甘藷採收後癒傷與溫湯處理對貯藏之影響

甘藷採收後癒傷與溫湯處理對貯藏之影響

利幸貞

* 行政院農委會農業試驗所嘉義分所農藝系

摘要

甘藷新鮮塊根的不耐貯藏是產業急需解 決的問題，如何延長其貯藏能力及減少貯藏 期間鮮藷塊根的耗損係本研究的主要目的。 試驗發現影響甘藷採後鮮藷塊根貯藏耗損的 原因，主要是機械採收造成塊根斷裂及表皮 受傷引起傷口褐化的外觀劣變，以及水分散 失而造成鮮重減少，即塊根失重，此外病蟲 害亦會造成貯藏期間耗損。塊根貯藏前利用 癒傷處理且置於相對濕度較高的控溫環境， 即32℃、90% RH (relative humidity)、7 天 癒傷處理，之後移入15℃、90% RH 控溫室 處理，對甘藷表皮外觀較有利，對失重率影 響 不 顯 著 但 明 顯 能 降 低 鮮 藷 貯 藏 病 害 之 耗 損。另 50 至 60℃溫湯處理對甘藷造成熱傷 害，45℃浸泡 5、10、15 min 對降低鮮藷耗 損有改善趨勢。甘藷貯藏期間鮮藷失重率與 病害耗損在品種間有顯著差異，不同產地來 源之鮮藷塊根耗損率差異大，可能是受土壤 病原菌及田間管理影響。 關鍵詞︰甘藷、採後處理、癒傷處理、溫湯 處理。

Effect of Curing and Hot Water

Treatment on the Storage of Sweet

Potato

Hsin-Chen Li*

Department of Agronomy, Chiayi Agricultural Experiment Station, Taiwan Agricultural Research Institute, Chiayi 60004, Taiwan ROC

ABSTRACT

The objective of this study was to investigate different postharvest handling treatments on the results of the storage of sweet potatoes. It showed that loss of fresh weight of sweet potato after storage was attributed to mechanical damage of roots, skin injury and disease infection. The curing treatment by storing at conditions of 32℃ and 90% RH (relative humidity) for 7 days and then moved to 15℃ and 90% RH for the storage would improve the appearance of sweet potato skin and significantly reduce the storage loss caused by diseases. Treatment of hot water (5060 ℃) on sweet potato led to thermal injury, while immersing into 45 ℃ water for 5, 10 and 15 minutes reduced weight loss by disease infection after storage. The loss of fresh weight of sweet potato varied in samples harvested from different production areas, suggesting that soil pathogens and field management practices may play a role in affecting the quality of sweet potato.

Key words: Ipomoea batatas (L.) Lam, Postharvest,

Curing, Hot water treatment.

前言

甘藷是臺灣重要且具特色的雜糧作物， 營養價值高，廣受消費者喜愛。甘藷貯藏及 儲架壽命受到採收時機械切傷與表皮擦傷， 以及採收後貯藏期間的失重引起的皺縮與發 生的病害所影響，這些原因造成的耗損均將 嚴重改變其市場價值 (Walter et al. 1989； Ray et al

.

2005；Tomlins et al. 2002)。為了 提高甘藷利用的經濟效益，維持甘藷採收後 貯藏期間塊根的品質，採收後處理過程係重 要課題。癒傷處理(curing)應用於根莖作物採 收後處理，即表皮傷口癒合的過程，有助於 提高貯藏能力(Oirschot et al. 2006)。甘藷表 皮 受 傷 後 在 傷 口 處 的 細 胞 會 失 水 乾 燥 並 死 * 通信作者, [email protected] 投 稿 日 期：2015 年 4 月 23 日 接 受 日 期：2015 年 6 月 25 日 作 物 、 環境 與生 物 資 訊 12:95-104 (2015)

Crop, Environment & Bioinformatics 12:95-104 (2015) 189 Chung-Cheng Rd., Wufeng District, Taichung City 41362, Taiwan ROC

