杜守宇 研究员 宁夏农业技术推广总站
2013年9月23日
收获的马铃薯块茎，既是有机营养物质的贮存器官，又是延续后代的繁殖器官。因此，对马铃薯块茎贮藏的目的主要是保证食用、加工和种用的品质。做为食用商品薯的贮藏应在贮藏期间减少有机营养物质的消耗，避免食味变劣，要使块茎经常保持新鲜状态；工业加工用的马铃薯应防止淀粉转化成糖；做为种用的马铃薯，应使之保持优良健康的种用品质以利繁殖和增产。对在田间收获后和由田间运回的马铃薯块茎，应根据用途的不同，要采用科学的方法进行贮藏管理。贮藏期间实行科学管理的任务是：防止块茎腐烂、发芽和病害的蔓延，以保持马铃薯的商品与种用品质；大力降低贮藏期间的自然损耗。
马铃薯块茎在贮藏期间要求有一定的温度、湿度和空气。如果这些因素在贮藏期调节不当，不仅会造成腐烂与损耗率的增加，而且还会引起它的生理状态与化学成分的不良变化。
1、块茎在贮藏期间的三个生理阶段
马铃薯块茎在贮藏期间，要经过后熟期、休眠期与萌芽期三个生理阶段：
（1）后熟期（10-11月中旬） 收获后的马铃薯在生理上还有一个后熟期，一般处在贮藏初期，即马铃薯块茎表皮尚未充分木栓化，含水量高，块茎内的水分要迅速地被蒸发出去。以及由于旺盛的呼吸，外界温度高，块茎呼吸旺盛放热量多，湿度大受伤薯块的伤口尚未愈合，如通风不良，窖温过高，极易被病菌感染，使块茎大量腐烂和发生黑心现象。使块茎的重量急剧地减轻，经15-30天的后熟作用使其表皮充分木栓化，随之蒸发强度和呼吸强度逐渐减弱，而转入休眠状态。
（2）休眠期 块茎芽眼中的幼芽处于相对静止不萌发的状态叫做休眠。休眠期的长短因品种不同而异，一般休眠期为2-4个月，休眠期短的如丰收白品种大约为两个月左右，长的如男爵等品种达5个月以上。一般来说早熟品种休眠期短，容易打破，晚熟品种休眠期长难于打破。作短期贮藏时，应选择休眠期短的早熟品种；作长期贮藏，应选择休眠期长的晚熟品种。同一品种成熟度不同，休眠期长短不同。同一个品种，春播秋收的块茎休眠期较短，而夏播秋收的块茎休眠期较长，且块茎的休眠期将随着夏播时期的推迟而延长。而幼嫩块茎比成熟块茎休眠期长。因此，作长期贮藏的马铃薯应适期晚播或早收，选用幼嫩块茎贮藏。休眠期有两种状况。
自然休眠期① 马铃薯块茎处于能够发芽的条件下，由于它生理上的关系而不萌动发芽，称之为自然休眠，它所处的这个阶段叫自然休眠期。
②被迫休眠期 马铃薯块茎的休眠期已过，但由于外界环境条件不利于芽的萌动和生长，仍继续处于休眠状态，叫做被迫休眠，它所处的这个阶段叫被迫休眠期。
马铃薯块茎在自然休眠期内不发芽，是与它的生物学特性有关，相反地，在被迫休眠期内，则主要是环境条件不利于萌发继续处于休眠状态。因此，马铃薯块茎在通过自然休眠后能否发芽，则取决于是否有适宜的外界条件。人为的控制好温度等外界条件，可以按人的需要促进其迅速地通过休眠期，也可延长被迫休眠。
（3）萌芽期 马铃薯通过休眠以后，在适宜的条件下芽眼内的幼芽就开始萌动生长，这是马铃薯发育的持续和生长过程的开始。在这一时期，马铃薯块茎重量的减轻程度与萌芽程序成正比。
2、马铃薯在贮藏期间的生理与化学变化
马铃薯块茎中干物质的含量约占17-26%，水的含量约占75%左右。在干物质中所含的化学成分主要是：无氮浸出物、含氮物、维生素、酶和灰分等。无氮浸出物约占干物质的80-85%，无氮浸出物中淀粉占80-85%，戊醣占3-4%，糖分占1.3-1.51%，有机酸及盐类相当于0.5-1.0%，因此主要成分是淀粉。淀粉多分布在维管束环附近，一般是皮层的含量较髓部为多，块茎的基部组织比顶部含量多，约多2-3%，顶端中心部分最少。这种分布状况是很规律的。
