4-己基間苯二酚對(duì)蠶豆籽粒保鮮效果的研究

張 蘭，鄭永華

(1.江蘇食品職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇淮安223003;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇南京210095)

4-己基間苯二酚對(duì)蠶豆籽粒保鮮效果的研究

張 蘭1，鄭永華2

(1.江蘇食品職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇淮安223003;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇南京210095)

采用0.01%、0.02%和0.03%三種濃度的4-己基間苯二酚(4HR)溶液和VC溶液浸泡蠶豆10min，觀察蠶豆在(1±1)℃貯藏環(huán)境下的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和褐變度的變化情況。結(jié)果表明:0.02%的4HR處理較好地降低了蠶豆的呼吸強(qiáng)度和乙烯的釋放程度，抑制PPO、POD和PAL的活性，減緩MDA和總酚含量的上升，延緩葉綠素降解、VC含量的下降，起到抑制褐變、保持感官品質(zhì)和良好的營(yíng)養(yǎng)成分的作用。

蠶豆籽粒，4HR，褐變，感官品質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)

Abstract:The effect of 4-hexylresorcinol(4HR)treatments on browning and enzymatic activities of fresh broad beans were investigated.Broad beans were dipped into solutions of 4HR at 0.01%，0.02%and 0.03%for 10min respectively，then stored at(1 ± 1)℃.Results showed that the treatment with 0.02%4HR respiratory rate and ethylene production were significantly delayed，the activities of polyphenoloxidase(PPO)，peroxidae(POD)and phenylalanine ammonialyase(PAL)were inhibited.The increasing of malondialdehyde(MDA)levels and the content of totalphenol(TP)were slowly down，while chlorophyll and ascorbic acid were slowly decreased.So 0.02%4HR could effectively inhibite tissue browning and maintain good sensory and nutrient quality.

Key words:broad bean;4-hexylresorcinol;browning;sensory quality;nutrient

蠶豆籽粒是容易褐變的食物，如何抑制新鮮的蠶豆籽粒褐變，延長(zhǎng)其保質(zhì)期是科技工作者的愿望。傳統(tǒng)的褐變抑制方法(SO2熏蒸、添加抗氧劑等)存在著食品安全性、價(jià)格以及防褐變效果等問題。在間苯二酚的衍生物中，4-己基間苯二酚(4-Hexylresorcinol，4HR)是一種能夠抑制褐變的新型抗氧化劑，亦稱 4-己基-1，3-苯二酚(4-Hexyl-1，3-benzenediol);外觀呈白色粉末狀。在醫(yī)學(xué)上，4HR被用作止咳劑，是咳嗽糖的活性成分。4HR最早被用作為蝦類黑斑和黑變病的抑制劑，能有效抑制蝦中酪氨酸酶的活性，并且安全取代亞硫酸鹽［1-3］。4HR 在最近幾年作為抗褐變劑已經(jīng)在蘋果［4-5，8］、梨［5，7］、土豆［8］、蘑菇［9］等材料上作了大量的實(shí)驗(yàn)，均有預(yù)防褐變效果。近年來，4HR應(yīng)用于鮮切水果和蔬菜如鮮切蓮藕［10］、鮮切桃［11］、鮮切牛蒡［12］上亦有效果，國(guó)外應(yīng)用于蘋果汁［13］、芒果汁［14］的防褐變方面，取得了較好效果。4HR作為一種新型的抗氧化劑具有廣闊的應(yīng)用前景。我們的目的是探索4HR對(duì)蠶豆抗褐變的效果。迄今未見4HR對(duì)蠶豆籽粒保鮮效果的報(bào)告。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了不同濃度的4HR溶液處理蠶豆，以探索4HR對(duì)抑制蠶豆種子采后褐變、保持營(yíng)養(yǎng)成分及對(duì)蠶豆主要生理指標(biāo)的影響，為4HR應(yīng)用在蠶豆及其他水果蔬菜的貯藏中提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

