閆艷華

1. 呂梁學(xué)院生命科學(xué)系（呂梁 033000）；2. 山西省特色植物功能成分工程研究中心（呂梁 033000）

山藥又被稱為山薯、懷山藥，內(nèi)含甾體類藥物成分，還含有2-乙胺、山藥堿、止杈素、尿囊素、多種氨基酸、果糖、木糖、山藥多糖和多種活性類物質(zhì)等[1]，而且口感清脆爽口、綿密柔長(zhǎng)、深受喜愛[2]。鮮切后的山藥組織結(jié)構(gòu)受到機(jī)械傷，造成營(yíng)養(yǎng)成分的流失、褐變腐爛，甚至造成經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益的嚴(yán)重?fù)p失，因此，研究鮮切山藥的保鮮成為熱點(diǎn)。

茉莉酸甲酯（MeJA）作為一種植物抗性誘導(dǎo)劑，可有效誘導(dǎo)果蔬體內(nèi)次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)和系統(tǒng)抗性的應(yīng)答。它是機(jī)械傷害轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)開啟的金鑰匙，可啟動(dòng)防御基因的表達(dá)，合成次生代謝產(chǎn)物對(duì)傷害進(jìn)行防御應(yīng)答[3]。乙烯利是高效的生長(zhǎng)延緩劑，可顯著提高果蔬內(nèi)部的酶活性，在酶的催化作用下加快果實(shí)成熟；同時(shí)有利于果蔬內(nèi)RNA和多種酶的合成，從而改變果蔬的多重生理活性；也可通過多個(gè)作用渠道控制植物生長(zhǎng)素的合成，調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育和衰老，表現(xiàn)出對(duì)植物的雙重作用[4]。

閆媛媛[5]、穆師洋[6]、王艷穎[7]、金龍嬌等[8]使用MeJA和乙烯利分別對(duì)鮮切蘋果、南瓜、梨進(jìn)行處理，研究發(fā)現(xiàn)可有效延長(zhǎng)保鮮時(shí)間，激活蘋果的防御應(yīng)答機(jī)制，保持果蔬優(yōu)良的色澤和風(fēng)味，對(duì)風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)影響較小。試驗(yàn)探究茉莉酸甲酯及乙烯利針對(duì)冷藏鮮切山藥貯藏中出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行防御響應(yīng)，從而解決鮮切山藥保鮮時(shí)間短、易腐爛變質(zhì)等問題，為鮮切山藥市場(chǎng)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)試劑

聚乙烯吡咯烷酮、乙烯利、茉莉酸甲酯、檸檬酸、Tris、乙二胺四乙酸二鈉、聚乙烯吡咯烷酮、鄰苯二酚溶液、硫酸鈦等（均為分析純）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)材料預(yù)處理

選用新鮮，形狀色澤正常，粗細(xì)均勻，無機(jī)械損傷，無腐爛變質(zhì)的山藥。購(gòu)買后立即運(yùn)回，置于實(shí)驗(yàn)室冰箱4 ℃冷藏室中。用200 mL/L次氯酸鈉溶液對(duì)鮮切的山藥清洗2 min，晾干。用已消毒且干凈衛(wèi)生的不銹鋼刀片將山藥削皮，切削為半徑15～20 mm，厚5 mm的圓片。將樣品分別浸入10 mmol/L MeJA和10 mL/L乙烯利（10%乙醇溶液配制）中，對(duì)照組（CK）用配置MeJA和乙烯利溶液的10%乙醇水溶液，浸泡10 min。晾干后用經(jīng)消毒殺菌的干凈的PP塑料杯盛裝，并用聚乙烯薄膜封裝，置于4 ℃冰箱冷藏室中保存，分別于0，2，4，6，8，10和12 d測(cè)定其生理生化指標(biāo)，每次選取1 g樣品進(jìn)行處理，平行測(cè)3次。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

APX活性采用抗壞血酸比色法測(cè)定，CAT活性采用紫外分光光度法測(cè)定，SOD活性采用氮藍(lán)四唑法測(cè)定，POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定，PPO活性采用鄰苯二酚比色法測(cè)定[9]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

