葡萄糖调控芝麻菜（Eruca sativa Mill.）采后抗氧化活性机制研究
芝麻菜(Eruca Mill.)富含多种抗氧化物质,具有较强的抗氧化活性,但采后极易失水、衰老黄化、抗氧化物质降解,从而导致抗氧化品质下降。目前关于芝麻菜的研究主要集中在采前栽培技术对其品质的影响,而采后抗氧化活性研究少见报道。本实验室前期研究发现葡萄糖可以延缓绿叶蔬菜黄化衰老,维持抗氧化品质;LED红蓝复合光(54:6)处理能够延缓芝麻菜采后衰老,提高抗氧化物质含量,维持抗氧化品质。因此,本研究在前期研究基础上,研究在LED红蓝复合光照条件下,不同浓度(0、100、300、500、700、900 mmol/L)葡萄糖处理对芝麻菜采后品质(感官评价、失重率、干重率、叶绿素含量)及抗氧化特性(总黄酮、总酚、总抗坏血酸、类胡萝卜素、抗氧活性)的影响,筛选出最适宜的葡萄糖浓度;然后研究适宜的葡萄糖浓度的不同处理方式(浸泡处理和浸没处理)对芝麻菜采后品质及抗氧化特性的影响,筛选出适宜的葡萄糖处理方式;在此基础上,研究适宜葡萄糖浓度和处理方式对芝麻菜采后抗氧化物质(总黄酮、总酚、酚酸类、黄酮醇类、总硫代葡萄糖苷等)含量、抗氧化活性(FRAP、ABTS、DPPH)、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、MDA含量、苯丙烷代谢途径中关键物质代谢酶PAL、C4H和4CL的活性、抗坏血酸代谢途径中关键物质代谢酶AO、GR、DHAR、APX、GDH、Gal LDH的活性、糖代谢途径中关键物质代谢酶GK、SAI、SPS和SS的活性等的影响;最后分析关键抗氧化物质代谢途径中物质及酶的差异基因的表达水平,解析葡萄糖调控芝麻菜采后抗氧化活性机制。
研究结果如下:(1)研究不同浓度(0、100、300、500、700、900 mmol/L)葡萄糖处理对芝麻菜采后品质及抗氧化特性的影响,结果表明:500 mmol/L的葡萄糖处理能更有效地延缓芝麻菜衰老,/L葡萄糖处理的芝麻菜在第3天和第6天时,SPAD值较对照组提高了14.4%(p0.05);总叶绿素含量比对照组提高4.2%和7.4%;对照组失重率是500 mmol/L葡萄糖处理组的2.1倍和2.8倍。500 mmol/L的葡萄糖处理能更有效的提高芝麻菜的抗氧化物质含量和抗氧化能力,/L葡萄糖处理组的类胡萝卜素含量相较于对照组提高了32.5%(p0.05);总黄酮、总酚和总抗坏血酸含量分别是对照组的4.1倍、3.0倍和2.4倍;抗氧化活性测定的三种方法(FRAP法、ABTS法、DPPH法)较对照组均得到了提高。综上,500 mmol/L的葡萄糖葡萄糖能较好地保持芝麻菜采后品质及抗氧化特性。(2)基于(1)的研究结果,研究浸泡处理和浸没处理方式对芝麻菜采后品质和抗氧化特性的影响,结果表明:和对照相比,浸没处理在感官评分、干重率、叶绿素含量均有提高,干重率比对照组显著提高,失重率比对照组显著降低。
贮藏末期浸没处理样品中类胡萝卜素含量比对照组显著提高了60.2%(p0.05),总黄酮、总酚和总抗坏血酸含量显著高于对照和浸泡处理,分别是对照组的2.5倍、2.0倍和1.8倍,是浸泡处理组的1.8倍、1.7倍和1.8倍;同时,抗氧化活性也显著高于对照和浸泡处理,分别是对照组的1.8倍(FRAP法)、1.5倍(ABTS法)和2.0倍(DPPH法),是浸泡处理组的1.6倍(FRAP法)、1.5倍(ABTS法)和1.5倍(DPPH法)因此,浸没处理组能较好地维持芝麻菜贮藏期间的抗氧化物质含量和抗氧化品质。(3)根据(1)和(2)的结果,研究适宜的葡萄糖浓度(500 mmol/L)和处理方式(浸没处理)对芝麻菜采后苯丙烷代谢、抗坏血酸代谢和糖代谢途径中的抗氧化物质、抗氧化酶和抗氧化活性的影响。结果表明:和对照组相比,处理组显著维持芝麻菜采后贮藏期间总黄酮、黄酮醇、总酚、酚酸、抗坏血酸、可溶性糖、总硫代葡萄糖苷等抗氧化物质的含量;提升抗氧化酶SOD、POD、CAT的活性,减缓膜质过氧化产物MDA累积;诱导苯丙烷代谢关键酶PAL、C4H和4CL的活性,抗坏血酸代谢途径关键酶AO、GR、DHAR、APX、GDH、Gal LDH的活性,糖代谢途径关键酶GK、SAI、SPS和SS的活性;诱导芝麻菜的抗氧化活性,从而维持其抗氧化品质。
(4)为了进一步探索葡萄糖处理对采后芝麻菜抗氧化品质调控机制,研究适宜的葡萄糖浓度(500 mmol/L)和处理方式(浸没处理)对部分抗氧化酶基因BRPOD和BRCAT,苯丙烷代谢途径相关酶基因BRPAL、BRC4H、BR4CL、BRFLS和PAL-BR-1,抗坏血酸代谢途径相关酶基因BRAPX、BRAO、、BRGDH和BRGal LDH,糖代谢途径相关酶基因BRGK、BRSS-1、、和BRMG,叶绿素代谢途径中基因表达量的影响。结果表明:在贮藏第6天,处理组的BRPOD和BRCAT表达量分别是对照组的4.4倍和1.4倍;苯丙烷代谢途径中,贮藏第3天,处理组的BRC4H、PAL-BR-1、BR4CL和BRFLS基因表达量分别是对照组的28.1倍、2.8倍、3.6倍和2.8倍;抗坏血酸代谢途径中,贮藏末期处理组的BRAO、BRGDH、、BRGal LDH基因表达量分别是对照组的2.4倍、5.5倍、2.4倍和2.1倍,糖代谢途径中,贮藏末期时处理组的BRSS-1、和BRMG基因表达量是对照组的2.2倍、3.7倍和1.8倍。叶绿素代谢途径中,贮藏末期处理组的基因表达量比对照组提高72.0%(p0.05)。综上,葡萄糖维持芝麻菜采后抗氧化活性的可能机制是通过上调其抗氧化物质代谢及其相关酶基因表达,诱导其抗氧化物质累积,从而维持其抗氧化品质。
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