A组份、B组份和C组份，分别单独存放后，即得马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂。
一种如上所述的马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂的使用方法，步骤如下：
(1)在马铃薯收获后愈伤期即开始施用抑芽剂的A组份直至贮藏结束，剂量按马铃薯重量计算保证有效浓度达到300mg/kg，包装有A组份的透气无纺布袋均匀施于马铃薯上，全程避光贮藏时，此粉包可回收继续使用；
(2)愈伤结束后休眠期开始施用抑芽剂的B组份，剂量按马铃薯贮藏空间体积计算保证有效浓度达到150～350mL/L，采取间歇式阶梯浓度雾化熏蒸方式，每隔20d处理一次，共处理3次，浓度递增依次为150mL/L、250mL/L和350mL/L，将B组份置于雾化发生器中，加压喷出使其均匀分散于马铃薯表面，处理时间40～60min，之后通风12～24h；
(3)休眠期结束开始施用抑芽剂的C组份，剂量按马铃薯重量计算保证有效浓度达到1～5mg/kg，均匀施于马铃薯上，处理一次即可。
具体地，相关制备及检测如下：
马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂的制备：
1、配方：
包括组份A、B、C，其中A组份为光敏介孔二氧化硅抗绿变剂，包括乙醇400～600μL/L、水杨酸2～10mmol/L、介孔二氧化硅纳米壁材20～40g/L；B组份为发芽预防剂，主要通过延长马铃薯休眠期实现预防发芽的效果，包括脱落酸100～120μmol/L、二联苯碘(DPI)10～15μmol/L、抗坏血酸60～70mmol/L；C组份为发芽治疗剂，包括乳酸钙5～8g/L、R-香芹酮0.5～0.7mL/L、薄荷醇0.1～0.3mg/L、丁香酚0.3～0.7mL/L、可食性醋酸0.2～1.6mol/L组成的混合芯材，羟丙基-β-环糊精10％～20％、抗性淀粉4％～6％和明胶2％～5％组成的混合壁材。
2、制备工艺：
(1)A组份：首先采用偶氮苯光敏硅烷偶联剂对介孔二氧化硅进行接枝改性，制备光敏壁材，之后负载乙醇和水杨酸组成的混合芯材，得到光敏介孔二氧化硅抗绿变剂。具体制备方法如下：
①偶氮苯光敏硅烷偶联剂的制备：将有机硅烷与4-氨基偶氮苯按质量比5:1～3:1混合溶于超干四氢呋喃中，70～80℃加热搅拌24h完成回流；之后加入回流液体积比5～8倍的正己烷置于-20℃条件下24h进行重结晶得到橘黄色针状结晶；最后通过真空干燥出去有机试剂得到所述偶氮苯光敏硅烷偶联剂。
②介孔二氧化硅纳米壁材的制备：将0.2～0.3mg/mL的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和5％(v/v)浓度为28％的氨水加入到去离子水中于60～80℃溶解；将上述制得偶氮苯光敏硅烷偶联剂经乙醇溶解后按浓度5～10mg/mL逐滴加到CTAB氨水中并不断震荡，反应2～3h后抽滤得到沉淀；最后按比例1g二氧化硅、100mL乙醇和1mL浓盐酸，加热至70～80℃反应12～24h，再次抽滤后得到所述介孔二氧化硅纳米壁材。
③光敏介孔二氧化硅抗绿变剂的制备：将介孔二氧化硅纳米壁材溶于去离子水中，随后分别加入乙醇400～600μL/L、水杨酸2～10mmol/L，超声条件30～50kHz下均匀分散5～10min，并在25℃、光照条件下均匀负载24h，之后置于避光条件下，除去未负载的乙醇和水杨酸芯材，3000r/min离心10min收集沉淀，得到光敏介孔二氧化硅抗绿变剂，分装于透气无纺布袋中封口。
