丙二酸处理对豇豆采后贮藏品质的影响

郭雪松，田丽波，商 桑

(1.海南大学 园艺学院，海南省热带园艺作物品质调控重点实验室，海南 海口570228；2.海南大学 生命科学学院，海南 海口570228)

豇豆()又称豆角、角豆等，一年生缠绕草本植物。豇豆是夏、秋季的一种大宗蔬菜，具有味道鲜美、营养价值高、富含维生素等特点，在中国各地区广泛种植，并且深受广大消费者喜爱。豇豆采后呼吸代谢强而不耐贮藏，常温下贮藏期只有2～3 d，易出现萎蔫、锈斑等现象，严重时会导致腐烂，造成巨大经济损失。李昌宝等研究发现，采后茉莉酸甲酯熏蒸处理能显著降低豇豆的锈斑指数、呼吸强度、丙二醛含量，维持较高的原果胶含量，可以有效地维持豇豆贮藏品质。郑秋丽等研究发现，使用0.2 mmol·L精胺处理豇豆能有效减缓豇豆感官品质和叶绿素含量的下降，维持了较高的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性，延长豇豆的货架期。

丙二酸(malonic acid)又称缩苹果酸，分子式CHO，可作为琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂，阻断三羧酸循环，抑制呼吸作用，减少由于呼吸代谢产生的自由基，保护了膜系统；另外丙二酸可能促进了Mg-卟啉的合成，抑制了叶绿素的分解；也可能在膜系统受到损伤后，通过可溶性糖和脯氨酸含量的增加来进行渗透调节，降低植物自身受到的损伤程度。目前，丙二酸在韭黄、韭薹、芹菜、沙芥等蔬菜保鲜以及对大豆种子萌发和幼苗生长的影响方面得到了应用。王乐研究表明，丙二酸能有效地抑制韭黄的呼吸作用，延缓SOD活性的降低，延长韭黄的贮藏期，且作为保鲜剂使用时的最适浓度为300 mg·L，最适处理时间为30 s；用300 mg·L丙二酸处理芹芽，可以抑制芹芽呼吸强度，降低失重率等，延长芹芽的保鲜期；张晓艳等研究发现，使用不同质量浓度丙二酸处理沙芥，其能够抑制沙芥的呼吸强度，有效延缓蛋白质、维生素C等营养物质的损失。目前国内外主要将丙二酸用于医药中间体、香料等，而对其在果蔬采后贮藏保鲜的研究报道相对较少，丙二酸在豇豆保鲜研究中的应用尚未报道。

本研究以不同浓度丙二酸作为保鲜剂处理豇豆，通过锈斑指数及相关生理生化指标的测定，研究丙二酸对豇豆保鲜效果的影响，以期为豇豆保鲜技术的研究提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

之豇-28豇豆，采收于海口市西秀镇蔬菜基地，采用自然降温冷却方法进行预冷，2 h内运回实验室，选成熟度基本一致、无病虫害、长短均匀、无机械伤的豇豆作为试验材料。

丙二酸为分析纯试剂(AR)，纯度为99.5%，生产厂家为麦克林。

1.2 试验方法

1.2.1 处理

用蒸馏水清洗后的豇豆分为5组，分别放入0(CK)、100、200、300、400 mg·L的丙二酸溶液中，于常温下浸泡30 s，取出后自然晾干，置于平均温度8.5 ℃气候箱中预冷7 h后按每把500 g捆扎，装入特种塑料薄膜包装袋(哈尔滨塑料厂生产，规格为37.0 cm×30.5 cm，厚度为0.02 mm)，距袋口2 cm处用普通皮筋扎紧，每个处理3次重复，每个重复3把，并放置于平均温度(8±2)℃、相对湿度(80±5)%的人工气候箱中贮藏，进行锈斑指数、失重率测定的豇豆单独放置。每隔3 d测定1次相关指标，每个处理3次重复。

