葡萄糖处理对青花菜品质和抗氧化性的影响

汤月昌1，许 凤1,*，王鸿飞1，郑永华2，杨震峰3，邵兴锋1，苏新国4

（1.宁波大学食品科学与工程系，浙江 宁波 315211；2. 南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095；

3.浙江万里学院生物与环境学院，浙江 宁波 315100；4.广东食品药品职业学院食品科学系，广东 广州 510520）

摘 要：为延缓青花菜采收后的黄化，采用不同质量分数葡萄糖处理青花菜，并对颜色参数、叶绿素含量、抗氧化酶活性、1,1-二苯基苦基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力和总酚含量进行测定。结果表明，12%葡萄糖处理能显著延长青花菜的货架期。葡萄糖处理明显抑制了色泽角（hue angle，H）值的下降和明度（L*）值的上升，减缓了叶绿素的降解。在贮藏期间，与对照组相比，葡萄糖处理组维持了较高水平的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性，较低的过氧化物酶（POD）活性，并提高了DPPH自由基清除能力和总酚含量。

关键词：青花菜；黄化；葡萄糖；抗氧化酶

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)

Abstract: 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) radical-scavenging 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.

Key words: broccoli; yellowing; glucose; antioxidant enzymes

中图分类号：TS255.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）14-0205-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201414040

青花菜（Brassica oleracea var. italica）又名西兰花，因含有丰富的VC、硫代葡萄糖苷和酚类等营养物质而备受消费者青睐。青花菜的食用部分是幼嫩的组织如花茎、花蕾，采收后代谢活动十分旺盛，在室温条件下1～2 d就会失绿转黄，且失水萎蔫，各种营养成分迅速降解，严重影响其商品价值[1]。研究发现，贮藏温度越高，青花菜黄化速度越快[2]。在发达国家，有先进的冷链输送系统，可以较好地保证青花菜的质量。而在我国青花菜生产的管理模式还不成熟，缺乏配套的冷链输送系统和成熟的贮藏技术。因此，研究采后实用有效的青花菜保鲜方法一直是热点问题。不同的采后处理对青花菜货架期、感官质量和营养品质的影响得到广泛的研究[3-5]。

糖在植物中不仅可作为能量来源和渗透调节物质，还作为信号分子调控植物的生长和发育。有报道指出，外源蔗糖处理能延缓青花菜衰老[6]，并能抑制抗坏血酸的下降[7]。Guo Rongfang等[8]研究发现，蔗糖通过增强花青素和硫代葡萄糖苷的生物合成来改善青花菜芽的营养价值。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应，调节植物诸多的生理活动。在园艺上，葡萄糖处理可以延长牡丹切花瓶插寿命，延缓切花的开放[9]。然而，很少有报道关于外源葡萄糖处理对延缓青花菜黄化的影响。本实验研究葡萄糖处理对青花菜采后货架期和品质的影响，旨在为青花菜保鲜技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青花菜原料采收于浙江慈溪，品种为“优秀”，采后2 h内运回实验室。选择大小均匀、成熟度一致、花球紧实、无病虫害和机械伤害的花球进行实验。

乙醇、丙酮（均为分析纯） 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

754型紫外分光光度计 上海菁华科技有限公司；GL-20G-Ⅱ型离心机 上海安亭科学仪器厂；CR400色差仪 日本Minolta公司。

1.3 方法

1.3.1 材料处理方法

质量分数筛选实验：将青花菜茎一直浸入装有质量分数0%、6%、8%、10%、12%和14% 葡萄糖溶液（含有体积分数0.05%的次氯酸）保鲜盒中，每隔24 h换溶液一次，花球用聚乙烯保鲜袋套住，保鲜盒置于20 ℃的恒温恒湿培养箱中（相对湿度 95%）避光贮藏。每天随机取出4个花球观察其颜色变化，以花球30%黄化的时间作为货架期，来筛选最佳的处理质量分数。

在质量分数筛选实验的基础上，选用12%葡萄糖溶液处理青花菜以研究葡萄糖延缓青花菜黄化的影响。实验材料、处理方法与之前方法相同。定期取样，将花球上的花蕾切下，用液氮冷冻，再放置－20 ℃冰箱内保存用于生理生化指标测定。

1.3.2 货架期的测定

参考Ku等[10]的方法，以花球30%黄化面积的时间作为货架期。

1.3.3 颜色的测定

青花菜花球采用色差计测定，测定CIE-Lab表色系中的L*值（明度，反映色泽的明度，0～100变化，0代表黑色，100代表白色），H值（色泽角）。每个花球在表面取5 个点测定，分别选取顶部和周边4 点。

