黃勁松,郭 軍,蔣林惠,宦 晨,郁志芳,*

(1.池州學(xué)院材料與化學(xué)工程系,安徽池州 247000;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇南京 210095)

?

黃勁松1,2,郭 軍1,蔣林惠2,宦 晨2,郁志芳2,*

(1.池州學(xué)院材料與化學(xué)工程系,安徽池州 247000;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇南京 210095)

為了有效地抑制采后蕨菜木質(zhì)化,延長(zhǎng)蕨菜的貨架期。分別比較25mg/L 6-芐氨基腺嘌呤(6-benzyl aminopurine,6-BA)及50mg/L 6-BA浸泡處理蕨菜15min后,在13～15℃、相對(duì)濕度80%～85%條件下貯藏9d,用清水浸泡作CK,測(cè)定苯丙氨酸解氨酶(PAL)、過(guò)氧化物酶(POD)、4-香豆酸輔酶A連接酶(4-CL)、肉桂醇脫氫酶(CAD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)等酶及丙二醛(MDA)含量、木質(zhì)素含量、蛋白質(zhì)含量。結(jié)果表明：6-BA處理能明顯降低與木質(zhì)素合成相關(guān)酶PAL、POD、4-CL、CAD等活力(p<0.05);各處理中木質(zhì)素含量在貯藏期間均呈上升趨勢(shì),蛋白質(zhì)含量呈下降趨勢(shì);在貯藏期間,6-BA處理組中木質(zhì)素及MDA的含量低于CK組;6-BA處理及CK組蛋白組含量均呈下降趨勢(shì),但6-BA處理明顯抑制蛋白質(zhì)含量下降和明顯提高CAT酶活力。綜上50mg/L 6-BA能較好地抑制采后蕨菜的木質(zhì)化。

蕨菜,6-芐氨基腺嘌呤,木質(zhì)化

蕨菜又名拳頭菜,屬鳳尾蕨科可食用多年生草本植物。新鮮蕨菜在貯藏過(guò)程中易出現(xiàn)莖組織變硬、變色、風(fēng)味下降等品質(zhì)劣變現(xiàn)象,從而縮短了其貨架期并影響其食用價(jià)值[1]。木質(zhì)化是許多蔬菜采后在貯藏期品質(zhì)劣變的一個(gè)重要原因,采后蔬菜在貯藏過(guò)程中木質(zhì)素的合成不僅可引起產(chǎn)品色澤、質(zhì)地等感官品質(zhì)的下降,還會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低,影響產(chǎn)品的食用性[2]。國(guó)內(nèi)外有關(guān)蕨菜的研究集中于干燥保藏[3-4],化學(xué)保藏[5]、生物活性物質(zhì)的提取[6-7]和氣調(diào)保藏[8]等研究上。近年來(lái),植物激素(6-BA,GA3)廣泛地應(yīng)用于延緩采后蔬菜衰老的研究上,并在茭白[9]、竹筍[10]應(yīng)用上取得良好的效果,但未見(jiàn)6-BA用于采后蕨菜品質(zhì)改良方面的研究。本實(shí)驗(yàn)以蕨菜莖為實(shí)驗(yàn)材料,研究6-BA對(duì)蕨菜木質(zhì)化的影響,以其揭示外源植物激素調(diào)節(jié)蕨菜采后木質(zhì)化的機(jī)理,為外源植物激素在蕨菜貯藏保鮮中應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蕨菜采摘于安徽省池州市貴池區(qū)三臺(tái)山,莖長(zhǎng)度約20cm,無(wú)病蟲(chóng)害及機(jī)械傷,尺寸一致。十水合硼酸鈉、硼酸、三水合醋酸鈉、冰醋酸、6-芐氨基腺嘌呤(6-BA)、三氯乙酸(TCA)、硫代巴比妥酸(TBA)、愈創(chuàng)木酚、雙氧水(H2O2)、十二水合磷酸氫二鈉、二水合磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、β-巰基乙醇、聚乙烯吡烙烷酮(PVPP)、L-苯丙氨酸、鹽酸、三羥甲基氨基甲烷(Tris)、甘油、二硫蘇糖醇(DTT)、4-香豆酸、輔酶A(CoA)、腺苷三磷酸(ATP)、NADP、肉桂酸、牛血清白蛋白、考馬斯亮藍(lán)G-250、H2SO4等均為國(guó)產(chǎn)分析純。

