貯藏溫度對濰縣蘿卜肉質(zhì)根抗氧化能力的影響

韓 敏，張文娟，劉 麗，張麗娟，李媛媛

(濰坊學(xué)院 生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東省高等學(xué)校生物化學(xué)與分子生物學(xué)重點實驗室，山東 濰坊 261061)

蘿卜(RaphanussativusL.)是十字花科植物中的一種根菜類蔬菜，具有很高的營養(yǎng)價值。蘿卜中除含有豐富的膳食纖維、植物蛋白、礦物質(zhì)及碳水化合物外，還含有許多抗氧化物質(zhì)，如抗壞血酸和酚類、黃酮類、色素類物質(zhì)及抗氧化酶等[1-2]。諸多研究表明，多數(shù)抗氧化物質(zhì)均具有較強的抗氧化能力，可有效預(yù)防各種疾病，維護人類身體健康[3-5]。但蘿卜收獲后若貯藏不當極易發(fā)生失水、糠心、腐爛等現(xiàn)象，嚴重影響了其食用品質(zhì)和商品價值[6]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在濰坊學(xué)院生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院“山東省高等學(xué)校生物化學(xué)與分子生物學(xué)重點實驗室”進行，供試材料為濰縣蘿卜。

1.2 試驗設(shè)計

供試濰縣蘿卜于2018年11月中旬采收，采后當天立即運回實驗室。挑選形狀整齊、大小均勻、無機械損傷、無病蟲害的蘿卜，去纓后裝入聚乙烯保鮮袋中，每袋25個，共4袋。然后隨機選取2袋置普通房間(白天(15±2) ℃，夜間(10±2) ℃)內(nèi)進行家庭常溫貯藏模擬，剩余2袋放入冰箱冷藏室((4±1) ℃)中進行家庭低溫貯藏模擬，共貯藏40 d。

1.3 測定項目與方法

葉綠素和類胡蘿卜素含量采用乙醇提取比色法[15]測定；AsA含量采用Law等[16]的方法測定；GSH含量采用DTNB法[17]測定；花青素含量參照劉長姣等[18]的方法測定。采用試劑盒法測定原花青素、類黃酮、總酚含量及抗氧化能力(T-AOC)，試劑盒均由蘇州科銘生物技術(shù)有限公司提供。

SOD活性采用NBT還原法測定，以抑制NBT光化學(xué)還原50%所需酶量為1個SOD活性單位(U/g)[19]；POD和CAT活性用Cakmak等[20]的方法測定，以每克鮮質(zhì)量每分鐘內(nèi)吸光值OD470的變化表示POD活性(ΔOD470/(min·g))，以每克鮮質(zhì)量每分鐘內(nèi)吸光值OD240的變化表示CAT活性(ΔOD240/(min·g))；AAO活性用Pignocchi等[21]的方法測定，以每克鮮質(zhì)量每分鐘內(nèi)吸光值OD265的變化表示AAO活性(ΔOD265/(min·g))；APX、GR活性用Ahmad等[22]的方法測定，均以每克鮮質(zhì)量每分鐘內(nèi)吸光值OD290的變化表示APX和GR的活性(ΔOD290/(min·g))，MDHAR活性用Franck等[23]的方法測定，以每克鮮質(zhì)量每分鐘內(nèi)吸光值OD340的變化表示MDHAR活性(ΔOD340/(min·g))；DHAR活性用Chen等[24]的方法測定，以每克鮮質(zhì)量每分鐘內(nèi)吸光值OD265的變化表示DHAR活性(ΔOD265/(min·g))。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel和DPS軟件進行數(shù)據(jù)處理、繪圖及差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏溫度對濰縣蘿卜肉質(zhì)根H2O2含量及產(chǎn)生速率的影響

DP.低溫貯藏蘿卜皮；DR.低溫貯藏蘿卜肉；CP.常溫貯藏蘿卜皮；CR.常溫貯藏蘿卜肉。不同小寫字母表示處理間差異達0.05顯著水平。下同DP.Radish skin stored at low temperature;DR.Radish flesh stored at low temperature;CP.Radish skin stored at room temperature;CR.Radish flesh stored at room temperature.Different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level between treatments.The same below

