菜用豌豆食用品質(zhì)主要組分及其積累動態(tài)研究

李 玲 沈?qū)氂?張艷紅 郭曉雷 宗緒曉

（1 遼寧省經(jīng)濟(jì)作物研究所，遼寧遼陽 111000；2 長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院，吉林長春 130000；3 遼寧省綠色農(nóng)業(yè)技術(shù)中心，遼寧沈陽 110000；4 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081）

菜用豌豆（Pisum sativumL.）是指以食用嫩莖尖（豌豆尖）、嫩莢（荷蘭豆，分為小莢扁菜豌和大莢扁菜豌；甜脆豌豆，又稱水果豌豆）、鮮籽粒為主的豆類蔬菜（崔翠 等，2019）。以食用鮮籽粒為主的菜用豌豆是指鼓粒盛期至初熟期間采青食用的豌豆，其主要特點(diǎn)是粒大、翠綠、煮炒易熟、氣味清香、食味柔糯香甜，含有人體必需的多種營養(yǎng)成分，富含可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉、VC、類胡蘿卜素、類黃酮等，有和中下氣、利小便、解瘡毒的功效，對調(diào)節(jié)人體健康狀況具有重要作用（宗緒曉，2002；馬杰 等，2016）。聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示（http：//www.Fao.Org/faostat/en/#data），我國菜用豌豆種植面積約為160 萬hm2、產(chǎn)量1 300萬t，約占世界菜用豌豆總種植面積的64%、總產(chǎn)量的61.9%，是全球最大的菜用豌豆生產(chǎn)地和消費(fèi)地（Li et al.，2017）。我國菜用豌豆主產(chǎn)區(qū)位于長三角及大中城市附近（楊曉明和任瑞玉，2005），國內(nèi)消費(fèi)居多（Li et al.，2017），因其營養(yǎng)價值高、香甜可口，近年來需求量大幅增加，且種植效益比干籽粒用豌豆高2～3 倍，若經(jīng)加工，經(jīng)濟(jì)效益更高。因此，菜用豌豆產(chǎn)業(yè)是我國豌豆產(chǎn)業(yè)突破性發(fā)展的重要途徑之一。

菜用豌豆食用品質(zhì)包括色澤、甜度、香味、口感、質(zhì)地等方面，其好壞是影響市場占有率的重要因素。食用品質(zhì)的評價方法主要為感官評價和客觀評價，感官評價是最直接有效的方法，可以對食用品質(zhì)做出比較全面綜合的評價，但感官評價也存在不足，易受主觀因素影響（汪自強(qiáng) 等，2004；項丹丹 等，2022），因此可以采用客觀評價方法即通過儀器設(shè)備檢測菜用豌豆籽粒物理性狀和化學(xué)特性，根據(jù)其與感官評價數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系來科學(xué)合理評價豌豆的食用品質(zhì)。關(guān)于影響食用品質(zhì)的關(guān)鍵化學(xué)成分研究在水稻、玉米、小麥及大豆等（樂素菊 等，2003；張玉榮 等，2008；張秋英 等，2015；金桂秀，2021）主要糧食作物中研究較多，而豌豆相關(guān)研究甚少。本試驗通過分析菜用豌豆食用品質(zhì)主要組分的積累特點(diǎn)，以及籽粒形成過程中淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、蔗糖及可溶性糖等的積累規(guī)律，旨在為菜用豌豆?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)改善、適期采收及優(yōu)質(zhì)菜用豌豆生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取東北地區(qū)種植的10 個菜用豌豆品種（表1），2021 年3 月24 日在遼寧省經(jīng)濟(jì)作物研究所試驗地（東經(jīng)123°8′30″，北緯41°15′31″，海拔42.91 m）播種；隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3 次重復(fù)，小區(qū)面積10 m2（5 m × 2 m），保苗數(shù)為55 萬株 ·hm-2，播種前施微生物菌肥（山東百士威作物保護(hù)有限公司）30 kg ·（667 m2）-1作基肥，常規(guī)田間管理，記錄不同菜用豌豆品種生育時期差異。