1.2.2 指标测定

贮藏第12天时调查豇豆锈斑级别，计算锈斑指数。随机取10根豇豆，观察豇豆表面锈斑面积占整个豇豆表面积的百分比，锈斑分为0、1、2、3、4共5个级别，分级标准参考陈刚等的方法，0级为无锈斑；1级为锈斑面积<10%；2级为锈斑面积10%～25%；3级为锈斑面积 25%～50%；4级为锈斑面积>50%。失重率采用质量法计算。可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝G-250法。可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法。维生素C(V)含量的测定采用2，6-二氯靛酚滴定法。叶绿素和纤维素含量的测定采用李合生的分光光度法和硫酸-蒽酮比色法。过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性采用曹建康等的愈创木酚法和邻苯二酚法测定。

1.3 数据分析

使用Excel和SPSS19.0对数据进行处理和分析，采用ANOVA进行邓肯式差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度丙二酸处理对豇豆锈斑指数的影响

如图1所示，豇豆贮藏12 d后，丙二酸处理的样品锈斑指数均显著(<0.05)低于对照，200 mg·L丙二酸处理的豇豆锈斑指数最低(25.06%)，较对照降低8.65百分点，300 mg·L丙二酸处理较对照降低6.89百分点，100 mg·L丙二酸处理较对照降低5.11百分点，400 mg·L丙二酸处理较对照降低2.44百分点，200 mg·L处理和300 mg·L丙二酸处理锈斑指数差异不显著(>0.05)。说明适宜浓度的丙二酸溶液能有效地减少豇豆贮藏中锈斑现象的发生，有利于保持豇豆的外观品质和商品性状。在各处理中200、300 mg·L丙二酸溶液的保鲜效果较好。

不同处理间没有相同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.2 不同浓度丙二酸处理对豇豆失重率的影响

如表1所示，随贮藏时间的延长，不同浓度丙二酸处理的豇豆失重率均呈上升趋势，且处理的上升趋势始终低于对照。12 d时，100、200、300、400 mg·L丙二酸处理的失重率较对照分别降低1.05、1.27、1.40、0.77百分点，300 mg·L处理的失重率仅为2.03%，与对照呈显著差异(<0.05)。表明丙二酸处理能有效地防止豇豆在贮藏期间失重。

表1 不同浓度丙二酸处理对豇豆失重率的影响

2.3 不同浓度丙二酸处理对豇豆叶绿素含量的影响

由表2可知，在贮藏期间豇豆的叶绿素含量呈下降趋势。贮藏12 d时，100、200、300 mg·L处理的叶绿素含量较对照分别高30.77%、30.77%、61.54%，300 mg·L处理组的叶绿素含量始终高于其他处理，且与对照差异显著(<0.05)；说明适当浓度的丙二酸处理在豇豆贮藏过程中能有效抑制叶绿素分解，以300 mg·L丙二酸处理的效果较为明显。

表2 不同浓度丙二酸处理对豇豆叶绿素含量的影响

2.4 不同浓度丙二酸处理对豇豆(豆荚、豆粒)可溶性蛋白含量的影响

由表3可知，在整个贮藏过程中豇豆豆荚可溶性蛋白含量逐渐降低，但丙二酸处理始终高于对照，贮藏6～12 d，300 mg·L处理豆荚可溶性蛋白含量显著(<0.05)高于对照组；贮藏12 d，300 mg·L处理豆荚可溶性蛋白含量最高，比对照高68.49%。

表3 不同浓度丙二酸处理对豇豆豆荚可溶性蛋白含量的影响

由表4可知，在贮藏过程中豇豆豆粒可溶性蛋白含量呈下降趋势。贮藏的前9 d丙二酸处理豆粒可溶性蛋白含量始终高于对照；贮藏3～12 d，300 mg·L处理组豆粒可溶性蛋白含量显著高于(<0.05)或高于对照的22.76%、45.80%、15.89%、6.42%，表明适宜浓度的丙二酸可以有效地保持豇豆的可溶性蛋白含量，延缓可溶性蛋白降解，保持较高的营养价值。

