4-己基间苯二酚对蚕豆籽粒保鲜效果的研究

张 兰，郑永华

(1.江苏食品职业技术学院，江苏淮安223003;2.南京农业大学，江苏南京210095)

4-己基间苯二酚对蚕豆籽粒保鲜效果的研究

张 兰1，郑永华2

(1.江苏食品职业技术学院，江苏淮安223003;2.南京农业大学，江苏南京210095)

采用0.01%、0.02%和0.03%三种浓度的4-己基间苯二酚(4HR)溶液和VC溶液浸泡蚕豆10min，观察蚕豆在(1±1)℃贮藏环境下的营养品质和褐变度的变化情况。结果表明:0.02%的4HR处理较好地降低了蚕豆的呼吸强度和乙烯的释放程度，抑制PPO、POD和PAL的活性，减缓MDA和总酚含量的上升，延缓叶绿素降解、VC含量的下降，起到抑制褐变、保持感官品质和良好的营养成分的作用。

蚕豆籽粒，4HR，褐变，感官品质，营养

Abstract:The effect of 4-hexylresorcinol(4HR)treatments on browning and enzymatic activities of fresh broad beans were investigated.Broad beans were dipped into solutions of 4HR at 0.01%，0.02%and 0.03%for 10min respectively，then stored at(1 ± 1)℃.Results showed that the treatment with 0.02%4HR respiratory rate and ethylene production were significantly delayed，the activities of polyphenoloxidase(PPO)，peroxidae(POD)and phenylalanine ammonialyase(PAL)were inhibited.The increasing of malondialdehyde(MDA)levels and the content of totalphenol(TP)were slowly down，while chlorophyll and ascorbic acid were slowly decreased.So 0.02%4HR could effectively inhibite tissue browning and maintain good sensory and nutrient quality.

Key words:broad bean;4-hexylresorcinol;browning;sensory quality;nutrient

蚕豆籽粒是容易褐变的食物，如何抑制新鲜的蚕豆籽粒褐变，延长其保质期是科技工作者的愿望。传统的褐变抑制方法(SO2熏蒸、添加抗氧剂等)存在着食品安全性、价格以及防褐变效果等问题。在间苯二酚的衍生物中，4-己基间苯二酚(4-Hexylresorcinol，4HR)是一种能够抑制褐变的新型抗氧化剂，亦称 4-己基-1，3-苯二酚(4-Hexyl-1，3-benzenediol);外观呈白色粉末状。在医学上，4HR被用作止咳剂，是咳嗽糖的活性成分。4HR最早被用作为虾类黑斑和黑变病的抑制剂，能有效抑制虾中酪氨酸酶的活性，并且安全取代亚硫酸盐［1-3］。4HR 在最近几年作为抗褐变剂已经在苹果［4-5，8］、梨［5，7］、土豆［8］、蘑菇［9］等材料上作了大量的实验，均有预防褐变效果。近年来，4HR应用于鲜切水果和蔬菜如鲜切莲藕［10］、鲜切桃［11］、鲜切牛蒡［12］上亦有效果，国外应用于苹果汁［13］、芒果汁［14］的防褐变方面，取得了较好效果。4HR作为一种新型的抗氧化剂具有广阔的应用前景。我们的目的是探索4HR对蚕豆抗褐变的效果。迄今未见4HR对蚕豆籽粒保鲜效果的报告。本实验设计了不同浓度的4HR溶液处理蚕豆，以探索4HR对抑制蚕豆种子采后褐变、保持营养成分及对蚕豆主要生理指标的影响，为4HR应用在蚕豆及其他水果蔬菜的贮藏中提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

以“大白皮”蚕豆(Vica faba L.)为试材 采收当天剥去豆荚，选择大小、成熟度基本一致，无锈斑、虫蛀、霉烂及损伤的豆粒，随机分为三组进行4HR处理。sigma1-15pk小型台式冷冻离心机 德国;分析天平 北京医用天平厂;气相色谱仪 Hitachi;751紫外-可见分光光度计，GXH-305型红外线CO2分析仪，高通量组织研磨仪Tissuelyzer。

1.2 实验方法

处理浓度分别为0.01%、0.02%、0.03%的4HR，浸泡时间为10min，以0.02%VC溶液浸泡10min作为对照，每处理豆粒5kg左右，重复3次。经处理的豆粒晾干表面水分后，装入0.02mm厚聚乙烯薄膜袋中，每袋1kg左右，袋口用橡皮筋扎两道，然后置于(1±1)℃环境中贮藏。贮藏期间每周取样测定指标。

1.3 理化指标测定

1.3.1 乙烯释放量的测定 将一定量(约200g)蚕豆置于密闭的集气容器中，在20℃下密闭4h，然后抽气1mL，在Hitachi气相色谱上过柱，同时以标准的乙烯气体作参照，测定乙烯含量，结果以μL C2H4·kg-1·FW·h-1表示。

