低溫貯藏對(duì)蠶豆鮮莢品質(zhì)的影響

陳 惠,王學(xué)軍,宋居易,*,王永強(qiáng),吳春芳

(1.江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,江蘇如皋 226541;2.南通市農(nóng)副產(chǎn)品加工技術(shù)協(xié)會(huì),江蘇南通 226001)

蠶豆(ViciafabaL.)屬豆科(Leguminosae)蝶形花亞科(Papilionoideae)野蠶豆族(Viceae)蠶豆屬(Vicia),起源于亞洲的西部和中部[1],是重要的豆類(lèi)作物,具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。

我國(guó)蠶豆常年播種面積在100萬(wàn)公頃左右,產(chǎn)量在150～200萬(wàn)噸之間[2],其中很大一部分用來(lái)以鮮莢形式直接進(jìn)入市場(chǎng)。由于蠶豆鮮莢采收期較短,供應(yīng)相對(duì)集中,且多集中在高溫季節(jié),采摘后容易褐變、腐爛、變軟等,嚴(yán)重影響其風(fēng)味、色澤、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其貨架期。因此如何既能保持它的品質(zhì),又能延長(zhǎng)其供期就成了亟待解決的課題。目前,關(guān)于蠶豆籽粒保鮮的研究已有報(bào)道,如采用低溫、熱激處理、防腐劑處理等技術(shù)均對(duì)其有良好的保鮮效果[36],而對(duì)蠶豆鮮莢采后生理的研究并不多,采后不同貯藏溫度對(duì)它的理化、生理及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化也未曾有報(bào)道。據(jù)研究,低溫能抑制果蔬的呼吸強(qiáng)度、有效減緩各種生理生化反應(yīng)的速率、延遲組織代謝分解、延長(zhǎng)果蔬的保鮮期[7];但是果蔬在低溫保鮮研究中,一旦溫度過(guò)低,就極易生成大的冰晶體,對(duì)果蔬細(xì)胞產(chǎn)生不可逆的機(jī)械破壞,最終導(dǎo)致果蔬理化品質(zhì)的下降[8],所以開(kāi)展對(duì)結(jié)冰點(diǎn)與過(guò)冷卻點(diǎn)的研究有助于適宜貯藏溫度的選擇[9]。JHA等[10]認(rèn)為,貯藏溫度是影響果蔬采后生理最為直接的因素,所以本研究立足于國(guó)內(nèi)蠶豆產(chǎn)業(yè)的研究現(xiàn)狀,從蠶豆鮮莢的貯藏溫度著手,設(shè)置不同冷藏溫度0、4、8 ℃，研究其對(duì)蠶豆鮮莢采后生理、色澤、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等的影響,為蠶豆鮮莢貯藏技術(shù)的發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蠶豆鮮莢 品種為通蠶(鮮)8號(hào),鮮莢在其籽粒飽滿(mǎn)、種臍顏色由無(wú)色轉(zhuǎn)黃時(shí)采摘,采自江蘇沿江地區(qū)農(nóng)科所實(shí)驗(yàn)田;鹽酸、丙酮、磷酸、鄰苯二酚 分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

