陳 剛,馬 曉
(1. 鄭州師范學院,河南鄭州 450044;2.河南職業(yè)技術學院,河南鄭州 450046)
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1-甲基環(huán)丙烯處理對豇豆貯藏效果的影響
陳剛1,馬曉2
(1. 鄭州師范學院,河南鄭州 450044;2.河南職業(yè)技術學院,河南鄭州 450046)
分別采用0.5、1.0、2.0 μL·L-11-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)熏蒸處理豇豆,對其部分生理生化指標進行了測定,以探明1-MCP對采后豇豆的保鮮效果。研究結果表明,在(14.3±2) ℃下,0.5 μL·L-11-MCP處理組較CK組能顯著地(p<0.05)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(MDA)的積累;貯藏結束時,2.0 μL·L-11-MCP熏蒸較CK組能顯著地(p<0.05)減緩多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)活性的升高,但會造成MDA的積累。在生產實踐中,建議采用0.5 μL·L-11-MCP熏蒸豇豆以獲得好的貯藏效果。
1-MCP,豇豆,貯藏,營養(yǎng)品質
1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是近年來發(fā)現的一種非常有效的乙烯作用抑制劑,在香蕉[1]、甜柿[2]、蘋果[3、4]、西洋梨[5]、獼猴桃[6]、西紅柿[7]等園藝產品的研究證實,它可很好地延緩園藝產品的成熟、衰老,很好地保持產品的硬度、脆度,保持顏色、風味、香味和營養(yǎng)成分,能有效地保持植物的抗病性,減輕微生物引起的腐爛和減輕生理病害,并可減少水分蒸發(fā)、防止萎蔫。
豇豆(Vigna unguiculata),俗稱角豆、姜豆、帶豆、掛豆角,含有易于消化吸收的蛋白質,還含有多種維生素和微量元素等,所含磷脂可促進胰島素分泌,是糖尿病人的理想食品。北方豇豆多在夏秋季收獲上市,在調節(jié)當地蔬菜供應、增加蔬菜品種方面有重要作用,但是豇豆在采收后水分迅速揮發(fā),形成空殼,迅速失去商品價值與營養(yǎng)價值。近年來,研究人員采用大豆分離蛋白涂膜[8]、氣調[9]、熱水[10]、6-BA[11]、包裝[12]、溫度[13]、高壓靜電場[14]等處理方式對采后豇豆進行保鮮實驗,獲得了較好的保鮮效果。本研究采用不同濃度的1-MCP熏蒸豇豆,以期找到適宜的1-MCP熏蒸濃度保持豇豆的商品價值與營養(yǎng)價值,在加快采后豇豆處理速度、降低能耗、減少設備投入等方面為生產實踐提供指導。
1.1材料與儀器
實驗用豇豆采自鄭州市毛莊蔬菜基地,供試品種為“之豇-28”,采后4 h內運抵實驗室,選商品成熟、無病蟲害、無畸形、無機械傷,長短均勻的豇豆進行各種處理;1-MCP 0.14%粉劑美國羅門哈斯中國公司;磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、石英砂、丙酮、硫酸、鹽酸、碘化鉀、碘酸鉀、鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、氫氧化鈉等均為國產分析純。
Universal 32R型離心機德國;UV-2000型可見-紫外分光光度計尤尼柯(上海)儀器有限公司;HPG-280H人工氣候箱哈爾濱市東聯(lián)電子技術有限公司;SHB-Ⅲ型真空泵鄭州長城科工貿有限公司;高溫馬弗爐上海娥江儀器設備有限公司;DS-1組織搗碎機上海精科實業(yè)有限公司。
1.2實驗方法
1.2.1豇豆的1-MCP處理在常溫(17.9±2) ℃條件下,將豇豆分別置于1-MCP濃度為0(CK)、0.5、1.0、2.0 μL·L-1的密閉容器中熏蒸10 h。取出后按每把0.5 kg捆扎,裝入專用保鮮袋(規(guī)格為37.0 cm×30.5 cm,厚度為0.02 mm),距袋口2 cm處用普通橡皮筋繞3圈扎緊袋口,于(14.3±2) ℃的氣候箱中貯藏,重復3次,每2 d測定一次相關指標。
