江苏省农业科学院农业设施与装备研究所李鹏霞研究员等:外源核黄素处理对上海青采后品质及抗氧化活性的影响

2024-01-08作者:来源:责任编辑:食品界 字体A+AA-

上海青(Brassica rapa subsp.chinensis)是一种重要的绿叶蔬菜,富含维生素、矿物质和硫代葡萄糖苷,而硫代葡萄糖苷及其降解产物具有抗癌作用。此外,上海青含高浓度的抗氧化成分,如抗坏血酸和多酚,对人体具有抗衰老、抗心血管疾病和抗癌作用。上海青含水量高、组织清脆,然而在收获后的呼吸和蒸腾作用过程中,水分迅速蒸发,使其容易受到机械损伤;且在采后贮存和运输过程中易发生枯萎和黄变,加剧采后损失。

核黄素(VB2)是对人类健康有益的13种必需维生素之一,其推荐的每日摄入量相对较低(0.6~1.6 mg)。因为人体本身不能合成核黄素,因此需要通过饮食摄入。核黄素重要的天然食物来源包括绿色蔬菜、肉类和奶制品。据报道,核黄素与植物对非生物胁迫的适应有关。在水果中,核黄素在病原菌控制、品质维持和调控成熟过程中发挥重要作用。除了这些中心代谢功能外,核黄素还在植物和微生物之间的相互作用中发挥作用。核黄素是美国食药局评价为一般认为安全(GRAS)的食品添加剂。鲜有研究将核黄素作为防腐剂用于上海青保鲜,鉴于此,江苏省农业科学院农业设施与装备研究所的刘雪松,李韫同,李鹏霞*等以核黄素处理上海青,研究其对上海青贮藏过程中的品质影响,以期为上海青的贮藏保鲜技术提供一定的参考。


1 不同浓度的核黄素对上海青表型的影响


20 ℃黑暗贮存4 d后,对照组叶片开始变黄,400 μmol/L和600 μmol/L处理组叶片黄化程度较低(图1A)。通过测定对照组和核黄素处理组总叶绿素含量,发现400 μmol/L核黄素处理组总叶绿素含量最高(图1B)。本研究中筛选得到的核黄素最佳使用浓度与Guhr等使用的浓度相同。因此,选择400 μmol/L的核黄素对采后上海青进行处理做后续实验。

2 核黄素处理对上海青外观品质的影响

如图2所示,对照组上海青在20 ℃贮藏第3天时叶片开始变黄,第4天时黄化更为严重,已失去商品价值。而400 μmol/L核黄素处理的上海青仅在第4天时出现轻微黄化现象。结果表明外源核黄素可以延缓上海青叶片黄化。

3 核黄素处理对上海青叶片色泽及叶绿素含量的影响

在贮存期间,对照组和核黄素处理组的L*值和b*值均增加。在贮存的第3、4天,核黄素处理组的L*值分别比对照组低约8.2%和11.3%(图3A),而处理组的b*值分别比对照组低约8.3%和19.7%(图3B)。对照组和处理组贮藏期间的h值逐渐下降,核黄素处理组贮藏第3、4天的h值分别比对照组高约1.9%和3.5%(图3C)。此外,在贮存的第3、4天,核黄素处理组的叶绿素a含量分别比对照组高29.1%和65.0%(图3D),叶绿素b含量分别比对照组高31.2%和69.5%(图3E),总叶绿素含量分别比对照组高32.2%和65.6%(图3F)。由此,核黄素处理可有效保持上海青叶片的色泽和叶绿素含量。

4 核黄素处理对上海青叶绿素代谢基因表达的影响

叶绿素分解代谢基因及衰老相关基因影响叶绿素的降解途径。SAG12是一个与植物衰老相关的标记基因,其表达量可以在很大程度上反映植物衰老的过程,与植物叶绿素降解途径有关的基因包括NYC1PPHPAOSGR1SGR2,它们负责编码叶绿素分解代谢途径中的各类酶或功能蛋白。由图4可知,核黄素处理不同程度地下调了BrSAG12BrNYC1BrPPHBrPAOBrSGR1BrSGR2的表达,与Song Liuli的研究结果类似,这表明核黄素可以通过抑制上海青中衰老相关基因和叶绿素降解基因(BrNYC1BrPPHBrPAOBrSGR1/2)的表达来延缓上海青叶片黄化。

