不同保鮮處理對(duì)豇豆貯藏品質(zhì)的影響

李昌寶，辛明，孫宇，孫健*，李麗，何雪梅，盛金鳳，李杰民，唐雅園

1(廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西 南寧，530007) 2(廣西果蔬貯藏與加工新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧，530007)

豇豆(Vignasinensis)俗稱角豆、長莢豆、帶豆等，屬蝶形花科(Papilionaceae)，為一年生纏繞性草本植物[1-2]。豇豆是我國常見的蔬菜品種，具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值，富含多種維生素、植物蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)元素，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高[3-4]。豇豆屬于季節(jié)性極強(qiáng)的蔬菜品種，一般多在高溫高濕的夏季采收，采后因豇豆組織脆嫩、含水量高、呼吸作用強(qiáng)，極不耐貯藏[5]。常溫下豇豆貯藏期一般只有3 d，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)失水萎蔫、褪色、銹斑，甚至腐爛等現(xiàn)象，造成重大經(jīng)濟(jì)損失[6-8]。因此，豇豆采后保鮮貯藏是豇豆產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的一大難題，研究豇豆采后保鮮技術(shù)尤為重要。

茉莉酸甲酯(methyle jasmonate，MeJA)是植物天然合成的信號(hào)分子，具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，可有效透過植物細(xì)胞膜，能通過空氣在果蔬植株之間進(jìn)行信號(hào)傳遞，在果蔬發(fā)育和成熟過程中起著重要的作用，能修復(fù)果蔬外來的機(jī)械損傷，及促進(jìn)果蔬營養(yǎng)成分的有效積累，提高果蔬的營養(yǎng)價(jià)值，延長其貯藏期[9-11]。目前，MeJA在南瓜[12]、芹菜[13]、圓椒[14]等蔬菜上能較好的保持采后的貯藏品質(zhì)，可以提高蔬菜作物的營養(yǎng)價(jià)值及耐貯性。乙醇(ethyl alcohol，ET)具有強(qiáng)烈殺菌作用，能抑制微生物繁殖及有效抑制果蔬呼吸強(qiáng)度和失重率，延緩組織衰老，延長貯藏期。相關(guān)研究表明，乙醇能使西蘭花[15]延遲變黃，有效保持茄子[16]的貯藏品質(zhì)。1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclo-propene，1-MCP)是一種乙烯作用抑制劑，能很好地延緩果蔬的成熟、衰老，減輕微生物引起的腐爛和生理病害，已廣泛應(yīng)用于果蔬保鮮領(lǐng)域[17]。近年，有研究者將1-MCP運(yùn)用到了豇豆保鮮上，陳剛等[18]采用1-MCP熏蒸處理豇豆，能延緩豇豆葉綠素、Vc、可溶性蛋白含量的降低和纖維素含量的提高，并能減少丙二醛(malondialdehyde, MDA)的積累；史君彥等[19]研究表明1-MCP結(jié)合自發(fā)氣調(diào)包裝處理延緩Vc和可溶性蛋白質(zhì)含量的降低，抑制丙二醛含量的升高。但MeJA和乙醇熏蒸處理對(duì)豇豆貯藏品質(zhì)的影響鮮有報(bào)道，并且MeJA、乙醇熏蒸和1-MCP這3種不同處理方法對(duì)豇豆保鮮效果還未做過系統(tǒng)研究。因此，本文研究MeJA、乙醇和1-MCP熏蒸處理對(duì)豇豆保鮮品質(zhì)的影響以及比較3種方法的優(yōu)劣，為豇豆的貯藏以及貨架期的延長提供新的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豇豆品種為之豇-28，花后12 d采摘于土地條件和管理水平一致的廣西柳州市白沙鎮(zhèn)豇豆種植基地，采后4 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，挑選無病蟲害、無機(jī)械傷、完整、成熟度基本一致的豇豆作為試材。MeJA(純度為95%),美國Sigma公司；1-MCP(粉劑),美國羅門哈斯中國公司；乙醇(≥95%)為食用級(jí)；草酸、BaCl2、酚酞、NaOH、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、咔唑、半乳糖醛酸、硫酸均為國產(chǎn)分析純。

