不同温度处理对黄金勾豆角贮藏特性的影响
2022-01-24王春阳鲍程陈昊聪谢春阳
王春阳,鲍程,陈昊聪,谢春阳
(吉林农业大学食品科学与工程学院,吉林 长春 130118)
黄金勾豆角是吉林、黑龙江等地区重要的豆角栽培品种之一,因其颜色金黄,又有“勾勾黄”之称[1]。黄金勾豆角是一年生作物,蝶形花科豇豆属,其主根较发达,茎上有微小柔毛,叶片多呈现羽状针形,豆荚果实为流线体,平均长度约为14.5 cm,其荚果内含有维生素A、维生素C、维生素E及多种B族维生素,VC含量颇高于相近豆类作物。其含有大量的蛋白质,组成结构与肉类相近,而粗纤维含量则较少,可以有效地保证口感及烹调味道。黄金勾豆角中钾钙镁等常量元素及锌硒锰等微量元素含量丰富,对补充人体所需元素提供了很好的帮助。此外,其低脂肪的特点也非常适合当代的营养保健需求[2-4]。
近年来,营养与健康的饮食观念逐渐走进人们的生活,已有部分学者开展了豆角的贮藏研究工作,王骁扬等[5]通过调节磁场强度并配合冻结,对市售豆角的品质进行特性研究,得出了最佳的磁场范围。张秀玲等[6]利用涂膜技术,有效地降低了营养物质损失,降低了腐烂的发生率。张玉蕾等[7]对菜豆进行电生功能水的处理,发现酸性处理效果要强于碱性,且保鲜效果较好,大幅度提高商品率。但是目前豆角贮藏方面的研究主要集中于油豆和普通菜豆,对价格昂贵、贮期敏感的黄金勾尚未见研究报道。黄金勾豆角作为既可做佳肴又可大量补充人体所需营养的作物资源,其夏秋成熟的习性已经难以满足市场需求,因此其贮藏特性的研究对社会和经济效益的提升具有重大意义。
在果蔬贮藏的过程中,机体外温度即环境温度,是影响其自身品质的重要因素。牛远洋[8]的试验研究发现,低温处理对贮藏期间猕猴桃的可溶性固形物增加速度起到延缓效果,使保鲜期得以延长。杨松夏等[9]研究发现,低温冷藏运输可以有效地延缓荔枝质量下降,保证荔枝品质。JIA等[10]通过对库尔勒香梨的研究,发现降低储藏温度可以保证梨的品质及绿色维持。黄莎等[11]对采后浆果贮前温度的归纳总结显示,果蔬贮藏前进行温度处理,既可降低成本,也可满足当代食品安全的需求。由此可知,不同处理温度是影响果蔬贮藏的重要因素。
本试验以黄金勾豆角为原料,通过对温度的调控,比较黄金勾豆角贮藏前后的品质改变,进而筛选出感官特性好、营养成分高、贮藏时间长的豆角,确定最佳的贮藏温度,以期为其采后的贮藏保鲜提供一定的理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
黄金勾豆角:采于吉林省长春市冠种农业种植专业合作社生产基地。采收的黄金勾豆角均处于成熟期,豆荚鲜嫩、色泽饱满、品相完好,单荚长13 cm~16 cm,质量(16±2)g,采后及时运至吉林农业大学食品学院农产品实验室,备用。
0.04 mm聚乙烯气调保鲜袋(35 cm×45 cm):苏州深呼吸保鲜科技有限公司;聚乙二醇6000(分析纯):天津科密欧化学试剂有限公司;邻苯二酚(分析纯):上海凛恩科技发展有新公司;聚乙二醇辛基苯基醚(化学纯)、三氯乙酸、冰醋酸、无水醋酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、抗坏血酸、红菲咯啉、氯化钡、草酸、苯酚、愈创木酚(均为分析纯):国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
HWS-250恒温恒湿试验箱:天津市莱玻特瑞仪器设备有限公司;FA2004型电子天平:上海安仪仪器科技有限公司;T6新世纪普析通用紫外可见分光光度计:上海圣科仪器设备有限公司;3-18k高速冷冻离心机:德国SIGMA公司;HH-4A型数显恒温水浴锅:常州金坛精达仪器制造有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 处理方法
