豇豆(Vigna sinensis)俗称角豆、长荚豆、带豆等，属蝶形花科(Papilionaceae)，为一年生缠绕性草本植物[1-2]。豇豆是我国常见的蔬菜品种，具有丰富的营养价值，富含多种维生素、植物蛋白质和矿物质元素，经济价值较高[3-4]。豇豆属于季节性极强的蔬菜品种，一般多在高温高湿的夏季采收，采后因豇豆组织脆嫩、含水量高、呼吸作用强，极不耐贮藏[5]。常温下豇豆贮藏期一般只有3 d，短时间内就会出现失水萎蔫、褪色、锈斑，甚至腐烂等现象，造成重大经济损失[6-8]。因此，豇豆采后保鲜贮藏是豇豆产业健康发展的一大难题，研究豇豆采后保鲜技术尤为重要。
茉莉酸甲酯(methyle jasmonate，MeJA)是植物天然合成的信号分子，具有较强的挥发性，可有效透过植物细胞膜，能通过空气在果蔬植株之间进行信号传递，在果蔬发育和成熟过程中起着重要的作用，能修复果蔬外来的机械损伤，及促进果蔬营养成分的有效积累，提高果蔬的营养价值，延长其贮藏期[9-11]。目前，MeJA在南瓜[12]、芹菜[13]、圆椒[14]等蔬菜上能较好的保持采后的贮藏品质，可以提高蔬菜作物的营养价值及耐贮性。乙醇(ethyl alcohol，ET)具有强烈杀菌作用，能抑制微生物繁殖及有效抑制果蔬呼吸强度和失重率，延缓组织衰老，延长贮藏期。相关研究表明，乙醇能使西兰花[15]延迟变黄，有效保持茄子[16]的贮藏品质。1-甲基环丙烯(1-methylcyclo-propene，1-MCP)是一种乙烯作用抑制剂，能很好地延缓果蔬的成熟、衰老，减轻微生物引起的腐烂和生理病害，已广泛应用于果蔬保鲜领域[17]。近年，有研究者将1-MCP运用到了豇豆保鲜上，陈刚等[18]采用1-MCP熏蒸处理豇豆，能延缓豇豆叶绿素、Vc、可溶性蛋白含量的降低和纤维素含量的提高，并能减少丙二醛(malondialdehyde, MDA)的积累；史君彦等[19]研究表明1-MCP结合自发气调包装处理延缓Vc和可溶性蛋白质含量的降低，抑制丙二醛含量的升高。但MeJA和乙醇熏蒸处理对豇豆贮藏品质的影响鲜有报道，并且MeJA、乙醇熏蒸和1-MCP这3种不同处理方法对豇豆保鲜效果还未做过系统研究。因此，本文研究MeJA、乙醇和1-MCP熏蒸处理对豇豆保鲜品质的影响以及比较3种方法的优劣，为豇豆的贮藏以及货架期的延长提供新的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
豇豆品种为之豇-28，花后12 d采摘于土地条件和管理水平一致的广西柳州市白沙镇豇豆种植基地，采后4 h内运回实验室，挑选无病虫害、无机械伤、完整、成熟度基本一致的豇豆作为试材。MeJA(纯度为95%),美国Sigma公司；1-MCP(粉剂),美国罗门哈斯中国公司；乙醇(≥95%)为食用级；草酸、BaCl2、酚酞、NaOH、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、咔唑、半乳糖醛酸、硫酸均为国产分析纯。
1.2 主要仪器与设备
UV-1800紫外分光光度计，日本京都岛津公司；DDSJ-308A电导率仪，上海精密科学仪器有限公司；3051H型果蔬呼吸测定仪，浙江托普仪器有限公司；AA-S2电热恒温水浴锅，江苏省金坛市医疗仪器厂；D-37520高速冷冻离心机，德国赛默飞世尔有限公司；HG-15D组织匀质器，韩国DAIHAN Scientific公司；JA2003电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；PTP-IV-30实验室超纯水机，广州品业仪器设备有限公司；CR-10色差仪，柯尼卡美能达有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 样品保鲜处理
将豇豆样品分为4组，分别做以下处理。(1)空白对照组(CK组)：不做任何处理。(2)MeJA熏蒸处理组(MeJA处理组)：将豇豆置于MeJA浓度为10 μmol/L(相对于密闭体积)的密闭容器中熏蒸24 h。(3)乙醇熏蒸处理组(ET处理组)：将豇豆置于乙醇浓度为1.5 mL/L(相对于密闭体积)的密闭容器中熏蒸24 h。(4)1-MCP熏蒸处理(1-MCP处理组)：将豇豆置于1-MCP浓度为0.5 μL/L(相对于密闭体积)的密闭容器中熏蒸24 h。将各处理组豇豆取出后按每把500 g捆扎，装入专用保鲜袋(规格为42.0 cm×30.5 cm，厚度为0.02 mm)，距袋口2 cm处用普通橡皮筋绕扎住袋口，于(25±1)℃贮藏，每2 d取1次样，测定主要理化指标。每个处理重复3次，整个实验重复2次。
