4-己基間苯二酚對蠶豆籽粒保鮮效果的研究

張 蘭，鄭永華

(1.江蘇食品職業技術學院，江蘇淮安223003;2.南京農業大學，江蘇南京210095)

4-己基間苯二酚對蠶豆籽粒保鮮效果的研究

張 蘭1，鄭永華2

(1.江蘇食品職業技術學院，江蘇淮安223003;2.南京農業大學，江蘇南京210095)

采用0.01%、0.02%和0.03%三種濃度的4-己基間苯二酚(4HR)溶液和VC溶液浸泡蠶豆10min，觀察蠶豆在(1±1)℃貯藏環境下的營養品質和褐變度的變化情況。結果表明:0.02%的4HR處理較好地降低了蠶豆的呼吸強度和乙烯的釋放程度，抑制PPO、POD和PAL的活性，減緩MDA和總酚含量的上升，延緩葉綠素降解、VC含量的下降，起到抑制褐變、保持感官品質和良好的營養成分的作用。

蠶豆籽粒，4HR，褐變，感官品質，營養

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

蠶豆籽粒是容易褐變的食物，如何抑制新鮮的蠶豆籽粒褐變，延長其保質期是科技工作者的愿望。傳統的褐變抑制方法(SO2熏蒸、添加抗氧劑等)存在著食品安全性、價格以及防褐變效果等問題。在間苯二酚的衍生物中，4-己基間苯二酚(4-Hexylresorcinol，4HR)是一種能夠抑制褐變的新型抗氧化劑，亦稱 4-己基-1，3-苯二酚(4-Hexyl-1，3-benzenediol);外觀呈白色粉末狀。在醫學上，4HR被用作止咳劑，是咳嗽糖的活性成分。4HR最早被用作為蝦類黑斑和黑變病的抑制劑，能有效抑制蝦中酪氨酸酶的活性，并且安全取代亞硫酸鹽［1-3］。4HR 在最近幾年作為抗褐變劑已經在蘋果［4-5，8］、梨［5，7］、土豆［8］、蘑菇［9］等材料上作了大量的實驗，均有預防褐變效果。近年來，4HR應用于鮮切水果和蔬菜如鮮切蓮藕［10］、鮮切桃［11］、鮮切牛蒡［12］上亦有效果，國外應用于蘋果汁［13］、芒果汁［14］的防褐變方面，取得了較好效果。4HR作為一種新型的抗氧化劑具有廣闊的應用前景。我們的目的是探索4HR對蠶豆抗褐變的效果。迄今未見4HR對蠶豆籽粒保鮮效果的報告。本實驗設計了不同濃度的4HR溶液處理蠶豆，以探索4HR對抑制蠶豆種子采后褐變、保持營養成分及對蠶豆主要生理指標的影響，為4HR應用在蠶豆及其他水果蔬菜的貯藏中提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

以“大白皮”蠶豆(Vica faba L.)為試材 采收當天剝去豆莢，選擇大小、成熟度基本一致，無銹斑、蟲蛀、霉爛及損傷的豆粒，隨機分為三組進行4HR處理。sigma1-15pk小型臺式冷凍離心機 德國;分析天平 北京醫用天平廠;氣相色譜儀 Hitachi;751紫外-可見分光光度計，GXH-305型紅外線CO2分析儀，高通量組織研磨儀Tissuelyzer。

1.2 實驗方法

處理濃度分別為0.01%、0.02%、0.03%的4HR，浸泡時間為10min，以0.02%VC溶液浸泡10min作為對照，每處理豆粒5kg左右，重復3次。經處理的豆粒晾干表面水分后，裝入0.02mm厚聚乙烯薄膜袋中，每袋1kg左右，袋口用橡皮筋扎兩道，然后置于(1±1)℃環境中貯藏。貯藏期間每周取樣測定指標。

1.3 理化指標測定

1.3.1 乙烯釋放量的測定 將一定量(約200g)蠶豆置于密閉的集氣容器中，在20℃下密閉4h，然后抽氣1mL，在Hitachi氣相色譜上過柱，同時以標準的乙烯氣體作參照，測定乙烯含量，結果以μL C2H4·kg-1·FW·h-1表示。

1.3.2 呼吸強度測定 取蠶豆種子，采用GXH-305型紅外線CO2分析儀在20℃室內自然光下測定，載氣為脫CO2空氣，流量為0.5L/min，結果以mg CO2·kg-1·h-1表示。

