乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花活性成分和抗氧化活性的影響

王慧倩，鄭 聰，王華東，王 靜，鄭永華*

乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花活性成分和抗氧化活性的影響

王慧倩，鄭 聰，王華東，王 靜，鄭永華*

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

研究乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花總酚、總黃酮、總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素等活性成分含量及抗氧化活性的影響。先將花球在20 ℃條件下分別用體積分數(shù)為2%、5%、10%、20%乙醇溶液熏蒸處理6 h，再切割成小花并在10 ℃條件下貯藏。結(jié)果表明，10%乙醇溶液熏蒸處理可以顯著延長鮮切西蘭花的貨架期、提高總酚和總黃酮含量、延緩總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素含量下降，并可有效保持較高的DPPH（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl）自由基清除能力和還原力，提高其清除超氧陰離子自由基和羥自由基能力，從而延緩西蘭花采后衰老、保持較高的抗氧化活性。同時發(fā)現(xiàn)，總酚、總黃酮和蘿卜硫素含量與DPPH自由基清除能力存在極顯著的正相關(guān)性。這些結(jié)果表明乙醇熏蒸處理在鮮切西蘭花保鮮中具有較好的應(yīng)用前景。

鮮切西蘭花；乙醇熏蒸處理；活性成分；抗氧化活性

西蘭花亦稱青花菜、綠菜花，富含VC、類黃酮、硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素等活性成分，具有抗氧化、延緩衰老和抗癌等功效[1-3]，被譽為“蔬菜皇后”。西蘭花的花球組織結(jié)構(gòu)非常適合于鮮切菜加工，但切割后的西蘭花由于受到機械損傷，其呼吸強度加大，花蕾的衰老黃化加速，同時促進病原微生物的生長，導(dǎo)致商品性降低，貨架期縮短，從而限制了鮮切西蘭花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，如何延緩花蕾的黃化，是延長鮮切西蘭花貨架期的關(guān)鍵和迫切需要解決的問題[4]。

近年來的研究表明，適當?shù)耐庠匆掖继幚砭哂袦p少果蔬生理病害、延緩組織衰老和抑制葉綠素降解等作用，對鮮切芒果、茄子、櫻桃和蘋果等都有較好的保鮮效果[5-8]。鮮切后的西蘭花采用外源乙醇處理，能提高抗氧化酶活性、抑制乙烯釋放量、延緩葉綠體結(jié)構(gòu)的解體等[9-10]，從而延緩黃化，延長貨架期。但鮮切前乙醇預(yù)處理對鮮切西蘭花活性成分、抗氧化活性及貨架期的影響尚未見報道。因此本實驗研究了乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花總酚、總黃酮、總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素等活性成分含量及抗氧化活性的影響，探討乙醇熏蒸處理提高鮮切西蘭花營養(yǎng)品質(zhì)的作用，為乙醇熏蒸處理在鮮切西蘭花貨架保鮮中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

“超大1號”西蘭花為南京六合區(qū)竹鎮(zhèn)鎮(zhèn)正常栽培，采收時選取大小均勻、花球緊實的西蘭花。采收后的西蘭花花球表面覆冰預(yù)冷，2 h內(nèi)運回實驗室。

濃鹽酸、濃硫酸、甲醇 南京化學(xué)試劑有限公司；硫酸亞鐵、鐵氰化鉀 西隴化工股份有限公司；鄰苯三酚、亞鐵氰化鉀 廣東光華化工廠有限公司；1,1-二苯基-二苦基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、Follin試劑、黑芥子酶 美國Sigma公司；乙腈、甲酸均為國產(chǎn)色譜純；無水乙醇、丙酮、硝酸鋁、碳酸鈉、三氯化鐵、三氯甲烷均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

CR-400色差儀 日本Minota公司；GL-20G-H型冷凍離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠；UV-1600型分光光度計 上海美譜達儀器有限公司；FA1104N電子天平上海精密科學(xué)儀器有限公司；1100型高效液相色譜 美國安捷倫公司；RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 材料處理