亡，形成多層乾燥細胞，表現出木質化情形， 具有厚度，然後在其下方會有新的周皮層產

生，有利於提高貯藏能力，Weimerm and

Harter (1920)就已經將此技術應用於甘藷的 採後貯藏。Artschwager and Starrett (1931)

將傷口癒合歸納成三個階段：第 1 階段為傷 口處先有幾層薄壁細胞漸漸失水乾燥，第 2 階段為傷口下層細胞的細胞壁增厚，第 3 階 段為形成癒傷周皮層。對於甘藷癒傷處理的 條件一般認為以 2830℃的溫度和 85% RH 最好，但對於不同甘藷品種有關癒傷組織的 厚度與塊根失重及腐敗的比較並未有相關的 文獻，且在熱帶國家對甘藷進行癒傷處理的 效果仍待評估。 貯 藏 病 害 是 甘 藷 塊 根 貯 藏 耗 損 主 要 因 子，如軟腐病、黑炭病、基腐病等(Cantwell

et al. 1985, Zhang et al. 2002, Onwueme

1978 )，前人研究指出蔬果在經過採後溫湯處 理 可 有 效 降 低 貯 運 期 間 的 病 害 耗 損 。Yang (2006)試驗結果顯示，「柴羨」芒果使用 58℃ 溫水處理20 s 後會出現嚴重果皮褐化及黑點 之熱傷害，但是「台農 1 號」芒果卻可耐到 62℃，如以 53℃、5 min 處理對炭疽病有抑 制效果。Su (2009)以春夏季採收之「台農 17 號」鳳梨果實進行溫湯處理，使果心溫度達 47℃時會導致果實燙傷，而冬季採收之果實 溫湯處理達 42℃時，果實就會產生燙傷，惟 42℃與 45℃之溫湯處理可以降低果實黑心劣 變 指 數 及 發 生 率 ， 並 可 延 緩 果 皮 及 果 肉 轉 色。此外，貯藏環境溫濕度的影響更顯重要， Cantwell (1985)有關根莖類採後處理研究結 果，認為甘藷適合的貯藏溫度為 1214℃、 8590% RH。Picha (1986, 1987)利用 15.6 ℃、90% RH 條件來貯藏甘藷，而 Takahata (1995) 則 是 利 用 採 收 季 節 之 天 然 溫 度 約 1216℃進行甘藷貯藏，Zhang (2002)以貯藏 溫度20℃、75% RH 進行甘藷貯藏試驗等。 歸納以上所應用的貯藏溫度範圍約12℃至 20 ℃，相對濕度約75%至 90% RH。Li (2013) 以「台農57 號」、「台農 66 號」及「台農 73 號」甘藷品種為材料，於貯藏期間利用不同 貯藏溫度處理調查結果顯示，15℃的貯藏溫 度處理對此三個品種均可有效的抑制鮮藷塊 根發芽，且鮮藷之成分變化受品種、貯藏溫 度及貯藏時間影響，且各處理因子間交感效 應顯著，即維持鮮藷品質成分的最適貯藏條 件必須依品種不同而設定。 臺灣地處亞熱帶型氣候，雖然一年四季 均可栽植，但栽培時期主要集中於中南部秋 裡作，品種單一及產季過於集中易導致發生 產銷問題。本研究希望藉由甘藷貯藏的相關 試 驗 ， 探 討 鮮 藷 貯 藏 期 間 之 耗 損 與 改 善 方 法，以達到產期調整及提高產值之目的。