以“大白皮”蠶豆(Vica faba L.)為試材 采收當(dāng)天剝?nèi)ザ骨v，選擇大小、成熟度基本一致，無(wú)銹斑、蟲蛀、霉?fàn)€及損傷的豆粒，隨機(jī)分為三組進(jìn)行4HR處理。sigma1-15pk小型臺(tái)式冷凍離心機(jī) 德國(guó);分析天平 北京醫(yī)用天平廠;氣相色譜儀 Hitachi;751紫外-可見分光光度計(jì)，GXH-305型紅外線CO2分析儀，高通量組織研磨儀Tissuelyzer。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

處理濃度分別為0.01%、0.02%、0.03%的4HR，浸泡時(shí)間為10min，以0.02%VC溶液浸泡10min作為對(duì)照，每處理豆粒5kg左右，重復(fù)3次。經(jīng)處理的豆粒晾干表面水分后，裝入0.02mm厚聚乙烯薄膜袋中，每袋1kg左右，袋口用橡皮筋扎兩道，然后置于(1±1)℃環(huán)境中貯藏。貯藏期間每周取樣測(cè)定指標(biāo)。

1.3 理化指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 乙烯釋放量的測(cè)定 將一定量(約200g)蠶豆置于密閉的集氣容器中，在20℃下密閉4h，然后抽氣1mL，在Hitachi氣相色譜上過柱，同時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)的乙烯氣體作參照，測(cè)定乙烯含量，結(jié)果以μL C2H4·kg-1·FW·h-1表示。

1.3.2 呼吸強(qiáng)度測(cè)定 取蠶豆種子，采用GXH-305型紅外線CO2分析儀在20℃室內(nèi)自然光下測(cè)定，載氣為脫CO2空氣，流量為0.5L/min，結(jié)果以mg CO2·kg-1·h-1表示。

1.3.3 MDA、VC、葉綠素、類胡蘿卜素、PPO、BD、還原糖、總糖、PAL、總酚的測(cè)定 丙二醛含量測(cè)定:采用趙世杰等的方法，以μmol/L表示。VC測(cè)定:采用2，6-二氯靛酚滴定法。葉綠素和類胡蘿卜素含量測(cè)定:取蠶豆種子，參照朱光廉等的方法［15］，以 g/g·FW來表示。多酚氧化酶活性測(cè)定:參照Murr和Morris［16］的方法，結(jié)果以 U/g·FW 表示。過氧化物酶活性測(cè)定:愈創(chuàng)木酚法，結(jié)果以U/g·FW表示。褐變度測(cè)定:采用消光值法。還原糖和總糖含量測(cè)定:參照許安邦，林維宣主編的《食品分析》的方法。苯丙氨酸解氨酶活性測(cè)定:參照歐陽(yáng)光察［15］方法測(cè)定，結(jié)果以U/g·FW表示。總酚含量測(cè)定:取蠶豆種子采用 Slinkard 和 Singleton［16］的 Folin-Ciocalteu 試劑法，以沒食子酸做標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果以g/g·FW來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 4HR處理對(duì)呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量的影響(見圖1)

貯藏期間蠶豆的呼吸強(qiáng)度呈先上升后下降趨勢(shì)。4HR的三種處理均抑制了蠶豆的呼吸。在整個(gè)貯藏過程中，以0.02% 和0.03%的4HR處理對(duì)蠶豆呼吸強(qiáng)度的抑制作用比較好，無(wú)顯著性差別。0.01%4HR處理的蠶豆呼吸強(qiáng)度低于對(duì)照，但要顯著高于前兩者(p＜0.05)。蠶豆種子在貯藏的前3周，乙烯釋放量基本不變。到了第4周，0.02%VC和0.01%4HR處理的蠶豆乙烯釋放量迅速上升，顯著多于0.02%和0.03%4HR處理的蠶豆乙烯釋放量(p＜0.01)。0.02%和0.03%4HR處理的乙烯釋放量仍保持較低水平，有利于貯藏。

2.2 4HR處理對(duì)MDA含量和VC含量的影響(見圖2)

