努爾開西·肉扎洪，侯媛媛，趙雅芹，趙立艷，鄭永華，金 鵬

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210095）

蠶豆（Vicia fabaL.）是豆科豌豆屬一年生草本植物，又名胡豆、大豆、南漢豆、蘭花豆等。新鮮蠶豆因富含蛋白質(zhì)、碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)而廣受國內(nèi)外消費(fèi)者的喜愛，消費(fèi)量也在逐年提高，是我國主要的豆類蔬菜之一[1]。我國長江流域蠶豆成熟于春末夏初，因氣溫高，采后蠶豆在貯運(yùn)時(shí)呼吸作用與新陳代謝旺盛，易發(fā)生氧化褐變、黑斑、失水萎蔫、黃化衰老等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響常溫貯運(yùn)和銷售，使商品價(jià)值下降[2]。因此，有效延緩蠶豆品質(zhì)劣變，滿足市場對新鮮蠶豆的需求，提高蠶豆耐貯性是當(dāng)下蠶豆采后貯藏和銷售過程中亟需解決的問題。目前已有多種保鮮技術(shù)可提高蠶豆采后貯藏品質(zhì)，延長籽粒貯藏壽命，如低溫貯藏[3]、熱激處理[4]、殼聚糖涂膜[5]等，但關(guān)于殺菌保鮮劑在蠶豆采后貯藏中研究較少。

果蔬貯藏期間，活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平不斷升高，通常包括超氧陰離子、過氧化氫（H2O2）和羥自由基，ROS大量積累會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷，丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量增加，從而破壞ROS代謝的動(dòng)態(tài)平衡[6]。Lin Yifen等[7]發(fā)現(xiàn)，龍眼在貯藏期間果皮ROS水平不斷升高，H2O2和超氧陰離子含量增加，促進(jìn)MDA產(chǎn)生并發(fā)生細(xì)胞膜脂過氧化，引起多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）和過氧化物酶（peroxidase，POD）與酚類物質(zhì)接觸，造成氧化褐變。24-表油菜素內(nèi)酯能夠顯著提高超氧化物歧化酶（superoxidase dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）活力，抑制超氧陰離子生成速率和MDA的產(chǎn)生，從而減少杏子的病斑[8]。由此可見，維持ROS代謝動(dòng)態(tài)平衡能有效改善果蔬貯藏品質(zhì)。

ClO2氧化性強(qiáng)，適用pH值范圍廣，是繼次氯酸鈣、次氯酸鈉之后的新一代多功能、多用途殺菌保鮮劑。ClO2易穿透微生物細(xì)胞膜，與細(xì)胞膜上的含氧化合物和蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞膜氧化損傷，從而達(dá)到殺菌的目的，因此，ClO2近年來被廣泛應(yīng)用于果蔬保鮮中，可以顯著提高果蔬貯藏品質(zhì)[9-10]。世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織已將ClO2列為A1級(jí)安全殺菌保鮮劑，美國食品和藥物管理局也批準(zhǔn)將ClO2應(yīng)用于果蔬保鮮[11]。10 mg/L氣體ClO2短時(shí)間（120 s）處理能夠顯著抑制番茄中病原菌的生長，隨劑量的提高殺菌效果提升[12]。Lee等[13]發(fā)現(xiàn)，相同劑量條件下ClO2的抗菌能力高于其他含氯消毒劑。研究表明，ClO2處理可提高青椒[14]、草莓[15]、甜瓜[16]、荔枝果實(shí)[17]的抗氧化能力，減輕腐爛。李具鵬[14]發(fā)現(xiàn)30 μL/L ClO2可顯著延緩青椒葉綠素的降解，提高感官品質(zhì)，減少M(fèi)DA的大量積累，改善青椒的食用品質(zhì)。龍眼中ROS水平隨細(xì)胞膜的損傷和褐變指數(shù)的增加而增加，ClO2可以與H2O2發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和亞氯酸，降低其含量并維持SOD、CAT活力，提高抗氧化能力，從而減少龍眼果皮的褐變[6]。80 mg/L ClO2處理能夠顯著抑制荔枝PPO和POD活力，降低果皮褐變和腐爛指數(shù)，提高苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonialyase，PAL）活力，并促進(jìn)總酚的合成，顯著提高果實(shí)抗氧化能力[18]。這些研究表明，ClO2可提高抗氧化酶的活力，抑制自由基的大量產(chǎn)生，改善果蔬的貯藏品質(zhì)。因此，本研究探索不同劑量ClO2處理對蠶豆貯藏期間品質(zhì)和抗氧化能力的影響，并篩選出最適處理劑量，以期為改善蠶豆褐變及品質(zhì)提供新的思路和方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘通蠶鮮6號(hào)’蠶豆采自江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所豆類生產(chǎn)基地。