表4 不同浓度丙二酸处理对豇豆豆粒可溶性蛋白含量的影响

2.5 不同浓度丙二酸处理对豇豆(豆荚、豆粒)可溶性糖含量的影响

由表5可知，豇豆豆荚的可溶性糖含量在贮藏期间迅速下降。200、300 mg·L丙二酸处理豆荚可溶性糖含量始终高于对照；贮藏12 d，400 mg·L处理组豆荚可溶性糖含量最高(0.68%)，显著(<0.05)高于对照组(0.40%)，但和200、300 mg·L处理无显著差异。

表5 不同浓度丙二酸处理对豇豆豆荚可溶性糖含量的影响

由表6可知，豇豆豆粒的可溶性糖含量在贮藏过程中呈下降趋势。在贮藏期间，除3 d外，丙二酸处理的可溶性糖含量均高于对照；贮藏12 d，300 mg·L处理可溶性糖含量显著高于对照(<0.05)，而其他3个处理均和对照组无显著差异。表明适宜浓度的丙二酸可以有效地抑制可溶性糖的分解，且300 mg·L丙二酸处理效果较为明显。

表6 不同浓度丙二酸处理对豇豆豆粒可溶性糖含量的影响

2.6 不同浓度丙二酸处理对豇豆维生素C含量的影响

从表7可知，豇豆维生素C含量在贮藏过程中呈下降趋势。在贮藏期间，300、400 mg·L丙二酸处理豇豆维生素C含量始终高于对照；贮藏9～12 d，300 mg·L丙二酸处理维生素C含量分别较对照增加10.83%、7.21%，且与对照呈显著差异(<0.05)，而其他3个处理均与对照无显著差异。表明在豇豆贮藏过程中，适宜浓度的丙二酸处理在一定程度上减少了维生素C的损失，从而有效地保持了豇豆的营养价值，尤其以300 mg·L丙二酸处理表现最好。

表7 不同浓度丙二酸处理对豇豆维生素C含量的影响

2.7 不同浓度丙二酸处理对豇豆纤维素含量的影响

由表8可知，随着贮藏时间的延长，豇豆的纤维素含量呈上升趋势。在贮藏期间，300 mg·L丙二酸处理组豇豆纤维素含量均显著(<0.05)低于对照组；贮藏12 d，300 mg·L丙二酸处理组的纤维素含量仅为对照组的82.10%，其他3个处理组均和对照组无显著差异(>0.05)。表明300 mg·L丙二酸处理能延缓纤维素含量上升，延缓纤维化进程，提高豇豆的食用适口性。

表8 不同浓度丙二酸处理对豇豆纤维素含量的影响

2.8 不同浓度丙二酸处理对豇豆PPO活性的影响

由表9可知，除100 mg·L丙二酸处理呈上升后下降外，豇豆PPO活性总体呈上升趋势，但在贮藏期间，丙二酸处理的PPO活性始终低于对照。贮藏12 d时，除100 mg·L丙二酸处理外各处理的豇豆的PPO活性达到峰值，其中对照的PPO活性最大，100 mg·L丙二酸处理的PPO活性最低，仅为对照PPO活性的64.63%；6～12 d时，300、400 mg·L丙二酸处理，显著低于对照，尤其是300 mg·L丙二酸处理贮藏期间PPO活性变化比较平稳，活性分别较对照降低28.87%、17.46%和19.56%。表明适宜浓度的丙二酸能较好地抑制PPO活性的上升，延长豇豆的贮藏保鲜期，尤其以300 mg·L丙二酸处理表现最好。

表9 不同浓度丙二酸处理对豇豆PPO活性的影响

2.9 不同浓度丙二酸处理对豇豆POD活性的影响

由表10可知，所有处理的POD活性均在6 d达到峰值然后下降；100 mg·L丙二酸处理的POD活性在3～12 d始终显著高于对照(<0.05)，在峰值时较对照增加133.29%；200 mg·L丙二酸处理的POD活性在6～12 d显著高于对照组(<0.05)，在峰值时较对照增加155.67%；300、400 mg·L丙二酸处理在贮藏期间POD活性一直比较平稳。表明适宜浓度的丙二酸能提高或保持豇豆POD活性，有效清除自由基，延缓衰老。