2.2 貯藏溫度對濰縣蘿卜肉質(zhì)根抗氧化物質(zhì)的影響

2.2.1 色 素 色素除了構(gòu)成果蔬的各種顏色以外，還可以通過清除活性氧來保護細胞免受自由基的侵害，具有較強的抗氧化活性。圖2顯示，隨著貯藏時間的延長，DP中的葉綠素含量在0～10 d顯著升高，之后又顯著下降；CP中的葉綠素含量及DR中的類胡蘿卜素含量亦在0～10 d顯著升高，但之后又趨于穩(wěn)定；CR、DR中的葉綠素含量及CP中的類胡蘿卜素含量同樣在0～10 d顯著升高，在10～30 d顯著下降，之后又顯著升高；DP中的類胡蘿卜素含量在貯藏0～30 d無顯著變化，貯藏40 d時顯著升高；CR中的類胡蘿卜素含量在整個貯藏期間均無顯著變化。此外，除貯藏0和40 d以外，不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中的葉綠素含量從高到低依次均表現(xiàn)為DP>CP>DR>CR。其中在貯藏20 d時，DP中的葉綠素含量分別較CP、DR和CR高3.59%，113.89%和162.50%。

由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，DP、CP、DR、CR中的原花青素含量均在貯藏20 d時達到最低值，之后又顯著升高；DP、CP中的花青素含量亦在貯藏20 d時達到最低值，但之后又趨于平緩；而DR、CR中的花青素含量在整個貯藏期間均無顯著變化。且整個貯藏期間，不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮中的花青素和原花青素含量均高于蘿卜肉質(zhì)根肉。

圖2 不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中葉綠素、類胡蘿卜素、花青素和原花青素含量的變化Fig.2 Changes in contents of chlorophyll,carotenoid,anthocyanins and procyanidins in skin and flesh of Weixian radish taproots at two different temperatures

2.2.2 AsA、GSH、類黃酮和總酚 AsA、GSH作為植物體內(nèi)重要的抗氧化物質(zhì)，在維持蛋白質(zhì)穩(wěn)定性及防御膜脂過氧化中發(fā)揮著重要作用。從圖3可以看出，濰縣蘿卜肉質(zhì)根中的AsA和GSH含量以DP最高，其次為CP，CR最低。隨著貯藏時間的延長，DR、CP和CR中的AsA和GSH含量及DP中的GSH含量整體上均呈先下降后升高的變化趨勢，而DP中AsA含量的變化趨勢則正好相反，整體呈先升高后下降趨勢；且除DP以外，CP、DR和CR中的AsA和GSH含量均在貯藏10或20 d時達到最低值。

酚類、黃酮類物質(zhì)除本身具有較強的抗氧化能力以外，還可以顯著增強AsA、維生素E和類胡蘿卜素等的抗氧化能力。圖3表明，隨著貯藏時間的延長，DP、CP、DR和CR中的總酚含量及CR中的類黃酮含量均呈先下降后升高的變化趨勢；而DP、CP和DR中類黃酮含量的變化趨勢均呈先升高后下降又升高的變化趨勢。此外，不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮中的類黃酮(20 d除外)和總酚含量均顯著高于蘿卜肉，貯藏20 d時，DP、CP、DR及CR中的總酚含量分別為2.70，2.47，2.14和1.86 mg/g。

圖3 不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中AsA、GSH、類黃酮和總酚含量的變化Fig.3 Changes in contents of AsA,GSH,flavonoids and total phenol in skin and flesh of Weixian radish taproots at two different temperatures

2.3 貯藏溫度對濰縣蘿卜肉質(zhì)根抗氧化酶活性的影響

2.3.1 SOD、POD、CAT和GR活性 抗氧化酶是果蔬體內(nèi)重要的保護酶，可有效清除果蔬體內(nèi)的活性氧自由基，維持活性氧代謝的平衡，從而有效延緩其衰老。圖4表明，在不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根的皮和肉中，其SOD活性均在貯藏10 d時顯著升高，20 d時又顯著下降，30 d時又顯著升高，其后又顯著下降。DP中的POD活性在貯藏10 d時顯著升高，20 d時顯著下降，之后又顯著升高；CP、DR及CR中的POD活性則在貯藏0～20 d時顯著下降，之后又緩慢升高。且除貯藏0和40 d以外，均以DP中的SOD、POD活性最高，以CR中的SOD、POD活性最低。其中在貯藏20 d時，DP中的SOD活性分別較CP、DR和CR高19.05%，44.07%和68.41%。