在乙醇處理適宜體積分數(shù)篩選實驗中，將挑選好的西蘭花花球隨機分成5 組，分別放入體積為50 cm×30 cm×20 cm的密閉塑料箱中，在20 ℃條件下用體積分數(shù)為2%、5%、10%、20%的乙醇熏蒸處理6 h，每個體積分數(shù)12 個花球，重復(fù)3 次。處理結(jié)束后通風(fēng)1 h，將西蘭花花球切分成直徑3～4 cm、莖梗2～3 cm的小花，用聚乙烯塑料盒（20 cm×12 cm×8 cm）分裝，于10 ℃貯藏并測定其貨架期。后續(xù)實驗中，研究了不同體積分數(shù)乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花活性成分和抗氧化活性的影響。將挑選后的西蘭花隨機分成2 組，處理組花球在20 ℃條件下用乙醇熏蒸6 h，對照組在20 ℃條件下密閉6 h。處理結(jié)束后，將花球通風(fēng)1 h后切割。將鮮切后的小花分裝于塑料盒中，置于10 ℃貯藏10 d，貯藏期間每隔2 d取樣進行分析測定。

1.3.2 測定方法

1.3.2.1 貨架期的測定

參考Ku等[11]的方法，采用感官評定，以花蕾黃化面積達到30%的時間作為貨架期。

1.3.2.2 總酚和總黃酮含量的測定

總酚含量的測定參照Slinkard等[12]Folin-Ciocalteau試劑比色法。吸取20 μL提取液，加入180 μL H2O，1 mL Folion-Ciocalteu試劑，再加入0.8 mL質(zhì)量濃度為75 g/L的Na2CO3溶液?；旌衔镌?0 ℃條件下反應(yīng)1 h，于765 nm波長處測定吸光度，以沒食子酸做標準曲線。

總黃酮含量測定采用NaNO2-Al(NO3)3比色法并略作修改[13]。吸取1 mL提取液，加入1 mL體積分數(shù)70%乙醇、0.3 mL質(zhì)量分數(shù)5%的NaNO2溶液，混勻，再加入質(zhì)量分數(shù)10%的Al(NO3)3溶液0.3 mL，室溫條件下放置3 min后加入2 mL質(zhì)量分數(shù)4%的NaOH溶液，10 min后在510 nm波長處測定吸光度。以蘆丁做標準曲線。

1.3.2.3 總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素含量的測定

總硫代葡萄糖苷含量的測定參照Heaney等[14]方法略加改動，采用苯酚-硫酸法[15]，以葡萄糖做標準曲線。

蘿卜硫素含量參照Liang Hao等[16]的方法略加修改。稱取0.2 g凍樣西蘭花，加入2 mL 0.5 U/mL黑芥子酶、1 mL超純水，用液氮研磨，再在旋渦儀上混合成勻漿，酶解30 min。勻漿中加入5 mL二氯甲烷，1 g無水硫酸鈉，12 000×g離心10 min后，得到二氯甲烷相。二氯甲烷相在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀30 ℃條件下完全蒸干，用1 mL乙腈溶解殘渣，然后0.22 μm的微孔濾膜過濾、封口，置于-20 ℃條件下保存直至高效液相色譜分析。高效液相色譜儀（Agilent series 1100）由以下幾個部分組成：在線脫氣裝置（G1379A）、四元泵（G1311A）、柱溫箱（G1316A）和紫外檢測器（G1314A）。樣品量20 μL，在30 ℃條件下通過Kromasil C18柱（250 mm×4.6 mm，5μm）分離，流動相為超純水和乙腈，流速為1 mL/min。流動相梯度為前10 min 20%乙腈，然后變?yōu)?0%乙腈至第13分鐘，最后變?yōu)?00%乙腈沖洗柱子2 min。檢測波長為254 nm。

