葡萄糖處理對(duì)青花菜品質(zhì)和抗氧化性的影響

湯月昌，許 鳳,*，王鴻飛，鄭永華，楊震峰，邵興鋒，蘇新國

（1.寧波大學(xué)食品科學(xué)與工程系，浙江 寧波 315211；2. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；3.浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院，浙江 寧波 315100；4.廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院食品科學(xué)系，廣東 廣州 510520）

葡萄糖處理對(duì)青花菜品質(zhì)和抗氧化性的影響

湯月昌1，許 鳳1,*，王鴻飛1，鄭永華2，楊震峰3，邵興鋒1，蘇新國4

（1.寧波大學(xué)食品科學(xué)與工程系，浙江 寧波 315211；2. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；3.浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院，浙江 寧波 315100；4.廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院食品科學(xué)系，廣東 廣州 510520）

為延緩青花菜采收后的黃化，采用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖處理青花菜，并對(duì)顏色參數(shù)、葉綠素含量、抗氧化酶活性、1,1-二苯基苦基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力和總酚含量進(jìn)行測定。結(jié)果表明，12%葡萄糖處理能顯著延長青花菜的貨架期。葡萄糖處理明顯抑制了色澤角（hue angle，H）值的下降和明度（L*）值的上升，減緩了葉綠素的降解。在貯藏期間，與對(duì)照組相比，葡萄糖處理組維持了較高水平的超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性，較低的過氧化物酶（POD）活性，并提高了DPPH自由基清除能力和總酚含量。

青花菜；黃化；葡萄糖；抗氧化酶

青花菜（Brassica oleracea var. italica）又名西蘭花，因含有豐富的VC、硫代葡萄糖苷和酚類等營養(yǎng)物質(zhì)而備受消費(fèi)者青睞。青花菜的食用部分是幼嫩的組織如花莖、花蕾，采收后代謝活動(dòng)十分旺盛，在室溫條件下1～2 d就會(huì)失綠轉(zhuǎn)黃，且失水萎蔫，各種營養(yǎng)成分迅速降解，嚴(yán)重影響其商品價(jià)值[1]。研究發(fā)現(xiàn)，貯藏溫度越高，青花菜黃化速度越快[2]。在發(fā)達(dá)國家，有先進(jìn)的冷鏈輸送系統(tǒng)，可以較好地保證青花菜的質(zhì)量。而在我國青花菜生產(chǎn)的管理模式還不成熟，缺乏配套的冷鏈輸送系統(tǒng)和成熟的貯藏技術(shù)。因此，研究采后實(shí)用有效的青花菜保鮮方法一直是熱點(diǎn)問題。不同的采后處理對(duì)青花菜貨架期、感官質(zhì)量和營養(yǎng)品質(zhì)的影響得到廣泛的研究[3-5]。

糖在植物中不僅可作為能量來源和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，還作為信號(hào)分子調(diào)控植物的生長和發(fā)育。有報(bào)道指出，外源蔗糖處理能延緩青花菜衰老[6]，并能抑制抗壞血酸的下降[7]。Guo Rongfang等[8]研究發(fā)現(xiàn)，蔗糖通過增強(qiáng)花青素和硫代葡萄糖苷的生物合成來改善青花菜芽的營養(yǎng)價(jià)值。蔗糖可以水解生成葡萄糖和果糖，葡萄糖、果糖和蔗糖可能具有相似的效應(yīng)，調(diào)節(jié)植物諸多的生理活動(dòng)。在園藝上，葡萄糖處理可以延長牡丹切花瓶插壽命，延緩切花的開放[9]。然而，很少有報(bào)道關(guān)于外源葡萄糖處理對(duì)延緩青花菜黃化的影響。本實(shí)驗(yàn)研究葡萄糖處理對(duì)青花菜采后貨架期和品質(zhì)的影響，旨在為青花菜保鮮技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青花菜原料采收于浙江慈溪，品種為“優(yōu)秀”，采后2 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。選擇大小均勻、成熟度一致、花球緊實(shí)、無病蟲害和機(jī)械傷害的花球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

乙醇、丙酮（均為分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

754型紫外分光光度計(jì) 上海菁華科技有限公司；GL-20G-Ⅱ型離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；CR400色差儀 日本Minolta公司。

