丙二酸處理對(duì)豇豆采后貯藏品質(zhì)的影響

郭雪松，田麗波，商 桑

(1.海南大學(xué) 園藝學(xué)院，海南省熱帶園藝作物品質(zhì)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？?70228；2.海南大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，海南 海口570228)

豇豆()又稱(chēng)豆角、角豆等，一年生纏繞草本植物。豇豆是夏、秋季的一種大宗蔬菜，具有味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、富含維生素等特點(diǎn)，在中國(guó)各地區(qū)廣泛種植，并且深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)。豇豆采后呼吸代謝強(qiáng)而不耐貯藏，常溫下貯藏期只有2～3 d，易出現(xiàn)萎蔫、銹斑等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致腐爛，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。李昌寶等研究發(fā)現(xiàn)，采后茉莉酸甲酯熏蒸處理能顯著降低豇豆的銹斑指數(shù)、呼吸強(qiáng)度、丙二醛含量，維持較高的原果膠含量，可以有效地維持豇豆貯藏品質(zhì)。鄭秋麗等研究發(fā)現(xiàn)，使用0.2 mmol·L精胺處理豇豆能有效減緩豇豆感官品質(zhì)和葉綠素含量的下降，維持了較高的過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性，延長(zhǎng)豇豆的貨架期。

丙二酸(malonic acid)又稱(chēng)縮蘋(píng)果酸，分子式CHO，可作為琥珀酸脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，阻斷三羧酸循環(huán)，抑制呼吸作用，減少由于呼吸代謝產(chǎn)生的自由基，保護(hù)了膜系統(tǒng)；另外丙二酸可能促進(jìn)了Mg-卟啉的合成，抑制了葉綠素的分解；也可能在膜系統(tǒng)受到損傷后，通過(guò)可溶性糖和脯氨酸含量的增加來(lái)進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，降低植物自身受到的損傷程度。目前，丙二酸在韭黃、韭薹、芹菜、沙芥等蔬菜保鮮以及對(duì)大豆種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響方面得到了應(yīng)用。王樂(lè)研究表明，丙二酸能有效地抑制韭黃的呼吸作用，延緩SOD活性的降低，延長(zhǎng)韭黃的貯藏期，且作為保鮮劑使用時(shí)的最適濃度為300 mg·L，最適處理時(shí)間為30 s；用300 mg·L丙二酸處理芹芽，可以抑制芹芽呼吸強(qiáng)度，降低失重率等，延長(zhǎng)芹芽的保鮮期；張曉艷等研究發(fā)現(xiàn)，使用不同質(zhì)量濃度丙二酸處理沙芥，其能夠抑制沙芥的呼吸強(qiáng)度，有效延緩蛋白質(zhì)、維生素C等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失。目前國(guó)內(nèi)外主要將丙二酸用于醫(yī)藥中間體、香料等，而對(duì)其在果蔬采后貯藏保鮮的研究報(bào)道相對(duì)較少，丙二酸在豇豆保鮮研究中的應(yīng)用尚未報(bào)道。

本研究以不同濃度丙二酸作為保鮮劑處理豇豆，通過(guò)銹斑指數(shù)及相關(guān)生理生化指標(biāo)的測(cè)定，研究丙二酸對(duì)豇豆保鮮效果的影響，以期為豇豆保鮮技術(shù)的研究提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

之豇-28豇豆，采收于?？谑形餍沔?zhèn)蔬菜基地，采用自然降溫冷卻方法進(jìn)行預(yù)冷，2 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，選成熟度基本一致、無(wú)病蟲(chóng)害、長(zhǎng)短均勻、無(wú)機(jī)械傷的豇豆作為試驗(yàn)材料。

丙二酸為分析純?cè)噭?AR)，純度為99.5%，生產(chǎn)廠家為麥克林。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 處理

用蒸餾水清洗后的豇豆分為5組，分別放入0(CK)、100、200、300、400 mg·L的丙二酸溶液中，于常溫下浸泡30 s，取出后自然晾干，置于平均溫度8.5 ℃氣候箱中預(yù)冷7 h后按每把500 g捆扎，裝入特種塑料薄膜包裝袋(哈爾濱塑料廠生產(chǎn)，規(guī)格為37.0 cm×30.5 cm，厚度為0.02 mm)，距袋口2 cm處用普通皮筋扎緊，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3把，并放置于平均溫度(8±2)℃、相對(duì)濕度(80±5)%的人工氣候箱中貯藏，進(jìn)行銹斑指數(shù)、失重率測(cè)定的豇豆單獨(dú)放置。每隔3 d測(cè)定1次相關(guān)指標(biāo)，每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定