氫氧化鈉、碘化鉀、無水乙醚、抗壞血酸、苯酚梅林學(xué)海有限公司；考馬斯亮藍(lán)、葡萄糖、硫代巴比妥酸、過氧化氫、核黃素 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乙醇、酒石酸鉀鈉、3,5-二硝基水楊酸、次甲基藍(lán)、鄰菲羅啉 南京晶格化學(xué)科技有限公司；Folin-Ciocalteu試劑、L-苯丙氨酸、二硫代硝基苯甲酸、愈創(chuàng)木酚 上海源葉生物科技有限公司；ClO2泡騰片、β-環(huán)糊精 北京華龍星宇科技發(fā)展有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1600紫外分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)儀器有限公司；HZ 602 A 電子平衡儀 慈溪紅鉆衡器科技公司；DK-S26電熱恒溫水浴鍋 上海森信試驗(yàn)儀器有限公司；立式壓力蒸汽殺菌器 上海博迅醫(yī)療生物股份有限公司；HP-2132色差儀 深圳漢譜光彩科技有限公司；GL-20G-H冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀 美國FTC公司。

1.3 方法

1.3.1 ClO2熏蒸片的制備和蠶豆的熏蒸處理

參照文獻(xiàn)[19]方法自制ClO2熏蒸片。制作方法：將有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（10.0f 0.5）%的ClO2泡騰片粉碎，稱取20 mg粉碎后的粉末與980 mgβ-環(huán)糊精混勻后壓制成片（1 g/片）[20]，得到片劑中ClO2有效質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%。ClO2熏蒸片現(xiàn)制現(xiàn)用。

花后45 d采收蠶豆，人工采摘后4 h內(nèi)常溫下運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。選擇體積、質(zhì)量、成熟度基本一致，無腐爛、黑斑、蟲蛀和機(jī)械損傷的蠶豆進(jìn)行處理。

將蠶豆隨機(jī)分為4 組，每組270 個(gè)豆莢，置于20 L的密封塑料筐中，并分別同時(shí)放入0.5、1、2 片有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的ClO2熏蒸片進(jìn)行不同劑量（15、30、60 μL/L）的熏蒸處理。熏蒸后所有樣品用0.01 mm厚的聚氯乙烯塑料保鮮袋進(jìn)行分裝，每袋裝20 個(gè)蠶豆豆莢，在（20f 1）℃、相對濕度82%～86%的恒溫箱中貯藏8 d，每2 d隨機(jī)取出不同處理樣品，觀察評價(jià)褐變和腐爛情況，同時(shí)測定相關(guān)品質(zhì)和生理指標(biāo)。測定均進(jìn)行3 次重復(fù)。對照組不進(jìn)行熏蒸處理，其他操作均相同。第0天樣品指熏蒸處理前的蠶豆樣品。

1.3.2 蠶豆豆莢色澤、質(zhì)量損失率及硬度的測定

參照文獻(xiàn)[21]的方法測定色澤。采用CR-400色差儀測定蠶豆莢表面L*值（明亮度）、a*值（紅綠度）、b*值（黃藍(lán)度）。

參照文獻(xiàn)[22]的方法測定質(zhì)量損失率。挑選體積、質(zhì)量相近的10 個(gè)蠶豆豆莢，測定不同貯藏時(shí)間的平均質(zhì)量，按式（1）計(jì)算質(zhì)量損失率。

