食用色素染色月季切花的瓶插衰老分析及安全性評價

杜婷婷，王 雪，裴芳麗，張晶晶，邵玉濤，裴海霞

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭 014010)

月季(Rosahybrida)，薔薇科薔薇屬植物。月季切花，俗稱玫瑰花，其作為世界四大切花之首，盡管天然顏色比較豐富，但缺乏藍色、綠色、黑色及棕色等色系[1-3]?；谙M者對多種色彩以及多色合一更豐富花色的需求，遺傳改良和基因工程改變花色被廣泛應(yīng)用于花色培育中。但是由于這2種技術(shù)所需時間較長，產(chǎn)生的效果很難預(yù)測，因此在花色基因工程育種尚未成熟、輻射誘變或自然變異等手段未獲得明顯進展時，利用染色技術(shù)改變花色來滿足消費者日益增加的需求顯得尤為重要[4-8]。染色鮮花在日本發(fā)展較早較快，日益普及，其主要目標在于想要創(chuàng)造出稀有的、奇特的、天然栽培難以達到的鮮切花花色[9-10]。近年來，國內(nèi)不同品種的染色月季受到消費者的青睞，并且人工染色的月季價格遠高于同等級未染色月季的價格，這激起了園藝人通過染色創(chuàng)制新色系染色月季的熱情。由于染色月季的背后蘊含著巨大的商機，能創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟價值，因此各種染色月季爭相上市。為了降低染色成本，追求更大利益，各類染色月季所用染料品質(zhì)參差不齊。為了降低成本及追求染色效果，通常使用工業(yè)染料或在其中添加一些化學(xué)試劑。月季切花的瓶插壽命及衰老速度決定了月季的經(jīng)濟價值，同時也反映出其生長狀態(tài)是否受到影響，在一定程度上指示其安全性。染色月季最終要走進居家環(huán)境，要與人較為親密的接觸，因此染色月季的安全性至關(guān)重要。以往研究主要集中于染色技術(shù)及其優(yōu)化方面[9,11-12]，對于染色月季的安全性關(guān)注較少。筆者在使用食品級染料獲得染色月季的基礎(chǔ)上，對染色月季的瓶插衰老及重金屬相關(guān)指標進行觀察和檢測，對食品級染色月季的安全性進行評價，以期為包括染色月季在內(nèi)的染色花卉的瓶插衰老研究和安全性評價提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試驗植物：處于2級開放狀態(tài)的白色月季“坦尼克”(Rosahybridcv.Tineke)(圖1)。

圖1 2級白色月季“坦尼克”Fig.1 Secondary white rose “Tineke”

1.2 試驗方法前期使用不同濃度的食用色素(檸檬黃)對月季切花進行染色，經(jīng)對比，9 g/L食用色素(檸檬黃)染色月季切花的基部均勻著色，色調(diào)柔和，因此在以下試驗過程中，如無特殊標注，食用色素染色均使用9 g/L檸檬黃對月季切花進行染色。通過比色法測定超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)的活性，人工計數(shù)法統(tǒng)計菌落生長情況，二硫腙比色法測定染色月季花瓣中鉛、汞、砷的含量。

1.2.1瓶插壽命的觀測。使用9 g/L檸檬黃對月季切花進行染色，將食用色素染色月季和未染色月季分別插入去離子水中，每隔1 d將月季花枝末端剪切去除1 cm左右長度，每處理20枝月季，重復(fù)3次，觀察花朵落瓣及萎蔫狀態(tài)，進行瓶插天數(shù)統(tǒng)計，研究食用色素對月季切花瓶插期是否有影響。

1.2.2SOD和CAT測定。使用食用色素與網(wǎng)購的所謂“專業(yè)染色劑”對月季切花進行染色，著色后，稱取0.1 g染色花瓣，加入1 mL提取液，進行冰浴研磨，8 000 g，4 ℃離心10 min，取上清，置冰上待測。使用超氧化物歧化酶試劑盒(Solarbio)進行SOD測定，于725型分光光度計560 nm處測定吸光度。使用過氧化氫酶試劑盒(Solarbio)進行CAT測定，于725型分光光度計240 nm處測定吸光度A1，1 min后的吸光度A2，計算ΔA=A1-A2。

1.2.3菌落生長觀測。使用食用色素與專業(yè)染色劑對白色月季切花“坦尼克”進行染色，未染色月季切花作為對照，將切花完全著色后的瓶插液涂布于LB固體培養(yǎng)基上，37 ℃培養(yǎng)，記錄菌落生長情況，采用人工計數(shù)法記錄不同瓶插液的菌落生長狀況。