1.3 方法

1.3.1 材料處理方法

質(zhì)量分?jǐn)?shù)篩選實(shí)驗(yàn)：將青花菜莖一直浸入裝有質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%、6%、8%、10%、12%和14% 葡萄糖溶液（含有體積分?jǐn)?shù)0.05%的次氯酸）保鮮盒中，每隔24 h換溶液一次，花球用聚乙烯保鮮袋套住，保鮮盒置于20 ℃的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中（相對(duì)濕度 95%）避光貯藏。每天隨機(jī)取出4個(gè)花球觀察其顏色變化，以花球30%黃化的時(shí)間作為貨架期，來篩選最佳的處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

在質(zhì)量分?jǐn)?shù)篩選實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選用12%葡萄糖溶液處理青花菜以研究葡萄糖延緩青花菜黃化的影響。實(shí)驗(yàn)材料、處理方法與之前方法相同。定期取樣，將花球上的花蕾切下，用液氮冷凍，再放置-20 ℃冰箱內(nèi)保存用于生理生化指標(biāo)測定。

1.3.2 貨架期的測定

參考Ku等[10]的方法，以花球30%黃化面積的時(shí)間作為貨架期。

1.3.3 顏色的測定

青花菜花球采用色差計(jì)測定，測定CIE-Lab表色系中的L*值（明度，反映色澤的明度，0～100變化，0代表黑色，100代表白色），H值（色澤角）。每個(gè)花球在表面取5 個(gè)點(diǎn)測定，分別選取頂部和周邊4 點(diǎn)。

1.3.4 葉綠素含量的測定

稱取青花菜樣品0.16 g于研缽中，加少量石英砂和碳酸鈣粉及5 mL體積分?jǐn)?shù)95%乙醇提取，高速（12 000 r/min）冷凍離心10 min后取上清液，用95%乙醇定容到10 mL。在665、649 nm波長處測定吸光度。

1.3.5 抗氧化酶活性的測定

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化物酶（peroxidase，POD）和過氧化氫酶（catalase，CAT）活性的測定參考Toivonen等[11]方法稍加改動(dòng)。SOD活性以抑制NBT光還原50%為1 個(gè)酶活力單位。POD以愈創(chuàng)木酚法進(jìn)行測定，以每分鐘在470 nm波長處的吸光度變化0.01為1 個(gè)活力單位。CAT以反應(yīng)液每分鐘在240 nm波長處吸光值變化0.001為1個(gè)酶活力單位。結(jié)果以U/mg表示，蛋白質(zhì)含量測定參照Bradford[12]的方法，以牛血清蛋白做標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.6 1,1-二苯基苦基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力測定

參照Larrauri等[13]方法。稱取0.5 g青花菜樣品用5 mL體積分?jǐn)?shù)50%乙醇提取，勻漿后在4 ℃條件下12 000 r/min離心20 min，收集上清液。結(jié)果以清除百分率來表示。

1.3.7 總酚含量的測定

參考Slikard等[14]的方法。青花菜樣品（0.5 g）用5 mL預(yù)冷的體積分?jǐn)?shù)80%丙酮（含0.2%甲酸）勻漿，勻漿后在4 ℃條件下12 000 r/min離心20 min，收集上清液。取20 μL粗酶液加入180 μL H2O，1 mL Flion-Ciocalteu試劑，再加入0.8 mL質(zhì)量濃度75 g/L的Na2CO3溶液?；旌衔镌?0 ℃條件下反應(yīng)1 h，于765 nm波長處測定吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.1進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，用鄧肯多重比較方法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖處理對(duì)青花菜貨架期的影響

圖1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖處理對(duì)青花菜貨架期的影響Fig.1 Effect of glucose concentration on storage life in broccoli

由圖1可知，葡萄糖處理顯著延長了青花菜的貨架期。與對(duì)照組相比，在6%～14%質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍中，12%葡萄糖處理組的效果最好，因此，12%葡萄糖處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)用于后面的生理生化實(shí)驗(yàn)。

2.2 葡萄糖處理對(duì)青花菜顏色參數(shù)的影響

在采后貯藏過程中，青花菜最明顯的衰老特征為花蕾的黃化。顏色參數(shù)L*值和H值的變化體現(xiàn)了青花菜感官顏色的變化。在青花菜貯藏過程中，H值逐漸下降，與對(duì)照組相比，葡萄糖處理顯著（P＜0.05）抑制了H值的下降，使得處理組的H值高于對(duì)照組（圖2A）。與此同時(shí)，L*值在貯藏過程中呈上升趨勢，與對(duì)照組相比，葡萄糖處理顯著抑制了L*值的增加（圖2B）。有研究表明，采后1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）[15]、乙醇[5]和6-芐氨基腺嘌呤（6-BA）[4]處理能顯著地保持較高的H值和抑制L*值的增加，延緩青花菜衰老，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。