精密電子天平 DJ300北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;高速冷凍離心機(jī) GL-20G-Ⅱ上海安亭科學(xué)儀器廠;數(shù)顯恒溫水浴鍋 HH-6常州國(guó)華電器有限公司;微型旋渦混合儀 XW-80A上海滬西分析儀器廠有限公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 DHG-9030A上海益恒實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) WFJ UV-2802 PC尤尼柯(上海)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將采摘后蕨菜放入25mg/L、50mg/L 6-BA溶液中浸泡15min(蕨菜質(zhì)量與浸泡液體積比為1∶2),自然晾干后每樣品重量約500g左右用塑料保鮮袋挽口包裝,以清水浸泡15min處理為對(duì)照組(CK),置于13～15℃,相對(duì)濕度80%～85%條件下貯藏,每處理重復(fù)3次,貯藏期間每3d測(cè)定一次相關(guān)生化指標(biāo)。

1.3 生化指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 木質(zhì)素測(cè)定 稱取蕨菜樣品2.0g于研缽中,用液氮研磨至粉狀,其他操作同參照參考文獻(xiàn)[11],含量以mg/gFW表示。

1.3.2 過(guò)氧化物酶(POD)活力的測(cè)定 稱取蕨菜樣品2.0g于研缽中,用液氮研磨至粉狀,其他同參照文獻(xiàn)[12]。

1.3.3 苯丙氨酸酶解氨酶(PAL)活力的測(cè)定 稱取蕨菜樣品2.0g于研缽中,用液氮研磨至粉狀,其他參照參考文獻(xiàn)[13]的方法,定義1h內(nèi)A290增加0.001為PAL的1個(gè)酶活力單位(U),結(jié)果表示為U/gFW。

1.3.4 4-香豆酸輔酶A連接酶(4-CL)活力的測(cè)定 稱取蕨菜樣品2.0g于研缽中,用液氮研磨至粉狀,其他參照參考文獻(xiàn)[14]。

1.3.5 肉桂醇脫氫酶(CAD)活力的測(cè)定 稱取蕨菜樣品2.0g于研缽中,用液氮研磨至粉狀,其他參照參考文獻(xiàn)[13],定義1h內(nèi)A340增加0.001為CAD的1個(gè)酶活力單位(U),結(jié)果表示為U/gFW。

1.3.6 丙二醛(MDA)含量的測(cè)定 稱取蕨菜樣品2.0g于研缽中,用液氮研磨至粉狀,其他參照參考文獻(xiàn)[11]方法。

1.3.7 過(guò)氧化氫酶(CAT)活力的測(cè)定 稱取蕨菜樣品2.0g于研缽中,用液氮研磨至粉狀,其他參照參考文獻(xiàn)[15]方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

實(shí)驗(yàn)每個(gè)處理相關(guān)指標(biāo)測(cè)定重復(fù)三次,分別求其平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差,并使用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS18.0軟件進(jìn)行顯著性及相關(guān)性分析,p<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同濃度6-BA對(duì)采后蕨菜木質(zhì)素含量的影響

隨著蕨菜貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),其莖組織中木質(zhì)素含量增加,組織變硬,從而失去鮮嫩的品質(zhì)。如圖1所示,經(jīng)25、50mg/L 6-BA及CK處理蕨菜中木質(zhì)素含量在貯藏期間呈上升趨勢(shì),三種處理所致木質(zhì)素變化趨勢(shì)一致。但CK組在9d貯藏期間木質(zhì)素含量均高于25mg/L及50mg/L 6-BA,CK組的木質(zhì)素含量上升至0d的1.53倍,而25與50mg/L 6-BA處理的木質(zhì)素含量為0d的1.35倍和1.19倍,可見(jiàn),采后6-BA處理能抑制蕨菜貯藏過(guò)程中木質(zhì)素的生成,從抑制的效果來(lái)看,CK組與50mg/L 6-BA處理差異顯著,但從木質(zhì)素含量來(lái)看,50mg/L 6-BA處理蕨菜明顯抑制木質(zhì)素,這與周任佳[16]研究6-BA對(duì)采后蘆筍木質(zhì)化所選的濃度相近。