原始數(shù)據(jù)處理及圖表的繪制均采用Microsoft Excel軟件處理，數(shù)據(jù)的方差分析采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 MeJA和乙烯利對(duì)冷藏鮮切山藥APX活性的影響

抗壞血酸過氧化物酶（APX）主要存在于植物細(xì)胞質(zhì)中，可催化過氧化氫分解。由圖1可知，鮮切山藥中的APX活性指標(biāo)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，可以看出2個(gè)處理組與CK組相比極顯著降低APX活性的下降速率（p＜0.01），其中MeJA處理的鮮切山藥在冷藏期2，4，6，8，10和12 d分別比CK組提高73%，76%，82%，72%，87%和143%。乙烯利處理組比CK組分別提高53%，47%，52%，40%，61%和86%。說明外源MeJA和乙烯利處理后延緩了鮮切山藥APX酶活性的下降，減少體內(nèi)過氧化氫含量，避免山藥組織損傷。在第4，第6，第8，第10和第12天，MeJA處理組要比乙烯利處理組酶活性分別高出20%，20%，23%，16%和31%，兩者呈現(xiàn)顯著性差異（p＜0.05），可能是MeJA處理更有利于維持APX的酶活性，減緩下降速度。

2.2 MeJA和乙烯利對(duì)冷藏鮮切山藥CAT活性的影響

過氧化氫酶（CAT）的主要作用是使過氧化氫降解為水和氧氣等無害物質(zhì)，以避免其積累對(duì)細(xì)胞造成過氧化破壞作用。由圖2可知，在2～12 d之間乙烯利處理組對(duì)比CK組酶活性分別提高30%，115%，56%，16%，20%和23%，MeJA則比CK組分別提高53%，206%，96%，110%，64%和33%，處理組與CK組有顯著性差異（p＜0.05）。貯藏過程中CK組、MeJA處理組和乙烯利的CAT活性都是呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)。冷藏期間出現(xiàn)2次高峰，第1次出現(xiàn)在第2天，可能是鮮切后機(jī)械傷害造成酶活性指標(biāo)的急劇上升，后期則是因?yàn)榍宄鼿2O2而導(dǎo)致含量急劇下降。第2次出現(xiàn)在第6天可能是山藥組織衰老，造成酶活性小幅度上升。第2～第12天MeJA處理組要比乙烯利處理組酶活性分別高出18%，43%，25%，82%，37%和8%，表明MeJA要比乙烯利處理的效果更好。

圖1 MeJA和乙烯利對(duì)冷藏鮮切山藥APX酶活性的影響

圖2 MeJA和乙烯利對(duì)冷藏鮮切山藥CAT酶活性的影響

2.3 MeJA和乙烯利對(duì)冷藏鮮切山藥SOD活性的影響

超氧化物歧化酶（SOD）活性的大小與植物的衰老和抗逆性息息相關(guān)，是植物防御體系中重要的一部分。由圖3可知，山藥經(jīng)機(jī)械切割后SOD活性呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，且處理組較CK組極顯著（p＜0.01），前期可能由于切割傷害造成山藥組織與大量的氧氣接觸，造成自由基急劇的增加，觸發(fā)防御機(jī)制，提高酶活性。在2～12 d的冷藏期間MeJA處理組比CK組的酶活性分別提高36%，28%，14%，41%，45%和79%，乙烯利處理組比CK組分別提高了58%，36%，21%，50%，57%和154%?？赡苁怯捎贛eJA和乙烯利對(duì)山藥的處理提高SOD酶活力。貯藏到第6天時(shí)山藥處理組和CK組SOD活性同時(shí)達(dá)到頂峰，隨后開始急速下降，可能是山藥組織開始衰老，但隨著冷藏天數(shù)的繼續(xù)延，SOD活性表現(xiàn)為乙烯利處理組大于MeJA處理組且大于CK組。試驗(yàn)與呂靜祎等[11]研究的0.5和1.5 mmol/L茉莉酸甲酯處理后，顯著抑制了蘋果果皮中SOD酶活性，加速了果皮衰老的結(jié)果不一致?？赡苁遣煌瑵舛鹊奶幚韺?duì)植物不同部位的處理的響應(yīng)機(jī)制不一樣。

