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(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,江蘇南京 210095)

西蘭花(BrassicaoleraceaL.var.italicPlanch)隸屬于十字花科蕓薹屬,為甘藍(lán)的變種。研究表明,經(jīng)常食用西蘭花可以降低患癌癥和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[1],這些有益效果歸因于一類(lèi)重要的含硫次級(jí)代謝產(chǎn)物,稱(chēng)為硫苷[2]。西蘭花芽苗菜是西蘭花種子發(fā)芽后5～9 d的嫩芽,其中硫苷的含量是成熟西蘭花的20倍以上[3]。硫苷在人體內(nèi)的分解產(chǎn)物是異硫氰酸酯,它是由葡萄糖醛酸通過(guò)黑芥子酶的水解作用形成的,對(duì)各種癌癥具有防御性功能,是已知最有希望的抗癌劑[4]。此外,西蘭花芽苗菜還含有大量的抗氧化劑和保健功能化合物,如維生素C、總酚、類(lèi)黃酮和花青苷等[5-6]。

通過(guò)光環(huán)境調(diào)控技術(shù)可以調(diào)節(jié)芽苗菜的生長(zhǎng)發(fā)育,改善其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。Lee等[11]研究不同光質(zhì)處理對(duì)普通蕎麥和韃靼蕎麥芽苗菜中酚類(lèi)物質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)藍(lán)光對(duì)普通蕎麥影響較大,而紅光對(duì)苦蕎麥影響大;不同的光質(zhì)處理下,紅光處理更有利于酚類(lèi)物質(zhì)在普通蕎麥芽苗中積累。劉文科等[12]利用不同光質(zhì)處理研究對(duì)豌豆苗生長(zhǎng)、光合色素和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),藍(lán)光和紅藍(lán)光可以促進(jìn)豌豆苗地上部生長(zhǎng),提高葉片葉綠素a、b含量,紅藍(lán)光處理可增加豌豆苗葉片維生素C含量;白光和紅藍(lán)光處理的豌豆莖葉中類(lèi)胡蘿卜素含量最高,白光處理使豌豆苗莖葉中花青素積累最多。Moreira等[13]研究發(fā)現(xiàn)，不同強(qiáng)度的紫外光照射可改變西蘭花芽苗菜的硫苷和酚類(lèi)組分,提高芽苗菜品質(zhì)。目前，關(guān)于蕓薹屬富含硫苷的芽苗菜光調(diào)控的研究主要為不同強(qiáng)度的UV-B輻射對(duì)西蘭花芽苗菜疾病和害蟲(chóng)的抗性研究[14]以及光質(zhì)對(duì)羽衣甘藍(lán)芽苗菜健康品質(zhì)的研究[15],關(guān)于單色光對(duì)西蘭花芽苗菜子葉和下胚軸營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。

為此,本試驗(yàn)研究了在西蘭花芽苗菜生長(zhǎng)中,不同單色光質(zhì)對(duì)其活性物質(zhì)積累和抗氧化活性的影響,探討光調(diào)控對(duì)西蘭花芽苗菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響,以期為光調(diào)控應(yīng)用于芽苗菜工廠化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

西蘭花(品種為‘蔓陀綠’)種子 購(gòu)于山東金種子農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司;烯丙基硫苷標(biāo)準(zhǔn)品、硫酸酯酶、抗壞血酸、DPPH· 美國(guó)Sigma公司;乙腈(色譜純) 上海陸都化學(xué)試劑廠;甲酸、草酸、沒(méi)食子酸、福林酚 上?；瘜W(xué)試劑有限公司;超氧陰離子測(cè)定試劑盒 南京建成生物工程公司。

