專利名稱：：使用多種試劑的組合來增強馬鈴薯塊莖發芽抑制劑的制作方法
技術領域：
：本發明通常涉及將α，β-不飽和脂肪醛和酮、C3至C14脂肪醛和酮、C3至C7飽和和不飽和的脂肪族伯醇和仲醇與傳統的發芽抑制劑組合使用以便抑制馬鈴薯塊莖的發芽，從而降低施用的傳統抑制劑的量。
背景技術：
：在采收之后，馬鈴薯塊莖經歷天然的冬眠期，其發芽生長在此期間被內在的激素抑制。當塊莖從冬眠中蘇醒并開始發芽時，呼吸增加，淀粉分解代謝成糖，于是重量損失增力口。結果降低了用于新鮮和加工市場的塊莖品質。因此，通過化學或物理方法抑制發芽可保持品質并延長儲存期間。在美國注冊用于馬鈴薯的發芽抑制劑包括CIPC(也稱為氯苯胺靈，SproutNip等)、馬來酰肼(]\^)、0麗(也稱為二甲基萘，！，48丨(]]41^:、l，4SEED_'I，4SHIP:)、DIPN(二異丙基萘,Amplify)、以及丁香油(Biox-C;SproutTorch)。除了采收前施用的用于促進植物生長的MH之外，當塊莖在儲料倉中時，所有抑制劑均在采收后施用。CIPC是最有效、最廣泛使用的馬鈴薯發芽抑制劑。該化學試劑通常作為熱氣霧劑煙霧在創傷愈合之后、并在發芽之前被施用于馬鈴薯儲存。在太平洋西北部中，這通常在冬眠結束前的11月或12月進行。該化學劑以Ilb氯苯胺靈/600cwt的推薦比率被霧化入儲藏庫內。I加侖的CIPC氣霧劑級將處理4200cwt(210噸)的馬鈴薯。CIPC可抑制發芽，并通過兩次施用將臺式儲存(table-stock)及加工馬鈴薯的儲存壽命延長到高達I年。CIPC是有效的發芽抑制劑，其已在馬鈴薯工業中使用了約40年，并且EPA將其作為E組化學劑(非致癌性的)。CIPC最初在1962年在美國注冊為采收前以及采收后除草齊U，并且EPA為馬鈴薯塊莖設定了殘留限制。盡管其具有安全性記錄，但今天的趨勢是降低農業中合成殺蟲劑的使用，以便降低在世界食品供給中的殘留物。該化學劑正被EPA頻繁地抽查驗證，這是因為其在普通美國人飲食中被發現的三種殺蟲劑中具有最高濃度，并且在美國馬鈴薯中發現的總的合成殘留物中的含量超過90%(Gartrell等，1986)。在2008年7月，環境保護處(EPA)將馬鈴薯上的殘留物水平從50ppm降低到30ppm。在許多歐洲國家，馬鈴薯中的殘留物水平被設定在IOppm處。該化學劑作為發芽抑制劑對馬鈴薯工業的經濟重要性被如下事實顯明:其在許多國家中占據發芽抑制處理的主要部分，并且注冊人在CIPC的再注冊中投入了相當大的資源。雖然其他潛在的發芽抑制劑已經被確認(比如芳香醛和醇、菜籽油的甲基酯、香芹酮、茉莉酮酸酯、留蘭香和薄荷油)，但沒有一個顯示出如CIPC那樣的有效。一直需要提供安全且有效的可選的發芽抑制劑，尤其是天然化合物的發芽抑制劑，其不會對環境產生威脅或者不會對人類及其他物種產生威脅。L4SIGII'I(94.7%DMN=1，4_二甲基荼)是也注冊用于發芽控制的一種天然化學劑，但其趨于具有比CIPC更低的有效性。DMN可在馬鈴薯中天然產生。其比CIPC更易揮發，從而比CIPC更迅速地從塊莖中逸出。DMN需要多次施用，以便保持長季節的發芽抑制。DMN可被蒸發并作為氣霧劑被用于批量儲存中。其在塊莖被放入儲藏室后可隨時施用，但通常在發芽可能開始增加時的秋季之后或初冬被施用。DMN被注冊成以libDMN/500cwt的比率(以馬鈴薯重量為基準，20ppm的DMN)施用。因為需要多次施用DMN以實現延長的發芽抑制，故使用DMN比使用CIPC更昂貴。其他的天然揮發性發芽抑制劑已經被確認。香芹酮(衍生自香菜籽)在荷蘭是市售的用于馬鈴薯的抑制劑(Hartmans等，1995)。