精胺處理對(duì)豇豆采后生理特性的影響研究

鄭秋麗，王清，高麗樸，王云香，史君彥，左進(jìn)華

（北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，農(nóng)業(yè)部蔬菜產(chǎn)后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)（北方）重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097）

精胺處理對(duì)豇豆采后生理特性的影響研究

鄭秋麗，王清，高麗樸，王云香，史君彥，左進(jìn)華*

（北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，農(nóng)業(yè)部蔬菜產(chǎn)后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)（北方）重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097）

為研究精胺（spermine，SPM）處理對(duì)豇豆采后生理和保鮮效果的影響，以"華贛·露地王"豇豆為試驗(yàn)材料，將豇豆分別浸泡在不同濃度（0、0.1、0.2 mmol/L）的精胺中，晾干后使用厚度為0.03 mm的PE袋折口包裝放置在15℃下，并測(cè)定其在貯藏期間的生理特性變化。結(jié)果表明：0.2 mmol/L精胺處理有效延緩了豇豆的衰老，減緩了感官品質(zhì)、葉綠素含量、抗壞血酸（Ascorbic acid，ASA）含量的下降，抑制了豇豆的失水和多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）的活性，保持了酚類物質(zhì)的含量，同時(shí)使抗氧化系統(tǒng)酶的活性始終維持在較高的水平，如過(guò)氧化物酶（Peroxidase，POD）、過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）、抗壞血酸過(guò)氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）。表明適當(dāng)濃度的精胺處理能夠延長(zhǎng)豇豆的貨架期。

精胺；豇豆；采后生理；品質(zhì)

豇豆（Vigna sinensis）別名角豆、長(zhǎng)莢豆等，屬蝶形花科（Papilionaceae）。豇豆色澤鮮綠，味道鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，是一種深受人們喜愛(ài)的蔬菜，食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高[1-2]。豇豆以食用豆莢為主，由于豇豆豆莢組織幼嫩、呼吸強(qiáng)度高，常溫下，一般貨架期只有2 d～3 d，采后若不及時(shí)進(jìn)行商品化處理，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)萎蔫、褪色、腐爛等現(xiàn)象，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失[3]，再加上豇豆的供應(yīng)具有極強(qiáng)的季節(jié)性和區(qū)域性[4]，不耐貯藏是豇豆的一大難題。因此，研究豇豆的采后保鮮技術(shù)尤為重要。

多胺（ployamines，PA）是一種內(nèi)源性物質(zhì)，可以保護(hù)細(xì)胞膜，清除自由基，抑制乙烯的合成和產(chǎn)生[5-6]，主要包括腐胺（putrescine，PUT）、亞精胺（spermidine，SPD）、精胺（spermine，SPM）和尸胺（cadavarine，CAD）等[7]。許多研究表明，內(nèi)源多胺和外源多胺均能起到穩(wěn)定細(xì)胞膜的作用，可作為果實(shí)采后貯藏的保鮮劑[8-9]。精胺是多胺的一種，據(jù)報(bào)道精胺對(duì)果蔬采后的生理生化變化及貯藏保鮮等方面具有很大的作用，在采后果蔬組織中維持一定水平的精胺含量，有利于延緩果蔬的衰老、延長(zhǎng)貯藏期、增強(qiáng)抗逆能力[10]。精胺延緩果蔬衰老的作用已逐漸引起學(xué)者的廣泛關(guān)注。宋江峰[11]使用0.8 mmol/L精胺處理菜用大豆，提高了菜用大豆采后的抗氧化能力。張會(huì)麗[12]研究0.5 mmol/L精胺處理能顯著提高青椒果實(shí)的耐冷性。在豇豆應(yīng)用方面，有關(guān)精胺誘導(dǎo)豇豆采后生理代謝及提高豇豆抗氧化能力等方面的研究尚未報(bào)道。本試驗(yàn)采用精胺處理豇豆，研究精胺處理對(duì)豇豆采后生理特性的影響，以期為豇豆采后貯藏保鮮提供一定的理論依據(jù)和實(shí)用技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗(yàn)材料

“華贛·露地王”豇豆：北京天安農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，采摘于順義區(qū)大孫各莊鎮(zhèn)，當(dāng)日運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，挑選無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械傷、完整、成熟度一致的豇豆。