1.3.2 指标测定
1.3.2.1 失重率
采用质量法计算：
失重率
(1)
式中:m0,豇豆的初始质量，g;mt,豇豆贮存时间t时的质量，g。
1.3.2.2 锈斑指数
每组处理以3捆豇豆进行评定，根据锈斑发生面积分别评定0、1、2、3、4四个级别，评定标准参考史君彦等[20]的方法。
锈斑指数
(2)
1.3.2.3 呼吸强度
采用呼吸测定仪测定，单位为mg CO2/(kg·h)。
1.3.2.4 色泽
采用色差仪测定，在豆荚中部表皮部位取点。
1.3.2.5 果胶含量[21-22]
采用咔唑比色法测定豇豆中原果胶和水溶性果胶含量，单位为mg/kg。
1.3.2.6 纤维素含量
纤维素含量采用江莱生物植物纤维素酶联免疫分析试剂盒测定。
1.3.2.7 细胞膜相对渗透率
参考曹建康[21]方法测定。
1.3.2.8 丙二醛(MDA)含量
MDA含量采用硫代巴比妥酸法[23]方法测定，取2.0 g豇豆组织样品用三氯乙酸(TCA)溶液提取，然后测定450、530和600 nm处吸光度。
1.3.3 数据分析
指标测定数据为3次以上重复实验的平均值 ± 标准差；使用SPSS 19.0软件进行统计分析，利用邓肯多重比较法(Duncan)对数据间进行差异显著性分析，P<0.05表示差异显著；利用origin 8.2作图。
2 结果与分析
2.1 不同保鲜处理对豇豆失重率的影响
果蔬在采后贮藏过程中，容易发生水分散失,从而引起果实或食用器官萎蔫、皱缩或软化、褪绿，促进衰老[24]。大多数大宗蔬菜在失重3%～10%时失去新鲜度[25]。由图1可知，豇豆贮藏过程中，各试验组豇豆失重率呈逐渐增加的趋势。CK组的失重率在整个贮藏期间显著高于处理组(P<0.05)。MeJA处理组在贮藏4 d时，与ET、1-MCP处理组无显著性差异(P>0.05)；贮藏6 d，显著低于ET、1-MCP处理组(P<0.05)；贮藏8 d，显著低于ET处理组(P<0.05)，与1-MCP处理组无显著性差异(P>0.05)。说明MeJA处理可更好地防止豇豆贮藏过程中的失水萎缩。其原因可能是MeJA诱导了果蔬中病程相关蛋白的合成，增强果蔬对不良代谢的调控能力，控制微生物繁殖，从而在一定程度上抑制了豇豆水分的散失[9]。
图1 不同保鲜处理对豇豆失重率的影响
Fig.1 Effects of different preservative treatments on the weight loss rate of cowpeas
注：组间不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)
2.2 不同保鲜处理对豇豆锈斑指数的影响
锈斑是指果蔬表面长一层褐色或深褐色锈状物质，是豆类蔬菜在贮藏中普遍发生的问题[26]。锈斑的产生与多酚氧化酶活性和酚类物质的新陈代谢密切相关[27]。豇豆锈斑的产生是使其商品性下降甚至失去商品性的重要指标，一般采用锈斑指数来表示豇豆锈斑的产生和发展情况。由图2可知，豇豆从贮藏第2天开始出现锈斑现象，贮藏期间锈斑指数随着贮藏时间的延长而不断上升，CK组第4天后上升速率加快，至第8天时各组锈斑指数均在40%以上，显著高于保鲜处理组(P<0.05)。至贮藏末期(8 d)，CK组、MeJA、ET和1-MCP处理组锈斑指数分别为41.2%、20.4%、32.0%和27.0%，说明保鲜剂处理可在一定程度上抑制豇豆贮藏期间锈斑率的上升，且MeJA处理组效果最佳。其原因可能是MeJA处理组能有效阻止果蔬组织细胞膜受到破坏，通过影响活性氧代谢和酚类物质代谢，维持酚类物质和相关酶区域分布的平衡关系，从而避免果蔬表面褐色的累积[27]。
图2 不同保鲜处理对豇豆锈斑指数的影响
Fig.2 Effects of different preservative treatments on the rusty spot index of cowpeas
2.3 不同保鲜处理对豇豆呼吸强度的影响
