全 文 ：植物生理学通讯 第 43卷 第 6期，2007年 12月 1093
激光辐照对铁棍山药块茎贮藏保鲜的生理效应初探
赵喜亭 1,*，王会珍 1，李明军 1，魏山城 2
河南师范大学 1生命科学学院，2物理与信息工程学院，河南新乡 453007
提要：用 25 mW红外线激光辐照铁棍山药芦头 10、15和 30 min后，其芦头芽萌发受抑，块茎含水量、可溶性总糖和
可溶性蛋白含量下降幅度均变小，丙二醛(MDA)和O2－·含量上升幅度也变小，贮藏前期的超氧化物歧化酶(SOD)活性升高
幅度增大，贮藏后期的SOD活性下降幅度变小，以辐照 30 min的效果为最佳。
关键词：铁棍山药；红外线；激光辐照；贮藏品质；膜脂过氧化
Primary Study on Physiological Effect of Laser Irradiation on Storage and
Preservation of Yam (Dioscorea opposita Thunb. cv. Tiegun) Tuber
ZHAO Xi-Ting1,*, WANG Hui-Zhen1, LI Ming-Jun1, WEI Shan-Cheng2
1College of Life Sciences, 2College of Physics and Information Engineering, Henan Normal University, Xinxiang, Henan 453007,
China
Abstract: Laser irradiation for 10, 15 and 30 min with 25 mW of infrared rays could inhibit yam (Dioscorea
opposita) sprouting effectively, and could slow down the ranges of descent of water, soluble total sugar and
soluble protein contents and inhibit the increase scopes of malondialdehyde (MDA) and O2·¯ contents in tuber. At
the same time, the increase scope of superoxide dismutase (SOD) activity was enhanced during the early
storage period and the decrease scope of SOD activity was reduced during the later storage period. The effect
of irradiation for 30 min was the best among different treatments.
Key words: Dioscorea opposita; infrared ray; laser irradiation; storage quality; membrane lipid
peroxidation
收稿 2007-07-24 修定 　2007-09-28
资助 河南师范大学博士启动基金(05 1 0 07 )。
* E-mail：zhaoxt0411@126.com；Tel：0373-2368256
铁棍山药是怀山药中的一个优良品种，有很
高的营养价值和药用价值，其采后贮藏一般是收
获后直接堆放在室内，如此贮藏的怀山药在度过
休眠期后很快即会萌芽，消耗营养物质，以致品
质下降，造成经济价值的损失，所以探索抑制萌
芽和贮藏保鲜的措施是重要的。作为食品保鲜的
辐照技术不仅方便快捷，而且卫生安全性高，不
存在化学残留和环境污染问题，所以得到广泛应
用(陈殿华 2004)。但此种技术在怀山药中的应用
尚未见报道，本文借鉴辐照在马铃薯(王应昌
1984)、洋葱(王应昌 1984)、大蒜(王应昌 1984；
张璇等 2005；Pellegrini等 2000；Pérez等 2007)
和生姜(王守经等 2004)贮藏过程中的应用效果，
探索同一强度不同时间的红外线辐照对铁棍山药块
茎贮藏过程中芽萌发的效应，以供铁棍山药贮藏
保鲜时参考。
材料与方法
铁棍山药(Dioscorea opposita Thunb. cv. Tiegun)
由河南省温县农科所提供。大田采收后库存至次
年 2 月初运回实验室，挑选大小一致、无创伤、
无病、无虫斑的块茎用清水洗净表面的泥土，自
然晾干，随机分成 4组。用 2台相对放置的功率
为 25 mW的红外线激光仪于室温下分别辐照铁棍
山药芦头 10、15、30 min，辐照方式为旋转辐
照(在激光照射下匀速将山药芦头旋转 3.5圈)，以
