菜用豌豆食用品质主要组分及其积累动态研究

李 玲 沈宝宇 张艳红 郭晓雷 宗绪晓

（1 辽宁省经济作物研究所，辽宁辽阳 111000；2 长春职业技术学院现代农学院，吉林长春 130000；3 辽宁省绿色农业技术中心，辽宁沈阳 110000；4 中国农业科学院作物科学研究所，北京 100081）

菜用豌豆（Pisum sativumL.）是指以食用嫩茎尖（豌豆尖）、嫩荚（荷兰豆，分为小荚扁菜豌和大荚扁菜豌；甜脆豌豆，又称水果豌豆）、鲜籽粒为主的豆类蔬菜（崔翠 等，2019）。以食用鲜籽粒为主的菜用豌豆是指鼓粒盛期至初熟期间采青食用的豌豆，其主要特点是粒大、翠绿、煮炒易熟、气味清香、食味柔糯香甜，含有人体必需的多种营养成分，富含可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉、VC、类胡萝卜素、类黄酮等，有和中下气、利小便、解疮毒的功效，对调节人体健康状况具有重要作用（宗绪晓，2002；马杰 等，2016）。联合国粮农组织统计数据显示（http：//www.Fao.Org/faostat/en/#data），我国菜用豌豆种植面积约为160 万hm2、产量1 300万t，约占世界菜用豌豆总种植面积的64%、总产量的61.9%，是全球最大的菜用豌豆生产地和消费地（Li et al.，2017）。我国菜用豌豆主产区位于长三角及大中城市附近（杨晓明和任瑞玉，2005），国内消费居多（Li et al.，2017），因其营养价值高、香甜可口，近年来需求量大幅增加，且种植效益比干籽粒用豌豆高2～3 倍，若经加工，经济效益更高。因此，菜用豌豆产业是我国豌豆产业突破性发展的重要途径之一。

菜用豌豆食用品质包括色泽、甜度、香味、口感、质地等方面，其好坏是影响市场占有率的重要因素。食用品质的评价方法主要为感官评价和客观评价，感官评价是最直接有效的方法，可以对食用品质做出比较全面综合的评价，但感官评价也存在不足，易受主观因素影响（汪自强 等，2004；项丹丹 等，2022），因此可以采用客观评价方法即通过仪器设备检测菜用豌豆籽粒物理性状和化学特性，根据其与感官评价数据的相关关系来科学合理评价豌豆的食用品质。关于影响食用品质的关键化学成分研究在水稻、玉米、小麦及大豆等（乐素菊 等，2003；张玉荣 等，2008；张秋英 等，2015；金桂秀，2021）主要粮食作物中研究较多，而豌豆相关研究甚少。本试验通过分析菜用豌豆食用品质主要组分的积累特点，以及籽粒形成过程中淀粉、蛋白质、脂肪、蔗糖及可溶性糖等的积累规律，旨在为菜用豌豆营养品质改善、适期采收及优质菜用豌豆生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选取东北地区种植的10 个菜用豌豆品种（表1），2021 年3 月24 日在辽宁省经济作物研究所试验地（东经123°8′30″，北纬41°15′31″，海拔42.91 m）播种；随机区组设计，3 次重复，小区面积10 m2（5 m × 2 m），保苗数为55 万株 ·hm-2，播种前施微生物菌肥（山东百士威作物保护有限公司）30 kg ·（667 m2）-1作基肥，常规田间管理，记录不同菜用豌豆品种生育时期差异。

表1 供试菜用豌豆品种名称、类型及来源

1.2 试验设计

在不同菜用豌豆品种的鲜食期（鲜籽粒充满豆荚，荚皮未变黄）取鲜荚，剥去荚皮，精选大而饱满的籽粒，测定籽粒含水量；然后110 ℃杀青30 min，70 ℃烘干至恒重，使用高速粉碎机粉碎，过100 目筛，每品种制备50 g，测定籽粒粗蛋白、粗脂肪、总淀粉、可溶性糖和蔗糖含量。每品种3 次重复。

选取3 个不同熟期品种中豌6 号、科豌6 号及新西兰，从开花后21 d 开始，每4 d 取样1 次，共取5 次，用于品质指标积累动态测定，每品种3次重复。这5 个时期籽粒灌浆状态依次为：鲜籽粒略扁且未充满豆荚，鲜籽粒充满豆荚，鲜籽粒充满豆荚且饱满，鲜籽粒胚轴部位稍有变硬，籽粒成熟变硬。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 品质指标测定 含水量依据GB 5009.3—2016 的直接干燥法测定，粗蛋白含量依据GB/T 5009.5—2016 的凯氏定氮法测定，粗脂肪含量依据GB/T 5009.6—2016 的酸水解法测定，总淀粉含量依据GB/T 5009.9—2016 的酸水解法测定，可溶性糖含量依据GB/T 37493—2019 的铜还原-碘量法测定，蔗糖含量依据GB/T 5009.8—2016 的高效液相色谱法测定。