式中：m1為貯藏前蠶豆平均質(zhì)量/g；m2為不同貯藏時(shí)間蠶豆平均質(zhì)量/g。

硬度用TMS-Pro研究型食品物性質(zhì)構(gòu)儀測定。參照陳惠等[3]的方法，每組取5～7 個(gè)豆莢，設(shè)置物性質(zhì)構(gòu)儀壓力為50 N，直至探頭頂端壓入果肉為止（回程距離30 mm、檢測速率60 mm/min、回程速率300 mm/min），兩面均測定1 次，結(jié)果取平均值。

1.3.3 蠶豆豆莢褐變指數(shù)和腐爛指數(shù)的測定

參照文獻(xiàn)[23]的方法測定褐變指數(shù)。以豆莢表面褐變面積將蠶豆分為4 個(gè)等級(jí)：無褐變?yōu)?級(jí)；褐變面積小于20%為1級(jí)；褐變面積在20%～40%之間為2級(jí)；褐變面積大于40%為4級(jí)。按式（2）計(jì)算褐變指數(shù)。

參照文獻(xiàn)[5]的方法測定腐爛指數(shù)。隨機(jī)選出15 個(gè)蠶豆豆莢分4 個(gè)等級(jí)。無腐爛為0級(jí)；腐爛面積≤1/4為1級(jí)；腐爛面積在1/4～1/2為2級(jí)；腐爛面積≥1/2為3級(jí)。

1.3.4 蠶豆豆莢呼吸強(qiáng)度、MDA含量和葉綠素含量的測定

呼吸強(qiáng)度參照柳曉晨等[2]的方法使用CO2氣體分析儀進(jìn)行測定，在0、2、4、6、8 d 分別取280～290 g蠶豆豆莢置于2 L 密閉容器中，于室溫下測定0 min和60 min時(shí)密閉容器中CO2的含量，呼吸強(qiáng)度單位為mg/（kgg h）。

采用硫代巴比妥酸比色法[24]測定蠶豆豆莢MDA含量。

取1 g蠶豆豆莢（不含籽粒），加入5 mL體積分?jǐn)?shù)95%乙醇溶液充分研磨，參照文獻(xiàn)[2]的方法測定葉綠素含量，結(jié)果以mg/g表示。

1.3.5 蠶豆豆莢超氧陰離子生成速率、H2O2含量和SOD、CAT活力的測定

參照文獻(xiàn)[25]的方法測定蠶豆豆莢超氧陰離子生成速率，單位為nmol/（gg min）。

蠶豆豆莢H2O2含量及SOD、CAT活力均參照文獻(xiàn)[26]的方法，H2O2含量單位為μmol/g，在560 nm波長處對氮藍(lán)四唑光化還原的抑制為50%時(shí)所需的酶量為1 個(gè)SOD活力單位，SOD活力單位為U/g，CAT活力在240 nm波長處以1 min吸光度變化0.01為1 個(gè)CAT活力單位，CAT活力單位為U/g。

1.3.6 蠶豆籽粒的好粒率、VC、可溶性蛋白、淀粉及還原糖含量的測定

參照柳曉晨等[2]的方法，依據(jù)籽粒外觀狀況來評價(jià)籽粒，出現(xiàn)褐變和腐爛（軟化）的籽粒均為壞粒，飽滿、鮮綠的籽粒為好粒，按式（4）計(jì)算好粒率。

蠶豆籽粒VC含量采用鄰菲啰啉法[27]測定，單位為mg/100 g。

蠶豆籽粒可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法[28]測定，單位為mg/100 g。

蠶豆籽粒淀粉含量用碘液顯色法[26]測定，還原糖含量用DNS法[26]測定，單位均為mg/g。

1.3.7 蠶豆豆莢總酚含量、PPO、POD與PAL活力的測定

蠶豆豆莢總酚含量采用比色法[26]測定，單位為mg/g。蠶豆豆莢PPO、POD活力均參照文獻(xiàn)[26]的方法測定，分別以1 min內(nèi)420、470 nm波長處吸光度變化0.1為1 個(gè)酶活力單位U，PPO、POD活力單位均為U/g。