液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(Liquid chromatograph mass spectrometer,LC-MS)(配有電噴霧離子源(ESI)及Masslynx 4.1數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)) 美國(guó)Waters公司;冷光源培養(yǎng)箱 浙江寧波海曙賽福實(shí)驗(yàn)儀器廠;HC-C 6002型電子天平 浙江慈溪市華徐衡器實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 西蘭花芽苗菜的培養(yǎng) 將經(jīng)過(guò)10%次氯酸鈉消毒后用滅菌蒸餾水洗至中性的西蘭花種子于30 ℃蒸餾水中浸泡4 h后均勻鋪撒在紗布上,黑暗25 ℃催芽24 h。將發(fā)芽的種子播種并置于黑暗25 ℃培養(yǎng)36 h,再轉(zhuǎn)移至不同光照培養(yǎng)箱中,箱內(nèi)頂置LED光源,可發(fā)出白光(W)、藍(lán)光(B)及紅光(R);另外使用紫外窄譜燈管作UV-B光源,以白光培養(yǎng)(W)作為對(duì)照。箱內(nèi)相對(duì)濕度為75%±5%,溫度為(25±2) ℃,16 h光照,8 h黑暗處理,5 d后株高約4cm即可收苗。表1為光譜能量分布主要技術(shù)參數(shù),調(diào)節(jié)光強(qiáng)為30 μmol/(m-2·s-1)左右。

表1 不同光譜能量分布的主要技術(shù)參數(shù)Table 1 Major technique parameters of light spectral energy distribution

1.2.2 光質(zhì)對(duì)苗菜生長(zhǎng)的影響 測(cè)定經(jīng)光質(zhì)處理5 d后的西蘭花芽苗菜全株鮮重、可食鮮重、下胚軸長(zhǎng),并將經(jīng)過(guò)光質(zhì)處理的芽苗菜鮮樣置于烘箱中105 ℃殺青15 min,85 ℃烘干3 d至恒重后測(cè)定全株干重、可食干重、可食率以及含水率。

1.2.3 子葉和下胚軸品質(zhì)的測(cè)定

1.2.3.1 可溶性糖含量的測(cè)定 參照王學(xué)奎[16]的方法,稱(chēng)取0.5 g鮮樣放入玻璃試管中,加入10 mL去離子水,沸水浴30 min(重復(fù)提取2次),合并提取液過(guò)濾至燒杯后，定容到25 mL的容量瓶中。取1 mL提取液加入到20 mL試管中,加入10 mL濃硫酸溶液和1 mL 2%蒽酮-乙酸乙酯溶液,沸水浴1 min,室溫下測(cè)定630 nm波長(zhǎng)下的吸光值。式中:C:從標(biāo)準(zhǔn)曲線中求得的糖含量(μg);VT:提取液總體積(mL);VS:測(cè)定時(shí)取用的樣品提取液體積(mL);N:稀釋倍數(shù);W:樣品質(zhì)量(g)。

1.2.3.2 可溶性蛋白含量的測(cè)定 采用王學(xué)奎[16]的方法,稱(chēng)取1 g鮮樣,加2 mL蒸餾水研磨成勻漿,轉(zhuǎn)移到離心管中,再用6 mL蒸餾水多次洗滌,在室溫下放置1 h后8000 r/min 4 ℃離心15 min,上清液轉(zhuǎn)入10 mL容量瓶,定容至刻度。提取液加入考馬斯亮藍(lán)后靜置3 min,在595 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值。式中:C:由標(biāo)準(zhǔn)曲線所得蛋白的含量(μg);VT:提取液總體積(mL);VS:測(cè)定時(shí)所用提取液的體積(mL);N:稀釋倍數(shù);W:樣品鮮重(g)。

1.2.3.3 游離氨基酸含量的測(cè)定 提取方法同可溶性糖。參照王學(xué)奎[16]的方法,取0.05 mL上清液,加0.5 mL茚三酮酒精溶液,沸水浴后加5 mL 95%乙醇,于570 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值。式中:C:從標(biāo)準(zhǔn)曲線中求得的糖含量(μg);VT:提取液總體積(mL);VS:測(cè)定時(shí)取用的樣品提取液體積(mL);N:稀釋倍數(shù);W:樣品質(zhì)量(g)。

1.2.4 總酚含量、類(lèi)黃酮含量、花青苷含量、維生素C含量的測(cè)定

1.2.4.1 總酚含量的測(cè)定 取1.5 g西蘭花芽苗,用15 mL 50%甲醇研磨,勻漿液于室溫下12000 r/min離心10 min。參照Volden[5]所述的方法,使用福林-酚試劑測(cè)定酚類(lèi)化合物,并在765 nm讀取其吸光值。樣品中總酚含量用沒(méi)食子酸當(dāng)量(GAE)/100 g FW表示。用沒(méi)食子酸作標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算出樣品中總酚含量。式中:C:從標(biāo)準(zhǔn)曲線中求得的當(dāng)量沒(méi)食子酸含量(mg);VT:提取液總體積(mL);VS:測(cè)定時(shí)取用的樣品提取液體積(mL);N:稀釋倍數(shù);W:樣品質(zhì)量(g)