1.2.2指標的測定葉綠素含量采用Inskeep[15]的方法測定,纖維素含量采用文獻[16]方法測定,VC含量采用碘酸鉀滴定法[17]測定,蛋白質含量用紫外吸收法[18]測定,POD和PPO活性采用文獻[19]與[20]的方法測定,MDA含量采用文獻[21]的方法測定。
1.3數據處理
實驗數據用Microsoft office 2003處理,SPSS13.0 進行統(tǒng)計分析,采用鄧肯氏新復極差測驗法檢驗,以p<0.05為差異顯著性標準。
2.11-MCP處理對貯藏過程中豇豆葉綠素含量的影響
葉綠素是植物用于光合作用的關鍵之一,葉綠素含量的多少還能反應采后豇豆的顏色,進而反應豇豆的商品性。如圖1所示,貯藏過程中,豇豆葉綠素含量變化趨勢是逐漸減少的,1-MCP熏蒸處理能延緩葉綠素含量的降低。在8 d的貯藏期內,各處理的豇豆葉綠素含量均比CK組要高。第6 d,0.5、1.0、2.0 μL·L-11-MCP熏蒸豇豆的葉綠素含量分別為CK的葉綠素含量的1.21、1.32、1.07倍,差異均達到顯著水平(p<0.05)。整個貯藏期內,除了第6 d 1.0 μL·L-1處理的豇豆葉綠素含量高于0.5 μL·L-11-MCP處理的豇豆葉綠素含量外,0.5 μL·L-11-MCP熏蒸豇豆的葉綠素含量均高于1.0 μL·L-1和2.0 μL·L-11-MCP熏蒸處理,表明0.5 μL·L-11-MCP熏蒸處理的豇豆在保持其商品性上有一定潛力。
圖1 不同濃度1-MCP對豇豆貯藏過程中葉綠素含量的影響Fig.1 Effect of 1-MCP treatment on content of chlorophyll of yard-long bean during storage
2.21-MCP處理對貯藏過程中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的過程,延緩豇豆纖維化進程,可提高豇豆的適口性與營養(yǎng)價值。由圖2可以看出,豇豆在貯藏過程中纖維素含量的變化趨勢整體是先迅速上升,而后纖維素含量保持一個比較平穩(wěn)的狀態(tài),在貯藏結束時,纖維素含量又有小幅的上升。貯藏2 d時,CK的豇豆纖維素含量比第0 d時有大幅增長,增幅達到57.64%;0.5 μL·L-1熏蒸處理的豇豆纖維素含量比第0 d時也有較大增加,增幅為29.90%,但纖維素含量顯著(p<0.05)低于其它處理。第2~8 d,0.5 μL·L-1熏蒸處理的豇豆纖維素含量始終比其他處理的纖維素含量要低;貯藏結束時,1.0 μL·L-1熏蒸的豇豆纖維素含量為1.86%,是各處理中纖維素含量最高的,而0.5 μL·L-11-MCP熏蒸處理的豇豆纖維素含量為1.52%,是各處理中纖維素含量最低的,其含量相當于1.0 μL·L-1熏蒸的豇豆纖維素含量的81%,0.5 μL·L-11-MCP熏蒸處理的豇豆纖維素含量顯著(p<0.05)低于CK的纖維素含量。表明0.5 μL·L-1的1-MCP熏蒸能延緩纖維素含量上升,減緩纖維化進程,提高了豇豆的食用適口性。
圖2 不同濃度1-MCP對豇豆貯藏過程中纖維素含量的影響Fig.2 Effect of 1-MCP treatment on content of cellulose of yard-long bean during storage
2.31-MCP處理對貯藏過程中豇豆維生素C含量的影響
維生素C不僅與豇豆的營養(yǎng)價值密切相關,還是判斷果蔬采后貯藏效果的一個非常好的指標。如圖3所示,在8 d的貯藏期內,豇豆維生素C含量的變化趨勢是下降的,在貯藏的前2 d下降速度較快,第2 d至第6 d變化平緩,第6~8 d后,下降速度較快。在第2 d,0.5 μL·L-1熏蒸的維生素C含量為29.02 mg·100 g-1,比貯藏開始時減少了17.39%,2.0 μL·L-1熏蒸的維生素C含量為28.16 mg·100 g-1,比貯藏開始時減少了19.85%,這兩個處理之間差異不顯著,0.5 μL·L-1熏蒸處理和2.0 μL·L-1熏蒸處理與1.0 μL·L-1熏蒸處理和CK的維生素C含量的有顯著差異(p<0.05)。第2~6 d各處理的維生素C含量變化平緩。第8 d,CK的豇豆的維生素C含量為19.36 mg·100 g-1,顯著(p<0.05)低于三個1-MCP熏蒸處理,而三個1-MCP熏蒸處理之間的維生素C的含量沒有顯著性差異(p>0.05);第8 d時,0.5、1.0、2.0 μL·L-11-MCP熏蒸處理豇豆維生素C含量分別為22.12、22.00、22.41 mg·100 g-1。表明1-MCP熏蒸處理能減緩豇豆貯藏過程中的維生素C的含量的下降,保持豇豆的貯藏品質。
