乙醇熏蒸对鲜切西兰花活性成分含量及抗氧化活性的影响

乙醇熏蒸对鲜切西兰花活性成分含量及抗氧化活性的影响

兰花也被称为青花和绿花，它富含维生素c、类黄酮、硫代葡萄糖苷和硫酸醚的活性成分。它对抗衰、延长寿命和抗癌都有很好的效果，被称为“蔬菜皇帝”。西兰花的花球组织结构非常适合于鲜切菜加工,但切割后的西兰花由于受到机械损伤,其呼吸强度加大,花蕾的衰老黄化加速,同时促进病原微生物的生长,导致商品性降低,货架期缩短,从而限制了鲜切西兰花产业的发展。因此,如何延缓花蕾的黄化,是延长鲜切西兰花货架期的关键和迫切需要解决的问题。近年来的研究表明,适当的外源乙醇处理具有减少果蔬生理病害、延缓组织衰老和抑制叶绿素降解等作用,对鲜切芒果、茄子、樱桃和苹果等都有较好的保鲜效果。鲜切后的西兰花采用外源乙醇处理,能提高抗氧化酶活性、抑制乙烯释放量、延缓叶绿体结构的解体等,从而延缓黄化,延长货架期。但鲜切前乙醇预处理对鲜切西兰花活性成分、抗氧化活性及货架期的影响尚未见报道。因此本实验研究了乙醇熏蒸处理对鲜切西兰花总酚、总黄酮、总硫代葡萄糖苷和萝卜硫素等活性成分含量及抗氧化活性的影响,探讨乙醇熏蒸处理提高鲜切西兰花营养品质的作用,为乙醇熏蒸处理在鲜切西兰花货架保鲜中的应用提供理论依据。1材料和方法1.1化学试剂及试剂“超大1号”西兰花为南京六合区竹镇镇正常栽培,采收时选取大小均匀、花球紧实的西兰花。采收后的西兰花花球表面覆冰预冷,2h内运回实验室。浓盐酸、浓硫酸、甲醇南京化学试剂有限公司;硫酸亚铁、铁氰化钾西陇化工股份有限公司;邻苯三酚、亚铁氰化钾广东光华化工厂有限公司;1,1-二苯基-二苦基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、Follin试剂、黑芥子酶美国Sigma公司;乙腈、甲酸均为国产色谱纯;无水乙醇、丙酮、硝酸铝、碳酸钠、三氯化铁、三氯甲烷均为国产分析纯。1.2仪器、检测方法CR-400色差仪日本Minota公司;GL-20G-H型冷冻离心机上海安亭科学仪器厂;UV-1600型分光光度计上海美谱达仪器有限公司;FA1104N电子天平上海精密科学仪器有限公司;1100型高效液相色谱美国安捷伦公司;RE-52A型旋转蒸发仪上海亚荣生化仪器厂。1.3方法1.3.1不同体积分数的乙醇浸渍对花球品质的影响在乙醇处理适宜体积分数筛选实验中,将挑选好的西兰花花球随机分成5组,分别放入体积为50cm×30cm×20cm的密闭塑料箱中,在20℃条件下用体积分数为2%、5%、10%、20%的乙醇熏蒸处理6h,每个体积分数12个花球,重复3次。处理结束后通风1h,将西兰花花球切分成直径3~4cm、茎梗2~3cm的小花,用聚乙烯塑料盒(20cm×12cm×8cm)分装,于10℃贮藏并测定其货架期。后续实验中,研究了不同体积分数乙醇熏蒸处理对鲜切西兰花活性成分和抗氧化活性的影响。将挑选后的西兰花随机分成2组,处理组花球在20℃条件下用乙醇熏蒸6h,对照组在20℃条件下密闭6h。处理结束后,将花球通风1h后切割。将鲜切后的小花分装于塑料盒中,置于10℃贮藏10d,贮藏期间每隔2d取样进行分析测定。1.3.2测量1.3.2.1.交付时间的测量参考Ku等的方法,采用感官评定,以花蕾黄化面积达到30%的时间作为货架期。1.3.2.总黄酮含量测定总酚含量的测定参照Slinkard等Folin-Ciocalteau试剂比色法。吸取20µL提取液,加入180µLH2O,1mLFolion-Ciocalteu试剂,再加入0.8mL质量浓度为75g/L的Na2CO3溶液。混合物在30℃条件下反应1h,于765nm波长处测定吸光度,以没食子酸做标准曲线。总黄酮含量测定采用NaNO2-Al(NO3)3比色法并略作修改。