如下美國專利描述了各種化合物用于抑制馬鈴薯芽形成的用途:美國專利N0.5，436，226(Lulai等，1995年7月25日)描述了茉莉酮酸酯的使用；美國專利N0.5，635，452(Lulai等，1997年)描述了芳香酸的使用；美國專利No6，855，669(Knowles，2005年)描述了α,β-不飽和醛和酮的使用；美國專利N0.5，580,596(Winkelmann等，1996年12月3日)描述了單獨或組合使用菜籽油和某些長鏈醇；美國專利N0.5，139，562(Vaughn等，1992年8月16日)描述了揮發性單萜(例如，來自桉樹、薄荷、留蘭香等)的使用，美國專利N0.5，129，951(Vaughn等，1992年7月14曰)描述了芳香醛和酮的使用。此外，Vokou等(1993年)已經證明來自多數香草(比如鼠尾草和迷迭香)的精油在馬鈴薯中具有發芽抑制活性。盡管這些不同的化合物都是有希望的，但CIPC迄今仍為最有效的發芽抑制劑，但馬鈴薯上化學殘留物的存在卻是全球關注的問題。因此，作為完全替代CIPC的另一選擇，降低CIPC的施用量將是有益的，但這將導致較差或不穩定的發芽控制。在美國專利US5，622，912中，通過與DIPN或DMN組合來降低CIPC殘留的方法被描述。支持性的數據表明，與緊接著儲存期單獨使用14ppm或22ppm的CIPC相比，將14ppm施用量的CIPC與56ppm的DMN或DIPN組合可得到更大百分比的適于銷售的塊莖。
發明內容本發明提供組合物及方法，其允許使用更低含量的傳統發芽抑制劑，同時保持相同水平或提高水平的發芽抑制。該方法涉及抑制劑的組合使用，該組合中的至少一個組分為:C3至C14α，β-不飽和脂肪醛或酮、C3至C14飽和脂肪醛或酮、或者C3至C7飽和或不飽和脂肪伯醇或仲醇，該組合中的另一組分為傳統的發芽抑制劑。根據本發明，α,β-不飽和及飽和羰基化合物以及飽和及不飽和伯醇和仲醇與施用率降低的傳統抑制劑比如CIPC組合使用以便實現長期的馬鈴薯發芽控制。初期研究顯示，出乎意料地，與單獨使用任一種化合物相比，使用反式-2-壬烯醛之后使用CIPC可提供更長期的發芽控制。因此，本發明提供用于抑制馬鈴薯塊莖發芽的方法，如果一種以上本發明公開的發芽抑制劑化合物以各種類型的混合物被使用、或者與傳統抑制劑順序施用，那么該方法利用了更低劑量的傳統抑制劑(比如CIPC)。圖1所示為3-壬烯-2-酮(3Ν2)與2_壬酮的各種組合對黃褐色伯班克塊莖(RussetBurbanktubers)發芽的影響。化合物如實施例1中所述的那樣被施用。塊莖被處理24小時，從處理室中移出，接著在22°C處放置以便發芽3周。將芽鮮重表述為占對照(未處理)的百分比，對照為100%發芽。圖2A和2B為T2N和CIPC的組合處理。圖2A為使用CIPC、反式-2-壬醛、或者順序使用反式-2-壬醛和CIPC處理的黃褐色伯班克塊莖中的發芽生長；馬鈴薯芽在顯示時間點處的鮮重(g/塊莖)。CIPC為20mg/kg；T2N為0.75mmol/kg;圖2B為塊莖的圖像。具體實施例方式本發明提供兩類試劑的組合來抑制(例如防止、阻止、減慢、倒退或附加的干擾)馬鈴薯塊莖的發芽。第一類試劑包括I)C3至C14脂肪醛或酮；和/或2)C3至C7脂肪族飽和或不飽和伯醇和仲醇；和/或3)03至(:140，β-不飽和醛或酮中的一種以上。第二類試劑包括已知的傳統發芽抑制劑。這兩類試劑的組合使用允許使用更低含量的傳統抑制劑，同時基本實現相同或提高水平的發芽抑制。合適的C3至C14α，β-不飽和醛和酮在美國專利US6，855，669中被描述，通過引用將其全部內容結合于此。