圖4顯示，隨著貯藏時間的延長，不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中的GR活性均在貯藏20 d達到最低點，之后又顯著增加，在貯藏20 d時，DP中的GR活性分別較貯藏0 和40 d時低47.08%和94.18%。不同貯藏溫度下，濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中的CAT活性隨貯藏時間的延長整體則呈先下降后升高又下降的變化趨勢，且均在貯藏10 d時達到最低值，于貯藏20 或30 d時達到最高值。

圖4 不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中SOD、POD、CAT和GR活性的變化Fig.4 Changes in enzyme activities of SOD,POD,CAT and GR in skin and flesh of Weixian radish taproots at two different temperatures

2.3.2 APX、AAO、DHAR和MDHAR活性 圖5顯示，不同貯藏溫度下，濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中的APX活性整體上呈顯著下降趨勢。貯藏40 d時，DP、CP、DR及CR中的APX活性分別較貯藏0 d時低12.81%，33.39%，29.42%和47.63%；不同貯藏溫度下，濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中的AAO活性在貯藏20或30 d達到最大值后又顯著下降。此外，不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮中的APX活性顯著高于蘿卜肉，而AAO活性則顯著低于蘿卜肉。

圖5 不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中APX、AAO、DHAR和MDHAR活性的變化Fig.5 Changes in enzyme activities of APX,AAO,DHAR and MDHAR in skin and flesh of Weixian radish taproots at two different temperatures

從圖5還可以得出，不同貯藏溫度下，濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮中的MDHAR(40 d除外)及DHAR活性均高于蘿卜肉。貯藏20 d時，DP、CP、DR及CR中的MDHAR活性分別為3.775，3.121，2.732和1.943 ΔOD340/(min·g)，DHAR活性分別為2.217，1.434，0.931和0.870 ΔOD265/(min·g)。此外，隨著貯藏時間的延長，不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中的MDHAR活性均呈先下降后升高又下降的變化趨勢，而DHAR活性的變化趨勢則正好相反，即均呈先升高后下降又升高的變化趨勢。

2.4 貯藏溫度對濰縣蘿卜肉質(zhì)根抗氧化能力的影響

采用T-AOC法對濰縣蘿卜肉質(zhì)根的抗氧化能力進行分析，結(jié)果見圖6。圖6顯示，隨著貯藏時間的延長，DP的抗氧化能力在貯藏前期(0～30 d)顯著升高，之后又顯著下降；CP、DR及CR則正好相反，在貯藏前期(0～20 d)顯著下降，之后又顯著升高。此外，除0 d以外，整個貯藏期間均以DP的抗氧化能力最高，其次為CP，以CR的抗氧化能力最低。

圖6 不同貯藏方式下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中抗氧化能力的變化Fig.6 Changes in antioxidant capacity in skin and flesh of Weixian radish taproots at two different temperatures

2.5 濰縣蘿卜肉質(zhì)根H2O2含量產(chǎn)生速率及抗氧化能力與各抗氧化成分間的相關(guān)性

表1 濰縣蘿卜肉質(zhì)根H2O2含量產(chǎn)生速率及抗氧化能力與各抗氧化成分的相關(guān)關(guān)系Table 1 Correlation coefficient between H2O2 oproduction rate,antioxidant capacity and antioxidant components in Weixian radish taproots