1.2 主要儀器與設(shè)備

UV-1800紫外分光光度計(jì)，日本京都島津公司；DDSJ-308A電導(dǎo)率儀，上海精密科學(xué)儀器有限公司；3051H型果蔬呼吸測(cè)定儀，浙江托普儀器有限公司；AA-S2電熱恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；D-37520高速冷凍離心機(jī)，德國賽默飛世爾有限公司；HG-15D組織勻質(zhì)器，韓國DAIHAN Scientific公司；JA2003電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；PTP-IV-30實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)，廣州品業(yè)儀器設(shè)備有限公司；CR-10色差儀，柯尼卡美能達(dá)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品保鮮處理

將豇豆樣品分為4組，分別做以下處理。(1)空白對(duì)照組(CK組)：不做任何處理。(2)MeJA熏蒸處理組(MeJA處理組)：將豇豆置于MeJA濃度為10 μmol/L(相對(duì)于密閉體積)的密閉容器中熏蒸24 h。(3)乙醇熏蒸處理組(ET處理組)：將豇豆置于乙醇濃度為1.5 mL/L(相對(duì)于密閉體積)的密閉容器中熏蒸24 h。(4)1-MCP熏蒸處理(1-MCP處理組)：將豇豆置于1-MCP濃度為0.5 μL/L(相對(duì)于密閉體積)的密閉容器中熏蒸24 h。將各處理組豇豆取出后按每把500 g捆扎，裝入專用保鮮袋(規(guī)格為42.0 cm×30.5 cm，厚度為0.02 mm)，距袋口2 cm處用普通橡皮筋繞扎住袋口，于(25±1)℃貯藏，每2 d取1次樣，測(cè)定主要理化指標(biāo)。每個(gè)處理重復(fù)3次，整個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)2次。

1.3.2 指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1 失重率

采用質(zhì)量法計(jì)算：

(1)

式中:m0,豇豆的初始質(zhì)量，g;mt,豇豆貯存時(shí)間t時(shí)的質(zhì)量，g。

1.3.2.2 銹斑指數(shù)

每組處理以3捆豇豆進(jìn)行評(píng)定，根據(jù)銹斑發(fā)生面積分別評(píng)定0、1、2、3、4四個(gè)級(jí)別，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)參考史君彥等[20]的方法。

(2)

1.3.2.3 呼吸強(qiáng)度

采用呼吸測(cè)定儀測(cè)定，單位為mg CO2/(kg·h)。

1.3.2.4 色澤

采用色差儀測(cè)定，在豆莢中部表皮部位取點(diǎn)。

1.3.2.5 果膠含量[21-22]

采用咔唑比色法測(cè)定豇豆中原果膠和水溶性果膠含量，單位為mg/kg。

1.3.2.6 纖維素含量

纖維素含量采用江萊生物植物纖維素酶聯(lián)免疫分析試劑盒測(cè)定。

1.3.2.7 細(xì)胞膜相對(duì)滲透率

參考曹建康[21]方法測(cè)定。

1.3.2.8 丙二醛(MDA)含量

MDA含量采用硫代巴比妥酸法[23]方法測(cè)定，取2.0 g豇豆組織樣品用三氯乙酸(TCA)溶液提取，然后測(cè)定450、530和600 nm處吸光度。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

指標(biāo)測(cè)定數(shù)據(jù)為3次以上重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差；使用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用鄧肯多重比較法(Duncan)對(duì)數(shù)據(jù)間進(jìn)行差異顯著性分析，P<0.05表示差異顯著；利用origin 8.2作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同保鮮處理對(duì)豇豆失重率的影響

果蔬在采后貯藏過程中，容易發(fā)生水分散失,從而引起果實(shí)或食用器官萎蔫、皺縮或軟化、褪綠，促進(jìn)衰老[24]。大多數(shù)大宗蔬菜在失重3%～10%時(shí)失去新鮮度[25]。由圖1可知，豇豆貯藏過程中，各試驗(yàn)組豇豆失重率呈逐漸增加的趨勢(shì)。CK組的失重率在整個(gè)貯藏期間顯著高于處理組(P<0.05)。MeJA處理組在貯藏4 d時(shí)，與ET、1-MCP處理組無顯著性差異(P>0.05)；貯藏6 d，顯著低于ET、1-MCP處理組(P<0.05)；貯藏8 d，顯著低于ET處理組(P<0.05)，與1-MCP處理組無顯著性差異(P>0.05)。說明MeJA處理可更好地防止豇豆貯藏過程中的失水萎縮。其原因可能是MeJA誘導(dǎo)了果蔬中病程相關(guān)蛋白的合成，增強(qiáng)果蔬對(duì)不良代謝的調(diào)控能力，控制微生物繁殖，從而在一定程度上抑制了豇豆水分的散失[9]。

