3種保鮮劑處理對菜用大豆衰老和抗病性的影響

摘要：采用1-甲基環(huán)丙烯、茉莉酸甲酯和殼聚糖3種保鮮劑處理，研究它們在（1±1） ℃條件下對菜用大豆（Glycine max）貯藏期間腐爛指數(shù)和抗病相關酶活性的影響。結果表明，15 g/L殼聚糖處理的菜用大豆腐爛指數(shù)最小；1 μmol/L 1-甲基環(huán)丙烯處理顯著降低了采后菜用大豆的乙烯釋放量；10 μmoL/L 茉莉酸甲酯處理增加了苯丙氨酸解氨酶、過氧化物酶活性，降低了多酚氧化酶活性，因此茉莉酸甲酯處理可以通過提高這些抗病相關酶的活性，提高菜用大豆自身的抗病性，從而降低菜用大豆腐爛的發(fā)生率。

關鍵詞：菜用大豆（Glycine max）；殼聚糖；1-甲基環(huán)丙烯；茉莉酸甲酯；腐爛指數(shù)；抗病相關酶

中圖分類號：S643.7；TS255.3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）12-2875-03

Effects of Three Antistaling Agents Treatments on Post-Harvest Senescence and Disease Resistance of Vegetable Soybean

HUANG Yue-qin，GUO Chun-feng，SHENG Wei，XIE Ying

（Department of Chemistry and Chemical Engineering，Huainan Normal University，Huainan 232001， Anhui，China）

Abstract： Vegetable soybean was used to investigate the effects of three different natural antistalings（1-methylcyclopropene， methyl jasmonate and Chitosan） treatment on the post-harvest senescence and disease resistance under cold storage. The results showed that vegetable soybean treated with 1.5% chitosan showed the lowest rate of soybean rot； 1 μmol/L l-Methylcyclopropene of reduced ethylene production during storage. Vegetable soybean treated with 10 μmol/L methyl jasmonate showed lower incidence of decay and PPO activity， while higher level of PAL and POD activity， which contributed to higher disease resistance and lower decay index in methyl jasmonate treated soybean.

Key words： vegetable soybean（Glycine max）； chitosan； l-methylcyelopropene（1-MCP）； methyl jasmonate（Me-JA）； decay； disease resistance

菜用大豆（Glycine max）是指在R6（鼓粒期）至R7（初熟期）青割食用的大豆，是一種很好的保健蔬菜，因而倍受消費者青睞。目前菜用大豆采后主要是采取直接鮮銷和速凍冷藏的方式，但近年來菜用大豆的栽培面積不斷擴大，產(chǎn)量也逐年增加，直接鮮銷難以及時銷完，加上速凍冷藏規(guī)模有限，致使菜用大豆的經(jīng)濟效益較低。

茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate，Me-JA）對參與氧化猝發(fā)和脂質過氧化的部分酶及代謝物都會產(chǎn)生不同程度的影響，且能夠誘導多酚氧化酶（PPO）、蛋白酶抑制劑（PI）和過氧化物酶（POD）等防御相關蛋白質，從而延緩貯藏果蔬品質的下降[2]。1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）能夠明顯促進果實超氧化物歧化酶（SOD）、POD和苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性，延緩果實的衰老[3]。殼聚糖能誘導植物產(chǎn)生一系列防御反應而增強自身抗病性，包括提高幾丁質酶、PAL及POD活性[4]。試驗研究了1-MCP、Me-JA和殼聚糖對菜用大豆采后抗病相關酶活性和腐爛指數(shù)的影響，以期從果蔬天然抗病性的角度探討1-MCP、Me-JA和殼聚糖對菜用大豆腐爛影響的可能機理，為在果蔬采后儲運中的合理應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試菜用大豆為皖豆28，采摘于安徽省六安市壽縣壽西湖農(nóng)場，采收當日運抵淮南師范學院植物學實驗室。

1.2 方法

1.2.1 保鮮劑的配制 準確稱取15 g殼聚糖于燒杯內，加入1 000 mL冰醋酸用玻璃棒不斷攪拌使其充分溶解，得到15 g/L的殼聚糖涂膜液。準確稱取1-MCP （純度96%）0.001 4 g，用去離子水定容于250 mL容量瓶中，得到約100 μmol/L 1-MCP，再將其稀釋100倍，得到1 μmol/L 1-MCP溶液。準確稱取Me-JA（純度95%） 0.023 6 g，用去離子水使其充分溶解，并定容于1 000 mL容量瓶中，得到約100 μmol/L Me-JA溶液，再將其稀釋10倍，得到10 μmol/L Me-JA溶液[5]。