表1 供試菜用豌豆品種名稱、類型及來源

1.2 試驗設(shè)計

在不同菜用豌豆品種的鮮食期（鮮籽粒充滿豆莢，莢皮未變黃）取鮮莢，剝?nèi)デv皮，精選大而飽滿的籽粒，測定籽粒含水量；然后110 ℃殺青30 min，70 ℃烘干至恒重，使用高速粉碎機(jī)粉碎，過100 目篩，每品種制備50 g，測定籽粒粗蛋白、粗脂肪、總淀粉、可溶性糖和蔗糖含量。每品種3 次重復(fù)。

選取3 個不同熟期品種中豌6 號、科豌6 號及新西蘭，從開花后21 d 開始，每4 d 取樣1 次，共取5 次，用于品質(zhì)指標(biāo)積累動態(tài)測定，每品種3次重復(fù)。這5 個時期籽粒灌漿狀態(tài)依次為：鮮籽粒略扁且未充滿豆莢，鮮籽粒充滿豆莢，鮮籽粒充滿豆莢且飽滿，鮮籽粒胚軸部位稍有變硬，籽粒成熟變硬。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 品質(zhì)指標(biāo)測定 含水量依據(jù)GB 5009.3—2016 的直接干燥法測定，粗蛋白含量依據(jù)GB/T 5009.5—2016 的凱氏定氮法測定，粗脂肪含量依據(jù)GB/T 5009.6—2016 的酸水解法測定，總淀粉含量依據(jù)GB/T 5009.9—2016 的酸水解法測定，可溶性糖含量依據(jù)GB/T 37493—2019 的銅還原-碘量法測定，蔗糖含量依據(jù)GB/T 5009.8—2016 的高效液相色譜法測定。

1.3.2 食用品質(zhì)評分 采用食品感官評價方法中的消費(fèi)者試驗方法（王寧 等，2020）及參考汪自強(qiáng)等（2004）鮮食大豆食用品質(zhì)評價方法，在每個菜用豌豆品種最佳采收期取1 000 g 鮮莢，置沸水鍋中煮8 min，請10 名有經(jīng)驗的人員品嘗，對菜用豌豆的甜味、鮮味、質(zhì)地等進(jìn)行綜合評分。采用5 分制分別計分，最好為5 分，最差為1 分，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2010 和DPS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用Pearson 檢驗進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同菜用豌豆品種生育時期差異分析

由表2 可知，本試驗選取的10 個菜用豌豆品種出苗—采收天數(shù)差異較大，時間最長和最短品種間相差13 d，中秦1 號最短為53 d，最長為長壽仁66 d；科豌4 號、唐豌1 號和中豌6 號出苗—采收天數(shù)較短，為55 d；甜豌豆和科豌6 號出苗—采收天數(shù)分別為58 d 和59 d，剩余品種均超過60 d。不同熟期菜用豌豆品種的開花—采收天數(shù)均在25 d以上。

表2 不同菜用豌豆品種生育時期比較

2.2 不同菜用豌豆品種鮮食期籽粒品質(zhì)指標(biāo)含量與食用品質(zhì)評分

由表3 可知，長壽仁粗蛋白和粗脂肪含量最高，分別為259.6 mg·g-1和30.3 mg·g-1，分別比平均值高19.2%和30.0%，粗蛋白含量比含量最低的中豌6 號高38.1%，粗脂肪含量約為含量最低的科豌4 號的2.0 倍。籽粒中總淀粉含量平均值為499.0 mg·g-1，中豌6 號含量最高為567.6 mg·g-1，比含量最低的科豌6 號高36.7%。中豌6 號的可溶性糖、蔗糖含量均為最低，新西蘭可溶性糖含量最高為92.4 mg·g-1，約為中豌6 號的2.2 倍；科豌6 號蔗糖含量最高為65.6 mg·g-1，比中豌6 號高80.2%。

表3 不同菜用豌豆品種鮮籽粒品質(zhì)指標(biāo)含量及食用品質(zhì)評分

由表3 還可知，不同菜用豌豆品種食用品質(zhì)評分差異較大，平均得分3.5 分，長壽仁得分最高為4.6分，中豌6 號得分最低為2.4 分。

2.3 菜用豌豆食用品質(zhì)主要組分的相關(guān)性分析

由表4 可知，菜用豌豆食用品質(zhì)評分與籽粒中粗脂肪含量和蔗糖含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.764 7 和0.790 6；與粗蛋白含量和可溶性糖含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.709 6 和0.761 3；與總淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.777 7。籽粒中不同品質(zhì)指標(biāo)之間相關(guān)性也有差異，粗蛋白含量與總淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與蔗糖含量呈顯著正相關(guān)；可溶性糖含量與蔗糖含量呈極顯著正相關(guān)；其他品質(zhì)指標(biāo)之間相關(guān)性不顯著。