圖1 不同保鮮處理對(duì)豇豆失重率的影響

2.2 不同保鮮處理對(duì)豇豆銹斑指數(shù)的影響

銹斑是指果蔬表面長一層褐色或深褐色銹狀物質(zhì)，是豆類蔬菜在貯藏中普遍發(fā)生的問題[26]。銹斑的產(chǎn)生與多酚氧化酶活性和酚類物質(zhì)的新陳代謝密切相關(guān)[27]。豇豆銹斑的產(chǎn)生是使其商品性下降甚至失去商品性的重要指標(biāo)，一般采用銹斑指數(shù)來表示豇豆銹斑的產(chǎn)生和發(fā)展情況。由圖2可知，豇豆從貯藏第2天開始出現(xiàn)銹斑現(xiàn)象，貯藏期間銹斑指數(shù)隨著貯藏時(shí)間的延長而不斷上升，CK組第4天后上升速率加快，至第8天時(shí)各組銹斑指數(shù)均在40%以上，顯著高于保鮮處理組(P<0.05)。至貯藏末期(8 d)，CK組、MeJA、ET和1-MCP處理組銹斑指數(shù)分別為41.2%、20.4%、32.0%和27.0%，說明保鮮劑處理可在一定程度上抑制豇豆貯藏期間銹斑率的上升，且MeJA處理組效果最佳。其原因可能是MeJA處理組能有效阻止果蔬組織細(xì)胞膜受到破壞，通過影響活性氧代謝和酚類物質(zhì)代謝，維持酚類物質(zhì)和相關(guān)酶區(qū)域分布的平衡關(guān)系，從而避免果蔬表面褐色的累積[27]。

圖2 不同保鮮處理對(duì)豇豆銹斑指數(shù)的影響

2.3 不同保鮮處理對(duì)豇豆呼吸強(qiáng)度的影響

果蔬在采摘后為了維持生命需要不斷消耗自身營養(yǎng)成分，維持呼吸。呼吸作用越強(qiáng)，消耗的養(yǎng)分就越多，果蔬衰老越快，保鮮期越短[28]。由圖3可知，豇豆貯藏期間呼吸強(qiáng)度呈先上升后下降的趨勢(shì)，CK組的呼吸強(qiáng)度在貯藏4 d時(shí)達(dá)到峰值，MeJA、ET和1-MCP處理組在貯藏6 d時(shí)達(dá)到峰值，說明Me-JA、ET和1-MCP處理組能夠推遲豇豆呼吸峰的出現(xiàn)。在貯藏末期(8 d)，不同處理組豇豆的呼吸強(qiáng)度大小關(guān)系為：CK組>ET處理組>1-MCP處理組>MeJA處理組。MeJA處理組在貯藏0～6 d與1-MCP處理組無顯著性差異，在貯藏8 d顯著低于1-MCP處理組(P<0.05)。黃嘉欣[29]在研究北五味子普魯蘭多糖涂膜對(duì)豇豆采后保鮮效果時(shí)，整個(gè)貯藏期間豇豆呼吸強(qiáng)度變化趨勢(shì)也是先上升后下降，這與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致，但第6天時(shí)CK組達(dá)到峰值，保鮮處理組的呼吸強(qiáng)度峰值則延遲到第9天出現(xiàn)，這與本試驗(yàn)的呼吸最高峰出現(xiàn)的時(shí)間有所不同，其原因是試驗(yàn)貯藏溫度不同及豇豆原料本身的差異性所致。