DS1型高速組織搗碎機(jī) 上海標(biāo)本模型廠(chǎng);Kangguang SC80C 型全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì) 北京康光儀器有限公司產(chǎn)品;UV2100紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 尤尼柯(上海)儀器有限公司;EL204電子天平 梅特勒托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 低溫貯藏 選取新鮮無(wú)損傷蠶豆鮮莢,放入0 ℃冷庫(kù)中,預(yù)冷至6 ℃以下,然后將樣品分為三組,每組1000 g左右,并置于規(guī)格為40 cm×30 cm、厚度為0.01 mm的PE保鮮袋中,密封,分別放入溫度為(0±1)、(4±1)、(8±1) ℃低溫箱中,從貯藏期開(kāi)始每隔4 d隨機(jī)取樣一次,測(cè)定相關(guān)生理生化指標(biāo),每個(gè)組重復(fù)3次。由于在常溫下,蠶豆鮮莢3 d內(nèi)就會(huì)外形明顯褐變、皺縮,萎蔫失鮮,所以本實(shí)驗(yàn)未設(shè)常溫對(duì)照。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.2.1 冰點(diǎn)測(cè)定 取500 g左右蠶豆鮮莢分別打漿,并倒入三角瓶中,將數(shù)顯溫度計(jì)插入漿液中部(漿液量要浸沒(méi)溫度計(jì)的感應(yīng)部位,且保持?jǐn)?shù)顯溫度計(jì)位置居中)并將其固定,然后將三角瓶置于18 ℃冰柜中;溫度每30 s記錄一次,溫度隨時(shí)間不斷下降,直至出現(xiàn)短暫的溫度回升或一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的溫度基本保持不變的過(guò)程,此時(shí)的溫度即蠶豆鮮莢的冰點(diǎn),據(jù)此做出蠶豆鮮莢的冰點(diǎn)曲線(xiàn)圖,重復(fù)測(cè)定3次。

1.2.2.2 褐變指數(shù)測(cè)定 褐變指數(shù)表示褐變的嚴(yán)重程度,先按豆莢上褐斑面積的大小,將褐變程度分為4級(jí),0級(jí)無(wú)褐斑出現(xiàn),1級(jí)褐斑面積低于20%,2級(jí)褐斑面積低于20%～40%,3級(jí)褐斑面積超過(guò)40%,然后按下式計(jì)算褐變指數(shù)[11]。

式(1)

1.2.2.3 多酚氧化酶(PPO)活性 準(zhǔn)確稱(chēng)蠶豆鮮莢5.0 g,加入4倍體積的0.05 mol/L、pH7.0的磷酸緩沖液(含1% PVPP),冰浴研磨10 min后,于4 ℃下12000×g離心,上清液即為粗酶液[12]。

取0.2%的鄰苯二酚溶液3 mL,加0.8 mL的0.1 mol/L、pH7.0的磷酸緩沖液,再加入2 mL的粗酶液,在525 nm處測(cè)定吸光度,每60 s記錄1次,共記錄3 min。每克樣品每分鐘吸光度變化0.001為一個(gè)酶活力單位(U),結(jié)果以U·min-1·g-1FW表示。

1.2.2.4 質(zhì)量損失率 每隔4 d取1000 g蠶豆鮮莢進(jìn)行貯藏期間質(zhì)量損失率的測(cè)定,由式(2)得出蠶豆鮮莢的質(zhì)量損失率。

式(2)

1.2.2.5 色澤測(cè)定 應(yīng)用全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)對(duì)蠶豆籽粒隨機(jī)選擇10個(gè)點(diǎn)進(jìn)行定量測(cè)定,取平均值。L*值表示亮度,其數(shù)值越小，表示亮度越暗。a*值表示紅綠方向顏色變化,+a*值表示向紅色方向變化,a*值表示向綠色方向變化。

1.2.2.6 硬度測(cè)定 采用GY1型果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定。每一處理分別取3～5個(gè)蠶豆籽粒,硬度計(jì)探針垂直指向果實(shí)并施加壓力直至探頭頂端壓入果肉為止,讀出指針?biāo)@示的最大值。求出每一個(gè)果實(shí)的平均硬度[13]。

1.2.2.7 VC含量的測(cè)定 紫外快速測(cè)定法,以VC作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)(y=0.898x0.003,R2=0.999)。稱(chēng)取剪碎混勻的蠶豆籽粒5.0 g,加入5 mL 1%鹽酸勻漿,轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中,用蒸餾水稀釋定容。離心(10000 r/min)10 min后,取0.2 mL上清液,加入盛有0.2 mL 10%鹽酸的10 mL容量瓶中,定容后以蒸餾水為空白,在243 nm處用紫外分光光度計(jì)測(cè)定吸光值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),計(jì)算VC含量。