0.03 mm PE膜：北京華盾雪花有限公司。

1.1.2 試劑

精胺：美國(guó)Sigma-Aldrich集團(tuán)公司；丙酮、乙醇、甲醇、石英砂：北京化工廠；草酸、磷酸二氫鈉、十二水合磷酸氫二鈉、抗壞血酸：西隴化工有限公司；鄰苯二酚、偏磷酸：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

KOITO-PCLH冷庫(kù)：日本CYYL-36型壓差預(yù)冷通風(fēng)設(shè)備：日本；UV-1800分光光度計(jì)：日本島津；-80℃冰箱（DW-86L628）：海爾；冷凍離心機(jī)：Thermo Fisher Scientific；XMTD-6000型數(shù)顯恒溫水浴鍋：余姚金電儀表有限公司；電子秤：北京華瑞京科商貿(mào)中心；德國(guó)IKA A11 basic分析研磨機(jī)：上海川翔生物科技有限公司；SW-600N磁力攪拌器：深圳市京都玉崎電子有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

處理方式：將挑選的豇豆分為3組，分別在蒸餾水（對(duì)照）、0.1 mmol/L精胺、0.2 mmol/L精胺溶液中浸泡5min，室溫瀝干后裝入0.03 mm PE保鮮袋中貯藏，每袋裝約0.4 kg豇豆，將各處理的豇豆置于15℃下放置。每2 d觀察、測(cè)定各項(xiàng)生理生化指標(biāo)、取樣，樣品用液氮速凍，然后于-80℃下放置備用。

1.4 測(cè)定指標(biāo)和方法

豇豆感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)參考Han等[13]和范林林等[14]的方法并稍作修改：由6人組成的品評(píng)組人員評(píng)判各處理的豇豆保鮮效果，每個(gè)樣品按萎蔫程度、銹斑、顏色、硬度及外觀進(jìn)行整體分級(jí)打分，共9分，分成3等，得分1～3分表示不可接受，4～6分表示商品性降低，7～9分表示商品價(jià)值樂(lè)意接受，如表1。

表1 豇豆外觀評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Appearance evalutation criteria of cowpea

失重率測(cè)定采用差量法[15]：失重率/%=（初始重量-最終重量）×100/初始重量。

ASA含量的測(cè)定采用鉬酸銨比色法[16]，測(cè)定760nm處的吸光度。

葉綠素含量的測(cè)定采用丙酮提取法，參考Hasperué等的方法[17]。

總酚含量、PPO活性、APX活性、POD活性、CAT活性測(cè)定均采用曹建康等[18]的方法。

1.5 數(shù)據(jù)分析與處理

采用Excel 2010統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理，利用Sigmplot 12.3分析與作圖，利用IBM SPSS Statistics 22軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)豇豆外觀品質(zhì)的影響

如表2所示，各試驗(yàn)組豇豆的感官評(píng)分逐漸下降，精胺處理的豇豆感官評(píng)分均高于對(duì)照組。其中0.2 mmol/L精胺處理組分值最高，其次是0.1 mmol/L精胺處理組。在第10 d時(shí)，0.2 mmol/L精胺處理豇豆感官得分為5.07，0.1 mmol/L精胺處理為4.87，而對(duì)照組商品性最低甚至失去商品性，為4.23，與其他兩個(gè)處理組存在明顯差異（P＜0.05）。

表2 不同處理對(duì)豇豆保鮮效果的感官評(píng)分表Table 2 Appearance analysis of preservative effect of cowpea of different treatment

2.2 不同處理對(duì)豇豆失重率的影響

不同處理對(duì)豇豆失重率的影響見(jiàn)圖1。

圖1 不同處理對(duì)豇豆失重率的影響Fig.1 Effect of different treatment on weight loss of cowpea

果蔬水分散失會(huì)降低其飽滿度和色澤，導(dǎo)致商品價(jià)值的損失，因此，失重率是果蔬貯藏保鮮的一個(gè)重要指標(biāo)[19]。由圖1可知，貯藏期間，豇豆失重率逐漸升高，其中CK處理組豇豆失重率升高最快，其次是0.1 mmol/L精胺處理組，0.2 mmol/L精胺處理組失重率最低。第10 d時(shí)，0.1 mmol/L精胺處理豇豆失重率為1.17%，0.2 mmol/L精胺處理為1.16%，兩者處理之間無(wú)明顯差異，而對(duì)照組為1.36%，與其他兩個(gè)處理組存在明顯差異（P＜0.05）。