挑选大小一致、色泽相近的黄金勾豆角作为试材,进行无菌水预处理,自然风干后立即分成4份,用保鲜袋包装,分别置于(0±1)、(8±1)、(16±1)、(24±1)℃的恒温恒湿箱中进行温度处理,箱内的相对湿度设定为80%左右。贮藏期间每3 d进行一次指标检测。
1.3.2 测定指标及方法
1.3.2.1 感官品质评价
参照Suri等[12]的方法并稍加改动,选择10名了解黄金勾豆角评价标准的同学,组成感官评价小组,针对其外观、硬度、气味和可接受度4个方面进行评价打分,评分标准如表1所示。
表1 黄金勾豆角感官品质评分标准Table 1 Sensory quality evaluation standard of golden hook beans
1.3.2.2 呼吸强度的测定
选用1.0 kg的黄金勾豆角置于玻璃干燥器中,参照碱液吸收法进行测定[13],试验重复3次,结果用mg CO2/(kg·h)表示。
1.3.2.3 失重率的测定
失重率按下列公式进行计算[14]。
失重率/%=[(贮藏前黄金勾豆角质量-不同贮期
黄金勾豆角质量)/贮藏前黄金勾豆角质量]×100
1.3.2.4 抗坏血酸的测定
取10.0g黄金勾豆角、50g/L三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)溶液20 mL,冰浴环境下研磨成浆状,并用50 g/L TCA溶液定容至100 mL,混合提取10 min后过滤,收集到的滤液参照分光光度计法进行测定[15]。
1.3.2.5 可溶性糖含量的测定
取1.0 g黄金勾豆角研磨至浆状,采用沸水提取法提取可溶性糖,再参照苯酚-硫酸法进行测定[16]。
1.3.2.6 多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性的测定
参照曹建康等[17]的方法略有修改。取5.0 g黄金勾豆角、提取缓冲液5 mL,冰浴环境下研磨成浆状,离心后即可获得酶提取液,并用50 mmol/L邻苯二酚溶液1.0mL、50mmol/L乙酸-乙酸钠缓冲液4.0mL及100μL酶提取液启动反应,重复测定3次。
1.3.2.7 过氧化物酶(peroxidase,POD)活性的测定
取5.0 g黄金勾豆角、提取缓冲液5 mL,冰浴环境下研磨成浆状,离心后获得酶提取液,并用愈创木酚法进行测定[18],重复测定3次。
1.3.2.8 丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的测定
取1.0 g黄金勾豆角、100 g/L TCA溶液5 mL,研磨至浆状,离心获得上清液,参照硫代巴比妥酸法进行测定[19],重复测定3次。
1.4 数据处理
试验数据采用Microsoft Excel 2013整理,采用SPSS 26.0进行ANOVA单因素统计分析,并用Origin 2019b软件制图。
2 结果与分析
2.1 不同温度处理对黄金勾豆角感官品质的影响
黄金勾豆角的外观、硬度、气味和可接受度是影响消费者是否购买的主要因素[20],不同温度处理对黄金勾豆角感官品质的影响如表2所示。
表2 不同温度处理对黄金勾豆角感官品质的影响Table 2 Effects of different temperature treatment on sensory quality of golden hook beans
由表2可知,同一温度下,黄金勾豆角的感官品质随着贮藏时间的延长均呈下降趋势;不同温度处理下,贮藏3 d后,(16±1)℃处理组较其他组变化略大,但各处理组感官均未发生较大变化,黄金勾豆角的表皮完好,色泽饱满,豆荚硬度高,无腐烂气味。贮藏15 d后,感官品质变化幅度较大,(24±1)℃处理组的黄金勾豆角感官品质评分偏低,属无法接受范围,商品率完全丧失,(0±1)℃和(8±1)℃的黄金勾豆角品质均表现良好,属可以接受的范围。
2.2 不同温度处理对黄金勾豆角呼吸强度的影响
果蔬贮藏期间,其呼吸强度的变化是反映机体内新陈代谢强弱的重要参考[21]。呼吸强度降低可减缓营养成分的丧失,进而达到保鲜的目的。不同温度处理对黄金勾豆角呼吸强度的影响如图1所示。