1.2.4.2 類(lèi)黃酮含量的測(cè)定 通過(guò)Chlopicka[17]所述的比色法測(cè)定,并稍作修改。用0.25 mL的80%甲醇提取芽苗菜類(lèi)黃酮,加入1.25 mL蒸餾水稀釋后向混合物中加入75 mL 5% NaNO2溶液,7 min后,加入150 mL 10% AlCl3·6H2O溶液,反應(yīng)混合物加入0.5 mL NaOH(1 mol/L)后在510 nm處測(cè)定混合物的吸光值。

1.2.4.3 花青苷含量的測(cè)定 根據(jù)Su[18]的方法,將0.5 g樣品于室溫黑暗中用10 mL含1% HCl的甲醇溶液萃取24 h,10000 r/min室溫離心15 min。經(jīng)光質(zhì)處理5 d后的西蘭花芽苗菜子葉的花青苷需要在測(cè)量前使用氯仿萃取。讀取A530和A657的吸光值。差值每增加0.01定義為一個(gè)單位。

1.2.4.4 維生素C含量的測(cè)定 根據(jù)Volden等[19]的方法作適當(dāng)修改。取0.5 g鮮樣,用5 mL 2%草酸研磨提取后過(guò)0.45 μm有機(jī)系膜后用HPLC測(cè)定。色譜柱:SB-C18 色譜柱;流速:0.8 mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng):254 nm;柱溫:30 ℃;進(jìn)樣量:20 μL;流動(dòng)相:0.1%草酸∶甲醇=95∶5。

1.2.5 抗氧化性與苯丙氨酸酶、查爾酮異構(gòu)酶活性測(cè)定

1.2.5.1 DPPH自由基清除活性的測(cè)定 根據(jù)Do等[22]的方法進(jìn)行DPPH自由基清除活性測(cè)定。取總酚類(lèi)物質(zhì)提取液,加入0.1 mmol/L的DPPH,35 min后517 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值。自由基清除能力(%)=[(1-A517 nm樣品/A517 nm對(duì)照)]×100

1.2.5.2 抗超氧陰離子能力測(cè)定 采用抗超氧陰離子試劑盒測(cè)其550 nm下的吸光度,單位為(U/g FW)。

1.2.5.3 苯丙氨酸酶(L-phenylalanine ammo-nialyase,PAL),查爾酮異構(gòu)酶(Chalcone isomerase,CHI)活性的測(cè)定 參照劉金等[20]的方法,稍作修改。稱(chēng)取1 g鮮樣,加入5 mL提取液(0.1 mol pH8.7硼酸緩沖液,0.05 mol/L抗壞血酸,0.018 mol/L 2-巰基乙醇)充分研磨后10000 r/min 4 ℃離心25 min,上清液即為粗酶液,用于酶活檢測(cè)。PAL檢測(cè)方法:取250 μL粗酶液、875 μL 0.1 mol/L緩沖液、250 μL L-苯丙氨酸加入試管內(nèi),其中L-苯丙氨酸最終濃度為11 mmol/L。將裝有混合物的試管在30 ℃溫育30 min,用0.5 mL 15% HCl終止反應(yīng)。然后在室溫8000 r/min下離心8 min沉淀變性的蛋白,在1 cm的石英比色皿中于290 nm波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光值。按以下公式計(jì)算PAL酶活。式中:N:酶粗提液總體積(mL);W:樣品鮮重(g);T:反應(yīng)時(shí)間(min);n:反應(yīng)液所用酶粗提液的體積(mL)。

CHI檢測(cè)方法:配制測(cè)定混合物(含粗酶液0.75 mL,pH7.4,0.050 mol/L Tris-HCl緩沖液2 mL;0.05 mL 1 mg/mL查爾酮溶液;7.5 mg/mL牛血清蛋白),將待測(cè)定混合物于34 ℃條件下水浴30 min(另取同量的酶提取液進(jìn)行沸水浴10 min,作對(duì)照),測(cè)定A381。CHI酶活性計(jì)算公式如下。式中:V:酶粗提液總體積(mL);W:樣品鮮重(g);T:反應(yīng)時(shí)間(min);VS:反應(yīng)液所用酶粗提液的體積(mL)。P:每克鮮樣中的蛋白質(zhì)含量(mg)