1.3.2 食用品质评分 采用食品感官评价方法中的消费者试验方法（王宁 等，2020）及参考汪自强等（2004）鲜食大豆食用品质评价方法，在每个菜用豌豆品种最佳采收期取1 000 g 鲜荚，置沸水锅中煮8 min，请10 名有经验的人员品尝，对菜用豌豆的甜味、鲜味、质地等进行综合评分。采用5 分制分别计分，最好为5 分，最差为1 分，取平均值。

1.4 数据分析

使用Microsoft Excel 2010 和DPS 软件进行数据统计分析，采用Pearson 检验进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同菜用豌豆品种生育时期差异分析

由表2 可知，本试验选取的10 个菜用豌豆品种出苗—采收天数差异较大，时间最长和最短品种间相差13 d，中秦1 号最短为53 d，最长为长寿仁66 d；科豌4 号、唐豌1 号和中豌6 号出苗—采收天数较短，为55 d；甜豌豆和科豌6 号出苗—采收天数分别为58 d 和59 d，剩余品种均超过60 d。不同熟期菜用豌豆品种的开花—采收天数均在25 d以上。

表2 不同菜用豌豆品种生育时期比较

2.2 不同菜用豌豆品种鲜食期籽粒品质指标含量与食用品质评分

由表3 可知，长寿仁粗蛋白和粗脂肪含量最高，分别为259.6 mg·g-1和30.3 mg·g-1，分别比平均值高19.2%和30.0%，粗蛋白含量比含量最低的中豌6 号高38.1%，粗脂肪含量约为含量最低的科豌4 号的2.0 倍。籽粒中总淀粉含量平均值为499.0 mg·g-1，中豌6 号含量最高为567.6 mg·g-1，比含量最低的科豌6 号高36.7%。中豌6 号的可溶性糖、蔗糖含量均为最低，新西兰可溶性糖含量最高为92.4 mg·g-1，约为中豌6 号的2.2 倍；科豌6 号蔗糖含量最高为65.6 mg·g-1，比中豌6 号高80.2%。

表3 不同菜用豌豆品种鲜籽粒品质指标含量及食用品质评分

由表3 还可知，不同菜用豌豆品种食用品质评分差异较大，平均得分3.5 分，长寿仁得分最高为4.6分，中豌6 号得分最低为2.4 分。

2.3 菜用豌豆食用品质主要组分的相关性分析

由表4 可知，菜用豌豆食用品质评分与籽粒中粗脂肪含量和蔗糖含量呈极显著正相关，相关系数分别为0.764 7 和0.790 6；与粗蛋白含量和可溶性糖含量呈显著正相关，相关系数为0.709 6 和0.761 3；与总淀粉含量呈极显著负相关，相关系数为-0.777 7。籽粒中不同品质指标之间相关性也有差异，粗蛋白含量与总淀粉含量呈极显著负相关，与蔗糖含量呈显著正相关；可溶性糖含量与蔗糖含量呈极显著正相关；其他品质指标之间相关性不显著。

表4 菜用豌豆食用品质主要组分相关性分析结果

2.4 不同菜用豌豆品种籽粒品质指标的积累动态

2.4.1 粗蛋白 由图1 可知，开花后21 d 籽粒中粗蛋白含量最多的品种为科豌6 号，其次是新西兰和中豌6 号，分别为227.7、216.4 mg·g-1和212.7 mg·g-1；开花后25 d，3 个菜用豌豆品种籽粒中粗蛋白含量均有所下降，同开花后21 d 相比，科豌6号、新西兰和中豌6 号分别下降了11.9%、2.3%和11.6%；开花后29 d，籽粒中粗蛋白含量由高到低依次为科豌6 号、新西兰、中豌6 号，同开花后25 d 相比分别增加了17.3%、0.2%和2.1%；开花后33 d，新西兰籽粒中粗蛋白含量达到最高值，为232.0 mg·g-1，科豌6 号和中豌6 号籽粒中粗蛋白含量与开花后29 d 相比分别下降了11.7%和4.5%；开花后37 d，科豌6 号和中豌6 号籽粒中粗蛋白含量比开花后33 d 增加了5.6%和6.7%，新西兰籽粒中粗蛋白含量比开花后33 d 降低了7.1%。不同菜用豌豆品种籽粒中粗蛋白积累规律不同，科豌6 号和中豌6 号粗蛋白含量呈“W”型变化趋势，最高含量分别出现在开花后29 d 和21 d；新西兰粗蛋白含量在开花后21～29 d 差异不大，开花后33 d达到最高值，随后又有所下降。

