乙醇熏蒸對鮮切西蘭花活性成分含量及抗氧化活性的影響

乙醇熏蒸對鮮切西蘭花活性成分含量及抗氧化活性的影響

蘭花也被稱為青花和綠花，它富含維生素c、類黃酮、硫代葡萄糖苷和硫酸醚的活性成分。它對抗衰、延長壽命和抗癌都有很好的效果，被稱為“蔬菜皇帝”。西蘭花的花球組織結(jié)構(gòu)非常適合于鮮切菜加工,但切割后的西蘭花由于受到機械損傷,其呼吸強度加大,花蕾的衰老黃化加速,同時促進病原微生物的生長,導(dǎo)致商品性降低,貨架期縮短,從而限制了鮮切西蘭花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此,如何延緩花蕾的黃化,是延長鮮切西蘭花貨架期的關(guān)鍵和迫切需要解決的問題。近年來的研究表明,適當(dāng)?shù)耐庠匆掖继幚砭哂袦p少果蔬生理病害、延緩組織衰老和抑制葉綠素降解等作用,對鮮切芒果、茄子、櫻桃和蘋果等都有較好的保鮮效果。鮮切后的西蘭花采用外源乙醇處理,能提高抗氧化酶活性、抑制乙烯釋放量、延緩葉綠體結(jié)構(gòu)的解體等,從而延緩黃化,延長貨架期。但鮮切前乙醇預(yù)處理對鮮切西蘭花活性成分、抗氧化活性及貨架期的影響尚未見報道。因此本實驗研究了乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花總酚、總黃酮、總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素等活性成分含量及抗氧化活性的影響,探討乙醇熏蒸處理提高鮮切西蘭花營養(yǎng)品質(zhì)的作用,為乙醇熏蒸處理在鮮切西蘭花貨架保鮮中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1化學(xué)試劑及試劑“超大1號”西蘭花為南京六合區(qū)竹鎮(zhèn)鎮(zhèn)正常栽培,采收時選取大小均勻、花球緊實的西蘭花。采收后的西蘭花花球表面覆冰預(yù)冷,2h內(nèi)運回實驗室。濃鹽酸、濃硫酸、甲醇南京化學(xué)試劑有限公司;硫酸亞鐵、鐵氰化鉀西隴化工股份有限公司;鄰苯三酚、亞鐵氰化鉀廣東光華化工廠有限公司;1,1-二苯基-二苦基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、Follin試劑、黑芥子酶美國Sigma公司;乙腈、甲酸均為國產(chǎn)色譜純;無水乙醇、丙酮、硝酸鋁、碳酸鈉、三氯化鐵、三氯甲烷均為國產(chǎn)分析純。1.2儀器、檢測方法CR-400色差儀日本Minota公司;GL-20G-H型冷凍離心機上海安亭科學(xué)儀器廠;UV-1600型分光光度計上海美譜達儀器有限公司;FA1104N電子天平上海精密科學(xué)儀器有限公司;1100型高效液相色譜美國安捷倫公司;RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上海亞榮生化儀器廠。1.3方法1.3.1不同體積分數(shù)的乙醇浸漬對花球品質(zhì)的影響在乙醇處理適宜體積分數(shù)篩選實驗中,將挑選好的西蘭花花球隨機分成5組,分別放入體積為50cm×30cm×20cm的密閉塑料箱中,在20℃條件下用體積分數(shù)為2%、5%、10%、20%的乙醇熏蒸處理6h,每個體積分數(shù)12個花球,重復(fù)3次。處理結(jié)束后通風(fēng)1h,將西蘭花花球切分成直徑3~4cm、莖梗2~3cm的小花,用聚乙烯塑料盒(20cm×12cm×8cm)分裝,于10℃貯藏并測定其貨架期。后續(xù)實驗中,研究了不同體積分數(shù)乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花活性成分和抗氧化活性的影響。將挑選后的西蘭花隨機分成2組,處理組花球在20℃條件下用乙醇熏蒸6h,對照組在20℃條件下密閉6h。處理結(jié)束后,將花球通風(fēng)1h后切割。將鮮切后的小花分裝于塑料盒中,置于10℃貯藏10d,貯藏期間每隔2d取樣進行分析測定。1.3.2測量1.3.2.1.交付時間的測量參考Ku等的方法,采用感官評定,以花蕾黃化面積達到30%的時間作為貨架期。1.3.2.總黃酮含量測定總酚含量的測定參照Slinkard等Folin-Ciocalteau試劑比色法。吸取20μL提取液,加入180μLH2O,1mLFolion-Ciocalteu試劑,再加入0.8mL質(zhì)量濃度為75g/L的Na2CO3溶液?