马铃薯所含的糖分主要是葡萄糖、果糖和蔗糖。此外，在茄素和核蛋白类等生物碱中还含有微量的半乳糖、鼠李糖和胞核糖。糖在块茎中分布的状况是外层和内层是相等的，但外层蔗糖较多，而中央部分单糖较多；脐部的糖分较顶部的糖分为多。糖的主要功用可使人产生力气给人以热量维持体温。
马铃薯中的含氮物质包括蛋白质和非蛋白质两类，蛋白质约占含氮物质的40-70%，其中最主要的一种蛋白质是球蛋白，在蛋白质中还含有很多种游离状态的氨基酸，它对人体及家畜具有很高的营养价值。在非蛋白质的含氮物质中也含有各种氨基酸，但必须和等量的蛋白质配合使用，才能发挥它对动物体的营养效果。从马铃薯中分离出来的蛋白质，其营养价值和小麦、燕麦及荞麦甚至牛肉的蛋白质相等，远远超过玉米及黑麦等作物的蛋白质。马铃薯中的蛋白质，几乎全部是在生长前期合成，而非蛋白质的含氮物质是在生长后期所积累，因此幼嫩的块茎中蛋白质的含量较高，而在老熟的块茎中含量较低。蛋白质和其它含氮物质在块茎中的分布是不均衡的，它与淀粉的分布状况恰恰相反，在块茎的最外层和中央髓部含量较多，在维管束环附近的地方，氮的含量最少。
马铃薯中酶的种类有淀粉酶、蛋白酶及氧化还原酶等，这些酶是细胞内物质转化过程的生物接触剂。例如淀粉形成和分解是在磷酸酶的参与下进行的；氮化还原酶则参与了块茎的呼吸作用；淀粉酶只在块茎萌发期间起加速淀粉分解的作用，只有在萌芽期间才有淀粉酶。
在块茎中还含有各种维生素，维生素在人的营养中起着非常重要的作用，尽管人们吃足了脂肪和蛋白质，如其中缺乏维生素时，就会使机体产生严重的失调。在马铃薯中含有多种维生素，如水溶性的硫胺素（维生素B1）、核黄素（维生素B2）、尼克酸（维生素PP、亦称烟草酸）、抗坏血酸（维生素C）和脂溶性的胡萝卜素（维生素A）以及吡哆醇、泛酸、生物素、凝血维生素及叶酸等，其中以抗坏血酸为最丰富。马铃薯是人们食物中抗坏血酸的重要来源之一，如果每天每人食用500克马铃薯，即可满足一昼夜抗坏血酸的全部需要量。
马铃薯块茎中所含的各种无机元素，统称之为灰分，它占块茎所含干物质中的2.21～7.48%，平均为4.36%。在它所含的灰分中以钾为最多，占灰分总量的67-70%，人体中细胞的水分、渗透性、敏感性、伸缩性、分泌与排泄等作用，都与钾元素有密切关系。其次是磷，它居马铃薯灰分的第二位，占灰分总量的7-10%，它是构成人体骨胳和牙齿的主要成分，还可保持人体内酸碱度的平衡。此外在灰分中还含灰镁、钙、氯、硅、硫、铁以及微量的硼、锰、锌等。马铃薯块茎中的灰分呈强碱性，为一般蔬菜所不及，对于平衡食物的酸碱度与保持人体血液中和，具有显著效果。
马铃薯块茎在贮藏过程中，它的化学成分在不断地发生变化。表现：
一是水分易蒸发。由于薯块的表皮薄，细胞体大，间隙多，原生质的持水力较弱，水分容易蒸发。细胞的膨胀降低，引起薯块组织萎焉。
二是化学成分的变化是与马铃薯块茎的呼吸作用有密切关系，因呼吸作用要消耗积累的营养物质，应尽量控制呼吸。如淀粉转化成糖，糖再合成淀粉等。马铃薯在贮藏期间的呼吸强度，是受温度、湿度、光线等各种因素影响，这是在贮藏马铃薯时必须考虑的因素。一般的规律是温度高时呼吸作用增强，温度低时呼吸作用减弱。但也不完全如此，如当温度从5℃或3℃降到0℃时呼吸强度重新略有增加，当温度再降低时，呼吸强度又减弱，如将马铃薯块茎从冷处搬到热处时，由于温度的急剧变化和增高，也会刺激呼吸作用的增强；空气湿度增加，或在光线的照射下，呼吸作用也会增强；此外块茎受机械损伤后，也能刺激呼吸作用的增强。品种不同块茎的呼吸强度也不一样，早熟品种呼吸强度大不耐贮藏，中晚熟品种，呼吸强度小，较耐贮藏。