1.2.2.8 葉綠素含量的測(cè)定 采用雙波法測(cè)定[14]。將蠶豆清洗整理,稱(chēng)取5.0 g左右至研缽中,加入少量碳酸鈣中和細(xì)胞溶液中的有機(jī)酸,再加入80%丙酮,研磨成勻漿。在玻璃漏斗底部墊一小團(tuán)脫脂棉,將勻漿通過(guò)脫脂棉過(guò)濾到100 mL的容量瓶中,用80%的丙酮沖洗殘?jiān)怪疅o(wú)色,再用80%的丙酮定容到100 mL,即得葉綠素的80%的丙酮提取液。以80%的丙酮溶液作空白,于663、645 nm處測(cè)得吸光度分別為A663和A645,代入方程:

總?cè)~綠素含量(mg/100 g)=[0.1×(20.2×A645+8.02×A663)×v]/m

式(3)

式中,0.10.1 L的葉綠素提取液;m稱(chēng)取的樣品重量(g);v提取液體積(mL);A645樣品管在645 nm處的吸光值;A663樣品管在645 nm處的吸光值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

各指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次,由SPSS 17.0軟件進(jìn)行單因素ANOVA分析處理,數(shù)據(jù)所得的圖由Excel繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 蠶豆鮮莢的凍結(jié)曲線(xiàn)

由圖1可知,蠶豆鮮莢的溫度曲線(xiàn)有明顯的峰值跳躍,說(shuō)明該峰的起點(diǎn)溫度就是過(guò)冷卻點(diǎn),為2.4 ℃,當(dāng)溫度不再上升時(shí),為即結(jié)冰點(diǎn)0.8 ℃;由此,本實(shí)驗(yàn)由于低溫培養(yǎng)箱存在±1 ℃的誤差,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的最低貯藏溫度設(shè)為0 ℃,使蠶豆鮮莢在貯藏過(guò)程中無(wú)冰晶體產(chǎn)生。

圖1 蠶豆鮮莢的溫度曲線(xiàn)Fig.1 Temperature curve of broad bean fresh pod

2.2 貯藏溫度對(duì)蠶豆鮮莢生理及品質(zhì)的影響

2.2.1 貯藏溫度對(duì)蠶豆鮮莢褐變指數(shù)、PPO活性的影響 蠶豆鮮莢采后極易褐變,褐變程度是其商品性的一個(gè)重要指標(biāo),而PPO是果蔬發(fā)生酶促褐變的主要因素之一。由圖2可知,各處理組隨著貯藏時(shí)間的增加,褐變指數(shù)逐漸變大。在貯藏0～8 d,各處理間的褐變指數(shù)值相近,且差異不顯著(p>0.05);貯藏12 d后,8 ℃處理的褐變指數(shù)值明顯大于其余處理,但差異不顯著(p>0.05);當(dāng)貯藏20 d時(shí),8 ℃處理與其余處理的差異顯著(p<0.05);0 ℃處理的褐變程度較4 ℃處理的輕,但它們的褐變指數(shù)差異不顯著(p>0.05)。由此可知,0 ℃處理的褐變指數(shù)變化最小,這表明不同貯藏溫度對(duì)蠶豆鮮莢褐變指數(shù)影響較大,溫度越低,其褐變指數(shù)越小。

圖2 不同貯藏溫度對(duì)蠶豆鮮莢褐變指數(shù)的影響Fig.2 Effects of different storage temperature on browning index of broad bean fresh pod

由圖3可知,在整個(gè)貯藏期間,各處理組的PPO活性先上升后下降,在貯藏4 d時(shí),8 ℃處理組的PPO活性與其余處理組的差異顯著(p<0.05)。在貯藏4 d后,4 ℃處理組的PPO活性大于0 ℃處理,但差異不顯著(p>0.05)。結(jié)果表明,0 ℃處理的PPO活性與4、8 ℃處理相比最低。這說(shuō)明貯藏溫度越低,其蠶豆鮮莢的PPO活性越小。

圖3 不同貯藏溫度對(duì)蠶豆鮮莢PPO活性的影響Fig.3 Effects of different storage temperature on the activity of PPO of broad bean fresh pod