貯藏第12天時(shí)調(diào)查豇豆銹斑級(jí)別，計(jì)算銹斑指數(shù)。隨機(jī)取10根豇豆，觀察豇豆表面銹斑面積占整個(gè)豇豆表面積的百分比，銹斑分為0、1、2、3、4共5個(gè)級(jí)別，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參考陳剛等的方法，0級(jí)為無(wú)銹斑；1級(jí)為銹斑面積<10%；2級(jí)為銹斑面積10%～25%；3級(jí)為銹斑面積 25%～50%；4級(jí)為銹斑面積>50%。失重率采用質(zhì)量法計(jì)算。可溶性蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250法?？扇苄蕴呛康臏y(cè)定采用蒽酮比色法。維生素C(V)含量的測(cè)定采用2，6-二氯靛酚滴定法。葉綠素和纖維素含量的測(cè)定采用李合生的分光光度法和硫酸-蒽酮比色法。過(guò)氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性采用曹建康等的愈創(chuàng)木酚法和鄰苯二酚法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用Excel和SPSS19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，采用ANOVA進(jìn)行鄧肯式差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆銹斑指數(shù)的影響

如圖1所示，豇豆貯藏12 d后，丙二酸處理的樣品銹斑指數(shù)均顯著(<0.05)低于對(duì)照，200 mg·L丙二酸處理的豇豆銹斑指數(shù)最低(25.06%)，較對(duì)照降低8.65百分點(diǎn)，300 mg·L丙二酸處理較對(duì)照降低6.89百分點(diǎn)，100 mg·L丙二酸處理較對(duì)照降低5.11百分點(diǎn)，400 mg·L丙二酸處理較對(duì)照降低2.44百分點(diǎn)，200 mg·L處理和300 mg·L丙二酸處理銹斑指數(shù)差異不顯著(>0.05)。說(shuō)明適宜濃度的丙二酸溶液能有效地減少豇豆貯藏中銹斑現(xiàn)象的發(fā)生，有利于保持豇豆的外觀品質(zhì)和商品性狀。在各處理中200、300 mg·L丙二酸溶液的保鮮效果較好。

不同處理間沒(méi)有相同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.2 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆失重率的影響

如表1所示，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，不同濃度丙二酸處理的豇豆失重率均呈上升趨勢(shì)，且處理的上升趨勢(shì)始終低于對(duì)照。12 d時(shí)，100、200、300、400 mg·L丙二酸處理的失重率較對(duì)照分別降低1.05、1.27、1.40、0.77百分點(diǎn)，300 mg·L處理的失重率僅為2.03%，與對(duì)照呈顯著差異(<0.05)。表明丙二酸處理能有效地防止豇豆在貯藏期間失重。

表1 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆失重率的影響

2.3 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆葉綠素含量的影響

由表2可知，在貯藏期間豇豆的葉綠素含量呈下降趨勢(shì)。貯藏12 d時(shí)，100、200、300 mg·L處理的葉綠素含量較對(duì)照分別高30.77%、30.77%、61.54%，300 mg·L處理組的葉綠素含量始終高于其他處理，且與對(duì)照差異顯著(<0.05)；說(shuō)明適當(dāng)濃度的丙二酸處理在豇豆貯藏過(guò)程中能有效抑制葉綠素分解，以300 mg·L丙二酸處理的效果較為明顯。

表2 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆葉綠素含量的影響

2.4 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆(豆莢、豆粒)可溶性蛋白含量的影響

由表3可知，在整個(gè)貯藏過(guò)程中豇豆豆莢可溶性蛋白含量逐漸降低，但丙二酸處理始終高于對(duì)照，貯藏6～12 d，300 mg·L處理豆莢可溶性蛋白含量顯著(<0.05)高于對(duì)照組；貯藏12 d，300 mg·L處理豆莢可溶性蛋白含量最高，比對(duì)照高68.49%。

表3 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆豆莢可溶性蛋白含量的影響

由表4可知，在貯藏過(guò)程中豇豆豆粒可溶性蛋白含量呈下降趨勢(shì)。貯藏的前9 d丙二酸處理豆粒可溶性蛋白含量始終高于對(duì)照；貯藏3～12 d，300 mg·L處理組豆?？扇苄缘鞍缀匡@著高于(<0.05)或高于對(duì)照的22.76%、45.80%、15.89%、6.42%，表明適宜濃度的丙二酸可以有效地保持豇豆的可溶性蛋白含量，延緩可溶性蛋白降解，保持較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