采用外標法定量，精確稱取5 mg蘿卜硫素標準品用乙腈定容至10 mL容量瓶，配成標準液母液。分別準確移取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 mL于10 mL容量瓶中，用乙腈定容，分別進樣兩次。

1.3.2.4 超氧陰離子自由基清除能力測定

采用鄰苯三酚自氧化法[17]進行測定。取0.05 mol/L pH 8.2的Tris-HCl緩沖液4.5 mL，25 ℃水浴20 min，分別加入1 mL提取液和0.4 mL 25 mmol/L的鄰苯三酚溶液，混勻后于25 ℃水浴5 min，加入8 mol/L HCl溶液1.0 mL終止反應(yīng)，以Tris-HCl 緩沖液作參比，在299 nm波長處測定吸光度，計算清除率。

1.3.2.5 羥自由基清除能力測定

參考林建原等[18]方法加以改進。取1 mL提取液，再加入9 mmol/mL硫酸亞鐵溶液和1 mL 9 mmol/L水楊酸-乙醇溶液，最后加入1 mL 8.8 mol/L過氧化氫溶液，35 ℃水浴35 min，于510 nm波長處測定吸光度，計算其清除率。

1.3.2.6 DPPH自由基清除力和總還原力測定

DPPH自由基清除能力的測定參照Soengas等[19]方法，結(jié)果以清除百分率表示。

總還原力的測定參照Kumaran等[20]方法，結(jié)果以三氯化鐵反應(yīng)液在700 nm波長處吸光度表示，吸光度越大，則說明還原能力越強，抗氧化能力越弱。

1.4 數(shù)據(jù)處理

以上指標均用3 個重復(fù)樣品測定，結(jié)果采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理分析，用鄧肯多重比較方法進行差異顯著性分析，5%為顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同體積分數(shù)乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花貨架期的影響

小花的黃化是限制鮮切西蘭花貨架貯藏的主要因素。如圖1所示，在2%～10%體積分數(shù)范圍內(nèi)，隨著乙醇體積分數(shù)的提高，西蘭花的黃化受到明顯抑制，貨架期隨之延長，其中10%乙醇處理效果最好，在10 ℃條件下的貨架期可達12 d；但高體積分數(shù)（20%）乙醇處理反而促進西蘭花的黃化，貨架期隨之縮短。因此，研究10%乙醇處理對鮮切西蘭花活性成分及抗氧化活性的影響。

圖1 不同體積分數(shù)乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花貨架期的影響Fig.1 Effect of ethanol volume fraction on the shelf-life of fresh-cut broccoli florets

2.2 乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花中總酚和總黃酮含量的影響

西蘭花富含總酚和總黃酮等酚類化合物而具有較強的抗氧化能力。如圖2所示，鮮切西蘭花在貯藏過程中其總酚和總黃酮含量均呈先上升后下降趨勢，于第6天時達到峰值，乙醇處理組的總酚和總黃酮峰值含量分別為1.355 mg/g和0.785 mg/g，顯著高于對照組的1.309 mg/g和0.752 mg/g（P＜0.05）。在整個貯藏期間，乙醇處理組的總酚和總黃酮含量都高于對照組。

圖2 乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花中總酚（a）和總黃酮（b）含量的影響Fig.2 Effect of ethanol pretreatment on the contents of total phenols (a) and total flavonoid (b) in fresh-cut broccoli florets

2.3 乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花中總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素質(zhì)量摩爾濃度的影響

圖3 乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花總硫代葡萄糖苷（a）和蘿卜硫素（b）質(zhì)量摩爾濃度的影響Fig.3 Effect of ethanol pretreatment on the contents of total glucosinolate (a) and sulforaphane (b) in fresh-cut broccoli florets