；旌衔镌?0℃條件下反應(yīng)1h,于765nm波長處測定吸光度,以沒食子酸做標準曲線?？傸S酮含量測定采用NaNO2-Al(NO3)3比色法并略作修改。吸取1mL提取液,加入1mL體積分數(shù)70%乙醇、0.3mL質(zhì)量分數(shù)5%的NaNO2溶液,混勻,再加入質(zhì)量分數(shù)10%的Al(NO3)3溶液0.3mL,室溫條件下放置3min后加入2mL質(zhì)量分數(shù)4%的NaOH溶液,10min后在510nm波長處測定吸光度。以蘆丁做標準曲線。1.3.2.高效液相色譜法檢測表現(xiàn)總硫代葡萄糖苷含量的測定參照Heaney等方法略加改動,采用苯酚-硫酸法,以葡萄糖做標準曲線。蘿卜硫素含量參照LiangHao等的方法略加修改。稱取0.2g凍樣西蘭花,加入2mL0.5U/mL黑芥子酶、1mL超純水,用液氮研磨,再在旋渦儀上混合成勻漿,酶解30min。勻漿中加入5mL二氯甲烷,1g無水硫酸鈉,12000×g離心10min后,得到二氯甲烷相。二氯甲烷相在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀30℃條件下完全蒸干,用1mL乙腈溶解殘渣,然后0.22μm的微孔濾膜過濾、封口,置于-20℃條件下保存直至高效液相色譜分析。高效液相色譜儀(Agilentseries1100)由以下幾個部分組成:在線脫氣裝置(G1379A)、四元泵(G1311A)、柱溫箱(G1316A)和紫外檢測器(G1314A)。樣品量20μL,在30℃條件下通過KromasilC18柱(250mm×4.6mm,5μm)分離,流動相為超純水和乙腈,流速為1mL/min。流動相梯度為前10min20%乙腈,然后變?yōu)?0%乙腈至第13分鐘,最后變?yōu)?00%乙腈沖洗柱子2min。檢測波長為254nm。采用外標法定量,精確稱取5mg蘿卜硫素標準品用乙腈定容至10mL容量瓶,配成標準液母液。分別準確移取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8mL于10mL容量瓶中,用乙腈定容,分別進樣兩次。1.3.2.鄰苯三酚自由基清除效果采用鄰苯三酚自氧化法進行測定。取0.05mol/LpH8.2的Tris-HCl緩沖液4.5mL,25℃水浴20min,分別加入1mL提取液和0.4mL25mmol/L的鄰苯三酚溶液,混勻后于25℃水浴5min,加入8mol/LHCl溶液1.0mL終止反應(yīng),以Tris-HCl緩沖液作參比,在299nm波長處測定吸光度,計算清除率。1.3.2.清除硫酸亞鐵類化合物參考林建原等方法加以改進。取1mL提取液,再加入9mmol/mL硫酸亞鐵溶液和1mL9mmol/L水楊酸-乙醇溶液,最后加入1mL8.8mol/L過氧化氫溶液,35℃水浴35min,于510nm波長處測定吸光度,計算其清除率。1.3.2.清除百分率的計算DPPH自由基清除能力的測定參照Soengas等方法,結(jié)果以清除百分率表示。總還原力的測定參照Kumaran等方法,結(jié)果以三氯化鐵反應(yīng)液在700nm波長處吸光度表示,吸光度越大,則說明還原能力越強,抗氧化能力越弱。1.4數(shù)據(jù)處理與分析以上指標均用3個重復(fù)樣品測定,結(jié)果采用Excel2007進行數(shù)據(jù)處理分析,用鄧肯多重比較方法進行差異顯著性分析,5%為顯著水平。2結(jié)果與分析2.1乙醇處理對織物黃化的影響小花的黃化是限制鮮切西蘭花貨架貯藏的主要因素。如圖1所示,在2%~10%體積分數(shù)范圍內(nèi),隨著乙醇體積分數(shù)的提高,西蘭花的黃化受到明顯抑制,貨架期隨之延長,其中10%乙醇處理效果最好,在10℃條件下的貨架期可達12d;但高體積分數(shù)(20%)乙醇處理反而促進西蘭花的黃化,貨架期隨之縮短。因此,研究10%乙醇處理對鮮切西蘭花活性成分及抗氧化活性的影響。2.2總酚和總黃酮峰值含量西蘭花富含總酚和總黃酮等酚類化合物而具有較強的抗氧化能力。如圖2所示,鮮切西蘭花在貯藏過程中其總酚和總黃酮含量均呈先上升后下降趨勢,于第6天時達到峰值,乙醇處理組的總酚和總黃酮峰值含量分別為1.355mg/g和0.785mg/g,顯著高于對照組的1.309mg/g和0.752mg/g(P<0.05)。在整個貯藏期間,乙醇處理組的總酚和總黃酮含量都高于對照組。2.3鮮切織物貯藏期間總硫代葡萄糖苷和胡蘿卜硫素含量的變化硫代葡萄糖苷是西蘭花中最重要的活性成分,其降解產(chǎn)物——蘿卜硫素具有很強的抗癌功效。