圖1 不同濃度6-BA對(duì)采后蕨菜木質(zhì)素含量的影響Fig.1 Effect of different concentration of 6-BA on lignin content of post-harvest P. aquilinum

2.2 不同濃度6-BA對(duì)采后蕨菜的蛋白質(zhì)含量的影響

采后果蔬在貯藏期間營(yíng)養(yǎng)成分必然發(fā)生一定變化,可能影響果蔬的食用價(jià)值。由圖2所示,三種處理的蕨菜蛋白質(zhì)含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)。CK組與6-BA處理組間差異明顯,但25和50mg/L 6-BA處理間在貯藏的前6d差異不顯著,而在第9d,CK組、25與50mg/L 6-BA處理間差異顯著(p<0.05)。說(shuō)明6-BA處理在一定程度上延緩蛋白質(zhì)的分解,保持蕨菜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。從效果上來(lái)看,50mg/L 6-BA處理后蕨菜在貯藏9d顯著高于其他兩組。

圖2 不同濃度6-BA對(duì)采后蕨菜粗蛋白質(zhì)含量的影響Fig.2 Effect of different concentration of 6-BA on protein content of post-harvest P aquilinum

2.3 不同濃度6-BA對(duì)采后蕨菜的PAL、POD、CAD、4-CL酶活的影響

PAL是木質(zhì)素合成中限速酶,能催化苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為肉桂酸,而POD則是木質(zhì)素合成中最后一步,催化過(guò)氧化氫分解促使木質(zhì)素單體聚合形式木質(zhì)素大分子。CAD與4-CL則是木質(zhì)素合成途徑的兩個(gè)中間酶。如圖3所示,三種處理方式中,PAL酶活性變化趨勢(shì)均呈現(xiàn)先下降、上升、下降的趨勢(shì),CK組與6-BA處理組PAL酶活差異顯著(p<0.05),6-BA處理PAL活性顯著低于CK,此結(jié)果與6-BA對(duì)采后綠竹筍影響相似[16]。Bate等[17]和Sewalt等[18]研究發(fā)現(xiàn),抑制了PAL基因表達(dá)的轉(zhuǎn)基因煙草中木質(zhì)素含量比CK低。POD酶活的變化如圖3所示,經(jīng)50mg/L 6-BA處理過(guò)POD酶活低于25mg/L及CK組。而25mg/L與50mg/L 6-BA處理POD酶活變化趨勢(shì)一致,CK組POD在第3、6d酶活明顯高于6-BA處理,此結(jié)果表明與CK組相比,6-BA處理能抑制POD的活性,特別是貯藏的前6d。在貯藏期間,50mg/L 6-BA處理POD活性偏低,說(shuō)明50mg/L 6-BA處理對(duì)POD活性影響顯著低于CK組,但在貯藏9d差異不顯著。6-BA處理對(duì)POD活性的影響與綠蘆筍木質(zhì)化方面研究現(xiàn)象相似[16]。另從圖3可知,CK組CAD與4-CL的酶活顯著高于6-BA處理組(p<0.05),有利于木質(zhì)素的生物合成。

圖3 不同濃度6-BA對(duì)采后蕨菜PAL、POD、4-CL、CAD活力的影響Fig.3 Effect of different concentration of 6-BA on PAL,POD,4-CL,CAD activity of post-harvest P. aquilinum