硫代葡萄糖苷是西蘭花中最重要的活性成分，其降解產(chǎn)物——蘿卜硫素具有很強的抗癌功效[3]。從圖3可見，鮮切西蘭花在貯藏中總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素含量呈下降趨勢，乙醇處理可延緩二者含量的下降，貯藏10 d后處理組的總硫代葡萄糖苷質(zhì)量摩爾濃度為0.411 μmol/g，顯著高于對照組的0.341 μmol/g，而處理組的蘿卜硫素含量是對照組的1.82 倍。

2.4 乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花抗氧化能力的影響

圖4 乙醇熏蒸處理對鮮切西蘭花對DPPH自由基（a）、超氧陰離子自由基（b）、羥自由基(c)清除能力和還原力(d))的影響Fig.4 Effect of ethanol pretreatment on antioxidant properties of fresh-cut broccoli florets

DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基清除能力和還原能力是評價體外抗氧化能力的重要指標。如圖4顯示，在貯藏期間，鮮切西蘭花中DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基清除能力和還原力總體都呈先上升后下降趨勢，這與總酚和總黃酮含量的變化趨勢相似。乙醇處理顯著促進了這些自由基清除能力和還原力在前期的上升，延緩后期的下降（P＜0.05）。在整個貯藏期間，乙醇處理組的DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基清除能力和還原力都顯著高于對照組（P＜0.05）。

2.5 鮮切西蘭花中活性成分與抗氧化能力的相關(guān)性分析一般來說，果蔬中的抗氧化物質(zhì)主要是酚類物質(zhì)。為了探討鮮切西蘭花抗氧化能力與總酚、總黃酮及總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素含量的關(guān)系，對4 種活性物質(zhì)含量測定結(jié)果及不同方法測得抗氧化能力結(jié)果作了相關(guān)性分析。如表1所示，總酚含量與總還原力（P＜0.01，R=0.960）、總酚含量與DPPH自由基清除能力（P＜0.01，R=0.747）、總黃酮含量與總還原力（P＜0.01，R=0.885）的相關(guān)性最高，呈極顯著相關(guān)?？傸S酮含量與DPPH自由基清除能力（P＜0.05，R=0.739）、總硫代葡萄糖苷含量與DPPH自由基清除能力（P＜0.05，R=0.620）、蘿卜硫素含量與超氧陰離子自由基清除能力（P＜0.05，R=0.658）、蘿卜硫素含量與總還原力（P＜0.05，R=0.540）呈顯著相關(guān)。由此可知，總酚、總黃酮和蘿卜硫素在鮮切西蘭花抗氧化能力方面發(fā)揮著重要作用，尤以總酚的作用最為突出，其次是總黃酮與蘿卜硫素，而總硫代葡萄糖苷與西蘭花的抗氧化能力相關(guān)性較小。

表1 鮮切西蘭花中活性成分含量與抗氧化活性的相關(guān)分析Table 1 Correlation analysis between four antioxidant properties and the contents of active compounds in fresh-cut broccoli florets

3 討論與結(jié)論

花蕾黃化抑制西蘭花采后流通，如何延緩花蕾的黃化是西蘭花保鮮首先要解決的問題。Xu Feng等[21]的研究發(fā)現(xiàn)，采用乙醇處理能顯著抑制西蘭花花球葉綠素降解，從而延緩黃化。在蔞蒿上的研究也發(fā)現(xiàn)，乙醇處理可顯著抑制其葉綠素的降解，從而保持商品性[22]。本研究發(fā)現(xiàn)，西蘭花花球用體積分數(shù)2%～10%乙醇預(yù)處理后再作切割加工，能顯著延緩花蕾的黃化，延長鮮切西蘭花的貨架期，以10%乙醇處理效果最好。乙醇處理延緩西蘭花花蕾的黃化，可能與其抑制葉綠素降解相關(guān)酶的活性和基因表達有關(guān)[21,23]。本研究還發(fā)現(xiàn)20%乙醇處理反而促進花蕾的黃化，縮短貨架期，這可能與高體積分數(shù)乙醇破壞了細胞膜結(jié)構(gòu)，從而促成葉綠素的降解有關(guān)[24]。