表4 菜用豌豆食用品質(zhì)主要組分相關(guān)性分析結(jié)果

2.4 不同菜用豌豆品種籽粒品質(zhì)指標(biāo)的積累動態(tài)

2.4.1 粗蛋白 由圖1 可知，開花后21 d 籽粒中粗蛋白含量最多的品種為科豌6 號，其次是新西蘭和中豌6 號，分別為227.7、216.4 mg·g-1和212.7 mg·g-1；開花后25 d，3 個菜用豌豆品種籽粒中粗蛋白含量均有所下降，同開花后21 d 相比，科豌6號、新西蘭和中豌6 號分別下降了11.9%、2.3%和11.6%；開花后29 d，籽粒中粗蛋白含量由高到低依次為科豌6 號、新西蘭、中豌6 號，同開花后25 d 相比分別增加了17.3%、0.2%和2.1%；開花后33 d，新西蘭籽粒中粗蛋白含量達(dá)到最高值，為232.0 mg·g-1，科豌6 號和中豌6 號籽粒中粗蛋白含量與開花后29 d 相比分別下降了11.7%和4.5%；開花后37 d，科豌6 號和中豌6 號籽粒中粗蛋白含量比開花后33 d 增加了5.6%和6.7%，新西蘭籽粒中粗蛋白含量比開花后33 d 降低了7.1%。不同菜用豌豆品種籽粒中粗蛋白積累規(guī)律不同，科豌6 號和中豌6 號粗蛋白含量呈“W”型變化趨勢，最高含量分別出現(xiàn)在開花后29 d 和21 d；新西蘭粗蛋白含量在開花后21～29 d 差異不大，開花后33 d達(dá)到最高值，隨后又有所下降。

圖1 菜用豌豆籽粒形成期粗蛋白積累動態(tài)

2.4.2 粗脂肪 不同菜用豌豆品種在籽粒形成過程中粗脂肪積累規(guī)律基本一致（圖2）。在開花后21 d，新西蘭籽粒中粗脂肪含量最高，為20.6 mg·g-1，分別比科豌6 號和中豌6 號高4.0%和8.4%。隨后籽粒中的粗脂肪含量呈不斷增加的趨勢，開花后33 d 新西蘭籽粒中粗脂肪含量依然最高，為25.7 mg·g-1，分別比科豌6 號和中豌6 號高1.5%和22.2%。而開花后37 d 為粗脂肪積累的最高峰，科豌6 號含量最高，為25.9 mg·g-1，分別比新西蘭和中豌6 號高0.4%和22.9%；同開花后25 d 相比，科豌6 號、新西蘭和中豌6 號籽粒中粗脂肪含量分別增加了26.8%、15.0%和3.6%。同時還發(fā)現(xiàn)，開花后33 d 和37 d 菜用豌豆籽粒中粗脂肪含量處于相對平穩(wěn)的狀態(tài)，同一品種在這兩個時期含量變化不大。

圖2 菜用豌豆籽粒形成期粗脂肪積累動態(tài)

2.4.3 總淀粉 與粗脂肪積累趨勢類似，菜用豌豆籽粒形成過程中總淀粉含量也呈逐漸增加的變化趨勢（圖3），且同一時期熟期較短品種中豌6 號總淀粉含量始終最高。開花后21 d、籽粒形成初期總淀粉含量最低，中豌6 號為497.3 mg·g-1，比科豌6 號和新西蘭分別高36.0%和19.9%；開花后37 d，籽粒中總淀粉含量最高，科豌6 號、新西蘭和中豌6 號分別為452.3、581.7 mg·g-1和592.7 mg·g-1，比開花后29 d 分別增加了8.9%、17.2%和3.0%。

圖3 菜用豌豆籽粒形成期總淀粉積累動態(tài)