(2)B组份：将脱落酸100～120μmol/L、二联苯碘10～15μmol/L、抗坏血酸60～70mmol/L依次溶解于水中，置于30～50℃下搅拌均匀形成混合液B。
(3)C组份：首先制备复配精油纳米乳，与碳酸钙和可食性醋酸共同组成混合芯材；之后羟丙基-β-环糊精、抗性淀粉和明胶复配制得混合壁材，二者进一步乳化、凝聚、固化后制得发芽治疗剂。具体制备方法如下：
①芯材制备：首先将R-香芹酮0.5～0.7mL/L、薄荷醇0.1～0.3mg/L、丁香酚0.3～0.7mL/L在少量70％的乙醇中进行溶解，以蒸馏水定容至终浓度复配后，与Tween80按质量比1:8～1:10混合，在40～50℃磁力搅拌至均匀形成粗乳液，转速2000r/min。制得上述粗乳液在冰浴条件下超声均质20～30min，得到复配精油纳米乳。上述乳液中继续加入乳酸钙5～8g/L和可食性醋酸0.2～1.6mol/L搅拌至混合均匀，冷冻干燥并研磨至120～200目，得到芯材。
②壁材制备：按质量分数称取羟丙基-β-环糊精10％～20％、抗性淀粉4％～6％和明胶2％～5％加入蒸馏水中，于45℃恒温水浴搅拌至全部溶解，制得混合壁材。
③上述芯材：壁材按质量比1:2～1:3的比例混合后，加入质量分数占比0.5～2.0％的Tween80，高速10000r/min剪切乳化3～5min；乳化后调节pH至4.0进行复凝聚反应，之后体系降温至5～7℃，继续加入0.2％(v/v)浓度为25％的戊二醛(浓度25％)进行固化，时间40～60min、固化温度45℃。固化结束后形成稳定的抑芽缓释剂，经离心、洗涤后40℃烘箱干燥得到抑芽缓释剂。
3、使用方法：
在马铃薯收获后愈伤期即开始施用A剂直至贮藏结束，剂量按马铃薯重量计算保证有效浓度达到300mg/kg，无纺布粉包均匀施于马铃薯上，全称避光贮藏时此粉包可回收继续使用；
愈伤结束后休眠期开始施用B剂，剂量按马铃薯贮藏空间体积计算保证有效浓度达到150～350mL/L，采取间歇式阶梯浓度雾化熏蒸方式，每隔20d处理一次，共处理3次，浓度递增依次为150mL/L、250mL/L和350mL/L，将组份B置于雾化发生器中，加压喷出使其均匀分散于马铃薯表面，处理时间40～60min，之后通风12～24h；
休眠期结束开始施用C剂，剂量按马铃薯重量计算保证有效浓度达到1～5mg/kg，均匀施于马铃薯上，处理一次即可。
本发明的相关检测与结果：
1、组份A光敏介孔二氧化硅抗绿变剂，芯材中水杨酸可促进马铃薯愈伤组织中H2O2、木质素和软木脂的积累，H2O2进一步介导愈伤组织细胞壁的氧化交联和软木脂的沉积，以上均可促进表层细胞的木栓化和伤周皮的形成，防止块茎水分、养分流失以及病原菌侵染，并减少表皮绿变和叶绿素积累。乙醇熏蒸通过影响马铃薯造粉体结构、淀粉直/支比、并破坏绿叶体成分类囊体的膜结构，显著抑制表皮绿变程度。
随机挑选无绿变、无发芽、无机械伤的马铃薯(品种为费乌瑞它)块茎进行组份A施用前后效果对比，货架条件为22～25℃、相对湿度60％～70％、光照强度600lux且定时18h/d光照，指标统计为贮藏第12d。如表1所示，与对照相比，A组份处理显著抑制了马铃薯贮藏期间的绿变程度，贮藏结束时绿变等级降低24％、表皮a*值提升41.7％、叶绿素含量降低48.8％。
表1不同处理对马铃薯块茎绿变的影响(贮藏12d统计)
Figure BDA0002990203720000081
Figure BDA0002990203720000091