蠶豆豆莢PAL活力參照文獻(xiàn)[17]的方法測定。記錄37 ℃水浴保溫1 h前后290 nm波長處的吸光度，以1 h內(nèi)OD值變化0.01為1 個(gè)酶活力單位U，PAL活力單位為U/g。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

實(shí)驗(yàn)重復(fù)測定3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Origin 2020軟件作圖，采用SPSS Stastistics 22軟件進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan多重比較法進(jìn)行顯著性分析，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同劑量ClO2熏蒸處理對蠶豆貯藏品質(zhì)的影響

色澤是評價(jià)蠶豆的重要指標(biāo)之一。由表1可知，常溫貯藏8 d內(nèi)蠶豆L*值逐漸下降，表面亮度降低，a*、b*值上升，表面發(fā)黃，貯藏結(jié)束時(shí)，ClO2處理組的L*值顯著高于對照組（P＜0.05），15、30 μL/L ClO2處理組的a*、b*值顯著低于對照組（P＜0.05）。說明ClO2處理均可抑制L*值的下降及a*值和b*值的上升。

表1 不同劑量ClO2處理對蠶豆品質(zhì)指標(biāo)的影響Table 1 Effect of chlorine dioxide treatment on quality of broad beans during storage

如表1所示，蠶豆豆莢質(zhì)量損失率不斷上升，貯藏第8天時(shí)對照組質(zhì)量損失率為7.98%，3 個(gè)不同劑量處理組分別為7.33%、5.54%、6.68%，其中，30 μL/L ClO2處理組質(zhì)量損失率顯著低于其他組（P＜0.05）。此外，30 μL/L ClO2處理組蠶豆豆莢硬度均顯著高于對照組（P＜0.05），第6天時(shí)該處理組硬度（9.40 N）是對照組的1.15 倍。

褐變是蠶豆貯藏中最常見的問題。如表1所示，褐變指數(shù)在貯藏期間不斷上升，對照組豆莢的褐變程度大于處理組，第8天時(shí)對照組的褐變指數(shù)達(dá)到71.11%，顯著高于ClO2處理組（P＜0.05）。腐爛指數(shù)不斷上升，到貯藏后期蠶豆的腐爛速率加快，對照組第8天時(shí)腐爛指數(shù)達(dá)到51.11%，3 個(gè)處理組均顯著低于對照組（P＜0.05）。

以上結(jié)果表明，不同劑量ClO2處理均可減輕蠶豆的褐變及腐爛指數(shù)，顯著提高貯藏品質(zhì)，說明30 μL/L為ClO2熏蒸最適劑量。

常溫貯藏期間蠶豆品質(zhì)不斷下降，相比3 個(gè)不同劑量ClO2處理組，對照組在第8天時(shí)褐變和腐爛比較嚴(yán)重，表面發(fā)黃，逐漸失去光澤（圖1）。而ClO2處理可明顯減少褐變和腐爛的發(fā)生，其中30 μL/L ClO2處理的效果最優(yōu)，因此選擇30 μL/L ClO2處理進(jìn)行后續(xù)研究。

圖1 不同劑量的ClO2處理對蠶豆的保鮮效果Fig.1 Effect of different concentrations of ClO2 on quality preservation of broad beans

2.2 ClO2熏蒸處理對蠶豆呼吸強(qiáng)度的影響

如圖2所示，蠶豆在常溫貯藏8 d中呼吸強(qiáng)度呈先上升后降低的趨勢，對照組蠶豆在第4天時(shí)出現(xiàn)呼吸高峰，隨后緩慢下降，而ClO2處理組在第6天時(shí)出現(xiàn)呼吸高峰，從第4天起兩組之間顯著差異（P＜0.05），且處理組的呼吸峰值顯著低于對照組。上述結(jié)果表明，與對照組相比，30 μL/L ClO2可降低蠶豆的呼吸強(qiáng)度并延緩蠶豆呼吸峰值的出現(xiàn)。