2.2.2 貯藏溫度對(duì)蠶豆鮮莢質(zhì)量損失率的影響 蠶豆鮮莢在貯藏過(guò)程中,當(dāng)失水過(guò)多時(shí),會(huì)造成其萎蔫失鮮、品質(zhì)下降等。由圖4可知,各處理隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),其質(zhì)量損失率增加,其中8 ℃處理組的質(zhì)量損失率大于同期的其余處理組,且差異顯著(p<0.05);0 ℃處理組的質(zhì)量損失率(除第16 d外)低于4 ℃處理,但差異不顯著(p<0.05)。這可能是蠶豆鮮莢質(zhì)量損失的主要原因是其自身的水分蒸騰,貯藏溫度越高,蒸騰作用越強(qiáng),從而使其質(zhì)量損失率越高。

圖4 不同貯藏溫度對(duì)蠶豆鮮莢質(zhì)量損失率的影響Fig.4 Effects of different storage temperature on mass loss rate of broad bean fresh pod

2.2.3 貯藏溫度對(duì)蠶豆籽粒色澤的影響 不同貯藏溫度對(duì)蠶豆籽粒的色澤的影響結(jié)果見(jiàn)圖5、圖6。由圖5可知,隨著貯藏時(shí)間的增加,各處理的a*值先下降后上升,0 ℃處理組在貯藏期的a*值均大于其它處理組,但差異不顯著(p>0.05);由圖6可知,隨著貯藏時(shí)間的增加,各處理組的L*值先下降后上升。其中,在貯藏0～12 d中,4 ℃處理組的L*值較小;12 d后,8 ℃處理組的L*值較低;在整個(gè)貯藏期間,0 ℃處理組的L*值相對(duì)較高,但與其它處理組間的差異不著(p>0.05)。綜上所述,0 ℃處理對(duì)蠶豆色澤的影響比其余處理組小。同時(shí),也表明低溫貯藏對(duì)蠶豆籽粒色澤影響不大。

圖5 不同溫度對(duì)蠶豆籽粒a*值的影響Fig.5 The effects of different storage temperature on a*value of broad bean grain

圖6 不同溫度對(duì)蠶豆籽粒L*值的影響Fig.6 Effects of different temperature on L*value of broad bean grain

2.2.4 不同貯藏溫度對(duì)蠶豆籽粒硬度的影響 硬度是果蔬貯藏的一個(gè)重要品質(zhì)指標(biāo),一般認(rèn)為硬度變化越小,其貯藏品質(zhì)越好[1516]。由圖7可知,0、4、8 ℃的處理組在貯藏初期,其硬度逐漸增大,到12 d達(dá)最大值,分別為2.89、2.79、2.86 kg/cm2,然后有所下降,至16 d后除了4 ℃處理其他兩個(gè)溫度處理都有上升;0 ℃處理組在貯藏期間的硬度均大于其它處理組,8 ℃處理組的硬度變化相對(duì)較大,所以0 ℃處理組的貯藏效果相對(duì)較好。另外,各處理組在貯藏期間的蠶豆硬度均大于0 d的處理組,這可能與木質(zhì)化敗壞導(dǎo)致蠶豆硬度增大有關(guān)[17]。

圖7 不同溫度對(duì)蠶豆籽粒硬度的影響Fig.7 Effects of different temperature on hardness of broad bean grain

2.2.5 不同溫度對(duì)蠶豆籽粒VC的影響 VC是蠶豆籽粒的營(yíng)養(yǎng)成分之一。由圖8可知,在不同溫度貯藏下,蠶豆籽粒中的VC含量隨著時(shí)間的增加而上下波動(dòng),除4 ℃處理在貯藏8、12 d的VC含量差異顯著(p<0.05)外,其余處理組在貯藏各階段的VC含量差異均不顯著(p>0.05),表明在不同的低溫處理對(duì)蠶豆籽粒中的VC含量影響不大,這與謝培榮等[18]在0、2、8 ℃處理木洞楊梅的得到的研究結(jié)果相似。

