常嘉琪 王夢雨 鄧茗丹 汪俏梅

(浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院園藝系/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物生長發(fā)育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310029)

芥藍(lán)(Brassica oleraceavar.alboglabraBailey)又名綠葉甘藍(lán)、芥藍(lán)菜，為十字花科蕓薹屬一年生草本植物，是我國的特產(chǎn)蔬菜之一，以肥嫩的花薹和嫩葉供食用。芥藍(lán)中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì)[1]。芽菜作為一種新型蔬菜，因其種植簡單、營養(yǎng)豐富、綠色安全、且口味獨(dú)特，受到消費(fèi)者的廣泛喜愛。研究發(fā)現(xiàn)，十字花科蔬菜芽菜如青花菜芽菜、芥藍(lán)芽菜和蘿卜芽菜含有大量的芥子油苷、維生素C、花青素和多酚等生物活性物質(zhì)[2-5]，因而具有一定的抗癌和抗氧化功效。其中，芥藍(lán)芽菜因其種子價(jià)格低、風(fēng)味獨(dú)特而日漸成為我國市場上消費(fèi)較多的一類蔬菜芽菜。

芥藍(lán)芽菜中含有豐富的芥子油苷(glucosinolate，GS)，該物質(zhì)是一類主要存在于十字花科植物中的次生代謝物質(zhì)。根據(jù)側(cè)鏈氨基酸來源的不同，芥子油苷可以分為脂肪族(aliphalic glucosinolate，AGS)、吲哚族(indolic glucosinolate，IGS)和芳香族[6]。研究表明，芥子油苷及其降解產(chǎn)物異硫代氰酸鹽具有抗癌活性，其中脂肪族芥子油苷中的4-甲基硫氧丁基芥子油苷又稱蘿卜硫苷，其降解產(chǎn)物蘿卜硫素是一種抗癌活性最強(qiáng)的天然植物化學(xué)物質(zhì)之一[7-9]。除此之外，芥藍(lán)芽菜中含有維生素C、花青素、多酚類化合物等多種抗氧化物質(zhì)[5，9]。

芥藍(lán)芽菜中生物活性物質(zhì)的含量受光照、溫度、化學(xué)因子等多種因素的影響[5，9-11]。其中光可以影響植物中芥子油苷、維生素C、多酚、類胡蘿卜素等物質(zhì)的積累[5，12-14]，光強(qiáng)、光周期和光質(zhì)是影響其含量的重要因素[15-16]。有研究發(fā)現(xiàn)黑暗條件下生長的植物中芥子油苷含量顯著低于光照條件下生長的植物[17-18]。Qian 等[5]發(fā)現(xiàn)藍(lán)光能夠促進(jìn)芥藍(lán)芽菜根中蘿卜硫苷的合成，并降低地上部3-丁烯基芥子油苷這一苦味成分的含量，且藍(lán)光處理可以提高芥藍(lán)芽菜中總多酚、花青素的含量及其抗氧化能力。Deng 等[13]發(fā)現(xiàn)在采收之前對(duì)芥藍(lán)芽菜進(jìn)行紅光處理能夠延緩脂肪族、吲哚族芥子油苷的降解，并顯著提高芥藍(lán)芽菜中維生素C的含量。目前光對(duì)芽菜生物活性物質(zhì)影響的研究多集中于采前環(huán)節(jié)，采后不同光質(zhì)處理的研究尚鮮有報(bào)道。因此，本研究探究了不同貯藏溫度下采后紅光處理對(duì)芥藍(lán)芽菜中不同生物活性物質(zhì)和抗氧化能力的影響，以期為芥藍(lán)芽菜采后營養(yǎng)品質(zhì)的維持提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用芥藍(lán)品種為大筍遲花，購自壽光米多農(nóng)業(yè)公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

芥藍(lán)(大筍遲花品種)種子用無菌水清洗4 次后，用0.7%的次氯酸鈉溶液滅菌30 min，無菌水重復(fù)清洗6～7 次。將洗凈的種子轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿中，均勻平鋪，加入適當(dāng)?shù)恼麴s水，置于25℃SPM 型智能生化培養(yǎng)箱(寧波江南儀器廠)中黑暗催芽24 h 后播種于育苗盤中，置于智能人工氣候培養(yǎng)箱(賽福實(shí)驗(yàn)儀器廠)內(nèi)培育。芽菜培育條件:光照強(qiáng)度約80 μmol·m-2·s-1，溫度25℃，光周期16 h 光照/8 h 黑暗，濕度約60%。芽菜生長7 d 后，取地上部，一部分取樣作為對(duì)照，其余部分裝于托盤中分別進(jìn)行采后紅光、白光、黑暗處理6 h，處理后的芽菜分別置于弱光下進(jìn)行25℃、10℃貯藏，分別在貯藏第1、第2、第3 天取樣。鮮樣用于檢測維生素C 含量，其余樣品液氮處理后冷凍干燥磨粉，用于檢測芥子油苷、花青素和總多酚含量以及抗氧化能力，每個(gè)測定設(shè)置3 個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 芥子油苷組分和含量的測定 參照Deng等[13]的方法并加以改進(jìn)。準(zhǔn)確稱取0.02 g 芥藍(lán)芽菜凍干粉樣品加入6 mL 煮沸的去離子水后置于100℃水浴鍋中浸提10 min，7 000×g離心5 min，取上清液用DEAE-Sephadex A-25 柱純化，加入100 μL 0.1% 脫硫酶過夜孵育，之后用500 mL 去離子水洗脫2 次，得到脫硫芥子油苷純化樣品。使用高效液相色譜(high performance liquid chromatography，HPLC)法對(duì)芥子油苷進(jìn)行檢測分析。檢測器為Shimadzu SPD-M20A 二極管陣列(日本Shimadzu 公司)，色譜柱為HypersilC18(5 μm，4.6 mm×250 mm，Elite)，柱溫30℃。流動(dòng)相為乙腈和去離子水，檢測波長226 nm，流速為1 mL·min-1，進(jìn)樣量20 μL。分析條件:0～5 min 98.5% 去離子水；5～20 min 98.5%～80.0% 去離子水；20 ～32 min 80.0% 去離子水。以鄰硝基苯-β-D-半乳糖苷作為內(nèi)標(biāo)計(jì)算芥藍(lán)芽菜中芥子油苷含量。