1.2.4鉛含量的測定。使用食用色素對白色月季切花“坦尼克”進行染色，未染色月季切花作為對照。稱取5 g月季花瓣，加入10 mL硝酸、0.5 mL高氯酸，在120 ℃，0.5～1.0 h 180 ℃，2.0～4.0 h 220 ℃的條件下進行消解，待液體呈棕褐色時加入少許硝酸，直至冒出白煙，液體為無色或者微黃時，消解結(jié)束。將消解液冷卻后用水定容至10 mL，混勻。將10 μL鉛標準系列溶液和5 μL 磷酸二氫銨-硝酸鈀溶液同時注入石墨爐，原子化后測定吸光度，以質(zhì)量濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，制作標準曲線[13]。在與測定標準溶液相同的試驗條件下，將10 μL 空白溶液或試樣溶液與5 μL 磷酸二氫銨-硝酸鈀溶液同時注入石墨爐，原子化后測定吸光度，與標準系列比較定量[14]。

1.2.5汞含量的測定。使用食用色素對白色月季切花“坦尼克”進行染色，未染色月季切花作為對照。稱取2 g月季花瓣，加入45 mL硝酸、10 mL硫酸、數(shù)粒玻璃珠于消解裝置錐形瓶中，轉(zhuǎn)動錐形瓶防止局部炭化。裝上冷凝管后小火加熱，待發(fā)泡后停止加熱；發(fā)泡停止后，加熱回流2 h(如加熱過程中溶液變?yōu)樽厣?，加? mL硝酸，繼續(xù)回流2 h)。溶液為無色或淡黃色時，進行冷卻，加入20 mL水，繼續(xù)加熱回流10 min放冷。然后用蒸餾水沖洗冷凝管，沖洗液并入消化液中，將消化液經(jīng)玻璃棉過濾于容量瓶中。吸取汞標準使用液，將硝酸溶液與去離子水以1∶9的比例混合，配置汞濃度為0、0.20、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 ng/mL的標準液[15]。設(shè)定雙光束測汞儀最佳條件，連續(xù)用硝酸溶液進樣，待讀數(shù)穩(wěn)定之后，轉(zhuǎn)入標準系列測量，繪制標準曲線。轉(zhuǎn)入試樣測量，先用稀釋的硝酸溶液進樣，使讀數(shù)基本回零，再分別測定試樣空白和試樣消化液，試樣測定結(jié)果按公式計算[16]。

1.2.6砷含量的測定。使用食用色素對白色月季切花“坦尼克”進行染色，未染色月季切花作為對照。稱取2 g月季花瓣，加入5 mL硝酸于消解罐中，浸泡過夜。將消解液于140 ℃下孵育4 h，自然冷卻至室溫后將消解罐取出，在控溫電熱板上120 ℃驅(qū)散棕色氣體。后將消解液移入25 mL容量瓶中，用少許蒸餾水洗滌內(nèi)罐3次，合并洗滌液至25 mL，混勻備用。吸取1.00 mg/L砷標準使用液，將硝酸溶液與去離子水以2∶98的比例混合，配制砷濃度分別為0、1、5、10、50和100 ng/mL的標準系列溶液。將電感耦合等離子體質(zhì)譜儀調(diào)試到符合要求后，將標準系列引入儀器進行測定，處理數(shù)據(jù)，繪制標準曲線，計算回歸方程[17]。相同條件下，將試劑空白、樣品溶液分別引入儀器進行測定。根據(jù)回歸方程計算出樣品中砷元素的濃度[18]。

1.3 數(shù)據(jù)處理采用 Excel 2010 和 SPSS 23.0 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，采用 Origin 2018 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 食用色素染色月季與未染色月季瓶插壽命比較在溫度(20±2)℃、濕度(50±5)%的條件下，觀察染色月季的瓶插壽命。染色月季切花與未染色月季切花的瓶插壽命均為9～10 d，經(jīng)統(tǒng)計分析，二者無顯著差異，表明食用色素對染色月季的生理代謝影響較小，并未改變或減少月季的瓶插壽命。

2.2 不同處理月季抗氧化酶活性為檢測食用色素是否對月季切花造成損害，加速月季切花衰老，以未染色月季和網(wǎng)購專業(yè)染色劑染色月季作為對照，測定并分析食用色素染色月季的抗氧化酶活性。SOD是生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，是生物體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)，其在生物體內(nèi)的水平高低是判斷衰老的直觀指標[19]。較高濃度的SOD 可以減緩細胞膜內(nèi)的過氧化作用，保持細胞膜的完整性，從而延緩植物器的脫落和衰老[20-21]。由圖2a可知，食用色素處理月季切花的SOD活性為752.60 U/g，專業(yè)染色劑處理與未染色處理月季切花的SOD活性分別為398.71、777.37 U/g。食用色素處理與未染色處理月季切花的SOD活性相近，但極顯著高于專業(yè)染色劑處理的SOD活性。

CAT是一種生物體抗衰老的保護酶，能維護細胞膜的穩(wěn)定性和完整性，是生物演化過程中建立起來的生物防御體系的關(guān)鍵酶之一。CAT具有提高植物抗逆水平，提高植物光合作用，增強植物防御能力和延緩衰老等作用[22]。由圖2b可知，CAT的活性與SOD的活性變化趨勢一致，食用色素處理月季切花的CAT活性為27.12 U/g，專業(yè)染色劑處理與未染色處理月季切花的CAT活性分別為11.30、38.42 U/g。食用色素處理的CAT活性雖然比未染色處理月季切花的CAT活性低，但二者間無顯著差異，顯著高于專業(yè)染色劑處理。

