葡萄糖調控芝麻菜（Eruca sativa Mill.）采後抗氧化活性機制研究
芝麻菜(Eruca Mill.)富含多種抗氧化物質,具有較強的抗氧化活性,但采後極易失水、衰老黃化、抗氧化物質降解,從而導緻抗氧化品質下降。目前關于芝麻菜的研究主要集中在采前栽培技術對其品質的影響,而采後抗氧化活性研究少見報道。本實驗室前期研究發現葡萄糖可以延緩綠葉蔬菜黃化衰老,維持抗氧化品質;LED紅藍複合光(54:6)處理能夠延緩芝麻菜采後衰老,提高抗氧化物質含量,維持抗氧化品質。因此,本研究在前期研究基礎上,研究在LED紅藍複合光照條件下,不同濃度(0、100、300、500、700、900 mmol/L)葡萄糖處理對芝麻菜采後品質(感官評價、失重率、幹重率、葉綠素含量)及抗氧化特性(總黃酮、總酚、總抗壞血酸、類胡蘿蔔素、抗氧活性)的影響,篩選出最适宜的葡萄糖濃度;然後研究适宜的葡萄糖濃度的不同處理方式(浸泡處理和浸沒處理)對芝麻菜采後品質及抗氧化特性的影響,篩選出适宜的葡萄糖處理方式;在此基礎上,研究适宜葡萄糖濃度和處理方式對芝麻菜采後抗氧化物質(總黃酮、總酚、酚酸類、黃酮醇類、總硫代葡萄糖苷等)含量、抗氧化活性(FRAP、ABTS、DPPH)、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、MDA含量、苯丙烷代謝途徑中關鍵物質代謝酶PAL、C4H和4CL的活性、抗壞血酸代謝途徑中關鍵物質代謝酶AO、GR、DHAR、APX、GDH、Gal LDH的活性、糖代謝途徑中關鍵物質代謝酶GK、SAI、SPS和SS的活性等的影響;最後分析關鍵抗氧化物質代謝途徑中物質及酶的差異基因的表達水平,解析葡萄糖調控芝麻菜采後抗氧化活性機制。
研究結果如下:(1)研究不同濃度(0、100、300、500、700、900 mmol/L)葡萄糖處理對芝麻菜采後品質及抗氧化特性的影響,結果表明:500 mmol/L的葡萄糖處理能更有效地延緩芝麻菜衰老,/L葡萄糖處理的芝麻菜在第3天和第6天時,SPAD值較對照組提高了14.4%(p0.05);總葉綠素含量比對照組提高4.2%和7.4%;對照組失重率是500 mmol/L葡萄糖處理組的2.1倍和2.8倍。500 mmol/L的葡萄糖處理能更有效的提高芝麻菜的抗氧化物質含量和抗氧化能力,/L葡萄糖處理組的類胡蘿蔔素含量相較于對照組提高了32.5%(p0.05);總黃酮、總酚和總抗壞血酸含量分别是對照組的4.1倍、3.0倍和2.4倍;抗氧化活性測定的三種方法(FRAP法、ABTS法、DPPH法)較對照組均得到了提高。綜上,500 mmol/L的葡萄糖葡萄糖能較好地保持芝麻菜采後品質及抗氧化特性。(2)基于(1)的研究結果,研究浸泡處理和浸沒處理方式對芝麻菜采後品質和抗氧化特性的影響,結果表明:和對照相比,浸沒處理在感官評分、幹重率、葉綠素含量均有提高,幹重率比對照組顯著提高,失重率比對照組顯著降低。
貯藏末期浸沒處理樣品中類胡蘿蔔素含量比對照組顯著提高了60.2%(p0.05),總黃酮、總酚和總抗壞血酸含量顯著高于對照和浸泡處理,分别是對照組的2.5倍、2.0倍和1.8倍,是浸泡處理組的1.8倍、1.7倍和1.8倍;同時,抗氧化活性也顯著高于對照和浸泡處理,分别是對照組的1.8倍(FRAP法)、1.5倍(ABTS法)和2.0倍(DPPH法),是浸泡處理組的1.6倍(FRAP法)、1.5倍(ABTS法)和1.5倍(DPPH法)因此,浸沒處理組能較好地維持芝麻菜貯藏期間的抗氧化物質含量和抗氧化品質。(3)根據(1)和(2)的結果,研究适宜的葡萄糖濃度(500 mmol/L)和處理方式(浸沒處理)對芝麻菜采後苯丙烷代謝、抗壞血酸代謝和糖代謝途徑中的抗氧化物質、抗氧化酶和抗氧化活性的影響。結果表明:和對照組相比,處理組顯著維持芝麻菜采後貯藏期間總黃酮、黃酮醇、總酚、酚酸、抗壞血酸、可溶性糖、總硫代葡萄糖苷等抗氧化物質的含量;提升抗氧化酶SOD、POD、CAT的活性,減緩膜質過氧化産物MDA累積;誘導苯丙烷代謝關鍵酶PAL、C4H和4CL的活性,抗壞血酸代謝途徑關鍵酶AO、GR、DHAR、APX、GDH、Gal LDH的活性,糖代謝途徑關鍵酶GK、SAI、SPS和SS的活性;誘導芝麻菜的抗氧化活性,從而維持其抗氧化品質。
(4)為了進一步探索葡萄糖處理對采後芝麻菜抗氧化品質調控機制,研究适宜的葡萄糖濃度(500 mmol/L)和處理方式(浸沒處理)對部分抗氧化酶基因BRPOD和BRCAT,苯丙烷代謝途徑相關酶基因BRPAL、BRC4H、BR4CL、BRFLS和PAL-BR-1,抗壞血酸代謝途徑相關酶基因BRAPX、BRAO、、BRGDH和BRGal LDH,糖代謝途徑相關酶基因BRGK、BRSS-1、、和BRMG,葉綠素代謝途徑中基因表達量的影響。結果表明:在貯藏第6天,處理組的BRPOD和BRCAT表達量分别是對照組的4.4倍和1.4倍;苯丙烷代謝途徑中,貯藏第3天,處理組的BRC4H、PAL-BR-1、BR4CL和BRFLS基因表達量分别是對照組的28.1倍、2.8倍、3.6倍和2.8倍;抗壞血酸代謝途徑中,貯藏末期處理組的BRAO、BRGDH、、BRGal LDH基因表達量分别是對照組的2.4倍、5.5倍、2.4倍和2.1倍,糖代謝途徑中,貯藏末期時處理組的BRSS-1、和BRMG基因表達量是對照組的2.2倍、3.7倍和1.8倍。葉綠素代謝途徑中,貯藏末期處理組的基因表達量比對照組提高72.0%(p0.05)。綜上,葡萄糖維持芝麻菜采後抗氧化活性的可能機制是通過上調其抗氧化物質代謝及其相關酶基因表達,誘導其抗氧化物質累積,從而維持其抗氧化品質。
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