圖2 ClO2處理對蠶豆呼吸強(qiáng)度的影響Fig.2 Effect of chlorine dioxide treatment on respiratory rate of broad beans during storage

2.3 ClO2處理對蠶豆豆莢MDA、葉綠素含量的影響

MDA是膜脂過氧化反應(yīng)的主要產(chǎn)物，其含量增加會(huì)對植物細(xì)胞造成一定的傷害。MDA含量在貯藏期間呈不斷上升的趨勢。對照組MDA含量在整個(gè)貯藏期均高于ClO2處理組，且第4、8天的含量分別是處理組的1.55 倍和1.35 倍，差異顯著（P＜0.05）（圖3A）。葉綠素含量是蠶豆重要的品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)，豆莢的葉綠素含量在貯藏期間呈下降的趨勢，前4 d兩組葉綠素含量總體變化平緩，對照組在貯藏后期的葉綠素含量顯著低于處理組（P＜0.05）（圖3B），貯藏結(jié)束時(shí)，ClO2處理組的葉綠素含量為0.066 mg/g，是對照組的1.40 倍。以上結(jié)果表明，30 μL/L ClO2處理可抑制MDA產(chǎn)生，維持葉綠素的含量。

圖3 ClO2處理對蠶豆豆莢MDA含量（A）和葉綠素含量（B）的影響Fig.3 Effect of chlorine dioxide treatment on malondialdehyde (A)and chlorophyll (B) contents of broad beans during storage

2.4 ClO2處理對蠶豆豆莢超氧陰離子生成速率、H2O2含量的影響

由圖4A可知，超氧陰離子生成速率在貯藏期間呈不斷上升的趨勢，在整個(gè)貯藏期間對照組超氧陰離子生成速率始終高于處理組，在貯藏第8天時(shí)，對照組比ClO2處理組高0.68 nmol/（gg min），兩組之間存在顯著差異（P＜0.05）。H2O2大量積累會(huì)使細(xì)胞發(fā)生膜脂過氧化，隨貯藏時(shí)間的延長，處理組和對照H2O2均呈先逐漸遞增后下降的趨勢，其中對照組H2O2含量在整個(gè)貯藏期間始終顯著高于處理組（P＜0.05），貯藏結(jié)束時(shí)處理和對照組H2O2含量分別為7.24 μmol/g和8.18 μmol/g（圖4B）。上述結(jié)果說明ClO2處理可以顯著抑制蠶豆中ROS的積累，從而減輕ROS對細(xì)胞膜的傷害。

圖4 ClO2處理對蠶豆豆莢超氧陰離子生成速率（A）和H2O2含量（B）的影響Fig.4 Effect of chlorine dioxide treatment on superoxide anion production rate (A) and H2O2 content (B) of broad beans during storage

2.5 ClO2處理對蠶豆豆莢SOD、CAT活力的影響

由圖5A可知，隨貯藏時(shí)間的延長SOD活力呈先上升后下降的趨勢，貯藏期間對照組SOD活力始終低于處理組，自貯藏第4天開始ClO2處理SOD的活力顯著高于對照組（P＜0.05），貯藏結(jié)束時(shí)ClO2處理組SOD活力比對照組高0.64 U/g。CAT活力呈先上升后下降的趨勢，在貯藏0～4 d內(nèi)對照組和處理組CAT活力呈逐漸上升的趨勢，并均在第4天時(shí)達(dá)到峰值，隨后迅速下降，在第8天時(shí)處理組CAT活力（75.24 U/g）顯著高于對照組（P＜0.05），是對照組的1.31 倍（圖5B）。以上結(jié)果說明，與對照組相比，ClO2處理可顯著提高蠶豆中SOD、CAT活力，從而改善蠶豆的抗氧化能力。

圖5 ClO2處理對蠶豆豆莢SOD活力（A）和CAT活力（B）的影響Fig.5 Effect of chlorine dioxide treatment on SOD activity (A) and CAT activity (B) of broad beans during storage