1.2.2 菜用大豆的處理 去除感染病蟲害和帶褐變、機械傷的殘次菜用大豆，攤開，用自然風預冷6 h后，進行4種處理，包括3個保鮮劑處理組和1個對照組。①1-MCP處理組。將菜用大豆放入密閉的熏蒸室中，在20 ℃下用1 μmol/L 1-MCP處理12 h，處理完畢后，取出自然風晾1.5 h；②Me-JA處理組。將菜用大豆放入密閉的熏蒸室中，在20 ℃下用10 μmol/L Me-JA處理24 h，處理完畢后，取出自然風晾1.5 h；③殼聚糖處理組。將菜用大豆浸沒于15 g/L的殼聚糖涂膜液中1 min，處理完畢后，取出自然風晾1.5 h。④對照組。不用保鮮劑處理。用塑料盒分裝菜用大豆，每一盒1 kg左右，每個處理20盒，置于（1±1）℃的環(huán)境下貯藏，貯藏期間每隔10 d測定相應指標。

1.2.3 指標的測定 腐爛指數(shù)={∑[（褐腐級別×該級別菜用大豆數(shù)）/總菜用大豆數(shù)]/3}×100%[4]；乙烯釋放量的測定：氣相色譜法[4]；PAL活性的測定：采用試劑盒法；PPO活性的測定：采用消光值法[6]；POD活性的測定：采用愈創(chuàng)木酚法[7]。

2 結果與分析

2.1 不同保鮮處理下菜用大豆腐爛指數(shù)的變化

腐爛指數(shù)是菜用大豆貯藏保鮮效果的主要表觀指標，不同保鮮處理對菜用大豆腐爛指數(shù)的影響如圖1所示。由圖1可知，對照組菜用大豆在貯藏期間腐爛指數(shù)增加較快，明顯高于各保鮮劑處理組，貯藏60 d時腐爛指數(shù)達到19.26%。在貯藏前20 d，各保鮮劑處理組菜用大豆的腐爛指數(shù)變化相差不大，但隨后殼聚糖處理組的腐爛指數(shù)上升速度明顯低于對照組、1-MCP處理組和Me-JA處理組，貯藏60 d時腐爛指數(shù)為9.65%，15 g/L殼聚糖處理顯著抑制了菜用大豆褐腐病變的發(fā)生，從而較好地保持了菜用大豆的商品性[5]。

2.2 不同保鮮處理下乙烯釋放量的變化

乙烯可以加速采后果蔬產(chǎn)品的衰老和后熟，特別是起到了加速綠色果蔬產(chǎn)品黃化的作用。由圖2可知，對照組菜用大豆在貯藏10 d時乙烯釋放量達到高峰，然后迅速下降，貯藏40 d時乙烯釋放量處于極低的水平。殼聚糖處理和Me-JA處理都可以減少乙烯釋放量。而1-MCP處理抑制了菜用大豆乙烯釋放量的增加，貯藏前40 d，1-MCP處理組菜用大豆的乙烯釋放量明顯低于對照組和其他保鮮劑處理組，貯藏40 d后所有保鮮劑處理組和對照組菜用大豆的乙烯釋放量差別不大。因此1 μmol/L 1-MCP處理能抑制乙烯釋放，延緩菜用大豆的黃化。

2.3 不同保鮮處理下PAL活性的變化

植物感染病原菌后PAL活性有明顯增強并表現(xiàn)出規(guī)律性的變化，因此PAL活性變化與植物抗病性有著密切關系[8]。不同保鮮處理對菜用大豆PAL活性的影響如圖3所示，對照組菜用大豆PAL活性在貯藏前10 d下降較快，隨后逐漸上升但30 d后又下降。由圖3可知，3種保鮮劑處理都可以促進菜用大豆PAL活性的上升，但Me-JA處理組PAL受到明顯誘導，貯藏20 d后活性顯著高于對照組。而1-MCP處理組菜用大豆的PAL活性在初期受到誘導，20 d后迅速降低且30 d時顯著低于對照組，但30 d后仍穩(wěn)定保持較高的PAL活性。

2.4 不同保鮮處理下POD活性的變化

POD具有延緩衰老的作用，因此將POD作為果蔬衰老的一個指標。由圖4可知，不同保鮮劑處理組菜用大豆在貯藏過程中POD活性總體呈下降趨勢。其中殼聚糖處理抑制了菜用大豆POD活性，菜用大豆POD活性在貯藏前20 d下降較快。而1-MCP處理對菜用大豆POD活性無顯著影響。Me-JA處理顯著延緩了POD活性的下降，貯藏10～50 d時POD活性始終保持較高水平，明顯高于對照組和另外兩種保鮮劑處理組。由此可見，10 μmol/L Me-JA處理能延緩菜用大豆的衰老，延長了菜用大豆的貯藏保鮮期。

