1-甲基环丙烯处理对豇豆贮藏效果的影响

陈　刚,马　晓

(1. 郑州师范学院,河南郑州 450044;2.河南职业技术学院,河南郑州 450046)



1-甲基环丙烯处理对豇豆贮藏效果的影响

陈刚1,马晓2

(1. 郑州师范学院,河南郑州 450044;2.河南职业技术学院,河南郑州 450046)

分别采用0.5、1.0、2.0 μL·L-11-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)熏蒸处理豇豆,对其部分生理生化指标进行了测定,以探明1-MCP对采后豇豆的保鲜效果。研究结果表明,在(14.3±2) ℃下,0.5 μL·L-11-MCP处理组较CK组能显著地(p<0.05)延缓豇豆叶绿素、VC、可溶性蛋白含量的降低和纤维素含量的提高,并能减少丙二醛(MDA)的积累;贮藏结束时,2.0 μL·L-11-MCP熏蒸较CK组能显著地(p<0.05)减缓多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性的升高,但会造成MDA的积累。在生产实践中,建议采用0.5 μL·L-11-MCP熏蒸豇豆以获得好的贮藏效果。

1-MCP,豇豆,贮藏,营养品质

1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是近年来发现的一种非常有效的乙烯作用抑制剂,在香蕉[1]、甜柿[2]、苹果[3、4]、西洋梨[5]、猕猴桃[6]、西红柿[7]等园艺产品的研究证实,它可很好地延缓园艺产品的成熟、衰老,很好地保持产品的硬度、脆度,保持颜色、风味、香味和营养成分,能有效地保持植物的抗病性,减轻微生物引起的腐烂和减轻生理病害,并可减少水分蒸发、防止萎蔫。

豇豆(Vigna unguiculata),俗称角豆、姜豆、带豆、挂豆角,含有易于消化吸收的蛋白质,还含有多种维生素和微量元素等,所含磷脂可促进胰岛素分泌,是糖尿病人的理想食品。北方豇豆多在夏秋季收获上市,在调节当地蔬菜供应、增加蔬菜品种方面有重要作用,但是豇豆在采收后水分迅速挥发,形成空壳,迅速失去商品价值与营养价值。近年来,研究人员采用大豆分离蛋白涂膜[8]、气调[9]、热水[10]、6-BA[11]、包装[12]、温度[13]、高压静电场[14]等处理方式对采后豇豆进行保鲜实验,获得了较好的保鲜效果。本研究采用不同浓度的1-MCP熏蒸豇豆,以期找到适宜的1-MCP熏蒸浓度保持豇豆的商品价值与营养价值,在加快采后豇豆处理速度、降低能耗、减少设备投入等方面为生产实践提供指导。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

实验用豇豆采自郑州市毛庄蔬菜基地,供试品种为“之豇-28”,采后4 h内运抵实验室,选商品成熟、无病虫害、无畸形、无机械伤,长短均匀的豇豆进行各种处理;1-MCP 0.14%粉剂美国罗门哈斯中国公司;磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、石英砂、丙酮、硫酸、盐酸、碘化钾、碘酸钾、邻苯二酚、愈创木酚、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、氢氧化钠等均为国产分析纯。

Universal 32R型离心机德国;UV-2000型可见-紫外分光光度计尤尼柯(上海)仪器有限公司;HPG-280H人工气候箱哈尔滨市东联电子技术有限公司;SHB-Ⅲ型真空泵郑州长城科工贸有限公司;高温马弗炉上海娥江仪器设备有限公司;DS-1组织捣碎机上海精科实业有限公司。

1.2实验方法

1.2.1豇豆的1-MCP处理在常温(17.9±2) ℃条件下,将豇豆分别置于1-MCP浓度为0(CK)、0.5、1.0、2.0 μL·L-1的密闭容器中熏蒸10 h。取出后按每把0.5 kg捆扎,装入专用保鲜袋(规格为37.0 cm×30.5 cm,厚度为0.02 mm),距袋口2 cm处用普通橡皮筋绕3圈扎紧袋口,于(14.3±2) ℃的气候箱中贮藏,重复3次,每2 d测定一次相关指标。