1.3.4 叶绿素含量的测定

称取青花菜样品0.16 g于研钵中，加少量石英砂和碳酸钙粉及5 mL体积分数95%乙醇提取，高速
（12 000 r/min）冷冻离心10 min后取上清液，用95%乙醇定容到10 mL。在665、649 nm波长处测定吸光度。

1.3.5 抗氧化酶活性的测定

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）和过氧化氢酶（catalase，CAT）活性的测定参考Toivonen等[11]方法稍加改动。SOD活性以抑制NBT光还原50%为1 个酶活力单位。POD以愈创木酚法进行测定，以每分钟在470 nm波长处的吸光度变化0.01为1 个活力单位。CAT以反应液每分钟在240 nm波长处吸光值变化0.001为1个酶活力单位。结果以U/mg表示，蛋白质含量测定参照Bradford[12]的方法，以牛血清蛋白做标准。

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

参照Larrauri等[13]方法。称取0.5 g青花菜样品用5 mL体积分数50%乙醇提取，匀浆后在4 ℃条件下12 000 r/min离心20 min，收集上清液。结果以清除百分率来表示。

1.3.7 总酚含量的测定

参考Slikard等[14]的方法。青花菜样品（0.5 g）用5 mL预冷的体积分数80%丙酮（含0.2%甲酸）匀浆，匀浆后在4 ℃条件下12 000 r/min离心20 min，收集上清液。取20 μL粗酶液加入180 μL H2O，1 mL Flion-Ciocalteu试剂，再加入0.8 mL质量浓度75 g/L的Na2CO3溶液。混合物在30 ℃条件下反应1 h，于765 nm波长处测定吸光度。

1.4 数据处理

采用Origin 8.1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。

2 结果与分析

2.1 不同质量分数葡萄糖处理对青花菜货架期的影响

abc字母不同表示差异显著。

图 1 不同质量分数葡萄糖处理对青花菜货架期的影响

Fig.1 Effect of glucose concentration on storage life in broccoli

由图1可知，葡萄糖处理显著延长了青花菜的货架期。与对照组相比，在6%～14%质量分数范围中，12%葡萄糖处理组的效果最好，因此，12%葡萄糖处理质量分数用于后面的生理生化实验。

2.2 葡萄糖处理对青花菜颜色参数的影响

在采后贮藏过程中，青花菜最明显的衰老特征为花蕾的黄化。颜色参数L*值和H值的变化体现了青花菜感官颜色的变化。在青花菜贮藏过程中，H值逐渐下降，与对照组相比，葡萄糖处理显著（P＜0.05）抑制了H值的下降，使得处理组的H值高于对照组（图2A）。与此同时，L*值在贮藏过程中呈上升趋势，与对照组相比，葡萄糖处理显著抑制了L*值的增加（图2B）。有研究表明，采后1-甲基环丙烯（1-MCP）[15]、乙醇[5]和6-苄氨基腺嘌呤（6-BA）[4]处理能显著地保持较高的H值和抑制L*值的增加，延缓青花菜衰老，与本实验结果相似。

图 2 葡萄糖处理对青花菜颜色参数H值（A）和L*值（B）的影响

Fig.2 Effect of glucose treatment on color parameters of H and L* in broccoli

2.3 葡萄糖处理对青花菜叶绿素含量的影响

由图3可知，随着贮藏时间的推移，叶绿素呈现下降趋势。与对照组相比，葡萄糖处理组维持着较高含量的叶绿素，说明葡萄糖能有效地延缓叶绿素的降解，维持青花菜的绿色。叶绿素酶是叶绿素降解第一阶段相关的酶，叶绿素在叶绿素酶的作用下，生成叶绿酸，第二阶段是卟啉环中心的Mg2+在脱镁螯合酶的作用下催化脱去生成脱镁叶绿酸a[16]。Funamoto等[17]的研究发现，热处理延缓青花菜叶绿素的降解，是通过抑制叶绿素代谢相关酶的活性来实现的。前期的研究也发现，1-MCP、6-BA和乙醇处理有效抑制了叶绿素酶和脱镁螯合酶的活性，延缓了青花菜采后的黄化[4-5,14]。可以推测，葡萄糖处理能显著抑制叶绿素的降解，可能也抑制了叶绿素酶和脱镁螯合酶等叶绿素代谢相关酶活性。