2.3 不同處理對(duì)豇豆ASA含量的影響

不同處理對(duì)豇豆ASA含量的影響見(jiàn)圖2。

ASA含量是評(píng)定果蔬營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[20]。由圖2可知，隨著貯藏期間的延長(zhǎng)，豇豆ASA含量逐漸降低。其中CK處理組豇豆ASA含量降低最快，精胺處理能夠延緩豇豆ASA含量的下降，維持豇豆的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。貯藏6 d后，ASA含量下降迅速，對(duì)照與精胺處理差異顯著（P＜0.05），對(duì)照、0.1 mmol/L 精胺、0.2 mmol/L精胺分別降至為初始值的44.49%、47.17%、49.48%，貯藏至10 d時(shí)，對(duì)照、0.1 mmol/L精胺、0.2 mmol/L精胺分別降至為初始值的24.91%、26.35%、35.18%。說(shuō)明0.2 mmol/L精胺有效延緩了豇豆ASA含量的下降。

圖2 不同處理對(duì)豇豆ASA含量的影響Fig.2 Effect of different treatment on ASA content of cowpea

2.4 不同處理對(duì)豇豆葉綠素含量的影響

不同處理對(duì)豇豆葉綠素含量的影響見(jiàn)圖3。

圖3 不同處理對(duì)豇豆葉綠素含量的影響Fig.3 Effect of different treatment on chlorophyll content of cowpea

蔬菜采摘后，葉綠素含量下降，萎蔫發(fā)黃，直接影響了蔬菜的食用價(jià)值和商品價(jià)值[21]。由圖3可知，隨著貯藏期間的延長(zhǎng)，豇豆葉綠素含量呈下降趨勢(shì)。其中CK處理組豇豆葉綠素含量降低最快。在貯藏末期，對(duì)照、0.1 mmol/L精胺、0.2 mmol/L精胺分別降至為初始值的53.53%、56.32%、64.68%。0.2 mmol/L精胺與其他兩個(gè)處理組存在明顯差異（P＜0.05）。說(shuō)明0.2 mmol/L精胺有效延緩了豇豆葉綠素含量的下降。

2.5 不同處理對(duì)豇豆總酚含量的影響

不同處理對(duì)豇豆總酚含量的影響見(jiàn)圖4。

圖4 不同處理對(duì)豇豆總酚含量的影響Fig.4 Effect of different treatment on total phenolic content of cowpea

果蔬中的酚類物質(zhì)與果蔬的成熟衰老、組織褐變、抗逆性等密切相關(guān)，多酚物質(zhì)是酶促褐變的關(guān)鍵底物[22]。由圖4可知，豇豆在貯藏過(guò)程中，總酚含量逐漸上升，其中對(duì)照組總酚含量最低。到貯藏末期，對(duì)照、0.1mmol/L精胺、0.2mmol/L精胺的總酚含量分別為1.29、1.30、1.34 OD280/g。此時(shí)豇豆銹斑嚴(yán)重，說(shuō)明豇豆銹斑的產(chǎn)生伴隨酚類物質(zhì)的消耗，而精胺處理可保持酚類物質(zhì)的含量，維持較好的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

2.6 不同處理對(duì)豇豆PPO活性的影響

不同處理對(duì)豇豆PPO活性的影響見(jiàn)圖5。

圖5 不同處理對(duì)豇豆PPO活性的影響Fig.5 Effect of different treatment on PPO activities of cowpea

在后熟過(guò)程中，果蔬出現(xiàn)的組織褐變與組織中的PPO活性密切相關(guān)[23]。由圖5可知，豇豆在貯藏過(guò)程中，PPO活性有所增加。隨著貯藏時(shí)間的增加，各試驗(yàn)組的PPO活性先增加，在貯藏至6 d時(shí)出現(xiàn)峰值隨后下降，對(duì)照組始終高于精胺組，0.2 mmol/L精胺處理組的酶活性最低。精胺處理抑制了豇豆的PPO活性。

2.7 不同處理對(duì)豇豆APX活性的影響

不同處理對(duì)豇豆APX活性的影響見(jiàn)圖6。

圖6 不同處理對(duì)豇豆APX活性的影響Fig.6 Effect of different treatment on APX activities of cowpea

APX是植物清除活性氧的重要抗氧化酶之一[24]。由圖6可知，豇豆在貯藏期間，APX活性有所增加。各試驗(yàn)組的PPO活性先增加后下降，在貯藏至6 d時(shí)出現(xiàn)峰值，精胺組始終高于對(duì)照組，0.2 mmol/L精胺處理組的酶活性最高。精胺處理提高了豇豆的APX活性。