從圖3可見,鮮切西蘭花在貯藏中總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素含量呈下降趨勢,乙醇處理可延緩二者含量的下降,貯藏10d后處理組的總硫代葡萄糖苷質(zhì)量摩爾濃度為0.411μmol/g,顯著高于對照組的0.341μmol/g,而處理組的蘿卜硫素含量是對照組的1.82倍。2.4乙醇處理對鮮切織物自由基的清除能力和還原力的影響DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基清除能力和還原能力是評價體外抗氧化能力的重要指標。如圖4顯示,在貯藏期間,鮮切西蘭花中DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基清除能力和還原力總體都呈先上升后下降趨勢,這與總酚和總黃酮含量的變化趨勢相似。乙醇處理顯著促進了這些自由基清除能力和還原力在前期的上升,延緩后期的下降(P<0.05)。在整個貯藏期間,乙醇處理組的DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基清除能力和還原力都顯著高于對照組(P<0.05)。2.5dpph自由基清除能力與總酚含量關(guān)系一般來說,果蔬中的抗氧化物質(zhì)主要是酚類物質(zhì)。為了探討鮮切西蘭花抗氧化能力與總酚、總黃酮及總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素含量的關(guān)系,對4種活性物質(zhì)含量測定結(jié)果及不同方法測得抗氧化能力結(jié)果作了相關(guān)性分析。如表1所示,總酚含量與總還原力(P<0.01,R=0.960)、總酚含量與DPPH自由基清除能力(P<0.01,R=0.747)、總黃酮含量與總還原力(P<0.01,R=0.885)的相關(guān)性最高,呈極顯著相關(guān)?？傸S酮含量與DPPH自由基清除能力(P<0.05,R=0.739)、總硫代葡萄糖苷含量與DPPH自由基清除能力(P<0.05,R=0.620)、蘿卜硫素含量與超氧陰離子自由基清除能力(P<0.05,R=0.658)、蘿卜硫素含量與總還原力(P<0.05,R=0.540)呈顯著相關(guān)。由此可知,總酚、總黃酮和蘿卜硫素在鮮切西蘭花抗氧化能力方面發(fā)揮著重要作用,尤以總酚的作用最為突出,其次是總黃酮與蘿卜硫素,而總硫代葡萄糖苷與西蘭花的抗氧化能力相關(guān)性較小。3不同處理對鮮切西瓜抗氧化活性成分的影響花蕾黃化抑制西蘭花采后流通,如何延緩花蕾的黃化是西蘭花保鮮首先要解決的問題。XuFeng等的研究發(fā)現(xiàn),采用乙醇處理能顯著抑制西蘭花花球葉綠素降解,從而延緩黃化。在蔞蒿上的研究也發(fā)現(xiàn),乙醇處理可顯著抑制其葉綠素的降解,從而保持商品性。本研究發(fā)現(xiàn),西蘭花花球用體積分數(shù)2%~10%乙醇預(yù)處理后再作切割加工,能顯著延緩花蕾的黃化,延長鮮切西蘭花的貨架期,以10%乙醇處理效果最好。乙醇處理延緩西蘭花花蕾的黃化,可能與其抑制葉綠素降解相關(guān)酶的活性和基因表達有關(guān)。本研究還發(fā)現(xiàn)20%乙醇處理反而促進花蕾的黃化,縮短貨架期,這可能與高體積分數(shù)乙醇破壞了細胞膜結(jié)構(gòu),從而促成葉綠素的降解有關(guān)。多酚、黃酮以及硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素等是西蘭花中重要的生物活性物質(zhì),它們不僅具有自由基清除能力和抗氧化特性,還具有抑菌、降血壓和預(yù)防癌癥等多種生理功能。長期以來,對西蘭花的保鮮主要偏重于保持其綠色和商品性,而對其活性成分變化的影響研究較少。如何通過各種采后處理來保持甚至提高西蘭花中的活性成分,對人類營養(yǎng)和健康具有重要意義。已有研究表明,乙醇能夠調(diào)控植物的次生代謝反應(yīng),促進越橘莓、葡萄和楊梅果實中酚類物質(zhì)和花色苷的合成與積累,從而提高這些果實的抗氧化活性。采用外源蔗糖處理也可促進西蘭花種芽中花色苷和硫代葡萄糖苷的積累。在本研究中,10%乙醇熏蒸處理誘導(dǎo)了鮮切西蘭花中總酚和總黃酮的積累,同時保持較高的DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基清除能力和還原力。統(tǒng)計分析表明,總酚和總黃酮含量與DPPH自由基清除能力存在極顯著的正相關(guān)性。這