2、组份B为马铃薯发芽预防剂，主要通过延长休眠期来实现。块茎休眠的程度取决于芽眼处H2O2水平。其中，外源成分脱落酸能抑制马铃薯块茎中NADPH氧化酶的活性和H2O2的积累，进而维持休眠并抑制萌芽。加之耦合DPI发挥NADPH氧化酶抑制剂的作用，抗坏血酸发挥对H2O2的清除作用，三者之间通过拮抗调节形成介导气孔关闭的正反馈回路，最终加固并延长块茎休眠。
随机挑选无绿变、无发芽、无机械伤的马铃薯(品种为费乌瑞它)块茎，经温度10～15℃+95％湿度愈伤两周后，分别进行组份B施用前后效果对比，处理后贮藏条件为22～25℃、相对湿度85％～98％、避光环境。如表2所示，结果显示，经组份B处理后，马铃薯的萌发期延长12d、休眠期延长13d、休眠强度延长11d，相比对照维持了马铃薯休眠特性，进而延缓了块茎的萌芽。
表2不同处理对马铃薯块茎休眠特性的影响
处理 萌发期(d) 休眠期(d) 休眠强度(d)
对照组 33 42 53
组份B 45 55 64
3、组份C为马铃薯发芽治疗剂，主要通过破坏芽的生长来实现，并附加中和已产生的龙葵碱。首先Ca2+作为第二信使，打开通道并建立钙桥，之后缓释复配精油纳米乳作为安全无风险的可逆抑芽剂，通过抑制限速酶3-羟甲基戊二酰辅酶A还原酶的活性阻断芽的生长；加之可食性醋酸中和龙葵碱降低毒性。
随机挑选无绿变、无发芽、无机械伤的马铃薯(品种为费乌瑞它)块茎，经温度10～15℃+95％湿度愈伤两周后，分别进行组份B、组分C、B+C及A+B+C施用后效果对比，其中B剂和C剂均处理一次，块茎贮藏条件为22～25℃、相对湿度85％～98％、避光环境。如表3所示，结果表明，单独施用组份B和C均能显著降低马铃薯发芽率和块茎龙葵碱含量，而B+C及A+B+C各组分通过耦合多协同调控，抑芽效果更加突出，贮藏45d时块茎发芽率分别降低80.4％和82.1％、龙葵碱含量分别减少80.1％和81.9％。
表3不同处理对马铃薯块茎休眠特性的影响(贮藏45d统计)
处理 对照组 组分B 组分C B+C A+B+C
感官照片 如图3所示 / / / 如图4所示
发芽率(％) 93.6 31.2 26.5 18.3 16.8
龙葵碱含量(mg/kg) 184.7 94.2 52.1 36.8 33.4
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (3)

1.一种马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂，其特征在于：所述抑芽剂由A组份、B组份和C组份组成，其中，A组份为光敏介孔二氧化硅抗绿变剂，B组份为发芽预防剂，C组份为发芽治疗剂；
所述A组份的制备步骤如下：
首先采用偶氮苯光敏硅烷偶联剂对介孔二氧化硅进行接枝改性，制备光敏壁材，之后负载乙醇和水杨酸组成的混合芯材，得到光敏介孔二氧化硅抗绿变剂；具体制备方法如下：
（1）偶氮苯光敏硅烷偶联剂的制备：将有机硅烷与4-氨基偶氮苯按质量比5:1~3:1混合溶于超干四氢呋喃中，70~80℃加热搅拌24 h完成回流；之后加入回流液体积比5~8倍的正己烷置于-20℃条件下24 h进行重结晶，得到橘黄色针状结晶；最后通过真空干燥除去 有机试剂，得到所述偶氮苯光敏硅烷偶联剂；
（2）介孔二氧化硅纳米壁材的制备：将0.2~0.3 mg/mL的十六烷基三甲基溴化铵CTAB和5%（v/v）浓度为28%的氨水加入到去离子水中于60~80℃溶解；将上述制得偶氮苯光敏硅烷偶联剂经乙醇溶解后按浓度5~10 mg/mL逐滴加到CTAB氨水中并不断震荡，反应2~3 h后抽滤得到沉淀；最后按比例g：mL：mL为1：100：1将二氧化硅、乙醇和浓盐酸混合并加热至70~80℃，反应12~24 h，再次抽滤后得到所述介孔二氧化硅纳米壁材；