图1 菜用豌豆籽粒形成期粗蛋白积累动态

2.4.2 粗脂肪 不同菜用豌豆品种在籽粒形成过程中粗脂肪积累规律基本一致（图2）。在开花后21 d，新西兰籽粒中粗脂肪含量最高，为20.6 mg·g-1，分别比科豌6 号和中豌6 号高4.0%和8.4%。随后籽粒中的粗脂肪含量呈不断增加的趋势，开花后33 d 新西兰籽粒中粗脂肪含量依然最高，为25.7 mg·g-1，分别比科豌6 号和中豌6 号高1.5%和22.2%。而开花后37 d 为粗脂肪积累的最高峰，科豌6 号含量最高，为25.9 mg·g-1，分别比新西兰和中豌6 号高0.4%和22.9%；同开花后25 d 相比，科豌6 号、新西兰和中豌6 号籽粒中粗脂肪含量分别增加了26.8%、15.0%和3.6%。同时还发现，开花后33 d 和37 d 菜用豌豆籽粒中粗脂肪含量处于相对平稳的状态，同一品种在这两个时期含量变化不大。

图2 菜用豌豆籽粒形成期粗脂肪积累动态

2.4.3 总淀粉 与粗脂肪积累趋势类似，菜用豌豆籽粒形成过程中总淀粉含量也呈逐渐增加的变化趋势（图3），且同一时期熟期较短品种中豌6 号总淀粉含量始终最高。开花后21 d、籽粒形成初期总淀粉含量最低，中豌6 号为497.3 mg·g-1，比科豌6 号和新西兰分别高36.0%和19.9%；开花后37 d，籽粒中总淀粉含量最高，科豌6 号、新西兰和中豌6 号分别为452.3、581.7 mg·g-1和592.7 mg·g-1，比开花后29 d 分别增加了8.9%、17.2%和3.0%。

图3 菜用豌豆籽粒形成期总淀粉积累动态

2.4.4 可溶性糖 由图4 可知，开花后21 d、籽粒形成初期菜用豌豆可溶性糖含量最高，其中新西兰含量最高为97.3 mg·g-1，其次是科豌6 号和中豌6号，分别为95.3、51.8 mg·g-1；随后呈逐渐降低的变化趋势，开花后37 d 达最低值，与开花后21 d相比分别降低了52.2%、56.2%和35.3%。科豌6号和新西兰开花后21～29 d 籽粒中可溶性糖含量变化不大，开花后33 d 出现大幅降低，而中豌6号在开花后25 d 降低幅度最大。

图4 菜用豌豆籽粒形成期可溶性糖积累动态

2.4.5 蔗糖 由图5 可知，菜用豌豆籽粒形成过程中蔗糖含量呈不断下降的变化趋势。开花后21 d，籽粒中蔗糖含量是整个籽粒形成时期的高峰期，其中新西兰含量最高，为77.0 mg·g-1，比科豌6 号高1.3%，是中豌6 号的2.1 倍；开花后21～29 d籽粒中蔗糖含量下降幅度较小；开花后37 d，籽粒中蔗糖含量是整个籽粒形成过程中最低时期，科豌6 号、新西兰和中豌6 号籽粒中蔗糖含量分别比开花后21 d 降低了67.1%、75.2%和64.3%，比开花后29 d 降低了61.8%、70.7%和55.0%。