1.2.6 硫苷含量的測(cè)定 參考Font等[21]的方法并稍作修改。取1 g鮮樣,加入6 mL 75%甲醇煮沸25 min滅酶,研磨勻漿后,再用2 mL 75%甲醇萃取殘余物,80 ℃恒溫水浴中浸提25 min,12000 r/min離心15 min,收集上清液。將2 mL上清液加到1 mL DEAE Sephadex A-25柱(乙酸活化)中,加入500 μL 硫酸酯酶,30 ℃下反應(yīng)16 h。用2 mL去離子水洗脫后過(guò)0.22 μm濾膜。通過(guò)LC-MS系統(tǒng)(G2-XS QTof,Waters)分析樣品。將2 μL溶液注入U(xiǎn)PLC柱,流速為0.4 mL/min。使用Masslynx 4.1進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。色譜柱:石英毛細(xì)柱(30 mm×0.25 mm,0.25 μm);柱溫32 ℃;進(jìn)樣量0.5 μL;檢測(cè)波長(zhǎng)為226 nm,流速為1.5 mL/min,內(nèi)標(biāo)為烯丙基硫苷。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 19.0軟件,Origin 8.0軟件作圖,顯著性測(cè)驗(yàn)采用鄧肯氏新復(fù)極差法(p<0.05)。

每個(gè)樣品做三次重復(fù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 光質(zhì)對(duì)西蘭花芽苗菜生長(zhǎng)的影響

圖1所示(bar=1cm)為芽苗菜生長(zhǎng)形態(tài)圖。由表2可知,與對(duì)照白光相比,紅光下西蘭花芽苗菜下胚軸(圖1所示)顯著(p<0.05)伸長(zhǎng),UV-B則抑制下胚軸的伸長(zhǎng),而藍(lán)光處理后的下胚軸長(zhǎng)與白光相比并無(wú)顯著性差異(p>0.05)。在紅光培養(yǎng)下的西蘭花芽苗菜可食鮮重最高,與白光相比,其可食鮮重增加約19%;藍(lán)光和UV-B處理后全株鮮重以及可食鮮重與白光相比并沒(méi)有提高。紅光顯著(p<0.05)提高了西蘭花芽苗菜下胚軸長(zhǎng),這可能是因?yàn)?，植物感受到紅光后,會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)光敏色素遠(yuǎn)紅光(Pfr)構(gòu)型與紅光構(gòu)型(Pr)構(gòu)型的轉(zhuǎn)化,從而影響植株的內(nèi)源激素,加速了莖的細(xì)胞分裂和伸長(zhǎng)所導(dǎo)致的[23-25]。紅光處理下可食鮮重也高于白光、藍(lán)光以及UV-B處理。這可能與紅光提高植物光合速率和碳水化合物的積累有關(guān)[26]。

圖1 光質(zhì)處理對(duì)西蘭花芽苗菜形態(tài)的影響Fig.1 Effects of light quality treatment on morphology on broccoli sprouts注：W-白光;B-藍(lán)光;R-紅光;UV-B-紫外光B。

表2 光質(zhì)對(duì)西蘭花芽苗菜生長(zhǎng)的影響Table 2 Effects of light quality on the growth of broccoli sprouts