多酚、黃酮以及硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素等是西蘭花中重要的生物活性物質(zhì)，它們不僅具有自由基清除能力和抗氧化特性，還具有抑菌、降血壓和預(yù)防癌癥等多種生理功能[1-3]。長期以來，對西蘭花的保鮮主要偏重于保持其綠色和商品性，而對其活性成分變化的影響研究較少。如何通過各種采后處理來保持甚至提高西蘭花中的活性成分，對人類營養(yǎng)和健康具有重要意義。已有研究表明，乙醇能夠調(diào)控植物的次生代謝反應(yīng)，促進越橘莓[25]、葡萄[26]和楊梅[27]果實中酚類物質(zhì)和花色苷的合成與積累，從而提高這些果實的抗氧化活性。采用外源蔗糖處理也可促進西蘭花種芽中花色苷和硫代葡萄糖苷的積累[28]。在本研究中，10%乙醇熏蒸處理誘導(dǎo)了鮮切西蘭花中總酚和總黃酮的積累，同時保持較高的DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基清除能力和還原力。統(tǒng)計分析表明，總酚和總黃酮含量與DPPH自由基清除能力存在極顯著的正相關(guān)性。這些結(jié)果表明，乙醇可以通過促進酚類和黃酮類物質(zhì)的合成來提高抗氧化活性，從而提高西蘭花的營養(yǎng)價值。但乙醇促進酚類和黃酮類物質(zhì)積累的機理還不清楚，尚待進一步研究。

由此可得出如下結(jié)論：10%乙醇熏蒸處理可顯著抑制在10 ℃貯藏條件下鮮切西蘭花的黃化，延長其貨架期，因而乙醇處理在鮮切西蘭花保鮮中具有較好的應(yīng)用前景；10%乙醇熏蒸處理可有效提高10 ℃貯藏條件下的鮮切西蘭花總酚和總黃酮含量，延緩總硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素含量下降，保持較高的DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基清除能力和還原力，從而保持較高的抗氧化活性和營養(yǎng)價值。

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Effect of Pretreatment with Ethanol on Bioactive Compounds and Antioxidant Activity in Fresh-Cut Broccoli Florets

WANG Hui-qian, ZHENG Cong, WANG Hua-dong, WANG Jing, ZHENG Yong-hua*
(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

The effect of ethanol vapor treatment on bioactive compounds, such as total phenols, flavonoids, total glucosinolates and sulforaphane, and antioxidant activity of fresh-cut broccoli florets was investigated. The broccoli heads were pretreated with 2%, 5%, 10% or 20% ethanol vapor at 20 ℃ for 6 h, then cut into small florets and stored at 10 ℃for 10 days. The results showed that pretreatment with 10% ethanol significantly prolonged the shelf life of fresh-cut broccoli, increased the contents of total phenols and flavonoids, delayed the decrease in the contents of total glucosinolates and sulforaphane. This treatment also effectively maintained higher DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) free radical scavenging activity and reducing power, improved superoxide anion and hydroxyl free radical scavenging ability, thereby delaying postharvest senescence and maintaining higher antioxidant activity of fresh-cut broccoli florets. Meanwhile, it was found that there was a significant positive relationship between the contents of total phenols, flavonoids, glucosinolates and DPPH free radical scavenging activity. These results demonstrate that ethanol treatment may be a promising method to extend the shelflife and maintain the nutritional quality of fresh-cut broccoli.

fresh-cut broccoli; ethanol vapor treatment; bioactive components; antioxidant activity

TS255.3

A

1002-6630（2014）16-0250-05

10.7506/spkx1002-6630-201416048

2013-12-20

江蘇高校優(yōu)秀學(xué)科建設(shè)工程項目（PAPD）

王慧倩（1989—），女，碩士研究生，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工。E-mail：2011108075@njau.edu.cn

*通信作者：鄭永華（1963—），男，教授，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工。E-mail：zhengyh@njau.edu.cn