2.4.4 可溶性糖 由圖4 可知，開花后21 d、籽粒形成初期菜用豌豆可溶性糖含量最高，其中新西蘭含量最高為97.3 mg·g-1，其次是科豌6 號和中豌6號，分別為95.3、51.8 mg·g-1；隨后呈逐漸降低的變化趨勢，開花后37 d 達(dá)最低值，與開花后21 d相比分別降低了52.2%、56.2%和35.3%?？仆?號和新西蘭開花后21～29 d 籽粒中可溶性糖含量變化不大，開花后33 d 出現(xiàn)大幅降低，而中豌6號在開花后25 d 降低幅度最大。

圖4 菜用豌豆籽粒形成期可溶性糖積累動態(tài)

2.4.5 蔗糖 由圖5 可知，菜用豌豆籽粒形成過程中蔗糖含量呈不斷下降的變化趨勢。開花后21 d，籽粒中蔗糖含量是整個籽粒形成時期的高峰期，其中新西蘭含量最高，為77.0 mg·g-1，比科豌6 號高1.3%，是中豌6 號的2.1 倍；開花后21～29 d籽粒中蔗糖含量下降幅度較小；開花后37 d，籽粒中蔗糖含量是整個籽粒形成過程中最低時期，科豌6 號、新西蘭和中豌6 號籽粒中蔗糖含量分別比開花后21 d 降低了67.1%、75.2%和64.3%，比開花后29 d 降低了61.8%、70.7%和55.0%。

圖5 菜用豌豆籽粒形成期蔗糖積累動態(tài)

3 結(jié)論與討論

本試驗結(jié)果表明，參試菜用豌豆品種最佳采收期均在開花25 d 以后，鮮食期可維持5 d 左右，此期間鮮籽粒充滿豆莢，莢皮未變黃，蔗糖含量較高、淀粉含量較低，食用品質(zhì)好。在最佳時期采收鮮莢可有利于兼顧產(chǎn)量和品質(zhì)，而推遲采收不但籽粒中蔗糖含量降低，還會積累較多淀粉，降低菜用豌豆品質(zhì)，在菜用豌豆生產(chǎn)過程中，掌握好鮮莢的采收時機(jī)是十分必要的。同時，本試驗發(fā)現(xiàn)菜用豌豆鮮籽粒主要品質(zhì)指標(biāo)含量品種間差異顯著。鮮莢采收期粗蛋白含量最低的是熟期相對短的品種中豌6號，最高的是熟期長的品種長壽仁；中秦1 號是4個熟期短的品種（中秦1 號、科豌4 號、唐豌1 號和中豌6 號）中粗蛋白含量最高的；熟期短的菜用豌豆品種粗蛋白含量平均值（204.7 mg·g-1）低于其余6 個熟期稍長品種平均值（226.6 mg·g-1），這與高小麗等（2020）研究結(jié)果相似。粗脂肪含量最高的是熟期長的品種長壽仁（30.3 mg·g-1），最低的是熟期短的品種科豌4 號（15.3 mg·g-1）。總淀粉含量最高的為熟期短的品種中豌6 號（567.6 mg ·g-1），最低的是熟期稍長的品種科豌6 號（415.3 mg ·g-1）?？扇苄蕴呛驼崽呛孔罡叩姆謩e是熟期稍長的品種新西蘭（92.4 mg·g-1）和科豌6 號（65.6 mg ·g-1）。食用品質(zhì)評分熟期稍長的品種（科豌7 號、甜豌豆、科豌6 號、新西蘭、長壽仁和珍珠綠）平均值（4.25 分）高于其余4 個熟期短的品種平均值（2.75 分）。北方鮮食豌豆產(chǎn)區(qū)分布在北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、山東、陜西、甘肅等省（市、區(qū)）（儀登霞和龐永珍，2022），90%以上區(qū)域為一年兩熟制，因此多年來早熟、適應(yīng)性廣的糧菜兼用型豌豆品種中豌6號一直是主栽品種。近年來，基于國家食用豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目的支持，已培育出多個適宜北方種植的早熟菜用豌豆新品種，如中秦1 號、科豌6 號等。本試驗結(jié)果表明，熟期短的菜用豌豆品種中秦1 號綜合品質(zhì)性狀表現(xiàn)突出，可以在北方春播區(qū)推廣種植，其次是科豌6 號和科豌7 號，而食用品質(zhì)評分較高的熟期長的品種長壽仁、新西蘭和珍珠綠適宜在緯度或海拔較高地區(qū)下茬復(fù)種蔬菜或一季作區(qū)域推廣種植。

