精胺处理对豇豆采后生理特性的影响研究

郑秋丽，王清，高丽朴，王云香，史君彦，左进华

（北京市农林科学院蔬菜研究中心，农业部蔬菜产后处理重点实验室，果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室，农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，农业部都市农业（北方）重点实验室，北京 100097）

精胺处理对豇豆采后生理特性的影响研究

郑秋丽，王清，高丽朴，王云香，史君彦，左进华*

（北京市农林科学院蔬菜研究中心，农业部蔬菜产后处理重点实验室，果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室，农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，农业部都市农业（北方）重点实验室，北京 100097）

为研究精胺（spermine，SPM）处理对豇豆采后生理和保鲜效果的影响，以"华赣·露地王"豇豆为试验材料，将豇豆分别浸泡在不同浓度（0、0.1、0.2 mmol/L）的精胺中，晾干后使用厚度为0.03 mm的PE袋折口包装放置在15℃下，并测定其在贮藏期间的生理特性变化。结果表明：0.2 mmol/L精胺处理有效延缓了豇豆的衰老，减缓了感官品质、叶绿素含量、抗坏血酸（Ascorbic acid，ASA）含量的下降，抑制了豇豆的失水和多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）的活性，保持了酚类物质的含量，同时使抗氧化系统酶的活性始终维持在较高的水平，如过氧化物酶（Peroxidase，POD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）。表明适当浓度的精胺处理能够延长豇豆的货架期。

精胺；豇豆；采后生理；品质

豇豆（Vigna sinensis）别名角豆、长荚豆等，属蝶形花科（Papilionaceae）。豇豆色泽鲜绿，味道鲜美，营养丰富，是一种深受人们喜爱的蔬菜，食用价值和经济价值较高[1-2]。豇豆以食用豆荚为主，由于豇豆豆荚组织幼嫩、呼吸强度高，常温下，一般货架期只有2 d～3 d，采后若不及时进行商品化处理，短时间内就会出现萎蔫、褪色、腐烂等现象，造成极大的经济损失[3]，再加上豇豆的供应具有极强的季节性和区域性[4]，不耐贮藏是豇豆的一大难题。因此，研究豇豆的采后保鲜技术尤为重要。

多胺（ployamines，PA）是一种内源性物质，可以保护细胞膜，清除自由基，抑制乙烯的合成和产生[5-6]，主要包括腐胺（putrescine，PUT）、亚精胺（spermidine，SPD）、精胺（spermine，SPM）和尸胺（cadavarine，CAD）等[7]。许多研究表明，内源多胺和外源多胺均能起到稳定细胞膜的作用，可作为果实采后贮藏的保鲜剂[8-9]。精胺是多胺的一种，据报道精胺对果蔬采后的生理生化变化及贮藏保鲜等方面具有很大的作用，在采后果蔬组织中维持一定水平的精胺含量，有利于延缓果蔬的衰老、延长贮藏期、增强抗逆能力[10]。精胺延缓果蔬衰老的作用已逐渐引起学者的广泛关注。宋江峰[11]使用0.8 mmol/L精胺处理菜用大豆，提高了菜用大豆采后的抗氧化能力。张会丽[12]研究0.5 mmol/L精胺处理能显著提高青椒果实的耐冷性。在豇豆应用方面，有关精胺诱导豇豆采后生理代谢及提高豇豆抗氧化能力等方面的研究尚未报道。本试验采用精胺处理豇豆，研究精胺处理对豇豆采后生理特性的影响，以期为豇豆采后贮藏保鲜提供一定的理论依据和实用技术。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 试验材料

“华赣·露地王”豇豆：北京天安农业发展有限公司，采摘于顺义区大孙各庄镇，当日运回实验室，挑选无病虫害、无机械伤、完整、成熟度一致的豇豆。

0.03 mm PE膜：北京华盾雪花有限公司。

1.1.2 试剂

精胺：美国Sigma-Aldrich集团公司；丙酮、乙醇、甲醇、石英砂：北京化工厂；草酸、磷酸二氢钠、十二水合磷酸氢二钠、抗坏血酸：西陇化工有限公司；邻苯二酚、偏磷酸：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