2.2 光質(zhì)對(duì)西蘭花芽苗菜可溶性糖、可溶性蛋白和游離氨基酸含量的影響

可溶性糖含量可反映出環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育造成的影響。如圖2A所示,單色光處理后子葉中可溶性糖含量均比白光顯著性(p<0.05)提高,其中UV-B處理后的可溶性糖含量最高,提高了69.49%。水果與蔬菜中可溶性蛋白和氨基酸,參與調(diào)控多種代謝過(guò)程,并作用于氮源的同化和源-庫(kù)轉(zhuǎn)運(yùn)[27]。圖2B結(jié)果表明,與對(duì)照相比,藍(lán)光和UV-B下可溶性蛋白的含量在子葉中分別顯著提高了18.26%和8.70%;不同光照條件下,藍(lán)光和UV-B處理的芽苗菜下胚軸中可溶性蛋白含量高于紅光和白光的培養(yǎng),其中UV-B培養(yǎng)下的西蘭花芽苗菜與白光和紅光相比具有顯著性(p<0.05)提高。如圖2C所示,子葉和下胚軸中游離氨基酸含量在UV-B照射后與白光相比分別提高67.95%和12.51%。蔬菜中大多數(shù)酶是可溶性蛋白,參與調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育、抵御病蟲(chóng)害、成熟衰老等?？扇苄缘鞍椎暮渴窃u(píng)價(jià)蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[28],能夠反映植物整體代謝水平。有研究[29-30]表明,藍(lán)光和低劑量UV-B輻射促進(jìn)更多蛋白質(zhì)的合成和抑制蛋白質(zhì)的降解。本研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照相比,在子葉和下胚軸中,藍(lán)光和UV-B均能顯著(p<0.05)提高西蘭花芽苗菜可溶性蛋白的含量,這與王虹[31]等的研究結(jié)果基本一致。這可能是由于光照促進(jìn)了西蘭花芽苗菜的生理代謝過(guò)程,提高了與代謝相關(guān)的酶活性。

圖2 光質(zhì)對(duì)西蘭花芽苗菜可溶性糖、蛋白和游離氨基酸的影響Fig.2 Effects of light quality on soluble sugar, soluble protein and free amino content in broccoli sprouts

2.3 光質(zhì)對(duì)西蘭花芽苗菜總酚、類(lèi)黃酮、花青苷和維生素C含量的影響

酚類(lèi)是植物次級(jí)代謝的產(chǎn)物,具有廣泛的生物活性,這些活性包括抗氧化、抗癌、抗病毒、抗菌等[32]。一般來(lái)說(shuō),種子含有較高水平的酚類(lèi)物質(zhì),可以幫助幼苗適應(yīng)周?chē)h(huán)境。有報(bào)道稱(chēng),UV-B可以誘導(dǎo)如蘋(píng)果、胡蘿卜等[33-34]酚類(lèi)的積累。如圖3A所示,經(jīng)不同光質(zhì)處理后,西蘭花芽苗菜下胚軸中總酚含量在UV-B處理下顯著性(p<0.05)提高,比白光處理平均增加了26.04%。本研究表明,與其他LED光質(zhì)相比,UV-B處理后的西蘭花芽苗菜下胚軸中的酚類(lèi)物質(zhì)顯著(p<0.05)增加。這種差異可能與UV-B促進(jìn)參與酚類(lèi)化合物合成酶的產(chǎn)生有關(guān)[35]。

圖3 光質(zhì)對(duì)西蘭花芽苗菜總酚、類(lèi)黃酮、花青苷和維生素C含量的影響Fig.3 Effects of light quality on total phenolic,flavonoid,anthocyanin and vitamin C contents in broccoli sprouts

類(lèi)黃酮是植物的重要次生代謝產(chǎn)物,具有清除自由基,延緩衰老和調(diào)節(jié)免疫力作用?；ㄇ嘬帐歉叩戎参镏兄饕乃苄陨?在許多植物生理過(guò)程中起關(guān)鍵作用[18]。如圖3B所示,與其他光質(zhì)相比,UV-B顯著(p<0.05)增加了西蘭花芽苗菜下胚軸類(lèi)黃酮含量。經(jīng)藍(lán)光、紅光照射后的下胚軸中類(lèi)黃酮與對(duì)照白光相比均沒(méi)有提高,其中藍(lán)光和白光處理下類(lèi)黃酮含量相差甚微,沒(méi)有顯著性差異(p>0.05)。下胚軸中西蘭花芽苗菜中類(lèi)黃酮含量在UV-B處理后顯著(p<0.05)高于對(duì)照組,其次是藍(lán)光>白光>紅光,這與Lee等[11]的研究結(jié)果相似。據(jù)推測(cè),紫外線照射后黃酮含量的增加使西蘭花芽苗菜有效地降低了植物表面紫外線的透過(guò)率,降低了紫外線對(duì)植物器官和組織的損傷[36]。西蘭花芽苗菜的子葉和下胚軸的生理功能是不同的,兩者的代謝途徑不同,所以在西蘭花芽苗菜子葉和下胚軸中的黃酮含量不同[37]。