表4 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆豆?？扇苄缘鞍缀康挠绊?/p>

2.5 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆(豆莢、豆粒)可溶性糖含量的影響

由表5可知，豇豆豆莢的可溶性糖含量在貯藏期間迅速下降。200、300 mg·L丙二酸處理豆莢可溶性糖含量始終高于對(duì)照；貯藏12 d，400 mg·L處理組豆莢可溶性糖含量最高(0.68%)，顯著(<0.05)高于對(duì)照組(0.40%)，但和200、300 mg·L處理無(wú)顯著差異。

表5 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆豆莢可溶性糖含量的影響

由表6可知，豇豆豆粒的可溶性糖含量在貯藏過(guò)程中呈下降趨勢(shì)。在貯藏期間，除3 d外，丙二酸處理的可溶性糖含量均高于對(duì)照；貯藏12 d，300 mg·L處理可溶性糖含量顯著高于對(duì)照(<0.05)，而其他3個(gè)處理均和對(duì)照組無(wú)顯著差異。表明適宜濃度的丙二酸可以有效地抑制可溶性糖的分解，且300 mg·L丙二酸處理效果較為明顯。

表6 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆豆?？扇苄蕴呛康挠绊?/p>

2.6 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆維生素C含量的影響

從表7可知，豇豆維生素C含量在貯藏過(guò)程中呈下降趨勢(shì)。在貯藏期間，300、400 mg·L丙二酸處理豇豆維生素C含量始終高于對(duì)照；貯藏9～12 d，300 mg·L丙二酸處理維生素C含量分別較對(duì)照增加10.83%、7.21%，且與對(duì)照呈顯著差異(<0.05)，而其他3個(gè)處理均與對(duì)照無(wú)顯著差異。表明在豇豆貯藏過(guò)程中，適宜濃度的丙二酸處理在一定程度上減少了維生素C的損失，從而有效地保持了豇豆的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，尤其以300 mg·L丙二酸處理表現(xiàn)最好。

表7 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆維生素C含量的影響

2.7 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆纖維素含量的影響

由表8可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，豇豆的纖維素含量呈上升趨勢(shì)。在貯藏期間，300 mg·L丙二酸處理組豇豆纖維素含量均顯著(<0.05)低于對(duì)照組；貯藏12 d，300 mg·L丙二酸處理組的纖維素含量?jī)H為對(duì)照組的82.10%，其他3個(gè)處理組均和對(duì)照組無(wú)顯著差異(>0.05)。表明300 mg·L丙二酸處理能延緩纖維素含量上升，延緩纖維化進(jìn)程，提高豇豆的食用適口性。

表8 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆纖維素含量的影響

2.8 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆PPO活性的影響

由表9可知，除100 mg·L丙二酸處理呈上升后下降外，豇豆PPO活性總體呈上升趨勢(shì)，但在貯藏期間，丙二酸處理的PPO活性始終低于對(duì)照。貯藏12 d時(shí)，除100 mg·L丙二酸處理外各處理的豇豆的PPO活性達(dá)到峰值，其中對(duì)照的PPO活性最大，100 mg·L丙二酸處理的PPO活性最低，僅為對(duì)照PPO活性的64.63%；6～12 d時(shí)，300、400 mg·L丙二酸處理，顯著低于對(duì)照，尤其是300 mg·L丙二酸處理貯藏期間PPO活性變化比較平穩(wěn)，活性分別較對(duì)照降低28.87%、17.46%和19.56%。表明適宜濃度的丙二酸能較好地抑制PPO活性的上升，延長(zhǎng)豇豆的貯藏保鮮期，尤其以300 mg·L丙二酸處理表現(xiàn)最好。

表9 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆PPO活性的影響

2.9 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆POD活性的影響

由表10可知，所有處理的POD活性均在6 d達(dá)到峰值然后下降；100 mg·L丙二酸處理的POD活性在3～12 d始終顯著高于對(duì)照(<0.05)，在峰值時(shí)較對(duì)照增加133.29%；200 mg·L丙二酸處理的POD活性在6～12 d顯著高于對(duì)照組(<0.05)，在峰值時(shí)較對(duì)照增加155.67%；300、400 mg·L丙二酸處理在貯藏期間POD活性一直比較平穩(wěn)。表明適宜濃度的丙二酸能提高或保持豇豆POD活性，有效清除自由基，延緩衰老。