（3）光敏介孔二氧化硅抗绿变剂的制备：将介孔二氧化硅纳米壁材溶于去离子水中，随后分别加入乙醇400~600 μL/L、水杨酸2~10 mmol/L，超声条件30~50 kHz下均匀分散5~10min，并在25℃、光照条件下均匀负载24 h，之后置于避光条件下，除去未负载的乙醇和水杨酸芯材，3000 r/min离心10 min收集沉淀，得到光敏介孔二氧化硅抗绿变剂，分装于透气无纺布袋中封口备用；
所述B组份的制备步骤如下：
将脱落酸100~120 μmol/L、二联苯碘10~15 μmol/L、抗坏血酸60~70 mmol/L依次溶解于水中，上述浓度均为终浓度，置于30~50℃下搅拌均匀形成混合液B，即得B组份；
所述C组份的制备步骤如下：
首先制备复配精油纳米乳，与碳酸钙和可食性醋酸共同组成混合芯材；之后羟丙基-β-环糊精、抗性淀粉和明胶复配制得混合壁材，二者进一步乳化、凝聚、固化后制得发芽治疗剂；具体制备方法如下：
（1）芯材制备：首先将R-香芹酮、薄荷醇、丁香酚在70%的乙醇中进行溶解，再以蒸馏水定容至R-香芹酮的终浓度为0.5~0.7 mL/L、薄荷醇的终浓度为0.1~0.3 mg/L、丁香酚的终浓度为0.3~0.7 mL/L，得复配液，复配液与Tween80按质量比1:8~1:10混合，在40~50℃磁力搅拌至均匀形成粗乳液，转速2000 r/min；制得上述粗乳液在冰浴条件下超声均质20~30min，得到复配精油纳米乳；上述乳液中继续加入终浓度为5~8 g/L的乳酸钙和浓度为0.2~1.6 mol/L的可食性醋酸，搅拌至混合均匀，冷冻干燥并研磨至120~200目，得到芯材；
（2）壁材制备：按质量分数称取羟丙基-β-环糊精10%~20%、抗性淀粉4%~6%和明胶2%~5%加入蒸馏水中，于45℃恒温水浴搅拌至全部溶解，制得混合壁材；
（3）上述芯材：壁材按质量比1:2~1:3的比例混合后，加入质量分数占比0.5~2.0%的Tween80，高速10000 r/min剪切乳化3~5 min；乳化后调节pH至4.0进行复凝聚反应，之后体系降温至5~7℃，继续加入总体积0.2%的质量浓度为25%的戊二醛进行固化，时间40~60min、固化温度45℃；固化结束后形成稳定的抑芽缓释剂，经离心、洗涤后40℃烘箱干燥，得到C组份。
2.一种如权利要求1所述的马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂的制备方法，其特征在于：取A组份、B组份和C组份，分别单独存放后，即得马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂。
3.一种如权利要求1所述的马铃薯分子异步耦合多协同抑芽剂的使用方法，其特征在于：步骤如下：
（1）在马铃薯收获后愈伤期即开始施用抑芽剂的A组份直至贮藏结束，剂量按马铃薯重量计算保证有效浓度达到300 mg/kg，包装有A组份的透气无纺布袋均匀施于马铃薯上，全程避光贮藏时，此粉包可回收继续使用；
（2）愈伤结束后休眠期开始施用抑芽剂的B组份，剂量按马铃薯贮藏空间体积计算保证有效浓度达到150~350 mL/L，采取间歇式阶梯浓度雾化熏蒸方式，每隔20 d处理一次，共处理3次，浓度递增依次为150 mL/L、250 mL/L和350 mL/L，将B组份置于雾化发生器中，加压喷出使其均匀分散于马铃薯表面，处理时间40~60 min，之后通风12~24 h；
（3）休眠期结束开始施用抑芽剂的C组份，剂量按马铃薯重量计算保证有效浓度达到1~5 mg/kg，均匀施于马铃薯上，处理一次即可。
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