1.2.2指标的测定叶绿素含量采用Inskeep[15]的方法测定,纤维素含量采用文献[16]方法测定,VC含量采用碘酸钾滴定法[17]测定,蛋白质含量用紫外吸收法[18]测定,POD和PPO活性采用文献[19]与[20]的方法测定,MDA含量采用文献[21]的方法测定。

1.3数据处理

实验数据用Microsoft office 2003处理,SPSS13.0 进行统计分析,采用邓肯氏新复极差测验法检验,以p<0.05为差异显著性标准。

2　结果与分析

2.11-MCP处理对贮藏过程中豇豆叶绿素含量的影响

叶绿素是植物用于光合作用的关键之一,叶绿素含量的多少还能反应采后豇豆的颜色,进而反应豇豆的商品性。如图1所示,贮藏过程中,豇豆叶绿素含量变化趋势是逐渐减少的,1-MCP熏蒸处理能延缓叶绿素含量的降低。在8 d的贮藏期内,各处理的豇豆叶绿素含量均比CK组要高。第6 d,0.5、1.0、2.0 μL·L-11-MCP熏蒸豇豆的叶绿素含量分别为CK的叶绿素含量的1.21、1.32、1.07倍,差异均达到显著水平(p<0.05)。整个贮藏期内,除了第6 d 1.0 μL·L-1处理的豇豆叶绿素含量高于0.5 μL·L-11-MCP处理的豇豆叶绿素含量外,0.5 μL·L-11-MCP熏蒸豇豆的叶绿素含量均高于1.0 μL·L-1和2.0 μL·L-11-MCP熏蒸处理,表明0.5 μL·L-11-MCP熏蒸处理的豇豆在保持其商品性上有一定潜力。

图1　不同浓度1-MCP对豇豆贮藏过程中叶绿素含量的影响Fig.1　Effect of 1-MCP treatment on content of chlorophyll of yard-long bean during storage

2.21-MCP处理对贮藏过程中豇豆纤维素含量的影响

纤维化是豇豆采后贮藏中与口感变化密切相关的过程,延缓豇豆纤维化进程,可提高豇豆的适口性与营养价值。由图2可以看出,豇豆在贮藏过程中纤维素含量的变化趋势整体是先迅速上升,而后纤维素含量保持一个比较平稳的状态,在贮藏结束时,纤维素含量又有小幅的上升。贮藏2 d时,CK的豇豆纤维素含量比第0 d时有大幅增长,增幅达到57.64%;0.5 μL·L-1熏蒸处理的豇豆纤维素含量比第0 d时也有较大增加,增幅为29.90%,但纤维素含量显著(p<0.05)低于其它处理。第2～8 d,0.5 μL·L-1熏蒸处理的豇豆纤维素含量始终比其他处理的纤维素含量要低;贮藏结束时,1.0 μL·L-1熏蒸的豇豆纤维素含量为1.86%,是各处理中纤维素含量最高的,而0.5 μL·L-11-MCP熏蒸处理的豇豆纤维素含量为1.52%,是各处理中纤维素含量最低的,其含量相当于1.0 μL·L-1熏蒸的豇豆纤维素含量的81%,0.5 μL·L-11-MCP熏蒸处理的豇豆纤维素含量显著(p<0.05)低于CK的纤维素含量。表明0.5 μL·L-1的1-MCP熏蒸能延缓纤维素含量上升,减缓纤维化进程,提高了豇豆的食用适口性。

图2　不同浓度1-MCP对豇豆贮藏过程中纤维素含量的影响Fig.2　Effect of 1-MCP treatment on content of cellulose of yard-long bean during storage