合適的C3至C14脂肪醛和酮以及C3至C7脂肪族飽和或不飽和伯醇和仲醇(其為C3至C14ci，β-不飽和醛和酮的代謝物)在美國臨時專利申請US12/186，861中被描述(作為US2009-0062126公開，通過引用將其全部內容結合于此)并且詳述如下。該代謝物可作為“初始組分”直接施用于馬鈴薯塊莖，或者作為施用C3至C14α，β-不飽和醛和酮母化合物的結果而被間接地施用于塊莖，該代謝物作為分解產物出現在塊莖上。第一類試劑在此可簡稱為比如“此處所述的化合物”、“此處所述的發芽抑制劑”，或者簡稱為“第一”試劑、抑制劑、化合物等。第二類試劑可簡稱為例如“已知的”或“傳統的”或“另外的”抑制劑，或者簡稱為“第二”試劑、抑制劑、化合物等。第一抑制劑的化學結構和特性不同于第二傳統抑制劑的化學結構和特性。可用于實施本發明的傳統抑制劑包括但不限于氯苯胺靈(CIPC)、二甲基萘(DMN)、二異丙基萘(DIPN)、香芹酮、丁香油、薄荷油或其他精油、乙烯氣體等。本發明的試劑與傳統試劑的一些組合的例子包括但不限于:反式-2-壬烯醛加CIPC、2-壬酮加MH、3-癸烯-2-酮加CIPC、3-癸烯-2-酮加DMN、2-癸酮加DIPN、3-癸烯-2-酮加丁香油、3-壬烯-2-酮加CIPC等。施用兩類抑制劑的方法也被提供。這種方法通常在塊莖采收之后即在儲存期間進行，雖然并不總是需要如此。在一些實施方式中，馬來酰肼(MH)也被使用，雖然其不是作為混合物的組分。恰當地，MH可在預采收前使用以及在此處所述的一種以上化合物的采收后施用之前使用，或者在此處所述的兩種抑制劑的混合物施用之前使用。換句話說，MH可在涉及順序施用抑制劑的方法中使用，但不可在比如單槽混合物中使用。使用抑制劑的組合來處理塊莖可通過本領域技術人員已知的任何合適方法進行。例如，此處所述的至少一種發芽抑制劑和至少一種傳統抑制劑可被混合成單一組合物用于釋放于塊莖。然后這兩種抑制劑被同時施用，比如作為單槽混合物。在該實施方式中，例如，此處所述的發芽抑制劑與CIPC、DMN、DIPN、香芹酮、薄荷、丁香、各種精油(但不是馬來酰肼)中的一種以上在施用之前以約1%至約99%的比率被合并。本發明的發芽抑制劑的劑型包括但不限于:1)“施用混合物”，其通過在施用前合并兩種以上抑制劑(比如兩種以上市售產品)而制得；該實施方式可以是在施用時當場即在使用前馬上或立刻制成的臨時的、短壽命的混合物；以及2)“施用前混合物”，其是被特定地配制成包含兩種(或以上)抑制劑(比如CIPC+3D2)并且可作為一種現貨供應(off-the-shelf)產品被購買的市售產品。可選地，兩類抑制劑的單獨制品被使用，并且每類抑制劑被分別施用于塊莖(單獨施用)。塊莖暴露于單獨抑制劑制品可通過如下方式同時或基本同時地進行:例如通過從兩個以上發生源(例如冷電或熱電、內部燃燒或燃燒氣體)中同時噴霧；通過直接噴霧；或通過噴霧或濕化系統或其他市售施用系統；或經由槽混合，從多個或單獨的注射系統中共噴射入同一施用器或施用系統等。在一些實施方式中，施用并不嚴格同時，但其基本如此，例如一種抑制劑被施用，然后第二抑制劑在其后立即施用，或者實際上盡可能快地或便利地施用。在該實施方式中，施用之間的時間間隔是最小的，例如分鐘或小時的數級，或至多幾天。因此，塊莖對兩種抑制劑的暴露至少重疊一部分暴露期，通常為重疊大部分的暴露期。可選地，兩種不同抑制劑的施用可以順序進行，例如，施用一種抑制劑，允許經過時間間隔，然后施用第二種抑制劑。典型地，單獨施用的時間間隔一周或幾周，或甚至幾個月(例如1-3個月)。在一些實施方式中，施用被設計成使得第二次施用近似在第一次施用的效果逐漸減弱時(即芽開始出現在塊莖上時)進行。