2.8 不同處理對(duì)豇豆POD活性和CAT活性的影響

不同處理對(duì)豇豆POD活性、CAT活性的影響分別見(jiàn)圖7、圖8。

圖7 不同處理對(duì)豇豆POD活性的影響Fig.7 Effect of different treatment on POD activities of cowpea

圖8 不同處理對(duì)豇豆CAT活性的影響Fig.8 Effect of different treatment on CAT activities of cowpea

植物體可通過(guò)酶促和非酶促抗氧化機(jī)制清除活性氧（creactive oxygen species，ROS）和防止膜脂的過(guò)氧化，植物體內(nèi)常見(jiàn)的抗氧化酶包括POD、CAT、APX等[25]。由圖7和圖8可知，豇豆POD和CAT活性均呈現(xiàn)升高，在貯藏第6天時(shí)出現(xiàn)峰值隨后下降的趨勢(shì)，其中0.2 mmol/L精胺處理組的POD和CAT活性最高，始終高于其他處理。對(duì)照組與精胺處理組間兩兩差異顯著（P＜0.05），這說(shuō)明精胺處理可有效增強(qiáng)豇豆的抗氧化活性，延緩ROS對(duì)組織細(xì)胞的損傷，其中0.2 mmol/L精胺處理的效果較好。

3 結(jié)論

精胺處理有效維持豇豆的外觀品質(zhì)，減緩了葉綠素含量、ASA含量的下降，延緩了豇豆的水分流失，保持了酚類物質(zhì)的含量，降低了PPO活性，并且維持酶促防御系統(tǒng)的重要保護(hù)酶（如POD、CAT、APX）的活性處在較高的水平，抑制活性氧對(duì)豇豆的損傷。其中以0.2mmol/L精胺處理組的效果最好，在豇豆貯藏末期，豇豆銹斑面積明顯比對(duì)照組少，延長(zhǎng)了豇豆貨架期2d。研究表明適當(dāng)濃度的精胺浸泡處理能較好維持豇豆的品質(zhì)，延緩豇豆的衰老，延長(zhǎng)豇豆的貨架期，可達(dá)到延長(zhǎng)貯藏期的目的。

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Effect of Spermine Treatment on Physiology Characteristic of Postharvest Cowpea

ZHENG Qiu-li，WANG Qing，GAO Li-pu，WANG Yun-xiang，SHI Jun-yan，ZUO Jin-hua*
（Beijing Vegetable Research Center，Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Key Laboratory of the Vegetable Postharvest Treatment of Ministry of Agriculture，Beijing Key Laboratory of Fruits and Vegetable Storage and Processing，Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops（North China），Ministry of Agriculture，Key Laboratory of Urban Agriculture（North），Ministry of Agriculture，Beijing 100097，China）

To investigated the effect of spermine on postharvest physiology and preservation of cowpea，we choosed'Huagan Ludiwang'cowpea as the experimental material.The cowpea were soaked in different concentrations（0，0.1，0.2 mmol/L）of spermine，after dry，they were wrapped with the thickness of 0.03 mm PE bags and stored at 15℃.The changes in physiological characteristics during storage periode were measured.Results show that the spermine with 0.2 mmol/L treatment effectively delayed the aging of the cowpea，slowed the decline in sensory quality and the content of chlorophyll，ascorbic acid，and inhibited the increase on weight loss，the activity of PPO，and kept the content of phenolics.While the activity antioxidant enzymes，including POD，CAT，APX were maintained at a higher level.Further show that appropriate concentration of spermine treatment can extend the shelf life of cowpea.

spermine；cowpea；postharvest physiology；quality

鄭秋麗，王清，高麗樸，等.精胺處理對(duì)豇豆采后生理特性的影響研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2018，39（1）：162-166

ZHENG Qiuli，WANG Qing，GAO Lipu，et al.Effect of Spermine Treatment on Physiology Characteristic of Postharvest Cowpea[J].Food Research and Development，2018，39（1）：162-166

10.3969/j.issn.1005-6521.2018.01.032

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0400901）；國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)項(xiàng)目（CARS-23-E02）；北京市農(nóng)林科學(xué)院青年基金（201709）；北京市農(nóng)林科學(xué)院果蔬保鮮與加工創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（JNKST201602）

鄭秋麗（1989—），女（漢），碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮。

*通信作者：左進(jìn)華（1982—），男（漢），副研究員，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。

2017-04-27