圖3 不同保鮮處理對(duì)豇豆呼吸強(qiáng)度的影響

2.4 不同保鮮處理對(duì)豇豆色澤的影響

果蔬貯藏中果實(shí)表皮顏色的變化是果蔬成熟的一種標(biāo)志，在果蔬貯藏保鮮中也是檢測(cè)其是否進(jìn)入衰老的一種標(biāo)準(zhǔn)[30]。L*值為表皮的亮度，L*值越高豆莢表皮越有光澤，由圖4-a可知，在貯藏期間CK組、MeJA處理組、ET處理組的L*值有小幅的上升后下降，1-MCP處理組L*值變化趨勢(shì)不明顯。在貯藏末期(8 d)MeJA處理組的L*值顯著高于CK組和ET處理組(P<0.05)，與1-MCP處理組無顯著性差異(P>0.05)，表明MeJA和1-MCP處理組對(duì)豇豆亮度的保持有較好的效果。a*值代表紅/綠，正值越大，紅色越深，當(dāng)a*值為負(fù)值時(shí)表示綠色，負(fù)值越小，綠色越深。由圖4-b可知，在貯藏期間，各試驗(yàn)組的a*值呈上升趨勢(shì)，CK組在貯藏6 d開始，顯著高于3個(gè)保鮮處理組。在貯藏末期(8 d)MeJA處理組的a*值顯著低于CK組和ET處理組(P<0.05)，與1-MCP處理組無顯著性差異(P>0.05)，表明MeJA處理組和1-MCP處理組能有效維持豇豆的綠色。b*值代表黃/藍(lán)，正值越大，黃色越深；當(dāng)b*為負(fù)值時(shí)表示藍(lán)色，負(fù)值越小，藍(lán)色越深。由圖4-c可知，各試驗(yàn)組的b*值呈上升趨勢(shì)，在貯藏期間，各試驗(yàn)組無顯著性差異(P>0.05)，說明保鮮處理對(duì)b*值的影響不大。

a-L*值;b-a*值;c-b*值

2.5 不同保鮮處理對(duì)豇豆果膠含量的影響

果膠是影響果蔬質(zhì)地的重要成分之一，果膠的降解會(huì)影響果實(shí)的成熟與衰老[31]。在貯藏過程中豇豆的原果膠含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)(圖5)，而可溶性果膠含量逐漸上升(圖6)，這是由于在果蔬貯藏過程中，果實(shí)細(xì)胞壁中的原果膠會(huì)被果膠酶分解為可溶性果膠，使果實(shí)軟化，可溶性果膠含量逐漸增加，從而使細(xì)胞壁中膠層溶解，導(dǎo)致細(xì)胞間黏合力下降，細(xì)胞結(jié)構(gòu)隨之受損，導(dǎo)致果蔬的硬度迅速下降[31-32]。由圖5可知，在貯藏初期(0～2 d)各試驗(yàn)組無顯著性差異(P>0.05)，從貯藏4 d開始，保鮮處理組顯著高于CK組(P<0.05)。在貯藏末期(8 d)CK組、MeJA處理組、ET處理組和1-MCP處理組的原果膠含量由開始的82.35 mg/kg分別下降至67.56、75.62、72.54、73.41 mg/kg，MeJA處理組顯著高于CK組、ET處理組和1-MCP處理組(P<0.05)，說明MeJA處理能有效抑制原果膠含量的下降。由圖6可知，貯藏初期豇豆水溶性果膠含量為7.05 mg/100 g，在貯藏末期(8 d)CK組、MeJA處理組、ET處理組和1-MCP處理組的水溶性果膠含量分別升高了52.48%、24.54%、38.30%、32.21%，MeJA處理組顯著低于CK組、ET處理組和1-MCP處理組(P<0.05)，表明MeJA處理能更好地抑制水溶性果膠含量上升。

圖5 不同保鮮處理對(duì)豇豆原果膠含量的影響

圖6 不同保鮮處理對(duì)豇豆水溶性果膠含量的影響

2.6 不同保鮮處理對(duì)豇豆纖維素含量的影響

纖維化是豇豆采后貯藏中與口感變化密切相關(guān)的過程，延緩豇豆纖維化進(jìn)程，可提高豇豆的適口性與營養(yǎng)價(jià)值[18]。由圖7可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，各試驗(yàn)組豇豆的纖維素含量呈現(xiàn)不斷上升的變化趨勢(shì)，CK組在貯藏2 d后上升速率加快，MeJA處理組、ET處理組和1-MCP處理組在貯藏4 d后上升速率加快。與第0天相比，貯藏末期CK組、MeJA處理組、ET處理組和1-MCP處理組纖維素含量分別上升了52.25%、33.53%、47.51%、35.30%，MeJA處理組、1-MCP處理組顯著低于CK組、ET處理組(P<0.05)。表明MeJA、1-MCP處理均能延緩纖維素含量上升，減緩纖維化進(jìn)程，提高豇豆的食用適口性。其原因可能是MeJA、1-MCP能有效抑制相關(guān)代謝酶活性，降低其參與纖維素的合成[33-34]。