材料與方法

一、 癒傷處理 本試驗以2009 年於農委會農業試驗所嘉 義農業試驗分所之甘藷試驗田採收的秋作甘 藷「台農57 號」為試驗材料，進行採收後癒 傷處理並配合不同貯藏條件(包括溫度、相對 濕度設定)。本試驗合計 5 個處理，每處理 30 個塊根，共 150 個樣品。處理包括：(1)對照 組 (CK)，即採收後直接置放於室溫環境下 12 wk。(2)塊根採收後不進行癒傷處理，直 接放入 15℃、6070% RH 之控溫室貯藏 12 wk。(3)塊根採收後以 32℃、90%RH 存放 7 d 進行癒傷處理，之後移入15℃、90% RH 之 控溫室貯藏12 wk。(4) 塊根採收後以 32℃、 90% RH 存放 7 d 進行癒傷處理，之後移入 15℃、6070% RH 之控溫室貯藏 12 wk。(5) 塊根於採收後置於室溫下癒傷處理7 d，再移 入15℃、6070% RH 之控溫室貯藏 12 wk。 150 個鮮藷塊根於採收後以清水人工沖洗方 式將附著於塊根表皮上土壤洗淨，並避免造 成新的傷口，再逐一編號並秤重(採收直後重 量)，於貯藏 12 wk 後再分別秤其重量(貯藏 後重量)及病藷重量(罹病塊根重量)，調查鮮 藷塊根失重率(採收直後重量-貯藏後重量/ 採收直後重量  100%)與病害耗損(罹病塊

根重量/採收直後重量  100%)，以百分比表 示。 二、 溫湯處理 本試驗亦以2009 年於農委會農業試驗所 嘉義農業試驗分所之甘藷試驗田採收的秋作 甘藷「台農57 號」為試驗材料，塊根採收清 洗後以不同水溫及浸泡時間進行溫湯處理， 水溫處理有45、50、55 及 60℃等 4 個等級， 浸泡時間則有5、10、15 及 20 min 等 4 個時 程，合計16 種處理。溫湯處理後鮮藷塊根再 置於15℃、6070% RH 之控溫室貯藏，每處 理各10 個塊根，共 160 個樣品，每個鮮藷塊 根於採收後以清水利用人工沖洗方式將附著 於塊根表皮上土壤洗淨，並避免造成新的傷 口，再逐一編號並秤重(採收直後重量)，於貯 藏 16 wk 後再分別秤其重量(貯藏後重量)及 病藷重量(罹病塊根重量)，調查鮮藷塊根失重 率(採收直後重量-貯藏後重量/採收直後重 量  100%)與病害耗損(罹病塊根重量/採收 直後重量  100%)，以百分比表示。 三、 不同甘藷品種與不同產地鮮藷貯藏 調查 1. 不同品種鮮藷貯藏耗損試驗 本試驗以2010 年於農委會農業試驗所嘉 義農業試驗分所之甘藷試驗田採收的秋作甘 藷「台農57 號」、「台農 66 號」及「台農 73 號」之鮮藷為材料，貯藏前處理分為塊根清 洗與不清洗兩種，清洗方式為以清水利用人 工沖洗方式將附著於塊根表皮上土壤洗淨， 並避免造成新的傷口，再逐一編號並秤重(採 收直後重量)，於貯藏 12 wk 後再分別秤其重 量(貯藏後重量)及病藷重量(罹病塊根重量)﹐ 調查鮮藷塊根失重率(採收直後重量-貯藏後 重量/採收直後重量  100%)與病害耗損(罹 病塊根重量/採收直後重量  100%)，以百分 比表示，貯藏條件為15℃、8085% RH。每 處理各 100 個鮮藷塊根，共 600 個樣品，再 調查鮮藷塊根失重率及病害耗損。 2. 不同產地鮮藷貯藏耗損試驗 本試驗以2012 年於農委會農業試驗所嘉 義農業試驗分所之甘藷試驗田採收的秋作甘 藷「台農57 號」及購自嘉南(水林、新化)產 區 鮮 藷 為 材 料 ， 各 產 區 自 二 個 不 同 田 區 取 樣。貯藏前先進行清洗與不清洗兩種處理， 清洗方式為以清水利用人工沖洗方式將附著 於塊根表皮上土壤洗淨，並避免造成新的傷 口，再逐一編號並秤重(採收直後重量)，於貯 藏 12 wk 後再分別秤其重量(貯藏後重量)及 病藷重量(罹病塊根重量)﹐調查鮮藷塊根失重 率(採收直後重量-貯藏後重量/採收直後重 量  100%)與病害耗損(罹病塊根重量/採收 直後重量  100%)，以百分比表示。貯藏條 件為15℃、9095% RH，每處理各 100 個鮮 藷塊根，即每個產區取樣200 個塊根，共 1,000 個樣品，再調查塊根失重率及病害耗損。