表10 不同濃度丙二酸處理對(duì)豇豆POD活性的影響

3 討論與結(jié)論

豇豆采摘后若不及時(shí)處理，會(huì)因呼吸和失水而萎蔫、產(chǎn)生銹斑，甚至腐爛。失重率是果蔬保鮮的一個(gè)重要指標(biāo)，失重主要是由蒸騰、呼吸作用引起，進(jìn)而降低果蔬飽滿度、色澤和商品性。呼吸強(qiáng)度強(qiáng)弱與果蔬貯藏期密切相關(guān)。丙二酸與琥珀酸結(jié)構(gòu)類(lèi)似，它與琥珀酸脫氫酶結(jié)合時(shí)，使琥珀酸無(wú)法和該酶結(jié)合反應(yīng)脫羧，使呼吸作用中的檸檬酸循環(huán)無(wú)法正常進(jìn)行，從而抑制細(xì)胞的呼吸作用。采后用適宜濃度的丙二酸處理豇豆能有效地減少銹斑的產(chǎn)生，降低銹斑指數(shù)，且有效地降低豇豆的失重率。這與李昌寶等分別利用茉莉酸甲酯、乙烯、1-甲基環(huán)丙烯熏蒸處理豇豆，均可以在一定程度上抑制豇豆銹斑率的上升和水分的散失相一致，有可能與丙二酸是一種中強(qiáng)酸，有一定的殺菌作用有關(guān)系。

果蔬采后隨著自身的生理代謝及衰老，維生素C、蛋白質(zhì)、可溶性糖等營(yíng)養(yǎng)成分的含量下降，果蔬品質(zhì)逐漸下降。維生素C能代謝掉新陳代謝產(chǎn)生的自由基，延緩果蔬成熟衰老的速度，是衡量果蔬品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)；蛋白質(zhì)是構(gòu)成果蔬中酶的重要組成部分，參與多種生理生化代謝過(guò)程的調(diào)控，同時(shí)也是衡量果蔬品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)的重要指標(biāo)之一。從維生素C、蛋白質(zhì)、可溶性糖含量變化來(lái)看，使用適宜濃度丙二酸處理豇豆，在一定程度上減少了維生素C的損失，且300 mg·L丙二酸可以有效地抑制豆莢、豆?？扇苄缘鞍缀涂扇苄蕴呛康南陆?。張曉艷等在利用丙二酸處理沙芥和斧形沙芥的研究中也證實(shí)，300 mg·L丙二酸處理的沙芥和斧形沙芥中的維生素C、可溶性蛋白、可溶性糖含量均高于其他處理組。

葉綠素含量決定了豇豆的色澤，綠色的消褪，意味著豇豆品質(zhì)的下降；纖維素含量的變化可以判斷豇豆的衰老程度，是衡量豇豆品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。使用不同濃度丙二酸處理豇豆，在一定程度上延緩了葉綠素的下降和纖維素的上升，其中300 mg·L丙二酸的處理效果較好，可能與丙二酸促進(jìn)了Mg-卟啉的合成、抑制了葉綠素降解有關(guān)，另外丙二酸是中強(qiáng)酸，對(duì)纖維素合成酶的活性有一定的抑制作用，所以延緩了纖維素的上升。

PPO是參與果蔬酶促褐變反應(yīng)的主要酶，可催化酚類(lèi)物質(zhì)氧化成醌類(lèi)物質(zhì)，引起組織褐變，造成變質(zhì)和腐爛，一定濃度丙二酸處理豇豆，可以有效地抑制PPO活性的上升，可能與有機(jī)酸能夠維持豇豆中抗壞血酸等生物還原劑保持穩(wěn)定有關(guān)。POD是酶促防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶，能清除組織內(nèi)過(guò)剩的自由基，提高豇豆的抗逆性。POD活性在豇豆貯藏初期活性升高，是受脅迫后產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)，氧化產(chǎn)物積累到一定程度，抗氧化酶不能正常發(fā)揮作用活性降低，膜脂過(guò)氧化程度增強(qiáng)，膜系統(tǒng)遭到破壞。丙二酸處理間接抑制了豇豆貯藏期間的呼吸強(qiáng)度，減少了由于呼吸代謝產(chǎn)生的自由基，因此一定濃度(300、400 mg·L)丙二酸處理，豇豆的POD活性升高和降低的趨勢(shì)較為緩和。

丙二酸處理有效維持了豇豆的外觀品質(zhì)，延緩豇豆銹斑指數(shù)、失重率、纖維素含量的提高，抑制葉綠素、維生素C、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖含量的降低，抑制了多酚氧化酶活性，保持了抗氧化酶活性，從而可以保持豇豆的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)；其中以300 mg·L丙二酸處理效果最好。