可選地，當一種抑制劑的效果的可能持續時間已經為已知時，第二種抑制劑的施用可以被安排在發芽實際開始前的時刻進行，例如基于以往的經驗，在發芽可能發生的日期之前幾天或幾周的時刻進行。在順序施用的一些實施方式中，首先施用傳統抑制劑，然后施用此處所述的抑制劑。該策略的優點包括:到儲存結束時，幾乎沒有任何傳統抑制劑殘留物存在。第一類試劑包括數種天然產品，并且相對是無毒的。因此，即使保留了殘留的第一類抑制劑，塊莖的處理和消費也是安全的。然而，施用的順序可以倒置，即首先施用此處所述的抑制劑，接著施用傳統抑制劑。在任一情況中，兩種不同類別抑制劑的使用可有利地允許使用更低量的傳統抑制劑。通常，抑制劑總共進行兩次施用。例舉的實施方式是，將在采收后的馬鈴薯轉入儲存之后，使用熱霧系統以較低速率(例如5-8ppm)在幾周(比如2-8周)內施用傳統抑制劑比如CIPC。在約30-45天的時間間隔之后，也使用熱霧系統施用此處所述的試劑。然而，也包含這兩類發芽抑制劑的一種或兩類的重復施用，例如，可施用傳統抑制劑，接著施用本發明的至少一種抑制劑，然后進行一次以上本發明的至少一種抑制劑的額外施用等。在本發明的所有實施方式中，組合中的第一組分和組合中的第二組分包含至少一種試劑，并且可包含超過一種的試劑。換句話說，“第一試劑”的混合物可作為組合中的第一組分被施用，“第二試劑”的混合物可作為第二組分被施用。如果使用兩類抑制劑中的多個抑制劑，那么該多個抑制劑可作為單一制品施用、或作為單獨的制品分別施用。根據本發明，當使用此處所述的試劑的組合時，獲得相同或基本相同水平的發芽抑制(或者甚至更高水平的發芽抑制)的傳統抑制劑的量會低于其他方式所要求的量。例如，單獨使用時通常施用的CIPC的量為每千克馬鈴薯塊莖約16至約20-22mg的CIPC。然而，通過使用本發明的方法，以及將CIPC的使用與一種以上此處所述的發芽抑制劑的使用相組合，(例如當使用CIPC和T2N的組合時)，CIPC的量可以降低到約l_14mg/kg的水平，同時實現必要的相同水平(或者甚至更高水平)的發芽抑制。例如，用于這種組合的此處所述的反式-2-壬烯醛或3-癸烯-2-酮或其他發芽抑制劑的量通常為約0.1至約3mmol每kg的塊莖。在此處所述的所有實施方式中，還可使用額外的可提高或幫助試劑在馬鈴薯塊莖表面上施用和沉積的表面活性劑或佐劑。在本發明的一些實施方式中，組合抑制劑的效果是附加的。可選地，使用抑制劑組合的效果可以是經典意義上的協同效果，并且該效果不是附加的，即施用抑制劑組合的結果導致發芽生長的降低(或者轉換表述為抑制發芽形成的增加)大于抑制劑分別使用時觀察到的降低的總和。通常，發芽抑制的增加至少大于基于發芽抑制的已知水平所預測或期望的約5%-100%(或者更大)，該發芽抑制的已知水平在抑制劑分別使用時被觀察到。在一些實施方式中，兩種試劑被使用，但該發明也包含使用三種以上(比如4種、5種、6種、7種、8種、9種、10種或以上)抑制劑。在一些實施方式中，第一抑制劑是α，β-不飽和脂肪醛或α，β-不飽和脂肪酮以及其可抑制馬鈴薯塊莖(從中形成發芽)的代謝分解產物。代謝分解產物包括C3至C14飽和脂肪醛、C3至C14飽和脂肪酮、C3至C7飽和或不飽和脂肪伯醇，以及C3至C7飽和或不飽和脂肪仲醇。在其他實施方式中，分解產物本身被用作第一試劑。可用于實施本發明的C3至C14脂肪醛通常具有如下化學式。權利要求1.用于抑制馬鈴薯塊莖發芽的組合物，其包括:第一發芽抑制劑，其包含:一種以上α，β-不飽和脂肪醛；一種以上α，β_不飽和脂肪酮；一種以上C3至C14飽和脂肪醛；一種以上C3至C14飽和脂肪酮；一種以上C3至C7飽和或不飽和脂肪伯醇；或一種以上C3至C7飽和或不飽和脂肪仲醇；以及第二發芽抑制劑，其中所述第二發芽抑制劑不是α，β-不飽和脂肪醛、α,β-不飽和脂肪酮、C3至C14飽和脂肪醛、C3至C14飽和脂肪酮、C3至C7飽和或不飽和脂肪伯醇、或C3至C7飽和或不飽和脂肪仲醇。