圖2 葡萄糖處理對(duì)青花菜顏色參數(shù)H值（A） 和L*值（B）的影響Fig.2 Effect of glucose treatment on color parameters of H and L* in broccoli

2.3 葡萄糖處理對(duì)青花菜葉綠素含量的影響

由圖3可知，隨著貯藏時(shí)間的推移，葉綠素呈現(xiàn)下降趨勢。與對(duì)照組相比，葡萄糖處理組維持著較高含量的葉綠素，說明葡萄糖能有效地延緩葉綠素的降解，維持青花菜的綠色。葉綠素酶是葉綠素降解第一階段相關(guān)的酶，葉綠素在葉綠素酶的作用下，生成葉綠酸，第二階段是卟啉環(huán)中心的Mg2+在脫鎂螯合酶的作用下催化脫去生成脫鎂葉綠酸a[16]。Funamoto等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，熱處理延緩青花菜葉綠素的降解，是通過抑制葉綠素代謝相關(guān)酶的活性來實(shí)現(xiàn)的。前期的研究也發(fā)現(xiàn)，1-MCP、6-BA和乙醇處理有效抑制了葉綠素酶和脫鎂螯合酶的活性，延緩了青花菜采后的黃化[4-5,14]。可以推測，葡萄糖處理能顯著抑制葉綠素的降解，可能也抑制了葉綠素酶和脫鎂螯合酶等葉綠素代謝相關(guān)酶活性。

圖3 葡萄糖處理對(duì)青花菜葉綠素含量的影響Fig.3 Effect of glucose treatment on chlorophyll content in broccoli

2.4 葡萄糖處理對(duì)青花菜抗氧化酶活性的影響

果蔬體內(nèi)活性氧代謝的暢通與植物的衰老進(jìn)程密切相關(guān)。植物具有酶促和非酶促兩個(gè)抗氧化系統(tǒng)來保護(hù)、消除活性氧對(duì)自身的傷害，如膜脂過氧化、細(xì)胞器損傷等?？寡趸福⊿OD、POD、CAT等）的相互作用能減少衰老過程中的氧化傷害，也有利于抗壞血酸和谷胱甘肽代謝物的重生[18]。CAT是生物體內(nèi)防御體制上的一種重要的酶，作為一種內(nèi)源活性氧清除劑，能清除植物體內(nèi)過量的活性氧，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)完整，延緩衰老[19]。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，青花菜隨著貯藏時(shí)間的延長，CAT呈現(xiàn)上升趨勢。其中葡萄糖處理組的活性顯著高于對(duì)照組，說明外源葡萄糖處理能有效提高CAT活性（圖4）。

圖4 葡萄糖處理對(duì)青花菜抗氧化酶活性的影響Fig.4 Effect of glucose treatment on antioxidant enzyme activities in broccoli

SOD是活性氧清除過程中的重要酶，它催化O2發(fā)生歧化反應(yīng)產(chǎn)生無毒的分子氧和H2O2，H2O2再由CAT降解，從而清除過量的活性氧，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)[20]。由圖4可知，青花菜SOD活性先上升后下降，葡萄糖處理組SOD活性在貯藏過程中無論上升或下降，其值均高于對(duì)照組。

POD是一種以血紅素為輔基的氧化酶，能催化H2O2氧化酚類物質(zhì)、細(xì)胞色素C、VC等。POD催化反應(yīng)可產(chǎn)生各類自由基，造成膜脂過氧化加劇，因此其活性可作為植物組織衰老的指標(biāo)[21]。POD在酚類物質(zhì)的參與下調(diào)節(jié)葉綠素的降解，通過以下可能的機(jī)制：POD催化酚類物質(zhì)和H2O2的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生一種酚自由基，轉(zhuǎn)而加速葉綠素降解成無色化合物[22-23]。Costa等[24]也認(rèn)為，高活性的POD和H2O2能調(diào)節(jié)葉綠素的降解。在本實(shí)驗(yàn)中，由圖4可知，葡萄糖處理組的POD活性在貯藏期間一直低于對(duì)照組。