吸取1mL提取液,加入1mL体积分数70%乙醇、0.3mL质量分数5%的NaNO2溶液,混匀,再加入质量分数10%的Al(NO3)3溶液0.3mL,室温条件下放置3min后加入2mL质量分数4%的NaOH溶液,10min后在510nm波长处测定吸光度。以芦丁做标准曲线。1.3.2.高效液相色谱法检测表现总硫代葡萄糖苷含量的测定参照Heaney等方法略加改动,采用苯酚-硫酸法,以葡萄糖做标准曲线。萝卜硫素含量参照LiangHao等的方法略加修改。称取0.2g冻样西兰花,加入2mL0.5U/mL黑芥子酶、1mL超纯水,用液氮研磨,再在旋涡仪上混合成匀浆,酶解30min。匀浆中加入5mL二氯甲烷,1g无水硫酸钠,12000×g离心10min后,得到二氯甲烷相。二氯甲烷相在旋转蒸发仪30℃条件下完全蒸干,用1mL乙腈溶解残渣,然后0.22µm的微孔滤膜过滤、封口,置于-20℃条件下保存直至高效液相色谱分析。高效液相色谱仪(Agilentseries1100)由以下几个部分组成:在线脱气装置(G1379A)、四元泵(G1311A)、柱温箱(G1316A)和紫外检测器(G1314A)。样品量20µL,在30℃条件下通过KromasilC18柱(250mm×4.6mm,5µm)分离,流动相为超纯水和乙腈,流速为1mL/min。流动相梯度为前10min20%乙腈,然后变为60%乙腈至第13分钟,最后变为100%乙腈冲洗柱子2min。检测波长为254nm。采用外标法定量,精确称取5mg萝卜硫素标准品用乙腈定容至10mL容量瓶,配成标准液母液。分别准确移取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,分别进样两次。1.3.2.邻苯三酚自由基清除效果采用邻苯三酚自氧化法进行测定。取0.05mol/LpH8.2的Tris-HCl缓冲液4.5mL,25℃水浴20min,分别加入1mL提取液和0.4mL25mmol/L的邻苯三酚溶液,混匀后于25℃水浴5min,加入8mol/LHCl溶液1.0mL终止反应,以Tris-HCl缓冲液作参比,在299nm波长处测定吸光度,计算清除率。1.3.2.清除硫酸亚铁类化合物参考林建原等方法加以改进。取1mL提取液,再加入9mmol/mL硫酸亚铁溶液和1mL9mmol/L水杨酸-乙醇溶液,最后加入1mL8.8mol/L过氧化氢溶液,35℃水浴35min,于510nm波长处测定吸光度,计算其清除率。1.3.2.清除百分率的计算DPPH自由基清除能力的测定参照Soengas等方法,结果以清除百分率表示。总还原力的测定参照Kumaran等方法,结果以三氯化铁反应液在700nm波长处吸光度表示,吸光度越大,则说明还原能力越强,抗氧化能力越弱。1.4数据处理与分析以上指标均用3个重复样品测定,结果采用Excel2007进行数据处理分析,用邓肯多重比较方法进行差异显著性分析,5%为显著水平。2结果与分析2.1乙醇处理对织物黄化的影响小花的黄化是限制鲜切西兰花货架贮藏的主要因素。如图1所示,在2%~10%体积分数范围内,随着乙醇体积分数的提高,西兰花的黄化受到明显抑制,货架期随之延长,其中10%乙醇处理效果最好,在10℃条件下的货架期可达12d;但高体积分数(20%)乙醇处理反而促进西兰花的黄化,货架期随之缩短。因此,研究10%乙醇处理对鲜切西兰花活性成分及抗氧化活性的影响。2.2总酚和总黄酮峰值含量西兰花富含总酚和总黄酮等酚类化合物而具有较强的抗氧化能力。如图2所示,鲜切西兰花在贮藏过程中其总酚和总黄酮含量均呈先上升后下降趋势,于第6天时达到峰值,乙醇处理组的总酚和总黄酮峰值含量分别为1.355mg/g和0.785mg/g,显著高于对照组的1.309mg/g和0.752mg/g(P<0.05)。