本試驗中，對菜用豌豆食用品質(zhì)評分與鮮籽粒品質(zhì)主要組分含量的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，食用品質(zhì)評分與籽粒中可溶性糖、蔗糖含量呈顯著或極顯著正相關(guān)，而可溶性糖含量與蔗糖含量呈極顯著正相關(guān)，所以蔗糖含量是影響菜用豌豆食用品質(zhì)的主要因子之一，這與鮮食大豆、甜玉米、鮮食蠶豆食用品質(zhì)研究結(jié)果相似（張古文 等，2012；張秋英 等，2015）。可溶性糖含量直接影響甜玉米的品質(zhì)，而提高蔗糖含量可以提高甜玉米的品質(zhì)（趙福成 等，2013）；可溶性總糖和蔗糖含量高，則鮮食性蠶豆籽粒的食味品質(zhì)較佳（趙娜 等，2019）。粗蛋白含量與食用品質(zhì)評分呈顯著正相關(guān)，前人對菜用豌豆籽粒中粗蛋白含量與食用品質(zhì)相關(guān)分析研究較少，在稻米中研究較為透徹，但結(jié)果有所不同，丁得亮等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，稻米中蛋白質(zhì)的含量和食味值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；Sun 等（2010）研究認(rèn)為，大米中蛋白質(zhì)含量高不一定會降低其蒸煮品質(zhì)，高蛋白大米在蒸煮過程中需要更多的水來充分膨脹米粒，而蛋白質(zhì)含量高的大米在溫度變化時，其硬度和粘稠度比蛋白質(zhì)含量低的大米更穩(wěn)定，因此稻米蛋白質(zhì)的含量和蒸煮品質(zhì)之間關(guān)系沒有明確結(jié)論，需進(jìn)一步研究。食用品質(zhì)評分與粗脂肪含量呈極顯著正相關(guān)，而與總淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，這表明在實(shí)際育種中，可以通過降低淀粉含量，提高脂肪含量來適當(dāng)提高菜用豌豆的食用品質(zhì)，從而滿足市場對高品質(zhì)菜用豌豆的需求。

本試驗結(jié)果表明，菜用豌豆籽粒形成期，籽粒中可溶性糖和蔗糖含量呈逐漸降低的變化趨勢，總淀粉含量呈逐漸增加的變化趨勢，這與王寶強(qiáng)等（2012）研究的綠豆淀粉積累規(guī)律相似。而籽粒中粗脂肪含量呈逐漸增加趨勢也與張秋英等（2015）對菜用大豆脂肪積累動態(tài)的研究結(jié)果相似。不同菜用豌豆品種在籽粒形成期粗脂肪積累快慢不同，新西蘭在開花后21～29 d，科豌6 號在開花后29～37 d 處于快速增長期；而中豌6 號增長緩慢。粗蛋白積累趨勢在不同菜用豌豆品種間表現(xiàn)不同，科豌6號和中豌6 號呈“W”型變化趨勢，而熟期稍晚品種新西蘭粗蛋白含量最高值出現(xiàn)在開花后33 d，開花后21～29 d 粗蛋白含量變化不大。蛋白質(zhì)積累規(guī)律在不同作物或同一作物不同品種間差異較大，趙明珠等（2009）研究顯示，大豆蛋白質(zhì)含量隨籽粒的形成而逐漸增加，大致呈“W”型曲線變化，高產(chǎn)品種蛋白質(zhì)含量在鼓粒盛期最高，此后隨著鼓粒天數(shù)的增加而降低直到成熟，但同一品種不同年份間蛋白質(zhì)相對積累趨勢和速度也有可能不同；杜金哲等（2008）研究不同品質(zhì)類型小麥籽粒蛋白質(zhì)積累規(guī)律發(fā)現(xiàn)，春小麥灌漿期籽粒蛋白質(zhì)含量呈高—低—高的“V”型變化規(guī)律。因此，關(guān)于不同菜用豌豆品種籽粒中蛋白質(zhì)的積累規(guī)律有待進(jìn)一步研究。