图 3 葡萄糖处理对青花菜叶绿素含量的影响

Fig.3 Effect of glucose treatment on chlorophyll content in broccoli

2.4 葡萄糖处理对青花菜抗氧化酶活性的影响

果蔬体内活性氧代谢的畅通与植物的衰老进程密切相关。植物具有酶促和非酶促两个抗氧化系统来保护、消除活性氧对自身的伤害，如膜脂过氧化、细胞器损伤等。抗氧化酶（SOD、POD、CAT等）的相互作用能减少衰老过程中的氧化伤害，也有利于抗坏血酸和谷胱甘肽代谢物的重生[18]。CAT是生物体内防御体制上的一种重要的酶，作为一种内源活性氧清除剂，能清除植物体内过量的活性氧，保护膜结构完整，延缓衰老[19]。本实验研究发现，青花菜随着贮藏时间的延长，CAT呈现上升趋势。其中葡萄糖处理组的活性显著高于对照组，说明外源葡萄糖处理能有效提高CAT活性（图4）。

图 4 葡萄糖处理对青花菜抗氧化酶活性的影响

Fig.4 Effect of glucose treatment on antioxidant enzyme activities in broccoli

SOD是活性氧清除过程中的重要酶，它催化O2发生歧化反应产生无毒的分子氧和H2O2，H2O2再由CAT降解，从而清除过量的活性氧，保护膜结构[20]。由图4可知，青花菜SOD活性先上升后下降，葡萄糖处理组SOD活性在贮藏过程中无论上升或下降，其值均高于对照组。

POD是一种以血红素为辅基的氧化酶，能催化H2O2氧化酚类物质、细胞色素C、VC等。POD催化反应可产生各类自由基，造成膜脂过氧化加剧，因此其活性可作为植物组织衰老的指标[21]。POD在酚类物质的参与下调节叶绿素的降解，通过以下可能的机制：POD催化酚类物质和H2O2的氧化反应，产生一种酚自由基，转而加速叶绿素降解成无色化合物[22-23]。Costa等[24]也认为，高活性的POD和H2O2能调节叶绿素的降解。在本实验中，由图4可知，葡萄糖处理组的POD活性在贮藏期间一直低于对照组。

由上述结果所知，葡萄糖能有效地提高采后青花菜的CAT和SOD活性，维持较低的POD活性，从而延缓了青花菜在常温条件下的快速衰老。已有一些研究[4-5,14]报道的采后1-MCP、6-BA和乙醇处理青花菜也具有相似的结果。

2.5 葡萄糖处理对青花菜DPPH自由基清除能力和总酚含量的影响

图 5 葡萄糖处理对青花菜DPPH自由基清除能力（A）和
总酚含量（B）的影响

Fig.5 Effect of glucose treatment on DPPH radical scavenging activity and total phenolic content in broccoli

抗氧化物能预防对分子和细胞的氧化伤害，对人类健康起到重要的作用。青花菜在贮藏过程中，DPPH自由基清除能力呈现先上升后下降的趋势，尤其是在贮藏第3天以后下降十分明显，这可能是因为此时青花菜花蕾已经严重衰老，其抗氧化能力急剧下降。与对照组相比，葡萄糖处理组一直维持较高的DPPH自由基清除能力（图5A）。这表明，葡萄糖处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断增加。

青花菜在贮藏过程中，葡萄糖处理组的总酚含量呈现上升趋势，而对照组除了第2天有显著上升外，总酚含量变化不明显。在整个贮藏期间，处理组的总酚含量显著高于对照组，这说明葡萄糖处理能提高总酚含量（图5B）。苯丙氨酸解氨酶（L-phenylalanin ammo-nialyase，PAL）是酚类合成的一个重要的酶，其活性与酚类物质的含量有直接关系[25]。Guo Rongfang等[26]研究报道，蔗糖处理青花菜芽时，PAL活性有所增强。由此推测，葡萄糖处理可能通过增强PAL活性来提高总酚含量。

3 结 论

质量分数12%的葡萄糖处理能有效地延长青花菜的货架期，抑制L*值的上升、H值和叶绿素的下降，维持较低水平的POD活性。同时，葡萄糖处理显著提高了总酚含量和SOD、CAT活性等抗氧化酶活性，使得抗氧化能力增强。这些结果表明外源葡萄糖处理能有效延缓青花菜的衰老与黄化，延长货架期。

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