在整个贮藏期间,乙醇处理组的总酚和总黄酮含量都高于对照组。2.3鲜切织物贮藏期间总硫代葡萄糖苷和胡萝卜硫素含量的变化硫代葡萄糖苷是西兰花中最重要的活性成分,其降解产物——萝卜硫素具有很强的抗癌功效。从图3可见,鲜切西兰花在贮藏中总硫代葡萄糖苷和萝卜硫素含量呈下降趋势,乙醇处理可延缓二者含量的下降,贮藏10d后处理组的总硫代葡萄糖苷质量摩尔浓度为0.411μmol/g,显著高于对照组的0.341μmol/g,而处理组的萝卜硫素含量是对照组的1.82倍。2.4乙醇处理对鲜切织物自由基的清除能力和还原力的影响DPPH自由基、超氧阴离子自由基和羟自由基清除能力和还原能力是评价体外抗氧化能力的重要指标。如图4显示,在贮藏期间,鲜切西兰花中DPPH自由基、超氧阴离子自由基和羟自由基清除能力和还原力总体都呈先上升后下降趋势,这与总酚和总黄酮含量的变化趋势相似。乙醇处理显著促进了这些自由基清除能力和还原力在前期的上升,延缓后期的下降(P<0.05)。在整个贮藏期间,乙醇处理组的DPPH自由基、超氧阴离子自由基和羟自由基清除能力和还原力都显著高于对照组(P<0.05)。2.5dpph自由基清除能力与总酚含量关系一般来说,果蔬中的抗氧化物质主要是酚类物质。为了探讨鲜切西兰花抗氧化能力与总酚、总黄酮及总硫代葡萄糖苷和萝卜硫素含量的关系,对4种活性物质含量测定结果及不同方法测得抗氧化能力结果作了相关性分析。如表1所示,总酚含量与总还原力(P<0.01,R=0.960)、总酚含量与DPPH自由基清除能力(P<0.01,R=0.747)、总黄酮含量与总还原力(P<0.01,R=0.885)的相关性最高,呈极显著相关。总黄酮含量与DPPH自由基清除能力(P<0.05,R=0.739)、总硫代葡萄糖苷含量与DPPH自由基清除能力(P<0.05,R=0.620)、萝卜硫素含量与超氧阴离子自由基清除能力(P<0.05,R=0.658)、萝卜硫素含量与总还原力(P<0.05,R=0.540)呈显著相关。由此可知,总酚、总黄酮和萝卜硫素在鲜切西兰花抗氧化能力方面发挥着重要作用,尤以总酚的作用最为突出,其次是总黄酮与萝卜硫素,而总硫代葡萄糖苷与西兰花的抗氧化能力相关性较小。3不同处理对鲜切西瓜抗氧化活性成分的影响花蕾黄化抑制西兰花采后流通,如何延缓花蕾的黄化是西兰花保鲜首先要解决的问题。XuFeng等的研究发现,采用乙醇处理能显著抑制西兰花花球叶绿素降解,从而延缓黄化。在蒌蒿上的研究也发现,乙醇处理可显著抑制其叶绿素的降解,从而保持商品性。本研究发现,西兰花花球用体积分数2%~10%乙醇预处理后再作切割加工,能显著延缓花蕾的黄化,延长鲜切西兰花的货架期,以10%乙醇处理效果最好。乙醇处理延缓西兰花花蕾的黄化,可能与其抑制叶绿素降解相关酶的活性和基因表达有关。本研究还发现20%乙醇处理反而促进花蕾的黄化,缩短货架期,这可能与高体积分数乙醇破坏了细胞膜结构,从而促成叶绿素的降解有关。多酚、黄酮以及硫代葡萄糖苷和萝卜硫素等是西兰花中重要的生物活性物质,它们不仅具有自由基清除能力和抗氧化特性,还具有抑菌、降血压和预防癌症等多种生理功能。长期以来,对西兰花的保鲜主要偏重于保持其绿色和商品性,而对其活性成分变化的影响研究较少。如何通过各种采后处理来保持甚至提高西兰花中的活性成分,对人类营养和健康具有重要意义。已有研究表明,乙醇能够调控植物的次生代谢反应,促进越橘莓、葡萄和杨梅果实中酚类物质和花色苷的合成与积累,从而提高这些果实的抗氧化活性。采用外源蔗糖处理也可促进西兰花种芽中花色苷和硫代葡萄糖苷的积累。在本研究中,10%乙醇熏蒸处理诱导了鲜切西兰花中总酚和总黄酮的积累,同时保持较高的DPPH自由基、超氧阴离子自由基和羟自由基清除能力和还原力。统计分析表明,总酚和总黄酮含量与DPPH自由基清除能力存在极显著的正相关性。这