图1 不同温度处理对黄金勾豆角呼吸强度的影响Fig.1 Effects of different temperature treatment on respiratory intensity of golden hook beans
由图1可知,呼吸强度随贮藏时间的延长先降低后升高再降低,(24±1)℃处理组黄金勾豆角贮藏第6天时出现呼吸高峰,呼吸强度为139.34 mgCO2/(kg·h),随后迅速下降,15 d 时仅为 48.46 mgCO2/(kg·h);(8±1)℃处理组和(16±1)℃处理组的呼吸高峰于第9天出现,但(8±1)℃组的呼吸强度略高。(0±1)℃处理组的呼吸高峰最晚出现,呼吸强度为162.48mgCO2/(kg·h)。通过呼吸强度和呼吸高峰出现时间的变化,低温可以有效地延缓黄金勾豆角呼吸高峰的出现,降低其呼吸强度,减缓机体内新陈代谢速率,增加贮藏时间,试验结论与袁启凤等[22]对火龙果品质变化的研究结论一致。
2.3 不同温度处理对黄金勾豆角失重率的影响
失重率是影响果蔬含水量及营养成分变化的重要指标,失重率越大,证明其机体内含水量越少。不同温度处理对黄金勾豆角失重率的影响如图2所示。
图2 不同温度处理对黄金勾豆角失重率的影响Fig.2 Effects of different temperature treatment on weight loss rate of golden hook beans
由图2可知,各个温度处理组的失重率随时间的延长均呈上升趋势。0~6 d时,(16±1)℃处理组的上升趋势较6 d~9 d时缓慢,分析原因可能是贮藏温度低于生长温度,导致呼吸暂缓,6 d后呼吸趋于正常,且在12 d后呼吸急促,迅速转入生理后期。当贮藏15 d时,失重率大小依次为(24±1)℃处理组>(16±1)℃处理组>(8±1)℃处理组>(0±1)℃处理组,试验结果与王清雄[23]的结论一致,温度越高,失重越大。(24±1)℃处理组于9 d~15 d时失重速率明显加快,分析原因可能是由于此时的黄金勾豆角进入衰败期,微生物的侵入导致其自身启动保护机制。
2.4 不同温度处理对黄金勾豆角抗坏血酸含量的影响
抗坏血酸是果蔬机体内重要的营养成分之一,其含量的多少也是反映果蔬贮藏情况的重要参考。对于尚未成熟的果蔬,其含量是持续增长的,而在贮藏阶段,抗坏血酸会被大量分解,呈现下降的趋势,不同温度处理对黄金勾豆角抗坏血酸含量的影响如图3所示。
图3 不同温度处理对黄金勾豆角抗坏血酸含量的影响Fig.3 Effects of different temperature treatment on content of ascorbit acid of golden hook beans
由图3可知,(24±1)℃处理组的抗坏血酸含量下降最快,且远低于其他组。在0~9 d时,(16±1)℃处理组的抗坏血酸含量下降趋势较平缓,9 d后含量急速下降,且下降速率同(24±1)℃处理组的趋势较为相近。当贮藏15 d时,(0±1)℃与(8±1)℃处理组的抗坏血酸含量差异不大,此时抗坏血酸的含量大小依次为(0±1)℃处理组>(8±1)℃处理组>(16±1)℃处理组>(24±1)℃处理组。(0±1)℃处理组在15 d~21 d时下降幅度较大,分析可能是由于发生冷害现象,导致抗坏血酸被大量消耗。
2.5 不同温度处理对黄金勾豆角可溶性糖含量的影响
果蔬产品中的可溶性成分,尤其是可溶性糖,是直接反映其成熟度及品质变化的重要因素。不同温度处理对黄金勾豆角可溶性糖含量的影响如图4所示。
图4 不同温度处理对黄金勾豆角可溶性糖含量的影响Fig.4 Effects of different temperature treatment on soluble carbohydrate content of golden hook beans