蠶豆種子在貯藏過程中由于本身細(xì)胞衰老，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭受不同程度的破壞，膜脂過氧化產(chǎn)物會(huì)逐漸增加。蠶豆種子丙二醛含量在第1周迅速上升，隨后上升趨勢(shì)漸緩。0.02%和0.03%的4HR處理顯著，較0.02%VC顯著地抑制了蠶豆MDA含量的上升(p＜0.05)，而0.01%濃度的4HR處理效果不顯著，MDA含量接近對(duì)照水平。蠶豆種子在貯藏的第1周VC含量下降較快，0.02%和0.03%濃度的4HR處理延緩了VC含量的下降，保持了蠶豆的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和食用價(jià)值，而0.02%VC和0.03%4HR處理的蠶豆種子VC損失較多。

圖1 4HR處理對(duì)蠶豆呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量的影響Fig.1 Effect of 4HR treatment on respiratory rate and C2H4production of broadbean seeds

圖2 4HR處理對(duì)蠶豆丙二醛和VC含量的影響Fig.2 Effect of 4HR treatment on contents of MDA and VCof broadbean seeds

2.3 4HR處理對(duì)葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響(見圖3)

蠶豆種子在貯藏期間，葉綠素含量呈下降趨勢(shì)。0.02%濃度的4HR處理顯著地抑制了葉綠素的降解(p＜0.05)。0.03%的4HR處理在前2周能夠延緩葉綠素含量的下降，2周以后葉綠素降解甚快，但要高于0.01%的4HR處理。在整個(gè)貯藏過程中，蠶豆種子的類胡蘿卜素含量變化很小，它們整體呈現(xiàn)出稍有上升又下降的趨勢(shì)。類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，在貯藏中損失較少。

2.4 4HR處理對(duì)PAL活性和總酚含量的影響(見圖4)

蠶豆貯藏期間PAL活性與總酚含量變化趨勢(shì)基本一致。0.02%和0.03%4HR處理抑制了PAL活性，同時(shí)也抑制了酚類物質(zhì)的合成，減少了酚酶作用的底物，有利于減輕褐變。PAL是多酚類物質(zhì)合成的關(guān)鍵酶，添加酚類物質(zhì)4HR可能反饋抑制了PAL的活性。0.01%濃度4HR處理的蠶豆PAL活性前兩周內(nèi)超過了對(duì)照，相應(yīng)地合成的酚類物質(zhì)也比對(duì)照多，容易褐變。3周以后，各種處理的酚類物質(zhì)均呈下降趨勢(shì)，可能是酚類物質(zhì)被氧化所致。

圖3 4HR處理對(duì)蠶豆葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響Fig.3 Effect of 4HR treatment on contents of chlorophyΙΙ and carotenoid of broadbean seeds

圖4 4HR處理對(duì)蠶豆PAL活性和總酚含量的影響Fig.4 Effect of 4HR treatment on PLA activity and total phenolic of broadbean seeds

2.5 4HR處理對(duì)PPO活性和BD的影響(見圖5)

0.02%VC處理蠶豆在貯藏1周時(shí)，PPO活性就達(dá)到高峰，隨后急劇下降。三種4HR處理均抑制了PPO活性。0.01%濃度4HR處理的蠶豆PPO在第2周達(dá)到活性高峰;另外兩種處理都將PPO活性高峰推遲到第3周。由圖5可見，0.02%濃度4HR處理的蠶豆PPO活性要顯著低于0.03%濃度的4HR處理(p＜0.05)，這可是導(dǎo)致 0.03%4HR處理不如0.02%4HR處理的原因。對(duì)照蠶豆在貯藏期間，褐變度不斷上升，最終達(dá)到了0.4以上。0.02%濃度的4HR處理能夠?qū)⑿Q豆的褐變控制在0.35以下。0.03%濃度4HR處理的蠶豆在2周以后褐變度超過了0.02%4HR處理的蠶豆，0.01%的4HR處理與0.02%VC處理的蠶豆褐變度很接近。