1.3.2 花青素含量的測定 花青素提取及含量測定參照Teng 等[19]的方法。準(zhǔn)確稱取0.02 g 芥藍(lán)芽菜凍干粉，加入適量提前預(yù)冷的含1% HCl 的甲醇提取樣品中的花青素。用分光光度計(jì)分別在530、657 nm 波長處測定提取液的吸光度值，根據(jù)公式計(jì)算每克芥藍(lán)芽菜中的花青素含量:

1.3.3 維生素C 的提取與測定 維生素C 的提取及含量測定參考蔡叢希等[20]的方法并加以改進(jìn)。準(zhǔn)確稱取0.02 g 芥藍(lán)芽菜鮮樣，在低溫避光條件下，加入1%草酸溶液定容至25 mL，取提取液用HPLC 法進(jìn)行分析。條件為:HypersilC18 色譜柱(5 μm，250 mm×4.6 mm)，柱溫30℃，流動(dòng)相為0.1%草酸溶液，流速為1 mL·min-1，檢測波長為243 nm。用抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)品做標(biāo)準(zhǔn)曲線，以外標(biāo)法計(jì)算芥藍(lán)芽菜樣品的維生素C 含量。

1.3.4 總多酚類物質(zhì)含量測定 總多酚提取及含量測定參照Qian 等[5]的方法。準(zhǔn)確稱取0.02 g 芥藍(lán)芽菜凍干粉，加入6 mL 30%乙醇，80℃水浴1 h 后7 500 r·min-1離心10 min，吸取0.3 mL 上清提取液加到2.7 mL Folin-Ciocalteau’s 顯色劑中、混勻，3 min 后再加入飽和碳酸鈉溶液、混勻并靜置1 ～2 h，于760 nm 波長處測其吸光度值。采用沒食子酸外標(biāo)法計(jì)算樣品中總多酚含量。

1.3.5 鐵離子還原/抗氧化能力法(the ferric reducing ability of plasma，F(xiàn)RAP)測定抗氧化能力 參照蔡叢希等[20]的方法測定芥藍(lán)芽菜抗氧化能力并稍作修改。準(zhǔn)確稱取0.02 g 芥藍(lán)芽菜凍干粉，加入6 mL 30%乙醇，80℃水浴1 h 后7 500 r·min-1離心10 min。取0.3 mL 上清提取液加入2.7 mL 預(yù)熱的FRAP 工作液，混勻，37℃水浴10 min 后，于593 nm 波長處測其吸光度值。以硫酸亞鐵溶液作標(biāo)樣，樣品的抗氧化活性以達(dá)到同樣吸光度值所需硫酸亞鐵的毫摩爾數(shù)表示。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 20.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析，顯著性分析采 用 Tukey’ s honestly significant difference 法(Tukey’s HSD)進(jìn)行分析，采用Origin 9.0 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 芥子油苷組分和含量