2.4 不同濃度6-BA對(duì)采后蕨菜的MDA含量及CAT酶活的影響

膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物MDA可以直接反映細(xì)胞的膜脂過(guò)氧化程度[19],采后蕨菜MDA含量在0d為2.84nmol/gFW,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),6-BA處理組中蕨菜MDA含量呈下降趨勢(shì),而CK組呈先上升后下降趨勢(shì),上升原因可能使細(xì)胞膜氧化嚴(yán)重,然后產(chǎn)生大量MDA,到貯藏后期,由于H2O2含量下降,氧化細(xì)胞膜程度降低,因此產(chǎn)生的MDA含量下降。CK組與25mg/L處理對(duì)蕨菜中MDA含量影響不顯著,而50mg/L處理從第3d后對(duì)MDA含量較其他處理差異顯著(p<0.05),說(shuō)明50mg/L 6-BA處理延緩了蕨菜衰老進(jìn)程,有利于保持蕨菜的新鮮狀態(tài),與6-BA處理可有效保持鮮切茭白[9]和采后蘆筍[16]品質(zhì)相一致。CAT是植物體內(nèi)H2O2清除體系中一種重要酶,它通過(guò)減少生物體內(nèi)H2O2的含量,減少其對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞。CK組CAT酶活在貯藏期間低于6-BA處理,說(shuō)明50mg/L 6-BA處理能明顯減少H2O2對(duì)植物細(xì)胞的傷害(p<0.05)。

圖4 不同濃度6-BA對(duì)采后蕨菜MDA含量的影響Fig.4 Effect of different concentration of 6-BA on MDA content of post-harvest P. aquilinum

圖5 不同濃度6-BA對(duì)采后蕨菜CAT酶活力的影響Fig.5 Effect of different concentration of 6-BA on CAT enzymatic activity of post-harvest P. aquilinum

3 結(jié)論

本文研究蕨菜木質(zhì)化過(guò)程中主要酶有PAL、POD、4-CL、CAD等,6-BA處理與CK相比,PAL、POD、4-CL、CAD酶活均低于CK組,結(jié)合采后蕨菜在貯藏過(guò)程中木質(zhì)素含量持續(xù)增加,說(shuō)明6-BA處理能有效延緩蕨菜的木質(zhì)化,其可能機(jī)制是由于抑制PAL、POD、4-CL、CAD等酶活性[9],木質(zhì)素合成速度將減慢,導(dǎo)致木質(zhì)素積累速度比CK組低,從6-BA處理的兩種濃度比較來(lái)看,50mg/L 6-BA處理蕨菜抑制木質(zhì)化效果更好。

研究了不同處理蕨菜在貯藏過(guò)程中MDA含量的變化,25mg/L處理與CK組MDA含量實(shí)驗(yàn)差異不明顯,而50mg/L 6-BA處理在整個(gè)貯藏過(guò)程中一直呈下降趨勢(shì),說(shuō)明50mg/L 6-BA處理對(duì)細(xì)胞膜脂氧化起到抑制作用,從而有利于保持蕨菜的新鮮狀態(tài)。另外CK組CAT酶活低于6-BA處理,說(shuō)明6-BA處理可有效減少H2O2對(duì)細(xì)胞的傷害。從蛋白質(zhì)含量來(lái)看,各處理在整個(gè)貯藏期間,蛋白質(zhì)含量均呈下降趨勢(shì),蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物可能為其他次生代謝提供原料,說(shuō)明在貯藏期間營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降。

[1]黃勁松,姜麗,石韻,等.蕨菜總蛋白質(zhì)雙向電泳技術(shù)體系的建立[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào),2013,32(7):762-766.

[2]Yang S,Sun C,Wang P,et al. Expression of expansin genes during post-harvest lignification and softening of ‘Luoyangqing’ and ‘Baisha’ loquat fruit under different storage condition[J]. Postharvest Biology and Technology,2009,49(1):46-53.

[3]車(chē)剛,萬(wàn)霖,李成華,等.蕨菜真空冷凍干燥工藝參數(shù)的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2008,39(2):98-102.

[4]鄧宇,鄭先哲. 蕨菜微波真空干燥特性和品質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2008,24(5):253-257.

[5]周志,陳根洪,汪興平.蕨菜蕨菜護(hù)色技術(shù)及質(zhì)量控制研究[J].食品工業(yè)科技,2004,25(4):111-112.

[6]陳乃富,季洪武,黃新華.蕨菜黃酮對(duì)環(huán)境脅迫因子(鉛)引起的小鼠細(xì)胞氧化的影響[J].中國(guó)中醫(yī)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)雜志,2007,13(2):120-123.

[7]Xu WT,Zhang FF,Luo YB. Antioxidant activity of a water-soluble polysaccharide purified frompteridiumaquilinum[J]. Carbohydrate Research,2009,344(2):217-222.