1.3.3 MDA、VC、葉綠素、類胡蘿卜素、PPO、BD、還原糖、總糖、PAL、總酚的測定 丙二醛含量測定:采用趙世杰等的方法，以μmol/L表示。VC測定:采用2，6-二氯靛酚滴定法。葉綠素和類胡蘿卜素含量測定:取蠶豆種子，參照朱光廉等的方法［15］，以 g/g·FW來表示。多酚氧化酶活性測定:參照Murr和Morris［16］的方法，結果以 U/g·FW 表示。過氧化物酶活性測定:愈創木酚法，結果以U/g·FW表示。褐變度測定:采用消光值法。還原糖和總糖含量測定:參照許安邦，林維宣主編的《食品分析》的方法。苯丙氨酸解氨酶活性測定:參照歐陽光察［15］方法測定，結果以U/g·FW表示。總酚含量測定:取蠶豆種子采用 Slinkard 和 Singleton［16］的 Folin-Ciocalteu 試劑法，以沒食子酸做標準曲線，結果以g/g·FW來表示。

2 結果與分析

2.1 4HR處理對呼吸強度和乙烯釋放量的影響(見圖1)

貯藏期間蠶豆的呼吸強度呈先上升后下降趨勢。4HR的三種處理均抑制了蠶豆的呼吸。在整個貯藏過程中，以0.02% 和0.03%的4HR處理對蠶豆呼吸強度的抑制作用比較好，無顯著性差別。0.01%4HR處理的蠶豆呼吸強度低于對照，但要顯著高于前兩者(p＜0.05)。蠶豆種子在貯藏的前3周，乙烯釋放量基本不變。到了第4周，0.02%VC和0.01%4HR處理的蠶豆乙烯釋放量迅速上升，顯著多于0.02%和0.03%4HR處理的蠶豆乙烯釋放量(p＜0.01)。0.02%和0.03%4HR處理的乙烯釋放量仍保持較低水平，有利于貯藏。

2.2 4HR處理對MDA含量和VC含量的影響(見圖2)

蠶豆種子在貯藏過程中由于本身細胞衰老，細胞膜結構遭受不同程度的破壞，膜脂過氧化產物會逐漸增加。蠶豆種子丙二醛含量在第1周迅速上升，隨后上升趨勢漸緩。0.02%和0.03%的4HR處理顯著，較0.02%VC顯著地抑制了蠶豆MDA含量的上升(p＜0.05)，而0.01%濃度的4HR處理效果不顯著，MDA含量接近對照水平。蠶豆種子在貯藏的第1周VC含量下降較快，0.02%和0.03%濃度的4HR處理延緩了VC含量的下降，保持了蠶豆的營養品質和食用價值，而0.02%VC和0.03%4HR處理的蠶豆種子VC損失較多。

圖1 4HR處理對蠶豆呼吸強度和乙烯釋放量的影響Fig.1 Effect of 4HR treatment on respiratory rate and C2H4production of broadbean seeds

圖2 4HR處理對蠶豆丙二醛和VC含量的影響Fig.2 Effect of 4HR treatment on contents of MDA and VCof broadbean seeds

2.3 4HR處理對葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響(見圖3)

蠶豆種子在貯藏期間，葉綠素含量呈下降趨勢。0.02%濃度的4HR處理顯著地抑制了葉綠素的降解(p＜0.05)。0.03%的4HR處理在前2周能夠延緩葉綠素含量的下降，2周以后葉綠素降解甚快，但要高于0.01%的4HR處理。在整個貯藏過程中，蠶豆種子的類胡蘿卜素含量變化很小，它們整體呈現出稍有上升又下降的趨勢。類胡蘿卜素比較穩定，在貯藏中損失較少。

2.4 4HR處理對PAL活性和總酚含量的影響(見圖4)

蠶豆貯藏期間PAL活性與總酚含量變化趨勢基本一致。0.02%和0.03%4HR處理抑制了PAL活性，同時也抑制了酚類物質的合成，減少了酚酶作用的底物，有利于減輕褐變。PAL是多酚類物質合成的關鍵酶，添加酚類物質4HR可能反饋抑制了PAL的活性。0.01%濃度4HR處理的蠶豆PAL活性前兩周內超過了對照，相應地合成的酚類物質也比對照多，容易褐變。3周以后，各種處理的酚類物質均呈下降趨勢，可能是酚類物質被氧化所致。

圖3 4HR處理對蠶豆葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響Fig.3 Effect of 4HR treatment on contents of chlorophyΙΙ and carotenoid of broadbean seeds

圖4 4HR處理對蠶豆PAL活性和總酚含量的影響Fig.4 Effect of 4HR treatment on PLA activity and total phenolic of broadbean seeds