1.3.2 呼吸强度测定 取蚕豆种子，采用GXH-305型红外线CO2分析仪在20℃室内自然光下测定，载气为脱CO2空气，流量为0.5L/min，结果以mg CO2·kg-1·h-1表示。

1.3.3 MDA、VC、叶绿素、类胡萝卜素、PPO、BD、还原糖、总糖、PAL、总酚的测定 丙二醛含量测定:采用赵世杰等的方法，以μmol/L表示。VC测定:采用2，6-二氯靛酚滴定法。叶绿素和类胡萝卜素含量测定:取蚕豆种子，参照朱光廉等的方法［15］，以 g/g·FW来表示。多酚氧化酶活性测定:参照Murr和Morris［16］的方法，结果以 U/g·FW 表示。过氧化物酶活性测定:愈创木酚法，结果以U/g·FW表示。褐变度测定:采用消光值法。还原糖和总糖含量测定:参照许安邦，林维宣主编的《食品分析》的方法。苯丙氨酸解氨酶活性测定:参照欧阳光察［15］方法测定，结果以U/g·FW表示。总酚含量测定:取蚕豆种子采用 Slinkard 和 Singleton［16］的 Folin-Ciocalteu 试剂法，以没食子酸做标准曲线，结果以g/g·FW来表示。

2 结果与分析

2.1 4HR处理对呼吸强度和乙烯释放量的影响(见图1)

贮藏期间蚕豆的呼吸强度呈先上升后下降趋势。4HR的三种处理均抑制了蚕豆的呼吸。在整个贮藏过程中，以0.02% 和0.03%的4HR处理对蚕豆呼吸强度的抑制作用比较好，无显著性差别。0.01%4HR处理的蚕豆呼吸强度低于对照，但要显著高于前两者(p＜0.05)。蚕豆种子在贮藏的前3周，乙烯释放量基本不变。到了第4周，0.02%VC和0.01%4HR处理的蚕豆乙烯释放量迅速上升，显著多于0.02%和0.03%4HR处理的蚕豆乙烯释放量(p＜0.01)。0.02%和0.03%4HR处理的乙烯释放量仍保持较低水平，有利于贮藏。

2.2 4HR处理对MDA含量和VC含量的影响(见图2)

蚕豆种子在贮藏过程中由于本身细胞衰老，细胞膜结构遭受不同程度的破坏，膜脂过氧化产物会逐渐增加。蚕豆种子丙二醛含量在第1周迅速上升，随后上升趋势渐缓。0.02%和0.03%的4HR处理显著，较0.02%VC显著地抑制了蚕豆MDA含量的上升(p＜0.05)，而0.01%浓度的4HR处理效果不显著，MDA含量接近对照水平。蚕豆种子在贮藏的第1周VC含量下降较快，0.02%和0.03%浓度的4HR处理延缓了VC含量的下降，保持了蚕豆的营养品质和食用价值，而0.02%VC和0.03%4HR处理的蚕豆种子VC损失较多。

图1 4HR处理对蚕豆呼吸强度和乙烯释放量的影响Fig.1 Effect of 4HR treatment on respiratory rate and C2H4production of broadbean seeds

图2 4HR处理对蚕豆丙二醛和VC含量的影响Fig.2 Effect of 4HR treatment on contents of MDA and VCof broadbean seeds

2.3 4HR处理对叶绿素和类胡萝卜素含量的影响(见图3)

蚕豆种子在贮藏期间，叶绿素含量呈下降趋势。0.02%浓度的4HR处理显著地抑制了叶绿素的降解(p＜0.05)。0.03%的4HR处理在前2周能够延缓叶绿素含量的下降，2周以后叶绿素降解甚快，但要高于0.01%的4HR处理。在整个贮藏过程中，蚕豆种子的类胡萝卜素含量变化很小，它们整体呈现出稍有上升又下降的趋势。类胡萝卜素比较稳定，在贮藏中损失较少。

2.4 4HR处理对PAL活性和总酚含量的影响(见图4)

蚕豆贮藏期间PAL活性与总酚含量变化趋势基本一致。0.02%和0.03%4HR处理抑制了PAL活性，同时也抑制了酚类物质的合成，减少了酚酶作用的底物，有利于减轻褐变。PAL是多酚类物质合成的关键酶，添加酚类物质4HR可能反馈抑制了PAL的活性。0.01%浓度4HR处理的蚕豆PAL活性前两周内超过了对照，相应地合成的酚类物质也比对照多，容易褐变。3周以后，各种处理的酚类物质均呈下降趋势，可能是酚类物质被氧化所致。

图3 4HR处理对蚕豆叶绿素和类胡萝卜素含量的影响Fig.3 Effect of 4HR treatment on contents of chlorophyΙΙ and carotenoid of broadbean seeds