表10 不同浓度丙二酸处理对豇豆POD活性的影响

3 讨论与结论

豇豆采摘后若不及时处理，会因呼吸和失水而萎蔫、产生锈斑，甚至腐烂。失重率是果蔬保鲜的一个重要指标，失重主要是由蒸腾、呼吸作用引起，进而降低果蔬饱满度、色泽和商品性。呼吸强度强弱与果蔬贮藏期密切相关。丙二酸与琥珀酸结构类似，它与琥珀酸脱氢酶结合时，使琥珀酸无法和该酶结合反应脱羧，使呼吸作用中的柠檬酸循环无法正常进行，从而抑制细胞的呼吸作用。采后用适宜浓度的丙二酸处理豇豆能有效地减少锈斑的产生，降低锈斑指数，且有效地降低豇豆的失重率。这与李昌宝等分别利用茉莉酸甲酯、乙烯、1-甲基环丙烯熏蒸处理豇豆，均可以在一定程度上抑制豇豆锈斑率的上升和水分的散失相一致，有可能与丙二酸是一种中强酸，有一定的杀菌作用有关系。

果蔬采后随着自身的生理代谢及衰老，维生素C、蛋白质、可溶性糖等营养成分的含量下降，果蔬品质逐渐下降。维生素C能代谢掉新陈代谢产生的自由基，延缓果蔬成熟衰老的速度，是衡量果蔬品质的一个重要指标；蛋白质是构成果蔬中酶的重要组成部分，参与多种生理生化代谢过程的调控，同时也是衡量果蔬品质和营养的重要指标之一。从维生素C、蛋白质、可溶性糖含量变化来看，使用适宜浓度丙二酸处理豇豆，在一定程度上减少了维生素C的损失，且300 mg·L丙二酸可以有效地抑制豆荚、豆粒可溶性蛋白和可溶性糖含量的下降。张晓艳等在利用丙二酸处理沙芥和斧形沙芥的研究中也证实，300 mg·L丙二酸处理的沙芥和斧形沙芥中的维生素C、可溶性蛋白、可溶性糖含量均高于其他处理组。

叶绿素含量决定了豇豆的色泽，绿色的消褪，意味着豇豆品质的下降；纤维素含量的变化可以判断豇豆的衰老程度，是衡量豇豆品质的一个重要指标。使用不同浓度丙二酸处理豇豆，在一定程度上延缓了叶绿素的下降和纤维素的上升，其中300 mg·L丙二酸的处理效果较好，可能与丙二酸促进了Mg-卟啉的合成、抑制了叶绿素降解有关，另外丙二酸是中强酸，对纤维素合成酶的活性有一定的抑制作用，所以延缓了纤维素的上升。

PPO是参与果蔬酶促褐变反应的主要酶，可催化酚类物质氧化成醌类物质，引起组织褐变，造成变质和腐烂，一定浓度丙二酸处理豇豆，可以有效地抑制PPO活性的上升，可能与有机酸能够维持豇豆中抗坏血酸等生物还原剂保持稳定有关。POD是酶促防御系统的关键酶，能清除组织内过剩的自由基，提高豇豆的抗逆性。POD活性在豇豆贮藏初期活性升高，是受胁迫后产生的应激反应，氧化产物积累到一定程度，抗氧化酶不能正常发挥作用活性降低，膜脂过氧化程度增强，膜系统遭到破坏。丙二酸处理间接抑制了豇豆贮藏期间的呼吸强度，减少了由于呼吸代谢产生的自由基，因此一定浓度(300、400 mg·L)丙二酸处理，豇豆的POD活性升高和降低的趋势较为缓和。

丙二酸处理有效维持了豇豆的外观品质，延缓豇豆锈斑指数、失重率、纤维素含量的提高，抑制叶绿素、维生素C、可溶性蛋白质、可溶性糖含量的降低，抑制了多酚氧化酶活性，保持了抗氧化酶活性，从而可以保持豇豆的营养品质；其中以300 mg·L丙二酸处理效果最好。