2.5 4HR處理對PPO活性和BD的影響(見圖5)

0.02%VC處理蠶豆在貯藏1周時，PPO活性就達到高峰，隨后急劇下降。三種4HR處理均抑制了PPO活性。0.01%濃度4HR處理的蠶豆PPO在第2周達到活性高峰;另外兩種處理都將PPO活性高峰推遲到第3周。由圖5可見，0.02%濃度4HR處理的蠶豆PPO活性要顯著低于0.03%濃度的4HR處理(p＜0.05)，這可是導致 0.03%4HR處理不如0.02%4HR處理的原因。對照蠶豆在貯藏期間，褐變度不斷上升，最終達到了0.4以上。0.02%濃度的4HR處理能夠將蠶豆的褐變控制在0.35以下。0.03%濃度4HR處理的蠶豆在2周以后褐變度超過了0.02%4HR處理的蠶豆，0.01%的4HR處理與0.02%VC處理的蠶豆褐變度很接近。

3 討論

蠶豆成熟于春末夏初，因其含水量高，采后生理代謝旺盛，在常溫下蠶豆種皮會由乳白色或淺綠色很快變為淺褐色或黑褐色，同時豆粒變得口感粗糙，使商品性下降。因此種皮褐變是限制蠶豆采后保鮮的主要因素。新鮮果蔬采后貯運中的褐變主要是酶褐變，即多酚類物質在多酚氧化酶的催化下發生氧化并聚合成黑色素所致。蠶豆在預處理過程中因剝去豆莢使得種子與氧氣充分接觸，同時因為蠶豆種子所含多酚類物質比較高，在多酚氧化酶的催化下，極易發生褐變。

圖5 4HR處理對蠶豆PPO活性和褐變度的影響Fig.5 Effect of 4HR treatment on PPO and browing degree of broadbean seeds

本實驗中，4HR抑制褐變的機理在于:4HR和鄰苯二酚類物質競爭性的與PPO酶結合，從而抑制PPO酶的活性。4HR是多酚氧化酶的高效抑制劑。對照蠶豆在第1周PPO達到活性高峰，0.02%和0.03%的4HR處理推遲了蠶豆種子PPO活性高峰出現，并降低了峰值。0.02%和0.03%4HR處理的蠶豆呼吸被抑制，乙烯釋放量保持較低水平，新陳代謝緩慢，葉綠素降解和VC損失較少。另外兩者的PAL酶活性受到抑制。酚類物質是植物體中重要的次生物質，主要由碳水化合物代謝衍生而來，它對植物生長發育有一定調節作用，同時在植物抗病、基因的誘導表達、信號轉導、生物固氮和對紫外輻射的吸收等方面也有重要作用，大多數酚類物質的生物合成均來自共同的前體物質苯丙氨酸和其接近的前體莽草酸。PAL是多酚類物質合成的關鍵酶，PAL酶活降低的同時，多酚類物質的合成也相應地減少。本研究中，0.02%4HR和0.03%4HR處理抑制蠶豆種子的褐變，可能跟褐變底物多酚類物質的減少有關。

國外把4HR與抗壞血酸混合使用貯藏蘋果切片［6］、延長鮮切梨的貨架期［5］;另外 Monsalve 認為4HR抑制褐變的機理是他們能夠降低醌類混合物。另外，抗壞血酸磷酸酯不易氧化，在內源磷酸酯酶的作用下可以緩慢釋放出抗壞血酸。將抗壞血酸浸在糖液里抑制蘋果片的褐變，也取得了較好效果［17］;還有人把4HR與乙酰半胱氨酸、氯化鈣、異抗壞血酸等混合使用延長鮮切蘋果的貯藏期［18］。抗壞血酸和抗壞血酸衍生物是抗壞血酸的前體。單獨的抗壞血酸抑制蠶豆褐變效果不明顯，將抗壞血酸或抗壞血酸衍生物與4HR混合使用，在蠶豆上是否能取得更好抑制褐變的效果，值得進一步研究。

4 結論

4HR處理可以降低蠶豆的呼吸強度、乙烯釋放、PPO和PAL活性，減少褐變底物多酚類物質的生成，抑制蠶豆褐變，延緩膜脂過氧化產物MDA含量的上升和VC含量的下降，保持較高的葉綠素含量，因此在蠶豆貯藏中有一定的應用價值。綜合4HR對蠶豆采后褐變和品質的影響，0.02%4HR對蠶豆起到較好的抗褐變作用。

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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

張蘭(1978-)，女，碩士研究生，講師，研究方向:農產品貯藏與加工。