由上述結(jié)果所知，葡萄糖能有效地提高采后青花菜的CAT和SOD活性，維持較低的POD活性，從而延緩了青花菜在常溫條件下的快速衰老。已有一些研究[4-5,14]報(bào)道的采后1-MCP、6-BA和乙醇處理青花菜也具有相似的結(jié)果。

2.5 葡萄糖處理對(duì)青花菜DPPH自由基清除能力和總酚含量的影響

圖5 葡萄糖處理對(duì)青花菜DPPH自由基清除能力（A）和總酚含量（B）的影響Fig.5 Effect of glucose treatment on DPPH radical scavenging activity and total phenolic content in broccoli

抗氧化物能預(yù)防對(duì)分子和細(xì)胞的氧化傷害，對(duì)人類健康起到重要的作用。青花菜在貯藏過程中，DPPH自由基清除能力呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，尤其是在貯藏第3天以后下降十分明顯，這可能是因?yàn)榇藭r(shí)青花菜花蕾已經(jīng)嚴(yán)重衰老，其抗氧化能力急劇下降。與對(duì)照組相比，葡萄糖處理組一直維持較高的DPPH自由基清除能力（圖5A）。這表明，葡萄糖處理能提高采后青花菜抗氧化能力，其DPPH自由基清除能力也不斷增加。

青花菜在貯藏過程中，葡萄糖處理組的總酚含量呈現(xiàn)上升趨勢，而對(duì)照組除了第2天有顯著上升外，總酚含量變化不明顯。在整個(gè)貯藏期間，處理組的總酚含量顯著高于對(duì)照組，這說明葡萄糖處理能提高總酚含量（圖5B）。苯丙氨酸解氨酶（L-phenylalanin ammo-nialyase，PAL）是酚類合成的一個(gè)重要的酶，其活性與酚類物質(zhì)的含量有直接關(guān)系[25]。Guo Rongfang等[26]研究報(bào)道，蔗糖處理青花菜芽時(shí)，PAL活性有所增強(qiáng)。由此推測，葡萄糖處理可能通過增強(qiáng)PAL活性來提高總酚含量。

3 結(jié) 論

質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%的葡萄糖處理能有效地延長青花菜的貨架期，抑制L*值的上升、H值和葉綠素的下降，維持較低水平的POD活性。同時(shí)，葡萄糖處理顯著提高了總酚含量和SOD、CAT活性等抗氧化酶活性，使得抗氧化能力增強(qiáng)。這些結(jié)果表明外源葡萄糖處理能有效延緩青花菜的衰老與黃化，延長貨架期。

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Effect of Glucose Treatment on Quality and Antioxidant Activity in Broccoli

TANG Yue-chang1, XU Feng1,*, WANG Hong-fei1, ZHENG Yong-hua2, YANG Zhen-feng3, SHAO Xing-feng1, SU Xin-guo4
(1. Department of Food Science and Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, China; 2. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 3. College of Biological and Environmental Sciences, Zhejiang Wanli University, Ningbo 315100, China; 4. Department of Food Science, Guangdong Food and Drug Vocational College, Guangzhou 510520, China)

Broccoli is a highly perishable vegetable which deteriorated rapidly after harvesting. To delay the yellowing process of florets, broccoli florets were treated with various concentrations of glucose. The effects of glucose treatment on color parameters, chlorophyll content, antioxidant enzymes activities, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radicalscavenging activity and total phenolic content were investigated. The results indicated that 12% glucose treatment significantly extended the shelf life of broccoli florets. Glucose treatment notably inhibited the increase of L* value, and retained a high level for H value and chlorophyll content. When compared to control florets, the glucose-treated florets maintained the higher levels of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), and lower peroxidase (POD) activity. Glucose treatment also enhanced DPPH radical-scavenging activity and total phenolic content.

broccoli; yellowing; glucose; antioxidant enzymes

TS255.3

A

1002-6630（2014）14-0205-05

10.7506/spkx1002-6630-201414040

2014-03-20

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31301574）；寧波市自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2013A610159）；寧波大學(xué)人才引進(jìn)項(xiàng)目（ZX2012000031）；寧波大學(xué)學(xué)科項(xiàng)目（xkl1344）；寧波大學(xué)?？蒲谢痦?xiàng)目（XYL14025）

湯月昌（1990—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏加工。E-mail：tangyuechang1990@126.com

*通信作者：許鳳（1983—），女，講師，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏加工。E-mail：xufeng1@nbu.edu.cn