2.6 ClO2處理對蠶豆籽粒好粒率的影響

在常溫貯藏8 d過程中，蠶豆籽粒的品質(zhì)不斷下降，在0～4 d處理組和對照組沒有顯著性差異，隨后對照組籽粒的品質(zhì)劣變較快，并從第6天開始ClO2處理組好粒率顯著高于對照組（P＜0.05）（圖6），到貯藏結(jié)束時(shí)，處理組的好粒率為84.06%，而對照組為69.66%。上述結(jié)果說明，ClO2處理能顯著提高蠶豆籽粒好粒率，改善貯藏品質(zhì)。

圖6 ClO2處理對蠶豆籽粒好粒率的影響Fig.6 Effect of chlorine dioxide treatment on percentage of marketable fruit of broad beans during storage

2.7 ClO2處理對蠶豆籽粒VC和可溶性蛋白含量的影響

VC還原性較強(qiáng)、不穩(wěn)定，貯藏期間易因外界脅迫與植物自身生理因素等而氧化分解。蠶豆中VC含量在貯藏期間呈不斷下降的趨勢（圖7A），貯藏第2天后，對照組中VC含量下降速率較快，且VC含量顯著低于ClO2處理組（P＜0.05），貯藏第8天時(shí)，處理組VC含量是對照組的1.32 倍。蛋白質(zhì)是蠶豆?fàn)I養(yǎng)成分之一，隨貯藏時(shí)間的延長，蠶豆中可溶性蛋白含量呈下降的趨勢（圖7 B），在整個(gè)貯藏期間對照組可溶性蛋白含量一直低于處理組，并從貯藏第6 天開始處理組可溶性蛋白含量顯著高于對照組（P＜0.05），第8 天時(shí)處理組可溶性蛋白含量（1.942 mg/g）為對照組的1.23 倍。以上結(jié)果說明ClO2處理能有效緩解蠶豆籽粒VC組和可溶性蛋白的損失，提高蠶豆籽粒的貯藏品質(zhì)。

圖7 ClO2處理對蠶豆籽粒VC（A）和可溶性蛋白（B）含量的影響Fig.7 Effect of chlorine dioxide treatment on VC content (A) and soluble protein content (B) of broad beans during storage

2.8 ClO2處理對蠶豆籽粒中淀粉和還原糖含量的影響

蠶豆中富含淀粉，貯藏期間淀粉含量呈先上升后下降的趨勢。隨貯藏時(shí)間的延長，淀粉含量逐漸增加，對照組在第4天達(dá)到峰值，隨后淀粉含量迅速降低，而ClO2處理能延緩淀粉糖化，并在第6～8天淀粉含量顯著高于對照組（P＜0.05），貯藏結(jié)束時(shí)，處理組淀粉含量（8.59 mg/g）是對照的1.15 倍（圖8A）。還原糖含量隨貯藏時(shí)間的延長呈整體上升的趨勢（圖8B），且在整個(gè)貯藏期間處理組還原糖含量始終低于對照組，其中貯藏6～8 d時(shí)差異顯著（P＜0.05）。以上結(jié)果表明，ClO2處理能延緩蠶豆籽粒中淀粉的水解和還原糖含量的上升。

圖8 ClO2對蠶豆籽粒淀粉（A）和還原糖（B）含量的影響Fig.8 Effect of chlorine dioxide treatment on contents of starch (A)and reducing sugar (B) of broad beans during storage

2.9 ClO2處理對蠶豆豆莢總酚含量以及PPO、POD和PAL活力的影響

總酚含量在貯藏期間呈先上升后下降的趨勢，到第4天時(shí)兩組均達(dá)到峰值，且對照組總酚含量顯著低于處理組（P＜0.05），隨后對照組總酚含量快速下降，而ClO2處理組總酚含量變化較小，貯藏結(jié)束時(shí)處理組的總酚含量是對照組（1.19 mg/g）的1.39 倍（圖9A）。