3 討論

蠶豆成熟于春末夏初，因其含水量高，采后生理代謝旺盛，在常溫下蠶豆種皮會(huì)由乳白色或淺綠色很快變?yōu)闇\褐色或黑褐色，同時(shí)豆粒變得口感粗糙，使商品性下降。因此種皮褐變是限制蠶豆采后保鮮的主要因素。新鮮果蔬采后貯運(yùn)中的褐變主要是酶褐變，即多酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的催化下發(fā)生氧化并聚合成黑色素所致。蠶豆在預(yù)處理過程中因剝?nèi)ザ骨v使得種子與氧氣充分接觸，同時(shí)因?yàn)樾Q豆種子所含多酚類物質(zhì)比較高，在多酚氧化酶的催化下，極易發(fā)生褐變。

圖5 4HR處理對(duì)蠶豆PPO活性和褐變度的影響Fig.5 Effect of 4HR treatment on PPO and browing degree of broadbean seeds

本實(shí)驗(yàn)中，4HR抑制褐變的機(jī)理在于:4HR和鄰苯二酚類物質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)性的與PPO酶結(jié)合，從而抑制PPO酶的活性。4HR是多酚氧化酶的高效抑制劑。對(duì)照蠶豆在第1周PPO達(dá)到活性高峰，0.02%和0.03%的4HR處理推遲了蠶豆種子PPO活性高峰出現(xiàn)，并降低了峰值。0.02%和0.03%4HR處理的蠶豆呼吸被抑制，乙烯釋放量保持較低水平，新陳代謝緩慢，葉綠素降解和VC損失較少。另外兩者的PAL酶活性受到抑制。酚類物質(zhì)是植物體中重要的次生物質(zhì)，主要由碳水化合物代謝衍生而來，它對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有一定調(diào)節(jié)作用，同時(shí)在植物抗病、基因的誘導(dǎo)表達(dá)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、生物固氮和對(duì)紫外輻射的吸收等方面也有重要作用，大多數(shù)酚類物質(zhì)的生物合成均來自共同的前體物質(zhì)苯丙氨酸和其接近的前體莽草酸。PAL是多酚類物質(zhì)合成的關(guān)鍵酶，PAL酶活降低的同時(shí)，多酚類物質(zhì)的合成也相應(yīng)地減少。本研究中，0.02%4HR和0.03%4HR處理抑制蠶豆種子的褐變，可能跟褐變底物多酚類物質(zhì)的減少有關(guān)。

國(guó)外把4HR與抗壞血酸混合使用貯藏蘋果切片［6］、延長(zhǎng)鮮切梨的貨架期［5］;另外 Monsalve 認(rèn)為4HR抑制褐變的機(jī)理是他們能夠降低醌類混合物。另外，抗壞血酸磷酸酯不易氧化，在內(nèi)源磷酸酯酶的作用下可以緩慢釋放出抗壞血酸。將抗壞血酸浸在糖液里抑制蘋果片的褐變，也取得了較好效果［17］;還有人把4HR與乙酰半胱氨酸、氯化鈣、異抗壞血酸等混合使用延長(zhǎng)鮮切蘋果的貯藏期［18］?？箟难岷涂箟难嵫苌锸强箟难岬那绑w。單獨(dú)的抗壞血酸抑制蠶豆褐變效果不明顯，將抗壞血酸或抗壞血酸衍生物與4HR混合使用，在蠶豆上是否能取得更好抑制褐變的效果，值得進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

4HR處理可以降低蠶豆的呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放、PPO和PAL活性，減少褐變底物多酚類物質(zhì)的生成，抑制蠶豆褐變，延緩膜脂過氧化產(chǎn)物MDA含量的上升和VC含量的下降，保持較高的葉綠素含量，因此在蠶豆貯藏中有一定的應(yīng)用價(jià)值。綜合4HR對(duì)蠶豆采后褐變和品質(zhì)的影響，0.02%4HR對(duì)蠶豆起到較好的抗褐變作用。

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Study on the effect of 4-hexylresorcinol on broadbean preservation

ZHANG Lan1，ZHENG Yong-hua2
(1.Jiangsu Food Science College，Huai’an 223003，China;2.Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)

TS214.9

A

1002-0306(2012)12-0357-04

2011-08-01

張?zhí)m(1978-)，女，碩士研究生，講師，研究方向:農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。