結果

一、 癒傷處理對甘藷貯藏期間鮮藷塊根 失重與病害耗損之調查 對照組(CK)於採收後直接置放於室溫環 境下，因調查期間於第1014 d 塊根均已發 芽，經12 wk 貯放後鮮藷塊根已完全無商品 價值，如Fig. 1 所示。因此不再進行耗損率 調查。塊根採收後不經癒傷處理，直接放入 15℃、6070％ RH 之控溫室處理，其鮮藷 表皮傷口很快褐化劣變(Fig. 2)，經 12 wk 貯 藏塊根失重率8.7%，病害耗損 11.1%。塊根 採收後經過32℃、90%RH、7 d 癒傷處理， 再移入15℃、90% RH 控溫室，其塊根表皮 受傷部位外觀維持較佳，但有催芽的情形， 經 12 wk 貯藏塊根失重率 7.6%，病害耗損 0%。塊根採收後經過 32℃、90%RH、7 d 進行 癒傷處理，再移入15℃、6070％RH 控溫室， 其表皮受傷部位外觀不如以高濕度貯藏效果 好，經12 wk 貯藏塊根失重率 10.7%，病害耗 損0 %。塊根於採收後置於室溫下 7 d，再移入 15℃、6070％ RH 控溫室貯藏，其移入控溫

Fig. 1. The sprouting of sweet potato in room temperature during storage for 10-14 days.

室後表皮受傷部位劣變，經12 wk 貯藏塊根 失重率7.5%，病害耗損 11.6% (Fig. 3)。 二、 溫湯處理對鮮藷塊根貯藏耗損之調 查 鮮藷塊根採收後經過55℃及 60℃水溫於 5、10、15、20 min 處理，皆都會立即對鮮藷 表皮造成傷害，而50℃水溫處理 15 及 20 min 亦會對表皮造成同樣傷害，塊根表皮品質因 熱傷害而劣變，因此不再進行貯藏耗損之調 查(Fig.4)。以 50℃浸泡 5 min 及 10 min 處理 及45℃浸泡 5、10、15 及 20 min 處理表皮外

觀維持較佳，置入15℃、6070% RH 之控溫

室經貯藏16 wk 後，其塊根失重率與病害耗

損結果分別為：溫湯處理50℃浸泡 5 min 之

Fig. 3. Changes in fresh weight of sweet potato (‘TNG 57’) with different postharvest treatment after storage. A: uncuring→storage (15℃ and 60-70% RH); B: curing (32℃, 90% RH and 7 d)→storage (15℃ and 90% RH); C: curing (32℃, 90% RH and 7 d)→storage(15℃ and 60-70% RH); D: curing (room temperature and 7 d)→storage (15℃ and 60-70% RH).

Fig. 4. Results of the hot water treatments (i.e., 45, 50, 55 and 60℃) on fresh sweet potato cultivar ‘TNG 57’. Treatment of hot water (50~60℃) on sweet potato leads to thermal injury.