KOITO-PCLH冷库：日本CYYL-36型压差预冷通风设备：日本；UV-1800分光光度计：日本岛津；-80℃冰箱（DW-86L628）：海尔；冷冻离心机：Thermo Fisher Scientific；XMTD-6000型数显恒温水浴锅：余姚金电仪表有限公司；电子秤：北京华瑞京科商贸中心；德国IKA A11 basic分析研磨机：上海川翔生物科技有限公司；SW-600N磁力搅拌器：深圳市京都玉崎电子有限公司。

1.3 试验方法

处理方式：将挑选的豇豆分为3组，分别在蒸馏水（对照）、0.1 mmol/L精胺、0.2 mmol/L精胺溶液中浸泡5min，室温沥干后装入0.03 mm PE保鲜袋中贮藏，每袋装约0.4 kg豇豆，将各处理的豇豆置于15℃下放置。每2 d观察、测定各项生理生化指标、取样，样品用液氮速冻，然后于-80℃下放置备用。

1.4 测定指标和方法

豇豆感官评定标准参考Han等[13]和范林林等[14]的方法并稍作修改：由6人组成的品评组人员评判各处理的豇豆保鲜效果，每个样品按萎蔫程度、锈斑、颜色、硬度及外观进行整体分级打分，共9分，分成3等，得分1～3分表示不可接受，4～6分表示商品性降低，7～9分表示商品价值乐意接受，如表1。

表1 豇豆外观评定标准Table 1 Appearance evalutation criteria of cowpea

失重率测定采用差量法[15]：失重率/%=（初始重量-最终重量）×100/初始重量。

ASA含量的测定采用钼酸铵比色法[16]，测定760nm处的吸光度。

叶绿素含量的测定采用丙酮提取法，参考Hasperué等的方法[17]。

总酚含量、PPO活性、APX活性、POD活性、CAT活性测定均采用曹建康等[18]的方法。

1.5 数据分析与处理

采用Excel 2010统计分析软件进行基础数据整理，利用Sigmplot 12.3分析与作图，利用IBM SPSS Statistics 22软件对数据进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对豇豆外观品质的影响

如表2所示，各试验组豇豆的感官评分逐渐下降，精胺处理的豇豆感官评分均高于对照组。其中0.2 mmol/L精胺处理组分值最高，其次是0.1 mmol/L精胺处理组。在第10 d时，0.2 mmol/L精胺处理豇豆感官得分为5.07，0.1 mmol/L精胺处理为4.87，而对照组商品性最低甚至失去商品性，为4.23，与其他两个处理组存在明显差异（P＜0.05）。

表2 不同处理对豇豆保鲜效果的感官评分表Table 2 Appearance analysis of preservative effect of cowpea of different treatment

2.2 不同处理对豇豆失重率的影响

不同处理对豇豆失重率的影响见图1。

图1 不同处理对豇豆失重率的影响Fig.1 Effect of different treatment on weight loss of cowpea

果蔬水分散失会降低其饱满度和色泽，导致商品价值的损失，因此，失重率是果蔬贮藏保鲜的一个重要指标[19]。由图1可知，贮藏期间，豇豆失重率逐渐升高，其中CK处理组豇豆失重率升高最快，其次是0.1 mmol/L精胺处理组，0.2 mmol/L精胺处理组失重率最低。第10 d时，0.1 mmol/L精胺处理豇豆失重率为1.17%，0.2 mmol/L精胺处理为1.16%，两者处理之间无明显差异，而对照组为1.36%，与其他两个处理组存在明显差异（P＜0.05）。

2.3 不同处理对豇豆ASA含量的影响

不同处理对豇豆ASA含量的影响见图2。

ASA含量是评定果蔬营养品质的重要指标之一[20]。由图2可知，随着贮藏期间的延长，豇豆ASA含量逐渐降低。其中CK处理组豇豆ASA含量降低最快，精胺处理能够延缓豇豆ASA含量的下降，维持豇豆的营养品质。贮藏6 d后，ASA含量下降迅速，对照与精胺处理差异显著（P＜0.05），对照、0.1 mmol/L 精胺、0.2 mmol/L精胺分别降至为初始值的44.49%、47.17%、49.48%，贮藏至10 d时，对照、0.1 mmol/L精胺、0.2 mmol/L精胺分别降至为初始值的24.91%、26.35%、35.18%。说明0.2 mmol/L精胺有效延缓了豇豆ASA含量的下降。