[8]郭衍銀,王相友,章耀.蕨菜的氣調(diào)保鮮應(yīng)用研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2010,4(1):117-126.

[9]羅海波.鮮切茭白品質(zhì)劣變機(jī)理及控制技術(shù)研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.

[10]曾凱芳,羅曉莉.赤霉素處理對(duì)采后竹筍木質(zhì)化的影響[J]食品科學(xué),2008,29(5):457-460.

[11]李合生,孫群,趙世杰,等.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2000.

[12]Arslan O,Erzengin M,Sinan S,et al. Purification of mulberry(MorusalbaL.)polyphenol oxidase by affinity chromatography and investigation of its kinetic and electrophoretic properties[J]. Food Chemistry,2004,88(3):479-484.

[13]Cai C,Xu C,Li X,et al. Accumulation of lignin in relation to change in activities of lignification enzymes in loquat fruit flesh after harvest[J]. Postharvest Biology and Technology,2006,40(2):163-169.

[14]畢詠梅,歐陽(yáng)光察.水稻4一香豆酸連接酶的基本性質(zhì)[J].植物生理學(xué)通訊,1990(6):18-20.

[15]Cao S,Zheng Y,Yang Z,et al. Effect of methyl jasmonate on the inhibition of Colletotrichum acutatum infection in loquat fruit and the possible mechanisms[J]. Postharvest Biology and Technology,2008,49(2):301-307.

[16]周任佳,喬勇進(jìn),王海宏,等. 6-芐基嘌呤對(duì)綠蘆筍采后木質(zhì)化衰老的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,28(2):63-68.

[17]Bate NJ,Orr J,Ni W,et al. Quantitative relationship between phenylalanine ammonia-lyase levels and phenylpropanoid accumulation in transgenic tobacco identifies a rate-determining step in natural product synthesis[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences,1994,91(16):7608-7612.

[18]Sewalt VJH,Ni W,Blount JW,et al. Reduced lignin content and altered lignin composition in transgenic tobacco down-regulated in expression of L-phenylalanine ammonia-lyase or cinnamate 4-hydroxylase[J]. Plant Physiology,1997,115(1):41-50.

[19]趙鑫,張繼謝,王敏. CaCl2和GA3處理對(duì)棗果采后衰老和膜脂過(guò)氧化的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2003,3(2):118-120.

Effect of 6-benzyl aminopurine on postharvest lignification onPteridiumaquilinum

HUANG Jin-song1,2,GUO Jun1,JIANG Lin-hui2,HUAN Chen2,YU Zhi-fang2,*

(1.Department of Materials and Chemical Engineering,Chizhou College,Chizhou 247000,China;2.College of Food Science & Technology,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

In order to effectively restrain post-harvest lignification and extend the shelf life ofPteridiumaquilinum,Post-harvestPteridiumaquilinumwas soaked in the solution of 25mg/L and 50mg/L 6-BA solution for 15 min;then stored under 13～15℃,RH 80%～85% for 9d and the control(CK)was soaked in water and then as same as 6-benzyl aminopurine(6-BA)treatment. The enzyme activity of phenylalnine ammonialyase(PAL),peroxidase(POD),4-coumarate CoA ligase(4-CL),Cinnamyl alcohol dehydrogenase(CAD),Catalase(CAT)and malondialdehyde(MDA)content,lignin content and protein content were determined. Results showed that enzyme activity of PAL,POD,4-CL,CAD treated by 6-BA was significantly lower than CK. Lignin content was ascending and protein content was descending during its storage period. Lignin and MDA content of 6-BA treatment was lower than CK. Protein content and enzyme activity of CAT was significantly higher than the control. In conclusion,the lignification process could be inhibited by 6-BA during storage periods.

Pteridiumaquilinum;6-BA;lignification

2014-09-02

黃勁松(1979- )，男，碩士，講師，主要從事采后生物學(xué)與處理技術(shù)研究。

*通訊作者:郁志芳(1960-)，男，博士，教授，主要從事采后生物學(xué)與貯藏加工研究。

安徽省教育廳科研資助項(xiàng)目(KJ2013Z237)；院級(jí)自然重點(diǎn)項(xiàng)目(2014ZRZ002)。

TS201.1

A

:1002-0306(2015)09-0327-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.09.062