果蔬在采摘后为了维持生命需要不断消耗自身营养成分，维持呼吸。呼吸作用越强，消耗的养分就越多，果蔬衰老越快，保鲜期越短[28]。由图3可知，豇豆贮藏期间呼吸强度呈先上升后下降的趋势，CK组的呼吸强度在贮藏4 d时达到峰值，MeJA、ET和1-MCP处理组在贮藏6 d时达到峰值，说明Me-JA、ET和1-MCP处理组能够推迟豇豆呼吸峰的出现。在贮藏末期(8 d)，不同处理组豇豆的呼吸强度大小关系为：CK组>ET处理组>1-MCP处理组>MeJA处理组。MeJA处理组在贮藏0～6 d与1-MCP处理组无显著性差异，在贮藏8 d显著低于1-MCP处理组(P<0.05)。黄嘉欣[29]在研究北五味子普鲁兰多糖涂膜对豇豆采后保鲜效果时，整个贮藏期间豇豆呼吸强度变化趋势也是先上升后下降，这与本试验研究结果一致，但第6天时CK组达到峰值，保鲜处理组的呼吸强度峰值则延迟到第9天出现，这与本试验的呼吸最高峰出现的时间有所不同，其原因是试验贮藏温度不同及豇豆原料本身的差异性所致。
图3 不同保鲜处理对豇豆呼吸强度的影响
Fig.3 Effects of different preservative treatments on the respiration intensity of cowpeas
2.4 不同保鲜处理对豇豆色泽的影响
果蔬贮藏中果实表皮颜色的变化是果蔬成熟的一种标志，在果蔬贮藏保鲜中也是检测其是否进入衰老的一种标准[30]。L*值为表皮的亮度，L*值越高豆荚表皮越有光泽，由图4-a可知，在贮藏期间CK组、MeJA处理组、ET处理组的L*值有小幅的上升后下降，1-MCP处理组L*值变化趋势不明显。在贮藏末期(8 d)MeJA处理组的L*值显著高于CK组和ET处理组(P<0.05)，与1-MCP处理组无显著性差异(P>0.05)，表明MeJA和1-MCP处理组对豇豆亮度的保持有较好的效果。a*值代表红/绿，正值越大，红色越深，当a*值为负值时表示绿色，负值越小，绿色越深。由图4-b可知，在贮藏期间，各试验组的a*值呈上升趋势，CK组在贮藏6 d开始，显著高于3个保鲜处理组。在贮藏末期(8 d)MeJA处理组的a*值显著低于CK组和ET处理组(P<0.05)，与1-MCP处理组无显著性差异(P>0.05)，表明MeJA处理组和1-MCP处理组能有效维持豇豆的绿色。b*值代表黄/蓝，正值越大，黄色越深；当b*为负值时表示蓝色，负值越小，蓝色越深。由图4-c可知，各试验组的b*值呈上升趋势，在贮藏期间，各试验组无显著性差异(P>0.05)，说明保鲜处理对b*值的影响不大。
a-L*值;b-a*值;c-b*值
图4 不同保鲜处理对豇豆色泽的影响
Fig.4 Effects of different preservative treatments on the color of cowpeas
2.5 不同保鲜处理对豇豆果胶含量的影响
果胶是影响果蔬质地的重要成分之一，果胶的降解会影响果实的成熟与衰老[31]。在贮藏过程中豇豆的原果胶含量呈现下降趋势(图5)，而可溶性果胶含量逐渐上升(图6)，这是由于在果蔬贮藏过程中，果实细胞壁中的原果胶会被果胶酶分解为可溶性果胶，使果实软化，可溶性果胶含量逐渐增加，从而使细胞壁中胶层溶解，导致细胞间黏合力下降，细胞结构随之受损，导致果蔬的硬度迅速下降[31-32]。由图5可知，在贮藏初期(0～2 d)各试验组无显著性差异(P>0.05)，从贮藏4 d开始，保鲜处理组显著高于CK组(P<0.05)。在贮藏末期(8 d)CK组、MeJA处理组、ET处理组和1-MCP处理组的原果胶含量由开始的82.35 mg/kg分别下降至67.56、75.62、72.54、73.41 mg/kg，MeJA处理组显著高于CK组、ET处理组和1-MCP处理组(P<0.05)，说明MeJA处理能有效抑制原果胶含量的下降。由图6可知，贮藏初期豇豆水溶性果胶含量为7.05 mg/100 g，在贮藏末期(8 d)CK组、MeJA处理组、ET处理组和1-MCP处理组的水溶性果胶含量分别升高了52.48%、24.54%、38.30%、32.21%，MeJA处理组显著低于CK组、ET处理组和1-MCP处理组(P<0.05)，表明MeJA处理能更好地抑制水溶性果胶含量上升。
图5 不同保鲜处理对豇豆原果胶含量的影响
Fig.6 Effects of different preservative treatments on the protopectin content of cowpeas