不辐照的为对照。辐照完毕后全部浸泡在 1%的
氯化钙溶液中进行保水处理 15 min (赵喜亭等
2006a，b)，自然晾干后在 12~15 ℃下暗中贮藏。
每隔 15 d随机取样一次，观察和测定各项指标。
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块茎芦头萌芽率=(观测时芦头发芽的块茎数/
总的块茎数)×100%，为 20根块茎的平均值；块
茎含水量用烘干称重法(赵喜亭等 2006b；陈艳乐
等2004)测定；可溶性总糖含量测定用蒽酮比色法
(高俊凤 2000) ；可溶性蛋白含量测定用考马斯亮
蓝法(高俊凤 2000；Bradford 1976) ；丙二醛
(malon-dialdehyde，MDA)含量测定用硫代巴比妥
酸(thiobarbituric acid，TBA)法(张宪政等 1994); 超
氧阴离子(O2－· )含量测定采用羟氨氧化法(王爱国和
罗广华 1 9 9 0 ) ; 超氧化物歧化酶( s up e r o x i d e
dismutase，SOD)活性用改良的连苯三酚自氧化法
(邓碧玉等 1991)测定。样品为单根块茎，重复 3
次 。
结果与讨论
1 激光辐照对铁棍山药块茎贮藏期间芦头萌芽率
的影响
从图 1-a可以看出，在采后贮藏期间，辐照
块茎芦头的萌芽率显著下降(P=0.05)，其中辐照
30 min的萌芽率最低。
2 激光辐照对铁棍山药块茎贮藏期间含水量的影响
从图 1-b可以看出，在采后贮藏过程中，铁
棍山药块茎含水量呈下降趋势，经辐照后的块茎
含水量中后期下降速度低于未经辐照处理的，尤
图 1 激光辐照对铁棍山药块茎贮藏期间萌芽率和含水量的影响
Fig.1 Effect of laser irradiation on the sprouting ratio and water content of D. opposita tuber during storage
竖线表示标准误，不同字母表示经 D u nc a n ’s 新复极差测验达 0 . 0 5 显著水平。以下同此。
图 2 激光辐照对铁棍山药块茎贮藏期间可溶性总糖和可溶性蛋白含量的影响
Fig.2 Effect of laser irradiation on soluble total sugar and soluble protein contents of
D. opposita tuber during storage
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以辐照 30 min的效果为最好。
3 激光辐照对铁棍山药块茎贮藏期间可溶性总糖
和可溶性蛋白含量的影响
从图 2可以看出，(1)随贮藏时间的延长，块
茎中可溶性总糖的含量呈下降趋势，经辐照的块
茎中可溶性总糖含量下降速度低于不作辐照处理
的，且这种优势愈来愈明显。(2)随着贮藏时间的
延长，块茎中可溶性蛋白含量也呈现逐渐下降趋
势，显示辐照能有效抑制贮藏中后期可溶性蛋白
含量的下降，尤以辐照 30 min效果最好。这些
结果说明，红外线激光辐照可抑制铁棍山药萌芽
从而保持其贮藏品质。这与王守经等(2 004 )的
60Co-γ射线辐照可以抑制生姜发芽和保持还原性糖
含量的结果是一致的。
图 3 激光辐照对铁棍山药块茎贮藏期间MDA含量的影响
Fig.3 Effect of laser irradiation on MDA content of
D. opposita tuber during storage
图 4 激光辐照对铁棍山药块茎贮藏期间O2－·含量和 SOD活性的影响
Fig.4 Effect of laser irradiation on O2－· content and SOD activity of D. opposita tuber during storage
4 激光辐照对铁棍山药块茎贮藏期间膜脂过氧化
的影响
(1)整个贮藏过程中，MDA含量呈现上升趋
势，45 d后上升幅度增大。激光辐照可降低MDA
后期的上升幅度，且辐照时间越长抑制作用越明
显(图 3 )。
(2)贮藏期间，块茎中O2－·含量在 30 d之前升
高，然后下降，45 d时降到最低，之后快速升
高(图 4-a)。
(3)贮藏期间，铁棍山药块茎 SOD活性在贮
藏至 45 d前升高，45 d时达到峰值，之后快速
下降。这一现象与辐照 45 d后O2－·和MDA升高的
变化趋势相一致；且与未经辐照的相比，激光辐
照后，块茎中 SOD活性始终都较高(图 4-b)，说
明红外线激光辐照能促进 SOD活性，降低膜脂过
氧化水平。
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