马铃薯块茎中同时进行着淀粉与糖的相互转化和呼吸过程，但三个过程进行的速度不一样，从而使块茎中淀粉与糖的比例发生变化。如温度在2-5℃以上，随着温度的升高，糖合成淀粉较淀粉分解成糖快，同时糖分因呼吸而消耗也快。因此在较高温度块茎淀粉含量较高。在5℃以下淀粉分解成糖快于糖合成淀粉，同时糖分因呼吸而消耗也慢。因此在较低温度块茎积累糖分较多，使块茎带甜味。然而，马铃薯经过长期贮藏以后，随着贮藏期的延长，它的淀粉含量毕竟会逐渐减少。休眠期间减少速度很慢，通过休眠后随着芽条的萌发生长速度增大，约比前期快4-5倍。经试验贮藏过200天的马铃薯其淀粉含量一般平均可损失7.9%；如果块茎腐烂和发了芽，则淀粉的消耗可增加占其含量的12.5%。
三是块茎还原糖变化：马铃薯块茎在低温下贮藏时还原糖增加，因此加工前必须将低温贮藏的块茎放在10℃以上进行一段时间的 “回暖”，让体内的部分还原糖逆转为淀粉或通过呼吸代谢消耗掉。处于休眠状态还原糖含量低，随着休眠逐渐觉醒含量逐渐增加，当萌芽开始生长后，又开始减少。
表1 块茎贮藏期间淀粉和还原糖含量的变化
测定日期 (月.日) | 贮藏时期 | 淀粉含量 （%） | 日增减率 （mg/d） | 还原糖含量（%） | 日增减率（mg/d） |
1.5 | 休眠 | 17.87 | 1.83 | ||
3.1 | 休眠末期 | 17.57 | -6.96 | 2.31 | +11.8 |
3.22 | 休眠觉醒 | 17.44 | -6.19 | 4.53 | +105.71 |
4.30 | 芽期 | 16.56 | -22.00 | 1.96 | -64.25 |
高温回降效应:块茎从冷凉处转移到暖和处贮藏时， 出现糖分减少而淀粉增加的现象。
表2 块茎贮藏期间还原糖高温回降（FW%）
温度 天数 | 7℃ | 18℃ | 23℃） | 28℃ |
0 | 6.75 | 6.75 | 6.75 | 6.75 |
7 | 8.15 | 8.96 | 6.33 | 6.83 |
21 | 6.76 | 5.71 | 5.07 | 3.57 |
28 | 9.83 | 5.99 | 3.76 | 3.56 |
35 | 6.66 | 4.99 | 2.67 | 3.81 |
四是块茎中抗坏血酸的含量，在贮藏期间也有很大的变化，一般是新收获的块茎含量较高，就普遍的品种来说，贮藏开始时的含量为20-25%（毫克），随着贮藏时间的延长逐渐降低，在贮藏前期的降低速度比贮藏后期的降低速度要快，经过2-3个月贮藏的块茎，其含量可降低到为原含量50%；经过5-6个月的贮藏的块茎会降到原含量的40%。但在块茎发芽期间，由于物质代谢作用的加强，抗坏血酸的含量又会有所增加，不同品种在贮藏开始时抗坏血酸的含量是不同的，但经长期贮藏至贮藏后期时其含量就没有明显的差别了。