图6 不同保鲜处理对豇豆水溶性果胶含量的影响
Fig.6 Effects of different preservative treatments on the soluble pectin content of cowpeas
2.6 不同保鲜处理对豇豆纤维素含量的影响
纤维化是豇豆采后贮藏中与口感变化密切相关的过程，延缓豇豆纤维化进程，可提高豇豆的适口性与营养价值[18]。由图7可知，随着贮藏时间的延长，各试验组豇豆的纤维素含量呈现不断上升的变化趋势，CK组在贮藏2 d后上升速率加快，MeJA处理组、ET处理组和1-MCP处理组在贮藏4 d后上升速率加快。与第0天相比，贮藏末期CK组、MeJA处理组、ET处理组和1-MCP处理组纤维素含量分别上升了52.25%、33.53%、47.51%、35.30%，MeJA处理组、1-MCP处理组显著低于CK组、ET处理组(P<0.05)。表明MeJA、1-MCP处理均能延缓纤维素含量上升，减缓纤维化进程，提高豇豆的食用适口性。其原因可能是MeJA、1-MCP能有效抑制相关代谢酶活性，降低其参与纤维素的合成[33-34]。
图7 不同保鲜处理对豇豆纤维素含量的影响
Fig.7 Effects of different preservative treatments on the cellulose content of cowpeas
2.7 不同保鲜处理对豇豆细胞膜相对渗透率的影响
细胞膜相对渗透率是植物膜系统状况的重要生理生化指标。细胞膜具有选择透过性功能，其变化反映了果蔬抗逆性的强弱或受到伤害的程度，通常以相对电导率反映细胞膜渗透率的大小[35-36]。由图8可知，在贮藏期间，各试验组豇豆的细胞膜相对渗透率随着贮藏时间的增加逐渐增大，这是由于果蔬组织在采后贮藏成熟衰老过程中，细胞质膜功能活性下降，出现细胞内电解质向外渗漏，引起提取液的电导率增加，导致细胞膜相对渗透率增加[37]。
图8 不同保鲜处理对豇豆细胞膜相对渗透率的影响
Fig.8 Effects of different preservative treatments on the relative cell membrane permeability of cowpeas
在贮藏第8天，与CK组相比，MeJA处理组、ET处理组和1-MCP处理组可以显著降低豇豆的细胞膜相对渗透率(P<0.05)。3个保鲜处理组的细胞膜相对渗透率分别为26.12%、28.88%、27.45%，MeJA处理组显著低于ET处理组和1-MCP处理组，说明MeJA保鲜处理能较好的抑制豇豆细胞膜相对渗透率。其原因可能MeJA处理后能调控活性氧代谢和膜脂过氧化，保持细胞膜完整结构，从而限制了细胞膜相对渗透率增加[38]。
2.8 不同保鲜处理对豇豆丙二醛含量的影响
丙二醛是细胞膜质过氧化的产物，与细胞膜的完整性密切相关，丙二醛含量增加，膜质过氧化程度加剧，细胞结构被破坏，继而加速了细胞的衰老死亡[39]。由图9可知，豇豆在贮藏过程中丙二醛含量不断积累增加，贮藏2 d后，各保鲜处理组丙二醛含量显著低于CK组(P<0.05)。贮藏末期(8 d)MeJA处理组、ET处理组和1-MCP处理组分别比CK组低33.14%、11.42%、23.42%，其中MeJA处理组显著低于ET处理组和1-MCP处理组，说明MeJA处理可有效抑制丙二醛的积累，延缓膜质过氧化反应，延缓采后衰老。其原因可能是MeJA处理有效阻止自由基对膜脂不饱和脂肪酸双键的攻击，减少过氧化反应[40]，而降低丙二醛含量的积累。
图9 不同保鲜处理对豇豆丙二醛含量的影响
Fig.9 Effects of different preservative treatments on the MDA content of cowpeas
3 结论
研究结果表明，MeJA处理组较CK组、ET处理组和1-MCP处理组更为显著的降低豇豆的锈斑指数、呼吸强度、水溶性果胶含量、细胞膜相对渗透率和丙二醛含量，维持较高的原果胶含量；而失重率、L*值、a*值、纤维素含量则与1-MCP处理组无显著性差异，但显著高于CK组、ET处理组。综上，表明MeJA保鲜处理在维持豇豆贮藏品质并延缓采后衰老过程具有良好的贮藏效果，具有较大的推广价值和应用前景。
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