圖8 不同溫度對(duì)蠶豆籽粒的VC含量影響Fig.8 Effects of different storage temperature on VC of broad bean grain

2.2.6 不同溫度對(duì)蠶豆籽粒葉綠素含量影響 綠色蔬菜中綠色主要來(lái)源于葉綠素[19]。由圖9可知,各處理在貯藏0～4 d,其葉綠素含量迅速下降,然后變化趨緩,在16 d后,0 ℃處理組的葉綠素含量有明顯的回升。總體上在0～8 d,4 ℃處理組相比其他兩組葉綠素含量較高;在貯藏8 d以后,0 ℃處理組的葉綠素含量相比4 ℃和8 ℃處理組更高。由此可知,蠶豆鮮莢在0 ℃下貯藏,其葉綠素含量最高。這表明在不產(chǎn)生凍害的情況下,貯藏溫度越低,越能延緩葉綠素的降解,這與蘇新國(guó)等[20]研究的結(jié)果相類(lèi)似。

圖9 不同溫度對(duì)蠶豆籽粒葉綠素含量的影響Fig.9 Effects of different temperature on chlorophyll content of broad bean grain

3 討論與結(jié)論

蠶豆鮮莢在采收后其生命活動(dòng)仍在繼續(xù),因此,隨著貯藏環(huán)境的變化會(huì)引起它的生理及品質(zhì)的變化。本實(shí)驗(yàn)顯示,不同低溫貯藏對(duì)蠶豆鮮莢的PPO活性、褐變指數(shù)、質(zhì)量損失率指標(biāo)影響較大。蠶豆鮮莢的結(jié)冰點(diǎn)為0.8 ℃;0 ℃處理組的PPO活性、褐變指數(shù)、質(zhì)量損失率、其籽粒色澤變化均小于其余處理組,0 ℃處理組的葉綠素含量較高;而0 ℃處理組硬度指標(biāo)相對(duì)較好。低溫各處理組對(duì)蠶豆籽粒中的VC含量影響的差異均不顯著(p>0.05)。綜上所述,蠶豆鮮莢適宜在0 ℃條件下貯藏。

近年來(lái),蠶豆保鮮加工的研究逐漸增多。莊應(yīng)強(qiáng)等[3]對(duì)不同品種的鮮蠶豆籽粒進(jìn)行低溫保鮮實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)日本大白皮等蠶豆籽粒適宜在2 ℃下貯藏21 d。張?zhí)m等[4]采用熱激處理、酸處理等方法對(duì)鮮蠶豆籽粒均有延緩衰老、減輕褐變和延長(zhǎng)貯藏期的作用。賈西靈等[5]采用1.5%殼聚糖水溶液對(duì)鮮蠶豆籽粒進(jìn)行涂膜處理,可顯著降低其的呼吸強(qiáng)度、多酚氧化酶及過(guò)氧化物酶的活性,抑制丙二醛含量上升,延緩果實(shí)葉綠素及維生素C含量的下降,較好地保持了果實(shí)的感官品質(zhì)。在速凍保鮮方面,主要在蠶豆籽粒燙漂及護(hù)色的研究[6,9,21]。經(jīng)過(guò)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)鮮食蠶豆大多是以鮮莢的形式進(jìn)行市場(chǎng)銷(xiāo)售,所以本實(shí)驗(yàn)采用低溫貯藏對(duì)蠶豆鮮莢的采后生理及品質(zhì)進(jìn)行了初步的研究。但本實(shí)驗(yàn)不足之處,主要是缺少物理或生物化學(xué)與低溫處理進(jìn)行協(xié)同蠶豆鮮莢保鮮。另外,經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),每年3月初,大量的蠶豆鮮莢由南方各地經(jīng)遠(yuǎn)距離運(yùn)入各大城市,由于氣溫升高,且采收處理與物流技術(shù)的制約,致使其品質(zhì)下降,貨架期縮短,所以,進(jìn)一步延長(zhǎng)蠶豆鮮莢的貨架期,是今后有待深入研究的課題。

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