圖7 不同保鮮處理對(duì)豇豆纖維素含量的影響

2.7 不同保鮮處理對(duì)豇豆細(xì)胞膜相對(duì)滲透率的影響

細(xì)胞膜相對(duì)滲透率是植物膜系統(tǒng)狀況的重要生理生化指標(biāo)。細(xì)胞膜具有選擇透過性功能，其變化反映了果蔬抗逆性的強(qiáng)弱或受到傷害的程度，通常以相對(duì)電導(dǎo)率反映細(xì)胞膜滲透率的大小[35-36]。由圖8可知，在貯藏期間，各試驗(yàn)組豇豆的細(xì)胞膜相對(duì)滲透率隨著貯藏時(shí)間的增加逐漸增大，這是由于果蔬組織在采后貯藏成熟衰老過程中，細(xì)胞質(zhì)膜功能活性下降，出現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)向外滲漏，引起提取液的電導(dǎo)率增加，導(dǎo)致細(xì)胞膜相對(duì)滲透率增加[37]。

圖8 不同保鮮處理對(duì)豇豆細(xì)胞膜相對(duì)滲透率的影響

在貯藏第8天，與CK組相比，MeJA處理組、ET處理組和1-MCP處理組可以顯著降低豇豆的細(xì)胞膜相對(duì)滲透率(P<0.05)。3個(gè)保鮮處理組的細(xì)胞膜相對(duì)滲透率分別為26.12%、28.88%、27.45%，MeJA處理組顯著低于ET處理組和1-MCP處理組，說明MeJA保鮮處理能較好的抑制豇豆細(xì)胞膜相對(duì)滲透率。其原因可能MeJA處理后能調(diào)控活性氧代謝和膜脂過氧化，保持細(xì)胞膜完整結(jié)構(gòu)，從而限制了細(xì)胞膜相對(duì)滲透率增加[38]。

2.8 不同保鮮處理對(duì)豇豆丙二醛含量的影響

丙二醛是細(xì)胞膜質(zhì)過氧化的產(chǎn)物，與細(xì)胞膜的完整性密切相關(guān)，丙二醛含量增加，膜質(zhì)過氧化程度加劇，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，繼而加速了細(xì)胞的衰老死亡[39]。由圖9可知，豇豆在貯藏過程中丙二醛含量不斷積累增加，貯藏2 d后，各保鮮處理組丙二醛含量顯著低于CK組(P<0.05)。貯藏末期(8 d)MeJA處理組、ET處理組和1-MCP處理組分別比CK組低33.14%、11.42%、23.42%，其中MeJA處理組顯著低于ET處理組和1-MCP處理組，說明MeJA處理可有效抑制丙二醛的積累，延緩膜質(zhì)過氧化反應(yīng)，延緩采后衰老。其原因可能是MeJA處理有效阻止自由基對(duì)膜脂不飽和脂肪酸雙鍵的攻擊，減少過氧化反應(yīng)[40]，而降低丙二醛含量的積累。

圖9 不同保鮮處理對(duì)豇豆丙二醛含量的影響

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明，MeJA處理組較CK組、ET處理組和1-MCP處理組更為顯著的降低豇豆的銹斑指數(shù)、呼吸強(qiáng)度、水溶性果膠含量、細(xì)胞膜相對(duì)滲透率和丙二醛含量，維持較高的原果膠含量；而失重率、L*值、a*值、纖維素含量則與1-MCP處理組無顯著性差異，但顯著高于CK組、ET處理組。綜上，表明MeJA保鮮處理在維持豇豆貯藏品質(zhì)并延緩采后衰老過程具有良好的貯藏效果，具有較大的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。