2.5 不同保鮮處理下PPO活性的變化

PPO能催化果蔬中游離酚酸的羥基化反應以及羥基酚到醌的脫氫反應，醌在果蔬體內自身縮合或與細胞內的蛋白質發(fā)生反應，產(chǎn)生褐色色素或黑色素[9]。由圖5可知，在同一貯藏時間里，對照組的PPO活性始終比各保鮮劑處理組的高，尤其是在貯藏初期，對照組的PPO活性急劇增大，引起菜用大豆褐變的速度越來越快。而殼聚糖處理顯著抑制了菜用大豆PPO活性，并且PPO活性一直呈下降趨勢。在貯藏初期，1-MCP和Me-JA處理組PPO活性呈上升趨勢，但明顯低于對照組，貯藏20 d后PPO活性急劇下降，尤其是Me-JA處理組在貯藏30 d后PPO活性明顯低于對照組和其他保鮮劑處理組。

3 結論與討論

試驗中菜用大豆在貯藏中隨著自身的衰老，褐腐病的發(fā)生逐漸增加，采用15 g/L的殼聚糖處理可顯著降低菜用大豆的腐爛指數(shù)。這是因為殼聚糖可在菜用大豆表面形成一層無色透明的薄膜，調節(jié)菜用大豆內外的氣體交換，阻止病菌侵入，同時還能誘導植物產(chǎn)生一系列防御反應而增強自身抗病性，延長果蔬貯藏保鮮時間[10]。經(jīng)1 μmol/L 1-MCP處理的菜用大豆可以顯著地降低采后菜用大豆的乙烯釋放量，這是因為1-MCP是乙烯抑制劑，一方面可以阻止乙烯與其受體結合，從而阻止乙烯發(fā)揮作用；另一方面，1-MCP也可以抑制1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸合成酶（ACS）、1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸氧化酶（ACO）基因的表達，減少乙烯的合成和釋放，并且可以鈍化大豆對乙烯的響應，從而起到延緩果蔬衰老的作用[11]。10 μmol/L Me-JA處理可顯著提高菜用大豆PAL、POD活性，同時顯著降低PPO活性，因此Me-JA可以通過提高這些抗病相關酶的活性，提高菜用大豆自身的抗病性，從而降低菜用大豆腐爛的發(fā)生率。

參考文獻：

[1] 顧衛(wèi)紅，鄭洪建，張 燕，等.菜用大豆的國際需求及科研生產(chǎn)動態(tài)（綜述）[J].上海農(nóng)業(yè)學報，2002，18（2）：45-48.

[2] 徐 偉，嚴善春.茉莉酸在植物誘導防御中的作用[J].生態(tài)學報，2005，25（8）：2074-2082.

[3] 李富軍，翟 衡，楊洪強，等.1-MCP和AVG對肥城桃果實采后衰老的影響[J].果樹學報，2004，21（3）：272-274.

[4] 蘇新國，鄭永華，張 蘭，等.殼聚糖涂膜對菜用大豆莢采后衰老和品質的影響[J].植物生理學報，2001，27（6）：467-472.

[5] 黃月琴，郭春鳳，盛 瑋，等.1-MCP·Me-JA及殼聚糖涂膜保鮮菜用大豆效果研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39（29）：18233-18235.

[6] PIZZOCARO F，TORREGGIANI D，GILARDI G，et al. Inhibition of apple polyphenoloxidase （PPO） by ascorbic acid，citric acid and sodium chloride[J].Food Proc and Proe，1993，17（1）：21-30.

[7] 張志良，瞿偉菁.植物生理學實驗指導[M].北京：高等教育出版社，2003.123-124.

[8] 徐曉梅，楊署光.苯丙氨酸解氨酶研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37（31）：15115-15119，15122.

[9] 楊光宇，牟德華.果蔬汁多酚氧化酶酶促褐變機理及其控制研究進展[J].飲料工業(yè)，2009，12（8）：4-6.

[10] 陳安和，孫 敏，李昆培.幾丁質對草莓的保鮮作用研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學學報，1994，16（4）：333-335.

[11] 孫希文，王文輝，李志強，等. 1-MCP對蘋果后熟及衰老的影響[J].保鮮與加工，2003（3）：21-23.