PPO催化果蔬中的酚類物質(zhì)氧化引起果蔬的褐變。貯藏期間兩組蠶豆的PPO活力均呈先升高后降低的趨勢，且對照組PPO活力始終高于ClO2處理組；兩組PPO活力均在貯藏第6天時(shí)達(dá)到峰值，此時(shí)對照組PPO活力比處理組高16.6 U/g，且第2、6、8天ClO2處理組PPO活力顯著低于對照組（P＜0.05）（圖9B）。兩組POD活力在貯藏期間呈不斷上升的趨勢，且對照組一直高于處理組，從貯藏第6天起兩組之間的差異顯著（P＜0.05），貯藏結(jié)束時(shí)對照組POD活力為29.4 U/g，處理組為24.6 U/g（圖9C）。以上結(jié)果說明，ClO2能抑制PPO、POD活力，減緩酚類物質(zhì)的氧化，減輕褐變。

貯藏期間蠶豆中PAL活力呈先上升后下降的趨勢，并均在第4天時(shí)達(dá)到峰值，隨后兩組PAL活力迅速下降，對照組在整個(gè)貯藏期始終低于處理組，貯藏結(jié)束時(shí)對照組PAL活力（37.52 U/g）顯著低于處理組（P＜0.05），處理組PAL活力是對照組的1.21 倍（圖9D）。說明ClO2處理通過提高PAL活力和增加總酚等非酶抗氧化物質(zhì)含量，提高自由基清除能力，從而減少蠶豆的褐變，改善貯藏品質(zhì)。

圖9 ClO2處理對蠶豆總酚含量（A）和PPO（B）、POD（C）、PAL（D）活力的影響Fig.9 Effect of chlorine dioxide treatment on total phenolic content (A),PPO (B),POD (C) and PAL (D) activity of broad beans during storage

3 討論

蠶豆在常溫貯藏8 d過程中新陳代謝尚未停止，尤其是豆莢含水量高，組織鮮嫩易遭受生理與外界脅迫，導(dǎo)致多種酶促褐變和自由基大量積累，加速蠶豆莢的氧化褐變與腐爛變質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)采用不同劑量（15、30、60 μL/L）的ClO2處理蠶豆，研究ClO2處理對其品質(zhì)及褐變的影響，并篩選出最適處理劑量，發(fā)現(xiàn)不同劑量ClO2處理均可改善蠶豆的貯藏品質(zhì)，其中30 μL/L ClO2處理組可以顯著減輕蠶豆在常溫貯藏過程中褐變的發(fā)生，降低期品質(zhì)的劣變，延遲蠶豆硬度的下降及葉綠素降解，這與余璐璐等[15]研究結(jié)果一致，即適宜劑量的ClO2處理可顯著抑制草莓的腐爛和褐變，改善貯藏品質(zhì)。李具鵬[14]研究發(fā)現(xiàn)，30 μL/L的ClO2處理顯著提高青椒中VC和可溶性糖含量，延緩葉綠素的分解，從而延緩青椒轉(zhuǎn)紅，改善其貯藏品質(zhì)，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，30 μL/L ClO2處理能夠抑制葉綠素降解，從而延緩蠶豆的轉(zhuǎn)黃，此外，與相同貯藏時(shí)間對照組相比，30 μL/L ClO2能夠明顯提高VC、可溶性蛋白、淀粉含量，有效提高蠶豆的貯藏品質(zhì)。

超氧陰離子、H2O2是常見的ROS，SOD、CAT是植物抗氧化防御系統(tǒng)中主要酶類，在植物ROS代謝中起抗氧化劑酶的作用[29]。植物在正常新陳代謝下，體內(nèi)的ROS處于動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)，采后果蔬因外界脅迫與生理，體內(nèi)自由基大量產(chǎn)生，導(dǎo)致脂質(zhì)膜中的飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的氧化，MDA大量積累，從而引起衰老，SOD在植物ROS代謝中能夠?qū)⒊蹶庪x子歧化產(chǎn)生H2O2和氧氣，CAT也能夠降解過氧化氫并清除自由基，在SOD、CAT等抗氧化酶的協(xié)同作用下植物體內(nèi)大量積累的自由基被清除，從而維持ROS代謝的動(dòng)態(tài)平衡[2]。王亞萍等[30]研究表明，ClO2處理可以提高獼猴桃中抗氧化酶的活力，抑制MDA含量的上升，延緩果實(shí)的后熟衰老進(jìn)程。本研究發(fā)現(xiàn)，ClO2處理顯著抑制了ROS的產(chǎn)生和MDA的積累，提高了SOD、CAT活力，這與Chomkitichai等[6]的研究結(jié)論相似，龍眼果皮褐變的加劇與果皮組織中ROS的大量產(chǎn)生及清除能力的下降有直接關(guān)系，經(jīng)ClO2處理后顯著抑制了ROS的積累，可能是因?yàn)镃lO2有強(qiáng)氧化性，能與H2O2反應(yīng)降低其含量。