如圖3C所示,與對(duì)照相比,子葉中花青苷含量經(jīng)藍(lán)光和UV-B處理后分別顯著(p<0.05)提高65.62%和55.35%,下胚軸中分別提高7.58%和74.75%。本研究發(fā)現(xiàn),低劑量的藍(lán)光和UV-B輻射都能有效地誘導(dǎo)西蘭花芽苗菜子葉和下胚軸中的花青苷積累,具有在實(shí)際生產(chǎn)中加以應(yīng)用以提高西蘭花芽苗菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的可能性。此外,與白色LED燈相比,紅色LED燈的花青苷誘導(dǎo)較弱,這與蕎麥芽苗菜的研究報(bào)道相同[38]。

維生素C是西蘭花以及許多其他園藝作物中最重要的營(yíng)養(yǎng)素之一,是促進(jìn)健康的重要化合物,作為強(qiáng)抗氧化劑,在人體內(nèi)具有許多生物活性[39]。維生素C在預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化,神經(jīng)和心血管疾病治療方面也具有重要的醫(yī)學(xué)價(jià)值[19]。據(jù)報(bào)道,在番茄中,環(huán)境脅迫可以誘導(dǎo)與維生素C合成相關(guān)基因的表達(dá),增加維生素C含量[40]。如圖3D所示,與白光相比,西蘭花芽苗菜下胚軸經(jīng)藍(lán)光處理后,維生素C含量顯著(p<0.05)增加;而在子葉中,不同光照條件下,紅光處理的子葉中維生素C含量高于其他單色光,這與Qian[15]等研究結(jié)果相似。徐茂軍等[41]發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光可通過(guò)提高 L-半乳糖脫氫(L-galactose dehydrogenase,GalLDH)的活性來(lái)提高發(fā)芽大豆中維生素C的含量,說(shuō)明光質(zhì)影響芽苗菜維生素C含量與其過(guò)程中關(guān)鍵酶的表達(dá)及活性有關(guān)。

2.4 光質(zhì)對(duì)西蘭花芽苗菜PAL與CHI酶活性及抗氧化能力的影響

植物酚類(lèi)物質(zhì)(黃酮、花青苷)合成過(guò)程中,PAL、CHI等酶起著關(guān)鍵作用。本試驗(yàn)中檢測(cè)了PAL和CHI的酶活性,如圖4A、B所示,藍(lán)光和UV-B處理的西蘭花芽苗菜子葉和下胚軸中PAL與CHI酶活性均比白光顯著性(p<0.05)提高,子葉中PAL與CHI活性均高于對(duì)照,這與藍(lán)光和UV-B處理下花青苷的含量影響規(guī)律基本一致。當(dāng)然,PAL、CHI只是酚類(lèi)物質(zhì)合成途徑中的第一個(gè)關(guān)鍵酶,有關(guān)光質(zhì)對(duì)該途徑中其他關(guān)鍵酶的影響,還需進(jìn)一步研究。

抗氧化能力反映了多種抗氧化劑的協(xié)同作用,包括維生素C和酚類(lèi)化合物在調(diào)節(jié)植物發(fā)育和光合作用中都有其自身的作用。如圖4C、D所示,西蘭花芽苗菜可食部分DPPH自由基清除能力在UV-B處理下最強(qiáng),明顯高于其他光質(zhì)處理。超氧陰離子自由基清除能力在藍(lán)光和UV-B處理下最高。研究采用DPPH法和抗超氧陰離子法測(cè)定酚提取物的抗氧化能力。研究發(fā)現(xiàn),西蘭花芽苗菜中下胚軸的抗氧化能力在UV-B處理下最高。這可能與酚類(lèi)物質(zhì)作為抗氧化劑相關(guān),以保護(hù)植物免受不利環(huán)境的影響[42]。前人研究發(fā)現(xiàn)[43],光質(zhì)處理可能會(huì)影響木質(zhì)素的形成,酚類(lèi)物質(zhì)是木質(zhì)素的前體物質(zhì),因此酚類(lèi)的抗氧化能力也將受到影響。硫苷和花青苷是有效的抗氧化劑,其抗氧化能力增加可能與UV-B照射后下胚軸的含量花青素含量和硫苷含量有所提高有關(guān)。

圖4 光質(zhì)對(duì)西蘭花芽苗菜中PAL、CHI酶活和抗氧化能力的影響Fig.4 Effect of light quality on the activities of PAL,CHI and antioxidant activity