图2 不同处理对豇豆ASA含量的影响Fig.2 Effect of different treatment on ASA content of cowpea

2.4 不同处理对豇豆叶绿素含量的影响

不同处理对豇豆叶绿素含量的影响见图3。

图3 不同处理对豇豆叶绿素含量的影响Fig.3 Effect of different treatment on chlorophyll content of cowpea

蔬菜采摘后，叶绿素含量下降，萎蔫发黄，直接影响了蔬菜的食用价值和商品价值[21]。由图3可知，随着贮藏期间的延长，豇豆叶绿素含量呈下降趋势。其中CK处理组豇豆叶绿素含量降低最快。在贮藏末期，对照、0.1 mmol/L精胺、0.2 mmol/L精胺分别降至为初始值的53.53%、56.32%、64.68%。0.2 mmol/L精胺与其他两个处理组存在明显差异（P＜0.05）。说明0.2 mmol/L精胺有效延缓了豇豆叶绿素含量的下降。

2.5 不同处理对豇豆总酚含量的影响

不同处理对豇豆总酚含量的影响见图4。

图4 不同处理对豇豆总酚含量的影响Fig.4 Effect of different treatment on total phenolic content of cowpea

果蔬中的酚类物质与果蔬的成熟衰老、组织褐变、抗逆性等密切相关，多酚物质是酶促褐变的关键底物[22]。由图4可知，豇豆在贮藏过程中，总酚含量逐渐上升，其中对照组总酚含量最低。到贮藏末期，对照、0.1mmol/L精胺、0.2mmol/L精胺的总酚含量分别为1.29、1.30、1.34 OD280/g。此时豇豆锈斑严重，说明豇豆锈斑的产生伴随酚类物质的消耗，而精胺处理可保持酚类物质的含量，维持较好的营养品质。

2.6 不同处理对豇豆PPO活性的影响

不同处理对豇豆PPO活性的影响见图5。

图5 不同处理对豇豆PPO活性的影响Fig.5 Effect of different treatment on PPO activities of cowpea

在后熟过程中，果蔬出现的组织褐变与组织中的PPO活性密切相关[23]。由图5可知，豇豆在贮藏过程中，PPO活性有所增加。随着贮藏时间的增加，各试验组的PPO活性先增加，在贮藏至6 d时出现峰值随后下降，对照组始终高于精胺组，0.2 mmol/L精胺处理组的酶活性最低。精胺处理抑制了豇豆的PPO活性。

2.7 不同处理对豇豆APX活性的影响

不同处理对豇豆APX活性的影响见图6。

图6 不同处理对豇豆APX活性的影响Fig.6 Effect of different treatment on APX activities of cowpea

APX是植物清除活性氧的重要抗氧化酶之一[24]。由图6可知，豇豆在贮藏期间，APX活性有所增加。各试验组的PPO活性先增加后下降，在贮藏至6 d时出现峰值，精胺组始终高于对照组，0.2 mmol/L精胺处理组的酶活性最高。精胺处理提高了豇豆的APX活性。

2.8 不同处理对豇豆POD活性和CAT活性的影响

不同处理对豇豆POD活性、CAT活性的影响分别见图7、图8。

图7 不同处理对豇豆POD活性的影响Fig.7 Effect of different treatment on POD activities of cowpea

图8 不同处理对豇豆CAT活性的影响Fig.8 Effect of different treatment on CAT activities of cowpea