塊根失重率6.7%、病害耗損 7.3%，溫湯處理 50℃浸泡 10 min 之塊根失重率 11.4%、病害 耗損18.3%，溫湯處理 45℃浸泡 5 min 之塊 根失重率6.1%、病害耗損 0%，溫湯處理 45 ℃浸泡 10 min 之塊根失重率 6.9%、病害耗 損0 %，溫湯處理 45℃浸泡 15 min 之塊根失 重率7.1%、病害耗損 0%，而溫湯處理 45℃ 浸泡20 min 之塊根失重率 7.8%、病害耗損 5.2%(Fig. 5)。 三、 不同甘藷品種與不同產地鮮藷貯藏 耗損調查 1. 不同品種鮮藷貯藏耗損試驗結果 鮮藷塊根在15℃、8085% RH 貯藏條件 下，貯藏前有經過清洗處理之「台農57 號」 失重率為 7.2%、病害耗損為 23.4%，「台農 66 號」失重率為 11.2%、病害耗損為 70.9%， 「台農 73 號」失重率為 6.3%、病害耗損為 37.6%。而未經清洗處理部分，「台農 57 號」 失重率為 6.3%、病害耗損為 24.0%，「台農 66 號」失重率為 10.7%、病害耗損為 83.6%， 「台農 73 號」失重率為 7.1%、病害耗損為 28.0%。試驗結果顯示，供試的甘藷品種以「台 農66 號」鮮藷塊根貯藏失重率最高，且貯藏 期間病害引起的耗損也最嚴重，「台農73 號」 鮮藷失重率較「台農57 號」低。又不同的甘 藷品種其貯藏期間鮮藷失重率與病害耗損存 在顯著差異，而塊根採收後經過清洗處理在 「台農 66 號」及「台農 73 號」品種有減少 貯藏病害耗損之效果，但「台農57 號」品種 之差異不明顯(Fig. 6)。 2. 不同產地鮮藷貯藏耗損試驗 試驗結果顯示，「台農 57 號」鮮藷塊根 在貯藏溫度為 15℃、9095% RH 及貯藏 12 wk 條件下，鮮藷因產區不同其貯藏耗損有不 同 趨 勢 。 取 自 新 化(Xinhua) 之 2 個 產 區 (Xinhua-1 及 Xinhua-2)之鮮藷貯藏病害耗損 最為嚴重，其次為取自水林(Shuilin)之 2 個 產區(Shuilin-1 及 Shuilin-2)之甘藷，而取自 嘉義農業試驗分所田區之鮮藷塊根貯藏耗損 較低。另塊根採收後清洗與不清洗處理，對 於不同產區之鮮藷塊根貯藏耗損無顯著差異 (Fig. 7)。

Fig. 5. Changes in fresh weight of sweet potato (TNG 57) with different hot water treatment after storage. A: 45

Fig. 6. Changes in fresh weights of different cultivars of sweet potato (‘TNG 57’, ‘TNG 66’ and ‘TNG 73’) with washing treatment after storage. A: unwashed sweet potato; B: washed sweet potato.

Fig. 7. Changes in fresh weight of sweet potato harvested from different production areas after storage. CAES: Chiayi Agricultural Experiment Station of Taiwan Agricultural Research Institute. A: unwashed sweet potato; B: washed sweet potato. 1 and 2: sweet potato harvested from different production areas.