2.5 光質(zhì)對(duì)西蘭花芽苗菜硫苷含量的影響

硫苷是主要在十字花科作物中發(fā)現(xiàn)的一類(lèi)含氮和硫的次級(jí)代謝產(chǎn)物,因?yàn)槠湓诳拱┗钚?、植物防御微生物病原體和食草昆蟲(chóng)方面具有重要性[3,44],其分解產(chǎn)物已經(jīng)成為被廣泛研究的對(duì)象,其中蘿卜硫苷的分解產(chǎn)物蘿卜硫素是目前發(fā)現(xiàn)的抗癌活性最強(qiáng)的成分。本實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到9種硫苷,其中脂肪族硫苷的比例較高。在西蘭花芽苗菜的子葉和下胚軸中定量測(cè)定總硫苷含量以及單個(gè)硫苷含量(表3～表4)。如表3所示,與白光處理相比,子葉經(jīng)藍(lán)光、紅光照射后均顯著(p<0.05)地提高了GRA的含量。此外,相比于對(duì)照,GBS和4HGBS含量在藍(lán)光培養(yǎng)后分別提高了約56%和35%。子葉中藍(lán)光下吲哚族脂肪族硫苷的提升可能與植物內(nèi)源茉莉酸誘導(dǎo)吲哚族硫苷的提高有關(guān)[45]。

表3 不同光質(zhì)處理下西蘭花芽苗菜菜子葉中硫苷含量的變化(μmol/g FW)Table 3 Effect of different lights on glucosinolate composition and content in cotyledons of broccoli sprouts(μmol/g FW)

表4反映了西蘭花芽苗菜下胚軸中硫苷含量的變化。藍(lán)光和UV-B促進(jìn)了GAL含量的積累,分別提高21.43%和32.14%。紅光顯著(p<0.05)促進(jìn)了GBS的提高,其含量約為對(duì)照白光的2.7倍。GER和GNA在UV-B處理下分別提高了約3.1和2.6倍。藍(lán)光處理的下胚軸中4HGBS含量是白光處理下的2.21倍。UV-B處理后芽苗菜下胚軸中總硫苷含量在整個(gè)處理中最高,與對(duì)照白光相比提高了約37.78%。

表4 不同光質(zhì)處理下西蘭花芽苗菜下胚軸中硫苷含量的變化(μmol/g FW)Table 4 Effect of different lights on glucosinolate composition and content in hypocotyls of broccoli sprouts(μmol/g FW)

結(jié)果表明,與對(duì)照白光相比,總硫苷含量經(jīng)藍(lán)光和紅光處理后無(wú)顯著性差異(p<0.05),但硫苷中最重要的單體GRA的含量在子葉中得到了顯著性(p<0.05)提升。GRA在西蘭花芽苗菜中不僅含量高,而且其分解產(chǎn)物是迄今為止抗癌活性最強(qiáng)的天然成分[3]。綜合全文考慮,藍(lán)光是西蘭花芽苗菜實(shí)際生產(chǎn)中較理想的光照條件。

3 結(jié)論

藍(lán)光照射的西蘭花芽苗菜具有更高的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。首先與白光相比,藍(lán)光處理下的西蘭花芽苗菜的可食鮮重并沒(méi)有減少,而且藍(lán)光處理與白光處理相比顯著增加了子葉中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游離氨基酸含量以及下胚軸中的維生素C含量(p<0.05)。藍(lán)光比白光還顯著提高了可食部分的花青苷含量以及相應(yīng)的PAL、CHI酶活(p<0.05)。其次,藍(lán)光比紅光顯著性地提高了子葉和下胚軸中的總酚、花青苷、可溶性蛋白的含量以及下胚軸中類(lèi)黃酮、維生素C、子葉中游離氨基酸含量;藍(lán)光比紅光還顯著性地提高了子葉中苯丙氨酸酶、查爾酮異構(gòu)酶的活性(p<0.05)。與紅光相比,藍(lán)光處理下抗超氧陰離子活性和清除DPPH自由基的能力也較為顯著地提高(p<0.05)。UV-B處理雖可部分提高西蘭花芽苗菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),但其效果不如藍(lán)光處理。綜合考慮,藍(lán)光是西蘭花芽苗菜實(shí)際生產(chǎn)中較理想的光照條件。西蘭花芽苗菜富含營(yíng)養(yǎng)與功能品質(zhì),推薦食用。