植物体可通过酶促和非酶促抗氧化机制清除活性氧（creactive oxygen species，ROS）和防止膜脂的过氧化，植物体内常见的抗氧化酶包括POD、CAT、APX等[25]。由图7和图8可知，豇豆POD和CAT活性均呈现升高，在贮藏第6天时出现峰值随后下降的趋势，其中0.2 mmol/L精胺处理组的POD和CAT活性最高，始终高于其他处理。对照组与精胺处理组间两两差异显著（P＜0.05），这说明精胺处理可有效增强豇豆的抗氧化活性，延缓ROS对组织细胞的损伤，其中0.2 mmol/L精胺处理的效果较好。

3 结论

精胺处理有效维持豇豆的外观品质，减缓了叶绿素含量、ASA含量的下降，延缓了豇豆的水分流失，保持了酚类物质的含量，降低了PPO活性，并且维持酶促防御系统的重要保护酶（如POD、CAT、APX）的活性处在较高的水平，抑制活性氧对豇豆的损伤。其中以0.2mmol/L精胺处理组的效果最好，在豇豆贮藏末期，豇豆锈斑面积明显比对照组少，延长了豇豆货架期2d。研究表明适当浓度的精胺浸泡处理能较好维持豇豆的品质，延缓豇豆的衰老，延长豇豆的货架期，可达到延长贮藏期的目的。

[1]井大炜,张红,李士平,等.干旱胁迫对豇豆品质与抗氧化酶活性的影响[J].长江蔬菜,2017(4):71-74

[2]王利斌,姜丽,石韵,等.气调对豇豆贮藏期效果的影响[J].食品科学,2013,34(10):313-316

[3]左进华,王清,高丽朴.豇豆采后保鲜技术的研究现状[J].农产品加工:学刊,2014(11):52-54

[4]冯传作,辛建华,童军茂.壳聚糖涂膜保鲜对豇豆生理生化指标的影响[J].安徽农学通报,2012,18(21):87-89

[5]魏云潇.采后处理对芦笋品质、抗氧化及多胺的影响[D].浙江大学,2011:13-15

[6]王倩,吴斌,张政,等.多胺对果蔬采后生理生化作用机制的研究进展[J].保鲜与加工,2015(4):70-73

[7]徐心诚.外源腐胺和精胺对弱光胁迫下黄瓜叶片可溶性糖含量的影响[J].江苏农业科学,2015,43(7):130-134

[8]MAHMOUD K S,KAZEM A,MOHSEN B.Postharvest Polyamine Application Alleviates Chilling Injury and Affects Apricot Storage Ability[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2012,60(36):8947-8953

[9]DANIEL V,DOMINGO M R,MARIA S.The role of polyamines in the improvement of the shelf life of fruit[J].Trends in Food Science and Technology,2002,13(6):228-234

[10]MITSUYA Y,TAKAHASHI Y,BERBERICH T,et al.Spermine signaling plays a significant role in the defense response of Arabidopsis thaliana to cucumber mosaic virus[J].Journal of Plant Physiology,2009,166(6):626-643

[11]宋江峰.低温与精胺对菜用大豆贮藏品质的影响及代谢组学研究[D].南京农业大学,2014:1-2

[12]张会丽.青椒采后生理及贮藏技术研究[D].河南农业大学,2008:1-2

[13]HAN C,ZUO J,WANG Q,et al.Effects of chitosan coating on postharvest quality and shelf life of sponge gourd(Luffa cylindrica)during storage[J].Scientia Horticulturae,2014,166:1-8

[14]范林林,高丽朴,王清,等.油菜素内酯对豇豆冷害的控制[J].食品工业科技,2016(15):339-343

[15]FAN L,WANG Q,LV J,et al.Amelioration of postharvest chilling injury in cowpea(Vigna sinensis)by methyl jasmonate(MeJA)treatments[J].Scientia Horticulturae,2016,203:95-101

[16]张洪军,潘艳娟,王建清.大蒜/肉桂精油复配PE膜对双孢菇的保鲜研究[J].包装与食品机械,2015,33(4):21-25

[17]HASPERUÉ J H,GÓMEZ-LOBATO M E,Chaves A R,et al.Time of day at harvest affects the expression of chlorophyll degrading genes during postharvest storage of broccoli[J].Postharvest Biology and Technology,2013,82:22-27