2.31-MCP处理对贮藏过程中豇豆维生素C含量的影响

维生素C不仅与豇豆的营养价值密切相关,还是判断果蔬采后贮藏效果的一个非常好的指标。如图3所示,在8 d的贮藏期内,豇豆维生素C含量的变化趋势是下降的,在贮藏的前2 d下降速度较快,第2 d至第6 d变化平缓,第6～8 d后,下降速度较快。在第2 d,0.5 μL·L-1熏蒸的维生素C含量为29.02 mg·100 g-1,比贮藏开始时减少了17.39%,2.0 μL·L-1熏蒸的维生素C含量为28.16 mg·100 g-1,比贮藏开始时减少了19.85%,这两个处理之间差异不显著,0.5 μL·L-1熏蒸处理和2.0 μL·L-1熏蒸处理与1.0 μL·L-1熏蒸处理和CK的维生素C含量的有显著差异(p<0.05)。第2～6 d各处理的维生素C含量变化平缓。第8 d,CK的豇豆的维生素C含量为19.36 mg·100 g-1,显著(p<0.05)低于三个1-MCP熏蒸处理,而三个1-MCP熏蒸处理之间的维生素C的含量没有显著性差异(p>0.05);第8 d时,0.5、1.0、2.0 μL·L-11-MCP熏蒸处理豇豆维生素C含量分别为22.12、22.00、22.41 mg·100 g-1。表明1-MCP熏蒸处理能减缓豇豆贮藏过程中的维生素C的含量的下降,保持豇豆的贮藏品质。

图3　不同浓度1-MCP对豇豆贮藏过程中维生素C含量的影响Fig.3　Effect of 1-MCP treatment on content of vitamin C of yard-long bean during storage

2.41-MCP处理对贮藏过程中豇豆可溶性蛋白质含量的影响

贮藏过程中可溶性蛋白质含量表现出逐渐降低的趋势。贮藏过程中,各处理豇豆的可溶性蛋白含量均为逐渐下降的,0.5、1.0、2.0 μL·L-11-MCP熏蒸处理的豇豆可溶性蛋白含量在整个贮藏期内均高于CK的可溶性蛋白含量。第0～4 d,各处理豇豆的可溶性蛋白含量减少速度较慢;第4 d时,0.5、1.0、2.0、0 μL·L-1处理的豇豆可溶性蛋白含量分别为1.28%、1.25%、1.23%、1.16%,比第0 d分别下降了5.74%、7.64%、9.34%、14.38%;第8 d时,CK的可溶性蛋白含量为0.87%,0.5 μL·L-1处理的豇豆可溶性蛋白含量为0.97%,显著(p<0.05)高于CK的可溶性蛋白含量。说明0.5 μL·L-1的1-MCP熏蒸处理可以较好地保持蛋白质含量,减少贮藏中豇豆的蛋白质损失,保持较高的营养价值。

图4　不同浓度1-MCP对豇豆贮藏过程中蛋白质含量的影响Fig.4　Effect of 1-MCP treatment on soluble protein content of yard-long tean during storage

2.51-MCP处理对贮藏过程中豇豆过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性的影响

POD在细胞壁中可催化NADH或NADPH氧化产生氧负离子,进一步歧化为H2O2和氧气,从而参与活性氧代谢过程,从而代谢H2O2。如图5,贮藏期内豇豆的POD活性的变化趋势是逐渐上升的,不同浓度的1-MCP熏蒸处理能延缓POD活性的上升。贮藏前4 d,豇豆POD的活性变化不大,4 d后POD活性缓慢上升,0.5 μL·L-11-MCP熏蒸处理豇豆的POD活性变化较平稳,POD活性在第6 d出现大幅度的升高,1.0 μL·L-11-MCP熏蒸处理豇豆的POD活性在第8 d出现大幅度的升高,2.0 μL·L-11-MCP熏蒸处理豇豆的POD活性在实验期内没有出现大幅度的提高,说明1-MCP熏蒸处理可以有效的抑制POD活性的提高,而且1-MCP浓度越大,这种抑制作用越强烈。而CK的豇豆POD活性在整个贮藏期内一直比其他三个1-MCP熏蒸处理的POD活性要高。贮藏结束时,三个1-MCP熏蒸处理的POD活性显著(p<0.05)低于CK的豇豆POD活性。