褐變是一種貯藏性生理病狀，果蔬在貯藏過程中普遍發(fā)生，如淺色組織出現(xiàn)褐色或原有的色澤轉(zhuǎn)暗等現(xiàn)象，果蔬細(xì)胞膜在外界脅迫下遭到破壞，膜系統(tǒng)的透過性增加而功能微弱，不同組織內(nèi)的酚類物質(zhì)與多酚氧化酶在有氧條件下生成醌類物質(zhì)，并與氨基酸、蛋白質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)導(dǎo)致果蔬褐變[2]。Vichaiya等[31]發(fā)現(xiàn)，ClO2處理能降低龍眼的呼吸強(qiáng)度，抑制PPO、POD活力，提高總酚含量，顯著抑制龍眼貯藏期間褐變的發(fā)生。Petzold等[32]研究表明，蠶豆的褐變經(jīng)常與PPO、POD、PAL等酶的存在密切有關(guān)，PPO活力增加會(huì)促進(jìn)蠶豆褐變。郭芹等[17]發(fā)現(xiàn)，ClO2通過降低MDA含量、抑制PPO和POD活力、維持荔枝果實(shí)細(xì)胞膜的完整性，從而減輕果實(shí)褐變。這些結(jié)果均表明，PPO、POD、PAL和總酚在采后果蔬褐變中發(fā)揮重要作用。本研究也得出同樣的結(jié)論，ClO2處理顯著抑制蠶豆中PPO、POD活力，提高PAL活力，并且促進(jìn)貯藏前期酚類物質(zhì)的合成，從而抑制蠶豆莢的褐變，改善蠶豆的貯藏品質(zhì)，這與ClO2處理能顯著抑制ROS的產(chǎn)生，提高抗氧化酶的活力，增強(qiáng)抗氧化能力這一結(jié)果相印證，說明ClO2處理通過提高豆莢的抗氧化能力，減少ROS的積累來抑制蠶豆的褐變。綜上所述，30 μL/L ClO2處理能顯著提高蠶豆自由基清除能力和抗氧化酶活力，抑制膜脂過氧化反應(yīng)及酶促褐變，從而顯著抑制了蠶豆莢的褐變，維持了蠶豆籽粒的營養(yǎng)和品質(zhì)，改善蠶豆的貯藏品質(zhì)。

4 結(jié)論

本研究通過測定不同劑量ClO2熏蒸處理蠶豆在貯藏期間的品質(zhì)指標(biāo)，篩選出維持蠶豆貯藏品質(zhì)的ClO2最佳處理劑量為30 μL/L。結(jié)果表明，與對照組相比，相同貯藏時(shí)間30 μL/L ClO2處理能夠明顯抑制蠶豆呼吸強(qiáng)度和MDA的積累，維持較高的葉綠素、VC、可溶性蛋白、淀粉含量，提高蠶豆籽粒的食用品質(zhì)。此外，30 μL/L ClO2處理還可以抑制ROS的生成，維持較高的抗氧化酶活力，顯著降低PPO、POD活力，提高PAL活力及總酚含量，從而延緩蠶豆褐變的發(fā)生及貯藏品質(zhì)的下降。綜上所述，ClO2處理能夠顯著抑制蠶豆的褐變，對籽粒貯藏品質(zhì)的維持可能與其對ROS代謝的調(diào)控密切相關(guān)。