以上2個結(jié)果說明專業(yè)染色劑在月季切花染色過程中，對月季花造成一定傷害，致使SOD和CAT活性降低，加速了月季切花衰老；而食用色素染色對月季切花影響較小，與未染色月季的SOD和CAT活性相近，這與食用染色月季與未染色月季瓶插壽命相近的結(jié)果一致，也暗示食用色素染色劑比網(wǎng)購的專業(yè)染色劑安全性高。

注：*和**分別表示處理間差異顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)。 Note：* and * * respectively indicate significant(P<0.05)and extremely significant(P<0.01)differences between treatments.圖2 不同處理月季切花SOD(a)和CAT(b)活性Fig.2 SOD(a) and CAT(b) activity of rose cutting under different treatments

2.3 不同處理瓶插液中微生物菌落生長情況造成植物衰老的原因有很多，其中微生物在植物切口處過多積累，造成氣孔堵塞也是其中一個重要因素。為檢測食用色素中微生物是否過多積累而對月季切花造成損害，以未染色月季和專業(yè)染色劑染色月季作為對照，測定并分析食用色素染色月季的微生物菌落生長情況。對食用色素處理、專業(yè)染色劑處理和未染色處理的瓶插液進行稀釋，稀釋倍數(shù)分別為×1、×10、×100，將其涂布于LB培養(yǎng)基上，采用人工計數(shù)法觀察記錄菌落數(shù)目。從圖3可見，食用色素處理瓶插液(×100)中的菌落數(shù)目極顯著高于未染色處理，極顯著低于專業(yè)染色劑處理。這說明與專業(yè)染色劑相比，食用色素對月季切花損害較小，相對更加安全可靠，對月季切花瓶插期的影響較小。

注：**表示處理間差異極顯著(P<0.01)。 Note：** indicates extremely significant(P<0.01)differences between treatments.圖3 不同染色劑處理瓶插液中微生物菌落數(shù)目Fig.3 Number of microbial colonies in the bottle insert under different stain treatments

2.4 不同處理月季重金屬含量安全性評價國標中規(guī)定食品級胭脂紅色素中鉛的含量≤0.1 mg/kg。由表1可知，未染色月季切花中鉛含量為0.020 3 mg/kg，染色月季切花中鉛含量為0.028 1 mg/kg，二者間差異不顯著，且遠低于國標中要求的鉛含量，證明染色月季切花達到食品級要求。國標中規(guī)定食品級檸檬黃色素中汞含量≤0.01 mg/kg，未染色月季切花中汞含量為0.005 26 mg/kg，染色月季切花中汞含量為0.005 58 mg/kg，二者間差異不顯著，且遠低于國標中要求的汞含量，證明染色月季切花達到食品級要求。國標中規(guī)定食品級檸檬黃色素中的砷含量≤0.5 mg/kg。未染色月季切花中砷含量為0.004 80 mg/kg，染色月季切花中的砷含量為0.004 61 mg/kg，二者間差異不顯著，且遠低于國標中要求的砷含量，證明染色月季切花達到食品級要求。

表1 染色月季與未染色月季重金屬含量Table 1 Heavy metal content of dyed and un-dyed rose 單位：mg/kg

3 結(jié)論與討論

隨著時代的進步，人們對鮮花需求日益擴大，已不再滿足于傳統(tǒng)鮮花的顏色，為了滿足人們所需，在現(xiàn)有技術(shù)相對匱乏的情況下，人工染色顯得尤為重要。但由于染色切花與人體接觸緊密，越來越多的人對染色切花對人體造成危害提出了質(zhì)疑。該研究通過食用色素月季切花與專業(yè)染色劑月季切花和未處理的月季切花進行對比研究，旨在探討食用色素對月季切花的瓶插衰老和安全性的影響。試驗結(jié)果表明，在溫度(20±2)℃、濕度(50±5)%的條件下，染色月季切花與未染色月季切花的瓶插壽命均為9～10 d，無顯著差異；食用色素月季切花的抗氧化酶活性均低于未染色月季切花，且顯著高于專業(yè)染色劑處理，說明專業(yè)染色劑破壞了切花體內(nèi)的酶，致使酶活性降低；觀測食用色素處理月季切花瓶插液菌落生長情況，瓶插液中的菌落數(shù)目顯著低于專業(yè)染色劑處理，且染色花瓣中鉛、汞、砷的含量也遠低于國標含量，證明食用色素處理的月季切花安全無害。該試驗進一步摸索出一套安全有效的染色技術(shù)，在滿足日益增長的市場需求的同時，可為包括染色月季在內(nèi)的染色花卉的瓶插衰老研究和安全性評價提供參考。