2.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述第二發芽抑制劑選自于由氯苯胺靈(CIPC)、二甲基萘(DMN)、二異丙基萘(DIPN)薄荷油、香芹酮和丁香油所構成的組。3.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述第一發芽抑制劑為壬醛或癸醛，所述第二發芽抑制劑為CIPC。4.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物呈選自于施用混合物和施用前混合物所構成的組的形式。5.用于抑制馬鈴薯塊莖發芽的方法，其包括將所述馬鈴薯塊莖暴露于第一發芽抑制劑和第二發芽抑制劑的組合的步驟，其中所述第一發芽抑制劑包含:一種以上α，β-不飽和脂肪醛；一種以上α，β_不飽和脂肪酮；一種以上C3至C14飽和脂肪醛；一種以上C3至C14飽和脂肪酮；一種以上C3至C7飽和或不飽和脂肪伯醇；或一種以上C3至C7飽和或不飽和脂肪仲醇；以及所述第二發芽抑制劑不是α，β-不飽和脂肪醛、α，β-不飽和脂肪酮、C3至C14飽和脂肪醛、C3至C14飽和脂肪酮、C3至C7飽和或不飽和脂肪伯醇、或C3至C7飽和或不飽和脂肪仲醇。6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一發芽抑制劑包含壬醛和2-壬酮或癸醛或癸酮中的一種或兩利，并且所述第二發芽抑制劑為CIPC。7.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述暴露步驟包括施用所述第一發芽抑制劑的步驟和施用第二發芽抑制劑的步驟。8.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述施用第二發芽抑制劑的步驟在所述施用第一發芽抑制劑的步驟之前發生。9.如權利要求6所述的方法，其特征在于，每千克馬鈴薯塊莖上施用小于16mg的CIPC氣霧劑。10.如權利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一發芽抑制劑包含一種以上α，β-不飽和脂肪醛或一種以上α，β-不飽和脂肪酮，并且所述施用第一發芽抑制劑的步驟導致形成所述第一發芽抑制劑的代謝分解產物，并且使得所述馬鈴薯塊莖暴露于所述代謝分解產物。11.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二發芽抑制劑選自于由氯苯胺靈(CIPC)、二甲基萘(DMN)、二異丙基萘(DIPN)薄荷油、香芹酮和丁香油所構成的組。12.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在采收之前和在所述暴露步驟之前將馬來酰肼(MH)施用于所述馬鈴薯塊莖的步驟。全文摘要本發明提供了用于抑制馬鈴薯塊莖發芽的組合物及方法。所述組合物包含1)α，β-不飽和脂肪醛和酮、C3至C14脂肪醛和酮、和/或C3至C7飽和或不飽和脂肪伯醇和仲醇與2)傳統的發芽抑制劑的組合，上述組合的效果是額外的和/或協同的，并且需要更少的傳統抑制劑以實現相同的或提高水平的發芽抑制。文檔編號A01N35/00GK103179856SQ201180051151公開日2013年6月26日申請日期2011年9月2日優先權日2010年9月2日發明者L·諾爾斯,N·R·諾爾斯申請人:華盛頓州立大學研究基金會