圖3 不同濃度1-MCP對豇豆貯藏過程中維生素C含量的影響Fig.3 Effect of 1-MCP treatment on content of vitamin C of yard-long bean during storage
2.41-MCP處理對貯藏過程中豇豆可溶性蛋白質含量的影響
貯藏過程中可溶性蛋白質含量表現出逐漸降低的趨勢。貯藏過程中,各處理豇豆的可溶性蛋白含量均為逐漸下降的,0.5、1.0、2.0 μL·L-11-MCP熏蒸處理的豇豆可溶性蛋白含量在整個貯藏期內均高于CK的可溶性蛋白含量。第0~4 d,各處理豇豆的可溶性蛋白含量減少速度較慢;第4 d時,0.5、1.0、2.0、0 μL·L-1處理的豇豆可溶性蛋白含量分別為1.28%、1.25%、1.23%、1.16%,比第0 d分別下降了5.74%、7.64%、9.34%、14.38%;第8 d時,CK的可溶性蛋白含量為0.87%,0.5 μL·L-1處理的豇豆可溶性蛋白含量為0.97%,顯著(p<0.05)高于CK的可溶性蛋白含量。說明0.5 μL·L-1的1-MCP熏蒸處理可以較好地保持蛋白質含量,減少貯藏中豇豆的蛋白質損失,保持較高的營養(yǎng)價值。
圖4 不同濃度1-MCP對豇豆貯藏過程中蛋白質含量的影響Fig.4 Effect of 1-MCP treatment on soluble protein content of yard-long tean during storage
2.51-MCP處理對貯藏過程中豇豆過氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性的影響
POD在細胞壁中可催化NADH或NADPH氧化產生氧負離子,進一步歧化為H2O2和氧氣,從而參與活性氧代謝過程,從而代謝H2O2。如圖5,貯藏期內豇豆的POD活性的變化趨勢是逐漸上升的,不同濃度的1-MCP熏蒸處理能延緩POD活性的上升。貯藏前4 d,豇豆POD的活性變化不大,4 d后POD活性緩慢上升,0.5 μL·L-11-MCP熏蒸處理豇豆的POD活性變化較平穩(wěn),POD活性在第6 d出現大幅度的升高,1.0 μL·L-11-MCP熏蒸處理豇豆的POD活性在第8 d出現大幅度的升高,2.0 μL·L-11-MCP熏蒸處理豇豆的POD活性在實驗期內沒有出現大幅度的提高,說明1-MCP熏蒸處理可以有效的抑制POD活性的提高,而且1-MCP濃度越大,這種抑制作用越強烈。而CK的豇豆POD活性在整個貯藏期內一直比其他三個1-MCP熏蒸處理的POD活性要高。貯藏結束時,三個1-MCP熏蒸處理的POD活性顯著(p<0.05)低于CK的豇豆POD活性。
圖5 不同濃度1-MCP對豇豆貯藏過程中POD活性的影響Fig.5 Effect of 1-MCP treatment on POD activity of yard-long bean during storage
多酚氧化酶是一種以銅為輔基的酶,能催化多種簡單酚類物質氧化形成醌類化合物,醌類化合物進一步聚合形成褐色、棕色或黑色的聚合物。在果蔬后熟衰老過程或在采后的貯藏加工過程中,果蔬出現的組織褐變與組織中的多酚氧化酶活性密切相關。如圖6,豇豆貯藏期間的PPO活性是逐漸升高的,1-MCP處理的豇豆在第2 d時的PPO活性均顯著(p<0.05)低于CK組,第4 d至第8 d,1.0 μL·L-1和2.0 μL·L-11-MCP熏蒸處理的豇豆PPO活性低于CK組,而0.5 μL·L-11-MCP處理的豇豆PPO活性卻高于CK組。2.0 μL·L-11-MCP處理豇豆的PPO活性在整個貯藏期內一直處于較低水平。高濃度的1-MCP(1.0 μL·L-1和2.0 μL·L-1)可以更好地抑制豇豆PPO活性的上升,對豇豆在貯藏中銹斑的產生有一定的抑制作用。