图5　不同浓度1-MCP对豇豆贮藏过程中POD活性的影响Fig.5　Effect of 1-MCP treatment on POD activity of yard-long bean during storage

多酚氧化酶是一种以铜为辅基的酶,能催化多种简单酚类物质氧化形成醌类化合物,醌类化合物进一步聚合形成褐色、棕色或黑色的聚合物。在果蔬后熟衰老过程或在采后的贮藏加工过程中,果蔬出现的组织褐变与组织中的多酚氧化酶活性密切相关。如图6,豇豆贮藏期间的PPO活性是逐渐升高的,1-MCP处理的豇豆在第2 d时的PPO活性均显著(p<0.05)低于CK组,第4 d至第8 d,1.0 μL·L-1和2.0 μL·L-11-MCP熏蒸处理的豇豆PPO活性低于CK组,而0.5 μL·L-11-MCP处理的豇豆PPO活性却高于CK组。2.0 μL·L-11-MCP处理豇豆的PPO活性在整个贮藏期内一直处于较低水平。高浓度的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,对豇豆在贮藏中锈斑的产生有一定的抑制作用。

图6　不同浓度1-MCP对豇豆贮藏过程中PPO活性的影响Fig.1　Effect of 1-MCP treatment on PPO activity of yard-long bean during storage

2.61-MCP处理对贮藏过程中豇豆丙二醛(MDA)含量的影响

丙二醛是植物衰老过程中重要的膜脂过氧化产物之一,常被用来评价脂质过氧化程度和细胞膜受伤害程度。如图7所示,在贮藏过程中,豇豆中MDA的含量是逐渐上升的;第0～6 d,豇豆中MDA含量变化平缓,第8 d时,MDA含量上升幅度较大。贮藏2 d时1-MCP熏蒸的豇豆MDA含量显著(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时,不同浓度1-MCP熏蒸处理豇豆中MDA含量显著(p<0.05)低于CK的MDA含量,0.5、1.0、2.0 μL·L-11-MCP熏蒸处理豇豆中MDA含量分别是CK的90.27%、90.58%、90.40%,三种浓度熏蒸处理的豇豆MDA含量之间没有显著性差异(p>0.05)。第8 d时,2.0 μL·L-11-MCP熏蒸处理的豇豆MDA含量为0.80×10-2μmol/g,与CK的接近,两者没有显著性差异(p>0.05);而0.5 μL·L-1和1.0 μL·L-11-MCP处理的豇豆MDA含量分别是CK的85.15%和86.48%,与CK和2.0 μL·L-11-MCP熏蒸处理的豇豆MDA含量的差异性达到显著水平(p<0.05)。表明较高浓度(2.0 μL·L-1)的1-MCP促进了MDA含量的增加,不利于豇豆的贮藏,而较低浓度(0.5 μL·L-1和1.0 μL·L-1)的1-MCP延缓MDA含量的增加,有利于豇豆贮藏。

图7　不同浓度1-MCP对贮藏过程中豇豆MDA含量的影响Fig.7　Effect of 1-MCP treatment on MDA content of yard-long tean during storage