5 核黄素处理对上海青叶表面菌落总数的影响

叶类蔬菜表面菌落总数对叶片衰老有着重要的影响。随着贮藏时间的延长,对照组和核黄素处理组菌落总数持续增加,而在贮藏的第1、2、4天,核黄素处理组的叶表面菌落总数显著低于对照组,分别低6.8%、2.5%和2.3%(图5)。因此,核黄素可以通过有效降低采后上海青叶表面菌落总数来维持其品质。

6 核黄素处理对上海青DPPH自由基清除率和MDA含量的影响

随着贮藏时间的延长,DPPH自由基清除率持续降低。然而,在贮藏的第3、4天,核黄素处理组的DPPH自由基清除率显著高于对照组,分别高5.4%和4.7%(图6A)。如图6B所示,对照组MDA含量随着贮藏时间的延长而不断增加,而核黄素处理组MDA含量几乎没有变化,第3、4天核黄素处理组MDA含量比对照组分别低14.7%和38.6%。

7 核黄素处理对上海青抗氧化酶活性和基因表达的影响

上海青叶片POD活力在贮藏期间呈持续上升趋势,在贮藏的第1、2天,核黄素处理组POD活力极显著高于对照组,分别高出11.2%和9.3%(图7A);上海青叶片的SOD活力在贮藏前3 d呈先上升趋势,第4天下降,在贮藏的第2、3天,核黄素处理组SOD活力极显著高于对照组,分别高4.1%和8.1%(图7B);上海青叶片的CAT活力在贮藏期间呈持续下降趋势,且在贮藏第3、4天时,核黄素处理组极显著高于对照组,分别高22.4%和21.6%(图7C)。综上,核黄素处理总体上可有效保持上海青叶片中较高的POD、SOD和CAT活力。BrPODBrSODBrCAT基因表达量与抗氧化酶活力变化趋势相似,核黄素处理可诱导提高BrPODBrSODBrCAT的表达(图7D~F)。结果表明,核黄素可以通过上调相应基因的表达水平来增强主要抗氧化酶的活力,从而有助于清除过量的ROS,保护上海青叶片在衰老过程中免受氧化损伤。

8 核黄素处理对上海青抗坏血酸和总酚含量的影响

如图8A所示,在整个贮藏期间,叶片中抗坏血酸含量呈下降趋势,且在贮藏第3天,核黄素处理组抗坏血酸含量比对照组高4.3%。如图8B所示,上海青叶片总酚含量在贮藏期间呈波动变化趋势,核黄素处理组总酚含量在第3、4天显著高于对照组,分别高13.7%和13.3%(图8B)。综上,核黄素处理能够提高采后上海青叶片中抗坏血酸和总酚等抗氧化物质的含量。

结论

本研究表明,外源核黄素处理延缓了采后上海青叶片的衰老并维持了其品质。核黄素处理可有效降低上海青叶绿素分解代谢相关基因(BrNYC1BrPPHBrPAOBrSGR1/2)的表达,延缓叶绿素的降解;减少上海青叶表面的菌落总数,降低病原性腐败的发生;通过上调抗氧化谢相关基因(BrPODBrSODBrCAT)的表达增强POD、SOD和CAT抗氧化酶活性,维持较高的抗氧化物质(抗坏血酸和总酚)含量,从而提高DPPH清除率并降低MDA的生成量,最终有效保持上海青采后品质。

本文《外源核黄素处理对上海青采后品质及抗氧化活性的影响》来源于《食品科学》2023年44卷第17期127-135页,作者:刘雪松,李韫同,朱俊臻,安容慧,徐晓阳,李鹏霞。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20221026-265。