圖6 不同濃度1-MCP對豇豆貯藏過程中PPO活性的影響Fig.1 Effect of 1-MCP treatment on PPO activity of yard-long bean during storage
2.61-MCP處理對貯藏過程中豇豆丙二醛(MDA)含量的影響
丙二醛是植物衰老過程中重要的膜脂過氧化產物之一,常被用來評價脂質過氧化程度和細胞膜受傷害程度。如圖7所示,在貯藏過程中,豇豆中MDA的含量是逐漸上升的;第0~6 d,豇豆中MDA含量變化平緩,第8 d時,MDA含量上升幅度較大。貯藏2 d時1-MCP熏蒸的豇豆MDA含量顯著(p<0.05)高于CK豇豆的MDA含量,而后一直低于CK的MDA含量,第6 d時,不同濃度1-MCP熏蒸處理豇豆中MDA含量顯著(p<0.05)低于CK的MDA含量,0.5、1.0、2.0 μL·L-11-MCP熏蒸處理豇豆中MDA含量分別是CK的90.27%、90.58%、90.40%,三種濃度熏蒸處理的豇豆MDA含量之間沒有顯著性差異(p>0.05)。第8 d時,2.0 μL·L-11-MCP熏蒸處理的豇豆MDA含量為0.80×10-2μmol/g,與CK的接近,兩者沒有顯著性差異(p>0.05);而0.5 μL·L-1和1.0 μL·L-11-MCP處理的豇豆MDA含量分別是CK的85.15%和86.48%,與CK和2.0 μL·L-11-MCP熏蒸處理的豇豆MDA含量的差異性達到顯著水平(p<0.05)。表明較高濃度(2.0 μL·L-1)的1-MCP促進了MDA含量的增加,不利于豇豆的貯藏,而較低濃度(0.5 μL·L-1和1.0 μL·L-1)的1-MCP延緩MDA含量的增加,有利于豇豆貯藏。
圖7 不同濃度1-MCP對貯藏過程中豇豆MDA含量的影響Fig.7 Effect of 1-MCP treatment on MDA content of yard-long tean during storage
潘冰燕等[22]的研究發(fā)現,1-MCP組的線椒鮮果葉綠素與VC含量均高于CK組,并在貯藏6 d時達到最大值,貯藏9、12 d時,2組的葉綠素含量差異顯著(p<0.05),0、12 d時2組VC含量差異顯著(p<0.05)。對芥藍采后品質的研究結果表明,1-MCP處理可抑制葉綠素降解,可延緩芥藍中抗壞血酸的降低[23]。在20 ℃貯藏條件下,1-MCP對韭薹貯藏品質的研究結果也表明,0.5 μL·L-1的1-MCP可保持較高的葉綠素及VC含量,抑制過氧化物酶(POD)的活性,延緩纖維素的積累[24]。而本文的研究結果也表明,0.5 μL·L-11-MCP熏蒸處理的豇豆能保持較高的葉綠素、維生素C、可溶性蛋白含量,較低的纖維素含量,更好地保持貯藏期內豇豆的營養(yǎng)品質與商品性。
在低溫貯藏期間,1-MCP處理可降低‘早紅考密斯’西洋梨果肉組織果肉組織過氧化物酶(POD)活性,0.5 μL/L 1-MCP處理作用于果肉組織的效果好于1 μL/L 1-MCP處理[25]??喙瞎麑嵅珊笥?.5、1.0、1.5 μL/L 1-MCP處理12 h后,在20 ℃下貯藏實驗發(fā)現1-MCP處理能有效保持較高的抗壞血酸,還能有效增加過氧化物酶的活性,0.5 μL/L 1-MCP處理可延緩采后苦瓜果實成熟衰老和貯藏品質下降[26]。1-MCP處理能有效延緩大櫻桃PPO和POD活性高峰的出現,減少大櫻桃MDA的積累,使MDA含量維持在較低水平[27]。濃度為0.4 μL/L的1-MCP可顯著抑制貯藏期間草莓果實的多酚氧化酶活性、丙二醛含量的升高,顯著提高了草莓果實的貨架期品質;而濃度為0.8 μL/L和1.2 μL/L 1-MCP對草莓果實并無保鮮效果,說明低濃度的1-MCP處理能夠有效地延緩草莓果實的后熟進程[28]。李江闊等[29]的研究發(fā)現,3個(1、2、3 μL/L)1-MCP劑量采前處理抑制了葡萄的丙二醛含量增加,貯藏后期維持較高的過氧化物酶和較低的多酚氧化酶活性,其中1 μL/L 1-MCP處理對葡萄的保鮮效果最好,能夠顯著延緩葡萄的衰老進程,保持較高的貯藏品質。本研究也發(fā)現高濃度(1 μL·L-1和2 μL·L-1)的1-MCP熏蒸處理能抑制POD和PPO活性的過早升高,對維持豇豆細胞內的膜脂氧化狀態(tài)有重要意義,但2 μL·L-1的1-MCP熏蒸處理豇豆卻提高了MDA的含量,這也說明此濃度對細胞膜脂質過氧化和細胞膜的傷害程度較大。本文的研究結果提示,0.5 μL·L-11-MCP是豇豆貯前保鮮處理時較為適宜的濃度。