图4 4HR处理对蚕豆PAL活性和总酚含量的影响Fig.4 Effect of 4HR treatment on PLA activity and total phenolic of broadbean seeds

2.5 4HR处理对PPO活性和BD的影响(见图5)

0.02%VC处理蚕豆在贮藏1周时，PPO活性就达到高峰，随后急剧下降。三种4HR处理均抑制了PPO活性。0.01%浓度4HR处理的蚕豆PPO在第2周达到活性高峰;另外两种处理都将PPO活性高峰推迟到第3周。由图5可见，0.02%浓度4HR处理的蚕豆PPO活性要显著低于0.03%浓度的4HR处理(p＜0.05)，这可是导致 0.03%4HR处理不如0.02%4HR处理的原因。对照蚕豆在贮藏期间，褐变度不断上升，最终达到了0.4以上。0.02%浓度的4HR处理能够将蚕豆的褐变控制在0.35以下。0.03%浓度4HR处理的蚕豆在2周以后褐变度超过了0.02%4HR处理的蚕豆，0.01%的4HR处理与0.02%VC处理的蚕豆褐变度很接近。

3 讨论

蚕豆成熟于春末夏初，因其含水量高，采后生理代谢旺盛，在常温下蚕豆种皮会由乳白色或浅绿色很快变为浅褐色或黑褐色，同时豆粒变得口感粗糙，使商品性下降。因此种皮褐变是限制蚕豆采后保鲜的主要因素。新鲜果蔬采后贮运中的褐变主要是酶褐变，即多酚类物质在多酚氧化酶的催化下发生氧化并聚合成黑色素所致。蚕豆在预处理过程中因剥去豆荚使得种子与氧气充分接触，同时因为蚕豆种子所含多酚类物质比较高，在多酚氧化酶的催化下，极易发生褐变。

图5 4HR处理对蚕豆PPO活性和褐变度的影响Fig.5 Effect of 4HR treatment on PPO and browing degree of broadbean seeds

本实验中，4HR抑制褐变的机理在于:4HR和邻苯二酚类物质竞争性的与PPO酶结合，从而抑制PPO酶的活性。4HR是多酚氧化酶的高效抑制剂。对照蚕豆在第1周PPO达到活性高峰，0.02%和0.03%的4HR处理推迟了蚕豆种子PPO活性高峰出现，并降低了峰值。0.02%和0.03%4HR处理的蚕豆呼吸被抑制，乙烯释放量保持较低水平，新陈代谢缓慢，叶绿素降解和VC损失较少。另外两者的PAL酶活性受到抑制。酚类物质是植物体中重要的次生物质，主要由碳水化合物代谢衍生而来，它对植物生长发育有一定调节作用，同时在植物抗病、基因的诱导表达、信号转导、生物固氮和对紫外辐射的吸收等方面也有重要作用，大多数酚类物质的生物合成均来自共同的前体物质苯丙氨酸和其接近的前体莽草酸。PAL是多酚类物质合成的关键酶，PAL酶活降低的同时，多酚类物质的合成也相应地减少。本研究中，0.02%4HR和0.03%4HR处理抑制蚕豆种子的褐变，可能跟褐变底物多酚类物质的减少有关。

国外把4HR与抗坏血酸混合使用贮藏苹果切片［6］、延长鲜切梨的货架期［5］;另外 Monsalve 认为4HR抑制褐变的机理是他们能够降低醌类混合物。另外，抗坏血酸磷酸酯不易氧化，在内源磷酸酯酶的作用下可以缓慢释放出抗坏血酸。将抗坏血酸浸在糖液里抑制苹果片的褐变，也取得了较好效果［17］;还有人把4HR与乙酰半胱氨酸、氯化钙、异抗坏血酸等混合使用延长鲜切苹果的贮藏期［18］。抗坏血酸和抗坏血酸衍生物是抗坏血酸的前体。单独的抗坏血酸抑制蚕豆褐变效果不明显，将抗坏血酸或抗坏血酸衍生物与4HR混合使用，在蚕豆上是否能取得更好抑制褐变的效果，值得进一步研究。

4 结论

4HR处理可以降低蚕豆的呼吸强度、乙烯释放、PPO和PAL活性，减少褐变底物多酚类物质的生成，抑制蚕豆褐变，延缓膜脂过氧化产物MDA含量的上升和VC含量的下降，保持较高的叶绿素含量，因此在蚕豆贮藏中有一定的应用价值。综合4HR对蚕豆采后褐变和品质的影响，0.02%4HR对蚕豆起到较好的抗褐变作用。

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Study on the effect of 4-hexylresorcinol on broadbean preservation

ZHANG Lan1，ZHENG Yong-hua2
(1.Jiangsu Food Science College，Huai’an 223003，China;2.Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)

TS214.9

A

1002-0306(2012)12-0357-04

2011-08-01

张兰(1978-)，女，硕士研究生，讲师，研究方向:农产品贮藏与加工。