2.4 MeJA和乙烯利對(duì)冷藏鮮切山藥POD活性的影響

過氧化物酶（POD）反映果蔬體內(nèi)的代謝及 抗逆性。由圖4可以看出MeJA處理組、乙烯利處理組、CK組都呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，3組達(dá)到頂峰的時(shí)間不同，CK組在第4天達(dá)到最大值，乙烯利和茉莉酸甲酯處理組在第6 d達(dá)到最大值。在2～12 d的冷藏期間，MeJA處理組相對(duì)于CK組，分別降低53%，67%，19%，15%，25%和30%，乙烯利處理組比CK組分別降低42%，62%，7%，6%，33%和42%。因此，處理組顯著抑制POD活性高峰的到來，有利于降低酶促褐變的對(duì)山藥的外觀影響。整個(gè)貯藏期間，MeJA處理組POD活性極顯著低于CK組（p＜0.01），而乙烯利處理組除第6和第8天外均顯著低于CK組（p＜0.05），有效降低山藥褐變。

2.5 MeJA和乙烯利對(duì)冷藏鮮切山藥PPO活性的影響

多酚氧化酶（PPO）能在有氧的條件下氧化多酚類物質(zhì)，形成褐變對(duì)組織傷害進(jìn)行修復(fù)。由圖5可知，冷藏鮮切山藥的PPO活性均呈現(xiàn)前期升高，后期逐漸下降趨勢(shì)，均在第6天達(dá)到頂峰。前期是在切割傷害的影響下，細(xì)胞內(nèi)多酚類物質(zhì)與酶在有氧環(huán)境中接觸，發(fā)生褐變反應(yīng)，刺激多酚氧化酶增多；后期酶活性下降，則是因?yàn)槎喾宇愇镔|(zhì)消耗殆盡，刺激信號(hào)減少，且山藥組織逐漸老化，酶活性出現(xiàn)降低。在2～12 d的冷藏期間的PPO活性，MeJA處理組比CK組分別降低23%，34%，27%，21%，26%和20%；乙烯利處理組比CK組分別降低11%，26%，11%，8%，18%和19%。MeJA處理組的酶活性極顯著（p＜0.05）低于CK組，乙烯利處理組除第8天外也均顯著低于CK組，有效抑制酶活性，降低多酚類物質(zhì)氧化褐變。

圖4 MeJA和乙烯利對(duì)冷藏鮮切山藥POD活性的影響

圖5 MeJA和乙烯利對(duì)冷藏鮮切山藥PPO酶活性的影響

3 結(jié)論與討論

結(jié)果表明，在冷藏保存期間MeJA處理組對(duì)比CK組顯著提高SOD活性，在第4天之后降低CAT和APX酶活性的下降速率，能夠有效的清除山藥體內(nèi)的自由基，提高山藥的抗逆性。有效抑制PPO和POD的酶活性，極大地減緩酶促褐變，延緩組織衰亡。

乙烯利處理組對(duì)比CK組有效維持APX酶活性，提高SOD活性，對(duì)于CAT酶活性的延緩只在前8 d有良好效果，但也顯著減少過氧化氫在山藥體內(nèi)的積累，對(duì)于PPO和POD酶活性也有一定抑制；但是后期不如茉莉酸甲酯處理組的處理效果好，可能是信號(hào)分子在果蔬不同部位的響應(yīng)機(jī)制有所區(qū)別，從而造成防御響應(yīng)結(jié)果的差異。因此兩者之間茉莉酸甲酯的處理效果更能顯著提高鮮切山藥的防御應(yīng)答響應(yīng)。

因此，茉莉酸甲酯和乙烯利都作為果蔬應(yīng)激信號(hào)因子，激發(fā)冷藏鮮切山藥體內(nèi)酶活性協(xié)同效應(yīng)，對(duì)機(jī)械損傷進(jìn)行有效防御響應(yīng)，從而延長(zhǎng)貯藏時(shí)間，維持良好的外觀色澤和食用品質(zhì)，為傷害防御響應(yīng)提供理論依據(jù)。