采用了0.5、1.0、2.0 μL·L-11-MCP熏蒸采后豇豆,研究結果發(fā)現,在(14.3±2) ℃下,0.5 μL·L-11-MCP處理能延緩豇豆葉綠素、VC、可溶性蛋白含量的降低和纖維素含量的提高,從而可以保持豇豆的外觀色澤;維持了采后豇豆在貯存后期較高的VC、可溶性蛋白含量和較低的纖維素含量,保持采后豇豆營養(yǎng)品質的同時也保證了豇豆的適口性;該處理還能減少丙二醛的積累也說明了豇豆細胞內膜脂過氧化發(fā)生情況較其他處理都低;但是,本研究也發(fā)現,0.5 μL·L-11-MCP處理能延緩豇豆不能很好地抑制PPO與POD活性。綜上所述,推薦在生產實踐中采用0.5 μL·L-11-MCP熏蒸采后豇豆以獲得好的貯藏效果。
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Effect of 1-MCP on the quality of yard-long bean during storage
CHEN Gang1,MA Xiao2
(1.Zhengzhou normal university,Zhengzhou 450044,China;2.He’nan Vocation and Technical College,Zhengzhou 450046,China)
The effect of different fumigating concentration(0.5、1.0、2.0、0 μL·L-1(CK))of 1-methylcyclopropene(1-MCP)on nutrition quality of yard-long bean were assessed by investigating some physiological indexes. The increasing of cellulose of yard-long bean storaged at(14.3±2) ℃ was reduced significantly(p<0.05)with 0.5 μL·L-11-MCP comparing with the CK group,and the decreasing trend of the content of chlorophyll,vitamin C and protein and the accumulation of malonaldehyde(MDA)of the product was delayed . The activity of PPO and POD was significantly(p<0.05)lowest and the accumulation of MDA was the most serious with 2.0 μL·L-11-MCP treatment than other treatments when the examination was over. A better storage effect could be get by fumigating yard-long bean with 0.5 μL·L-11-MCP in practice.
1-methylcyclopropene;yard-long bean;storage;nutritional quality
2016-03-08
陳剛(1979-),男,碩士研究生,主要從事園藝產品貯藏加工方面的研究,E-mail:chgangmx@163.com。
TS255.3
A
1002-0306(2016)18-0340-05
10.13386/j.issn1002-0306.2016.18.056