3 討論與結(jié)論

抗氧化物質(zhì)在清除植物體內(nèi)活性氧的過程中發(fā)揮著重要作用[30]。Goyeneche等[31]研究發(fā)現(xiàn)，紅蘿卜根和葉中的抗氧化物質(zhì)(AsA、總酚、類黃酮等)含量存在顯著差異。張皓月等[12]的研究亦發(fā)現(xiàn)，青蘿卜和紅蘿卜根皮和葉柄中的類黃酮、總酚、葉綠素、類胡蘿卜素、花青素、原花青素含量均顯著高于根肉。本研究發(fā)現(xiàn)，在不同貯藏方式下，除極個別情況以外，整體均以濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮中的AsA、GSH、類黃酮、總酚、葉綠素、類胡蘿卜素、花青素、原花青素含量顯著高于蘿卜肉。這可能是因為蘿卜皮作為阻擋病蟲害入侵蘿卜內(nèi)部的屏障，積累的抗氧化物質(zhì)越多，抗氧化能力越強，抗逆性亦越強。本研究還發(fā)現(xiàn)，不同貯藏方式下，整體上以低溫貯藏下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮或肉中的葉綠素、總酚、AsA、GSH等多種抗氧化物質(zhì)的含量顯著高于常溫貯藏，說明低溫貯藏可有效維持濰縣蘿卜肉質(zhì)根的高抗氧化物質(zhì)含量，從而有效延長蘿卜的貯藏期。此外，在本研究中，不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中各抗氧化物質(zhì)含量的變化趨勢雖明顯不同，但大多數(shù)抗氧化物質(zhì)含量均在貯藏前期(0～20 d)顯著下降，這可能是導(dǎo)致蘿卜貯藏前期快速失水、糠心的原因之一，具體機制還有待進一步研究。

抗氧化酶在果蔬采后貯藏保鮮中發(fā)揮著重要作用[32]。SOD是活性氧清除系統(tǒng)中非常重要的組成成員，可催化超氧陰離子自由基歧化生成氧和過氧化氫[33]。POD、CAT及抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)中的相關(guān)代謝酶(APX、GR、DHAR、MDHAR)在清除過氧化氫過程中均發(fā)揮著十分重要的作用[34-35]。AAO作為一種含銅的酶，可將抗壞血酸氧化生成水和脫氫抗壞血酸，從而加速采后果蔬的后熟及衰老[36-37]。此外，諸多研究表明，抗氧化酶的活性與貯藏溫度密切相關(guān)[28,38]。本研究中，不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中SOD、POD、CAT、GR、APX、AAO、MDHAR及DHAR等抗氧化酶活性的變化趨勢雖然不同，但均在蘿卜貯藏保鮮中發(fā)揮了十分重要的作用。本研究顯示，同抗氧化物質(zhì)相似，不同貯藏方式下，一方面整體上以低溫貯藏下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉中的SOD、APX及MDHAR等多種抗氧化酶的活性顯著高于常溫貯藏，AAO的活性顯著低于常溫貯藏，說明低溫可有效維持蘿卜肉質(zhì)根中高的抗氧化酶活性，從而使其貯藏期更長。另一方面，同樣整體上以濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮中的多種抗氧化酶活性顯著高于蘿卜肉，AAO活性顯著低于蘿卜肉。說明與蘿卜肉相比，蘿卜皮的抗逆性更強。

Murcia等[39]研究了25種蔬菜(蘿卜、黃瓜、茄子等)加工及冷凍前后的抗氧化能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與新鮮蔬菜相比，加工蔬菜(罐頭)及冷凍蔬菜(4 ℃，冷藏7 d)的抗氧化能力均顯著下降，且加工蔬菜抗氧化能力下降的幅度顯著高于冷凍蔬菜。本研究中，一方面，隨著貯藏時間的不斷延長，不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉的抗氧化能力均呈先下降后升高的變化趨勢。說明貯藏前期(0～20 d)蘿卜肉質(zhì)根抗氧化能力顯著下降，這可能是由于蘿卜貯藏期間失水、糠心等原因所導(dǎo)致，因此蘿卜采摘后應(yīng)盡快食用；貯藏后期(20～40 d)蘿卜肉質(zhì)根抗氧化能力又顯著升高，這可能是由于伴隨蘿卜肉質(zhì)根失水、糠心的不斷加劇，致使蘿卜肉質(zhì)根產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。另一方面，低溫貯藏下濰縣蘿卜肉質(zhì)根皮和肉的抗氧化能力均顯著高于常溫貯藏(0和40 d除外)，說明低溫貯藏可有效維持蘿卜的抗氧化能力，從而延長其貯藏期。這與Li等[11]在蘿卜芽苗菜中的研究結(jié)果一致。本研究還發(fā)現(xiàn)，不同貯藏溫度下濰縣蘿卜肉質(zhì)根肉的抗氧化能力均低于蘿卜皮，這亦可能是蘿卜肉更易糠心、更不耐貯藏的原因之一。