[18]曹建康,赵玉梅,姜微波.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京:中国轻工业出版社,2007:44-115

[19]VÁZQUEZ-CELESTINO D,RAMOS-SOTELO H,RIVERA-PASTRANA D M,et al.Effects of waxing,microperforated polyethylene bag,1-methylcyclopropene and nitric oxide on firmness and shrivel and weight loss of‘Manila’mango fruit during ripening[J].Postharvest Biology and Technology,2016,111:398-405

[20]范林林,高丽朴,王清,等.外源NO处理对豇豆采后生理特性的影响研究[J].食品与发酵工业,2015,41(10):191-196

[21]SÁNCHEZ C,BARANDA A B,MARTÍNEZ DE MARAÑÓN I.The effect of High Pressure and High Temperature processing on carotenoids and chlorophylls content in some vegetables[J].Food Chemistry,2014,163:37-45

[22]范林林,高丽朴,左进华,等.1-MCP和乙烯利处理对茄子贮藏品质的影响[J].食品研究与开发,2016(9):195-199

[23]FAN L,SHI J,ZUO J,et al.Methyl jasmonate delays postharvest ripening and senescence in the non-climacteric eggplant(Solanum melongena L.)fruit[J].Postharvest Biology and Technology,2016,120:76-83

[24]SHI J,GAO L,ZUO J,et al.Exogenous sodium nitroprusside treatment of broccoli florets extends shelf life,enhances antioxidant enzyme activity,and inhibits chlorophyll-degradation[J].Postharvest Biology and Technology,2016,116:98-104

[25]郑耀奇.UV-B通过诱发酶促和非酶促抗氧化机制减少冷藏芒果氧化损伤[D].杭州师范大学,2016:9-10

Effect of Spermine Treatment on Physiology Characteristic of Postharvest Cowpea

ZHENG Qiu-li，WANG Qing，GAO Li-pu，WANG Yun-xiang，SHI Jun-yan，ZUO Jin-hua*
（Beijing Vegetable Research Center，Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Key Laboratory of the Vegetable Postharvest Treatment of Ministry of Agriculture，Beijing Key Laboratory of Fruits and Vegetable Storage and Processing，Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops（North China），Ministry of Agriculture，Key Laboratory of Urban Agriculture（North），Ministry of Agriculture，Beijing 100097，China）

To investigated the effect of spermine on postharvest physiology and preservation of cowpea，we choosed'Huagan Ludiwang'cowpea as the experimental material.The cowpea were soaked in different concentrations（0，0.1，0.2 mmol/L）of spermine，after dry，they were wrapped with the thickness of 0.03 mm PE bags and stored at 15℃.The changes in physiological characteristics during storage periode were measured.Results show that the spermine with 0.2 mmol/L treatment effectively delayed the aging of the cowpea，slowed the decline in sensory quality and the content of chlorophyll，ascorbic acid，and inhibited the increase on weight loss，the activity of PPO，and kept the content of phenolics.While the activity antioxidant enzymes，including POD，CAT，APX were maintained at a higher level.Further show that appropriate concentration of spermine treatment can extend the shelf life of cowpea.

spermine；cowpea；postharvest physiology；quality

郑秋丽，王清，高丽朴，等.精胺处理对豇豆采后生理特性的影响研究[J].食品研究与开发，2018，39（1）：162-166

ZHENG Qiuli，WANG Qing，GAO Lipu，et al.Effect of Spermine Treatment on Physiology Characteristic of Postharvest Cowpea[J].Food Research and Development，2018，39（1）：162-166

10.3969/j.issn.1005-6521.2018.01.032

国家重点研发计划项目（2016YFD0400901）；国家大宗蔬菜产业体系建设项目（CARS-23-E02）；北京市农林科学院青年基金（201709）；北京市农林科学院果蔬保鲜与加工创新团队项目（JNKST201602）

郑秋丽（1989—），女（汉），硕士，研究方向：农产品贮藏保鲜。

*通信作者：左进华（1982—），男（汉），副研究员，研究方向：农产品贮藏与加工。

2017-04-27