五是马铃薯块茎在贮藏期间，茄素（亦称龙葵素）的含量，常因贮藏条件等多种因素的影响而增加，尤其在萌发期当生长出幼芽时它的含量显著增高，据资料介绍当幼芽长到1.5厘米时，茄素的含量达到了最大限度。此外机械损伤和日光照射，都会使茄素含量增加，常使块茎表皮呈绿色，在贮藏期要对食用的商品薯严禁见光照射，以免影响它的食用品质。而对种薯在贮藏前有晒种的，可防各种病菌的侵染。
3、马铃薯块茎在贮藏期间的损耗
马铃薯在贮藏期间的损耗，从我国各地的实际情况来看是比较高。据宁夏西吉马铃薯研究所，2001-2004年调查：在传统式土窖贮藏为主的情况下，马铃薯在贮藏期间因失水、长芽、淀粉转化及病害发生等原因造成15-30%的损失率，严重年份达40%，全县每年损失马铃薯约8万吨，直接损失达2000万元。据黑龙江农科院、克山农科所1961年在黑龙江省绥化县城郊乡工农大队的调查，平均损耗14.17%。
表3 1961年绥化城郊马铃薯贮藏损耗率调查
调查地 | 入窖量（千克） | 出窖量（千克） | 损耗（%） | 备注 |
工农大队二队 | 59685 | 47185 | 20.0 | 伤热生芽子 |
工农大队三队 | 40605 | 34285 | 15.5 | 伤热生芽子 |
工农大队五队 | 46550 | 40510 | 12.9 | 伤热生芽子 |
工农大队一队 | 33900 | 33150 | 2.2 | 入窖前选薯，未生芽 |
180740 | 155130 | 14.17 |
根据当时调查造成损耗率高的主要原因是伤热生芽，其次是病烂和受冻。就其严重性来讲，如果窖内遭受冻害，则有全窖烂掉的危险。因此认真地研究损耗的原因，加强贮藏期间的管理技术，是贮藏期间的重要任务之一。
决定贮藏期损耗的因素是多方面的，如马铃薯在贮藏期间的呼吸作用和水分蒸发情况；在田间是否生长的良好或感染各种病害以及在装运时的健康状况；收获时的成熟程度；块茎的休眠期是否早期破坏；贮藏前的预措处理方法；贮藏期间的长短；贮藏状况好坏，以及贮藏期间感病的有无等。
马铃薯块茎的呼吸作用和水分蒸发是引起重量损耗的基本因素，这种损耗其中大部分是因水分蒸发引起的，小部分是由于呼吸作用造成的。当马铃薯贮藏在正常的温湿条件（温度为1-3℃，空气相对湿度为80-93%）下，蒸发的水分要比呼吸作用所消耗的干物质大10倍以上。当温度升高时，这种状况就要变成相反的情况，即由于呼吸所消耗的干物质大于水分的蒸发量。
马铃薯遭受不同的机械损伤也是造成损耗增大的原因之一。由于薯皮碰伤，会引起呼吸作用的加强，大量的干物质和水分就会消耗和蒸发。在收获后和入窖前促进马铃薯外皮迅速地木栓化和各种机械伤口的愈合，能有效地减少重量的损耗。温度增高时会加速木栓化的进行，所以在马铃薯收获后的2-3周内，在贮藏窖中维持较高的温度，即一般在10℃左右是对块茎表皮木栓化和伤口愈合有益的。
马铃薯在贮藏期间，由于病害的侵染会造成严重的损失，因病菌侵入块茎以后，呼吸作用加强，细胞组织软化腐烂，严重者致使块茎既不能做商品食用，也不能做种，则成为废品。
在贮藏期间块茎重量的损耗一般分为自然损耗和废品两类。自然损耗是因马铃薯不断地进行呼吸和蒸发而引起的水分和干物质的损失。无论用任何方法贮藏，马铃薯块茎都不可避免地发生这种损耗，但是合理地调节马铃薯的贮藏条件，可使自然损耗降到最低限度。废品则常是由于腐烂病、异常的温度，空气中氧的缺乏和光照等原因产生的块茎受冻、失水、窖息、变绿等严重损害，以致失掉了食用和种用价值。要消灭或减少废品的发生，就必须在贮藏期间严防块茎受腐烂病感染和异常温度，过度潮湿、光线照射和空气不足等的影响。