討論

植物組織傷口癒合之目的通常有二，一 是防止水分過度散失，二是避免病原菌入侵 感染。甘藷採收後表皮傷口處的細胞會失水 乾燥，形成多層乾燥細胞，採收後第 3 天開 始傷口部位開始出現凹陷情形，推測可能是 因低相對濕度環境引起傷口部位皺縮造成。 癒傷處理之後在乾燥薄壁細胞層下方的細胞 表現出木質化，最後再形成具有多層細胞之 癒傷周皮層，依不同品種所形成的細胞厚度 亦有不同(Oirschot et al. 2006)。Walter and Schadel (1982)認為至少需達 4.2 層周皮細胞 的厚度，才具有防止塊根失水與防止病原菌 侵入的功能。在溫帶國家根莖作物採收後進 行癒傷處理在商業生產上已普遍應用，但在 熱帶國家則不然。非洲國家如東非，於一般 自 然 環 境 下 氣 溫 約 2425℃ ， 相 對濕 度 約 5060%，甘藷的儲架壽命非常短僅維持 12 wk，且品種間塊根水分散失比率達 830%， 差異頗大(Tomlins et al 2000)。本研究發現 「台農57 號」甘藷塊根採收後經癒傷處理(置 於32℃、90% RH 下維持 7 d)再移入控溫室 貯 藏 ， 對 藷 塊 表 皮 外 觀 的 維 持 有 較 好 的 效 果，且有降低貯藏病害耗損之趨勢，惟塊根 經過高溫高濕處理有產生催芽情形。類似研 究指出(Rees et al. 2008)，相對濕度會影響甘 藷塊根癒傷組織型態，且品種間存在顯著差 異，又貯藏期間甘藷乾物重與相對濕度呈負 相關。而經過高溫高濕癒傷處理之「台農 57 號」甘藷品種，其貯藏濕度條件以相對濕度 9095%優於 6070%，其失重率有較低的趨 勢。 臺灣氣候在3 月之年平均氣溫約 20℃、 最低平均溫約17℃、最高平均溫則約 26℃， 4 月份則分別約為 22℃、18℃、27℃，而單 日之日均溫達30℃的的天數亦不少，幾乎接 近於甘藷癒傷處理的溫度；相對濕度在 34 月間平均亦達 80%。然而，本文試驗未經高 溫高濕癒傷處理之塊根於採收後置於室溫下 7 d，而此時期環境之日溫 2530℃、夜溫 1520℃，白天中午最低濕度僅 40% RH、夜 間最高可達90% RH，隨後雖然移入 15℃、 6070% RH 控溫室貯藏，塊根表皮受傷部位 仍明顯有褐化的情形亦無降低貯藏病害耗損 效果。由此可知，未經癒傷處理之藷塊之儲 藏表現仍不及有經過癒傷處理者，如欲較長 時間儲存藷塊，建議在儲藏前施予必要癒傷 處理措施。高溫高濕的癒傷處理比直接置放 於室溫的癒傷處理及無癒傷處理(CK)的鮮藷 對病害耗損有改善效果，且高相對濕度的貯 藏環境有利於鮮藷貯藏品質的維持。 試驗結果另顯示，「台農 57 號」甘藷塊 根不耐高溫的溫湯處理，55 至 60℃處理對表 皮立即造成熱傷害，而 50℃長時間(15、20 min)處理及 45℃處理 20 min 亦會對表皮造 成熱傷害。45℃處理 5 至 15 min 對鮮藷失重 率無顯著影響卻有改善病害耗損之趨勢；惟 由 於 溫 湯 處 理 的 條 件 與 蔬 果 的 種 類 、 成 熟 度、生產季節氣候條件及病原菌種類、特性 與生理活性等有關，亦必須根據病原菌的致 死力與植體耐受性而調整，如何能在短時間 內殺死病原菌又不傷害藷塊，尚需要進一步 研究以找出最適條件。 鮮藷塊根其貯藏期間之病害耗損因不同 產區來源出現相當的耗損率差異，試驗結果 顯示「台農57 號」鮮藷來自新化產區之病害 耗損最為嚴重，其原因不明。一般認為甘藷 塊根病害之病原菌主要來自於田間土壤，可 於機械採收時經由傷口侵入塊根，或是生育 期間經由地上部枝蔓造成潛伏感染，在塊根 貯藏初期不易由外觀判斷。觀察出現的病害 包 括 Rhizopus 、 Phomopsis 、

Lasiodiplodia、Foot rot 及 Fusarium。當甘 藷以高溫高濕環境來減緩塊根水分散失與改 善表皮皺縮時，此一高溫高濕處理可能會助 長潛藏病原菌快速蔓延而造成病害耗損。因 此，欲降低甘藷塊根貯藏耗損，尤其是降低 病原菌對塊根的潛伏感染，根本之道仍須從 甘藷之田間栽培管理著手，包括採用健康種

Fig. 8. The good quality of fresh sweet of potato cultivar ‘TNG 57’ after 6 months storage at the conditions of 15℃ and 90% RH. 苗、使用乾淨的灌溉水源及田區排水良好等 同時注意避免病原菌隨水擴散。若發現病害 植株，需立即拔除焚毀，以免病原菌殘存感 染。在採收時，宜減少機械採收造成的塊根 損傷，並於貯藏前先進行分級，去除損傷及 受病蟲害危害之塊根。至於貯藏期間，鮮藷 塊根應經過清洗及癒傷處理，可有助於降低 病害引起之貯藏耗損，而利用高濕度貯藏環 境則有利於鮮藷塊根外觀維持(即延緩表皮 皺縮)。作者先前試驗結果顯示，表皮完好且 無病原菌感染之鮮藷塊根，在適當的環境下 貯藏6 個月仍可維持高的品質。

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