3　讨论

潘冰燕等[22]的研究发现,1-MCP组的线椒鲜果叶绿素与VC含量均高于CK组,并在贮藏6 d时达到最大值,贮藏9、12 d时,2组的叶绿素含量差异显著(p<0.05),0、12 d时2组VC含量差异显著(p<0.05)。对芥蓝采后品质的研究结果表明,1-MCP处理可抑制叶绿素降解,可延缓芥蓝中抗坏血酸的降低[23]。在20 ℃贮藏条件下,1-MCP对韭薹贮藏品质的研究结果也表明,0.5 μL·L-1的1-MCP可保持较高的叶绿素及VC含量,抑制过氧化物酶(POD)的活性,延缓纤维素的积累[24]。而本文的研究结果也表明,0.5 μL·L-11-MCP熏蒸处理的豇豆能保持较高的叶绿素、维生素C、可溶性蛋白含量,较低的纤维素含量,更好地保持贮藏期内豇豆的营养品质与商品性。

在低温贮藏期间,1-MCP处理可降低‘早红考密斯’西洋梨果肉组织果肉组织过氧化物酶(POD)活性,0.5 μL/L 1-MCP处理作用于果肉组织的效果好于1 μL/L 1-MCP处理[25]。苦瓜果实采后用0.5、1.0、1.5 μL/L 1-MCP处理12 h后,在20 ℃下贮藏实验发现1-MCP处理能有效保持较高的抗坏血酸,还能有效增加过氧化物酶的活性,0.5 μL/L 1-MCP处理可延缓采后苦瓜果实成熟衰老和贮藏品质下降[26]。1-MCP处理能有效延缓大樱桃PPO和POD活性高峰的出现,减少大樱桃MDA的积累,使MDA含量维持在较低水平[27]。浓度为0.4 μL/L的1-MCP可显著抑制贮藏期间草莓果实的多酚氧化酶活性、丙二醛含量的升高,显著提高了草莓果实的货架期品质;而浓度为0.8 μL/L和1.2 μL/L 1-MCP对草莓果实并无保鲜效果,说明低浓度的1-MCP处理能够有效地延缓草莓果实的后熟进程[28]。李江阔等[29]的研究发现,3个(1、2、3 μL/L)1-MCP剂量采前处理抑制了葡萄的丙二醛含量增加,贮藏后期维持较高的过氧化物酶和较低的多酚氧化酶活性,其中1 μL/L 1-MCP处理对葡萄的保鲜效果最好,能够显著延缓葡萄的衰老进程,保持较高的贮藏品质。本研究也发现高浓度(1 μL·L-1和2 μL·L-1)的1-MCP熏蒸处理能抑制POD和PPO活性的过早升高,对维持豇豆细胞内的膜脂氧化状态有重要意义,但2 μL·L-1的1-MCP熏蒸处理豇豆却提高了MDA的含量,这也说明此浓度对细胞膜脂质过氧化和细胞膜的伤害程度较大。本文的研究结果提示,0.5 μL·L-11-MCP是豇豆贮前保鲜处理时较为适宜的浓度。

4　结论

采用了0.5、1.0、2.0 μL·L-11-MCP熏蒸采后豇豆,研究结果发现,在(14.3±2) ℃下,0.5 μL·L-11-MCP处理能延缓豇豆叶绿素、VC、可溶性蛋白含量的降低和纤维素含量的提高,从而可以保持豇豆的外观色泽;维持了采后豇豆在贮存后期较高的VC、可溶性蛋白含量和较低的纤维素含量,保持采后豇豆营养品质的同时也保证了豇豆的适口性;该处理还能减少丙二醛的积累也说明了豇豆细胞内膜脂过氧化发生情况较其他处理都低;但是,本研究也发现,0.5 μL·L-11-MCP处理能延缓豇豆不能很好地抑制PPO与POD活性。综上所述,推荐在生产实践中采用0.5 μL·L-11-MCP熏蒸采后豇豆以获得好的贮藏效果。

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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

陈刚(1979-)，男，硕士研究生，主要从事园艺产品贮藏加工方面的研究，E-mail：chgangmx@163.com。

TS255.3

A

1002-0306(2016)18-0340-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.18.056