由图4可知,各处理组可溶性糖含量变化的总体趋势是先升后降,其中(8±1)℃在12 d~15 d时有缓慢上升趋势,15 d后再次下降,分析原因可能是12 d时黄金勾豆角的水分含量丧失较多,且呼吸速率减缓,出现回转趋势;(0±1)℃处理组在第9 d达到最高峰,而后持续下降,且趋势显著,并于21 d时发生冷害。表明黄金勾豆角的可溶性糖被大量消耗,营养物质丧失,加速了冷害现象的发生,这与陈克明等[24]对桃果实可溶性糖变化与低温冷害关系的研究结论一致。
2.6 不同温度处理对黄金勾豆角多酚氧化酶活性的影响
多酚氧化酶可催化酚类使其最终形成黑褐色的聚合物,进而改变果蔬颜色。果蔬在贮藏期间,其组织褐变的程度,与多酚氧化酶活性有着紧密的关系。李月圆等[25]的研究发现,降温处理可抑制鸭梨果心的褐变,延缓多酚氧化酶的活性升高,可使其保持好的品质。不同温度处理对黄金勾豆角PPO活性的影响如图5所示。
图5 不同温度处理对黄金勾豆角PPO活性的影响Fig.5 Effects of different temperature treatment on polyphenol oxidase activity of golden hook beans
由图5可知,在黄金勾豆角贮藏期间,其多酚氧化酶含量的变化趋势总体为先增加后减少,其中(0±1)℃和(8±1)℃处理组呈现先增后减再增再减的趋势,且高峰出现的时间均晚于其他两组,分析原因是由于低温减缓了黄金勾豆角的呼吸速率,抑制了多酚氧化酶对其机体内酚类物质的催化;9 d~12 d时,(0±1)℃处理组的多酚氧化酶活性明显升高,冷害现象的出现,促进了多酚氧化酶的活性,使得酚类物质被大量氧化。
2.7 不同温度处理对黄金勾豆角过氧化物酶活性的影响
过氧化物酶普遍存在于果蔬机体内,参与多种生理生化反应,其活性是反映果蔬生长发育、成熟衰老等生命全过程变化程度的重要指标。不同温度处理对黄金勾豆角过氧化物酶活性的影响如图6所示。
图6 不同温度处理对黄金勾豆角过氧化物酶活性的影响Fig.6 Effects of different temperature treatment on peroxidase activity of golden hook beans
由图6可知,在整个贮藏期间,过氧化物酶活性总体呈先升后降的趋势,(24±1)℃在第6天达到高峰,说明此时机体内的氧化还原反应极其剧烈,导致过氧化物酶启动保护机制,活性迅速升高,12 d~15 d再次上升,则是在微生物菌群的侵袭下,过氧化物酶为了减少伤害而启动的自我防护。(8±1)℃处理组在贮藏期间多酚氧化酶活性普遍低于其他处理组,说明此温度对黄金勾豆角抗衰老效果最佳。
2.8 不同温度处理对黄金勾豆角丙二醛含量的影响
丙二醛含量可以反映果蔬脂质过氧化的程度,其含量越高,对果蔬机体造成的伤害越大。不同温度处理对黄金勾豆角丙二醛含量的影响如图7所示。
图7 不同温度处理对黄金勾豆角丙二醛含量的影响Fig.7 Effects of different temperature treatment on malondialdehyde content of golden hook beans
由图7可知,丙二醛含量在整个贮藏期间呈上升趋势,且(16±1)℃和(24±1)℃处理组的含量较另外两组高,说明低温有助于抑制丙二醛含量的增加,减少黄金勾豆角的损伤度,对延长贮藏期具有积极作用。贮藏结束时,(0±1)℃与(8±1)℃相比,含量更高,说明在贮藏15 d后,机体内部即有冷害现象发生,导致脂质过氧化的程度升高,细胞损伤程度加大,试验结论与李惠等[26]关于甘薯的研究结论一致。
3 结论
黄金勾豆角在相同湿度和相同包装条件下,由于处理温度的不同,各项指标呈现出不同的变化趋势。综合分析,低温不仅有助于延长黄金勾豆角的贮藏期,还能更好地维持其机体内的各项营养指标,使呼吸高峰比(24±1)℃晚3 d出现,且(8±1)℃的贮藏效果要好于(0±1)℃。在整个贮藏周期内,(8±1)℃环境下的黄金勾豆角较好地保证了商品价值。本试验得出的数据可用于后续的贮藏研究,并为市场保鲜提供理论上的参考。