图5 菜用豌豆籽粒形成期蔗糖积累动态

3 结论与讨论

本试验结果表明，参试菜用豌豆品种最佳采收期均在开花25 d 以后，鲜食期可维持5 d 左右，此期间鲜籽粒充满豆荚，荚皮未变黄，蔗糖含量较高、淀粉含量较低，食用品质好。在最佳时期采收鲜荚可有利于兼顾产量和品质，而推迟采收不但籽粒中蔗糖含量降低，还会积累较多淀粉，降低菜用豌豆品质，在菜用豌豆生产过程中，掌握好鲜荚的采收时机是十分必要的。同时，本试验发现菜用豌豆鲜籽粒主要品质指标含量品种间差异显著。鲜荚采收期粗蛋白含量最低的是熟期相对短的品种中豌6号，最高的是熟期长的品种长寿仁；中秦1 号是4个熟期短的品种（中秦1 号、科豌4 号、唐豌1 号和中豌6 号）中粗蛋白含量最高的；熟期短的菜用豌豆品种粗蛋白含量平均值（204.7 mg·g-1）低于其余6 个熟期稍长品种平均值（226.6 mg·g-1），这与高小丽等（2020）研究结果相似。粗脂肪含量最高的是熟期长的品种长寿仁（30.3 mg·g-1），最低的是熟期短的品种科豌4 号（15.3 mg·g-1）。总淀粉含量最高的为熟期短的品种中豌6 号（567.6 mg ·g-1），最低的是熟期稍长的品种科豌6 号（415.3 mg ·g-1）。可溶性糖和蔗糖含量最高的分别是熟期稍长的品种新西兰（92.4 mg·g-1）和科豌6 号（65.6 mg ·g-1）。食用品质评分熟期稍长的品种（科豌7 号、甜豌豆、科豌6 号、新西兰、长寿仁和珍珠绿）平均值（4.25 分）高于其余4 个熟期短的品种平均值（2.75 分）。北方鲜食豌豆产区分布在北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、山东、陕西、甘肃等省（市、区）（仪登霞和庞永珍，2022），90%以上区域为一年两熟制，因此多年来早熟、适应性广的粮菜兼用型豌豆品种中豌6号一直是主栽品种。近年来，基于国家食用豆产业技术体系项目的支持，已培育出多个适宜北方种植的早熟菜用豌豆新品种，如中秦1 号、科豌6 号等。本试验结果表明，熟期短的菜用豌豆品种中秦1 号综合品质性状表现突出，可以在北方春播区推广种植，其次是科豌6 号和科豌7 号，而食用品质评分较高的熟期长的品种长寿仁、新西兰和珍珠绿适宜在纬度或海拔较高地区下茬复种蔬菜或一季作区域推广种植。

本试验中，对菜用豌豆食用品质评分与鲜籽粒品质主要组分含量的相关性分析发现，食用品质评分与籽粒中可溶性糖、蔗糖含量呈显著或极显著正相关，而可溶性糖含量与蔗糖含量呈极显著正相关，所以蔗糖含量是影响菜用豌豆食用品质的主要因子之一，这与鲜食大豆、甜玉米、鲜食蚕豆食用品质研究结果相似（张古文 等，2012；张秋英 等，2015）。可溶性糖含量直接影响甜玉米的品质，而提高蔗糖含量可以提高甜玉米的品质（赵福成 等，2013）；可溶性总糖和蔗糖含量高，则鲜食性蚕豆籽粒的食味品质较佳（赵娜 等，2019）。粗蛋白含量与食用品质评分呈显著正相关，前人对菜用豌豆籽粒中粗蛋白含量与食用品质相关分析研究较少，在稻米中研究较为透彻，但结果有所不同，丁得亮等（2010）研究发现，稻米中蛋白质的含量和食味值呈负相关关系；Sun 等（2010）研究认为，大米中蛋白质含量高不一定会降低其蒸煮品质，高蛋白大米在蒸煮过程中需要更多的水来充分膨胀米粒，而蛋白质含量高的大米在温度变化时，其硬度和粘稠度比蛋白质含量低的大米更稳定，因此稻米蛋白质的含量和蒸煮品质之间关系没有明确结论，需进一步研究。食用品质评分与粗脂肪含量呈极显著正相关，而与总淀粉含量呈极显著负相关，这表明在实际育种中，可以通过降低淀粉含量，提高脂肪含量来适当提高菜用豌豆的食用品质，从而满足市场对高品质菜用豌豆的需求。

本试验结果表明，菜用豌豆籽粒形成期，籽粒中可溶性糖和蔗糖含量呈逐渐降低的变化趋势，总淀粉含量呈逐渐增加的变化趋势，这与王宝强等（2012）研究的绿豆淀粉积累规律相似。而籽粒中粗脂肪含量呈逐渐增加趋势也与张秋英等（2015）对菜用大豆脂肪积累动态的研究结果相似。不同菜用豌豆品种在籽粒形成期粗脂肪积累快慢不同，新西兰在开花后21～29 d，科豌6 号在开花后29～37 d 处于快速增长期；而中豌6 号增长缓慢。粗蛋白积累趋势在不同菜用豌豆品种间表现不同，科豌6号和中豌6 号呈“W”型变化趋势，而熟期稍晚品种新西兰粗蛋白含量最高值出现在开花后33 d，开花后21～29 d 粗蛋白含量变化不大。蛋白质积累规律在不同作物或同一作物不同品种间差异较大，赵明珠等（2009）研究显示，大豆蛋白质含量随籽粒的形成而逐渐增加，大致呈“W”型曲线变化，高产品种蛋白质含量在鼓粒盛期最高，此后随着鼓粒天数的增加而降低直到成熟，但同一品种不同年份间蛋白质相对积累趋势和速度也有可能不同；杜金哲等（2008）研究不同品质类型小麦籽粒蛋白质积累规律发现，春小麦灌浆期籽粒蛋白质含量呈高—低—高的“V”型变化规律。因此，关于不同菜用豌豆品种籽粒中蛋白质的积累规律有待进一步研究。