由表1、2 可知，芥藍(lán)芽菜中共檢測出11 種芥子油苷(表1)，其中有7 種脂肪族芥子油苷，4 種吲哚族芥子油苷，脂肪族芥子油苷在芥藍(lán)芽菜中含量較高，占總芥子油苷含量的85.91%(處理前)。根據(jù)側(cè)鏈長度的不同，脂肪族芥子油苷主要分為3 碳、4 碳和5 碳芥子油苷。本研究中檢測出的3 碳芥子油苷為3-甲基硫氧丙基芥子油苷(glucoiberin，GIB)、烯丙基芥子油苷(sinigrin，SIN)；4 碳芥子油苷包括2-羥基-3-丁烯基芥子油苷(progoitrin，PRO)、4-甲基硫氧丁基芥子油苷(glucoraphanin，GRA)、 3 -丁 烯基芥子油苷(gluconapin，GNA)、 4 -甲基硫丁基芥子油苷(glucoerucin，GER)。5 碳芥子油苷只有1 種，為2-羥基-4-戊烯基芥子油苷(gluconapoleiferin，GNL)。其中GNA 是芥藍(lán)芽菜中含量最高的組分，占總芥子油苷含量的28.55%(處理前)，其次為PRO，占總芥子油苷含量的22.61%(處理前)。25℃貯藏時(shí)，芥藍(lán)芽菜中脂肪族芥子油苷、吲哚族芥子油苷及總芥子油苷含量隨著貯藏時(shí)間的延長而逐漸降低，而采后紅光處理組總芥子油苷含量均顯著高于同期的其他2 個(gè)處理組。貯藏1、2、3 d 時(shí)，采后紅光處理組芥藍(lán)芽菜中總芥子油苷含量分別較黑暗處理組高56.67%、146.31%、32.24%，其中脂肪族芥子油苷分別較黑暗處理組高43.09%、126.38%、27.08%，吲哚族芥子油苷含量分別高32.59%、93.29%、16.27%。采后紅光處理對(duì)不同芥子油苷組分也有顯著影響，在貯藏1 和2 d 后，紅光處理使GIB、 SIN 等脂肪族芥子油苷組分的含量顯著高于其他2 個(gè)處理組，GRA 的含量顯著高于白光處理組，GER 的含量顯著高于黑暗處理組，其中在貯藏2 d后，紅光處理組中以上4 種芥子油苷組分的含量分別比黑暗處理組高 59.75%、 100.00%、 137.67%、159.12%(表2)。在10℃貯藏時(shí)，紅光處理組和黑暗處理組在采后貯藏1 和2 d 時(shí)，均能有效維持各種芥子油苷組分的含量，白光處理組則在采后2 d 時(shí)芥子油苷含量最高，各處理采后3 d 芥子油苷含量開始顯著下降，且不同處理之間的差異不明顯(表3)。

表1 芥藍(lán)芽菜中11 種芥子油苷簡要信息Table 1 Information of 11 identified glucosinolates in Chinese kale sprouts

2.2 維生素C 含量

25℃貯藏條件下，紅光處理組貯藏1 d 時(shí)維生素C 含量較處理前降低10.45%，顯著高于同期白光處理及黑暗處理組的維生素C 含量(圖1-A)。貯藏2、3 d后，不同光照處理組芥藍(lán)芽菜的維生素C 含量無顯著差異(圖1-A)。

2.3 花青素含量

25℃貯藏條件下，隨著貯藏時(shí)間的延長，芥藍(lán)芽菜中花青素含量逐漸增加，采后紅光處理組芽菜在貯藏3 d 后花青素含量顯著高于采后白光處理組及黑暗處理組。貯藏3 d 后，采后紅光處理組、白光處理組及黑暗處理組芥藍(lán)芽菜花青素含量相比于處理前分別增加72.34%、39.29%、25.12%，貯藏1、2 d 后，不同光處理對(duì)芥藍(lán)芽菜中花青素含量無顯著影響(圖2-A)。10℃貯藏條件下時(shí)，貯藏2、3 d 后，采后紅光處理組芥藍(lán)芽菜中花青素含量相比于處理前分別增加32.14%、65.52%，顯著高于白光處理組及黑暗處理組(圖2-B)。

2.4 總多酚含量

25℃貯藏條件下貯藏1 d 后，采后紅光處理組芥藍(lán)芽菜總多酚含量顯著高于黑暗處理組和白光處理組；貯藏2、3 d 后，采后紅光處理組仍顯著高于黑暗處理組，但與白光處理組無顯著差異(圖3-A)。10℃貯藏條件下，貯藏1、2 d 后，不同光照處理組芥藍(lán)芽菜中總多酚含量均無顯著差異，貯藏3 d 后，采后紅光處理組顯著高于黑暗處理組，與白光處理組無顯著差異(圖3-B)。

表2 采后紅光、白光與黑暗處理組中芥藍(lán)芽菜芥子油苷的含量(25℃貯藏)Table 2 Glucosinolate contents of Chinese kale sprouts treated with red light，white light and dark after harvested when stored at 25℃ /(μmol·g-1 DW)

表3 采后紅光、白光與黑暗處理組中芥藍(lán)芽菜芥子油苷的含量(10℃貯藏)Table 3 Glucosinolate contents of Chinese kale sprouts treated with red light，white light and dark after harvested when stored at 10℃ /(μmol·g-1 DW)

圖1 采后紅光與白光、黑暗在25℃(A)、10℃(B)貯藏時(shí)對(duì)芥藍(lán)芽菜中維生素C 的影響Fig.1 Effects of postharvest red light，white light and dark treatments on vitamin C of Chinese kale sprouts stored at 25℃(A) and 10℃(B)

圖2 采后紅光與白光、黑暗在25℃(A)、10℃(B)貯藏時(shí)對(duì)芥藍(lán)芽菜中花青素含量的影響Fig.2 Effects of postharvest red light，white light and dark treatments on anthocyanin of Chinese kale sprouts stored at 25℃(A) and 10℃(B)

2.5 抗氧化能力

25℃貯藏條件下，貯藏2、3 d 后，紅光處理組芥藍(lán)芽菜抗氧化能力顯著高于黑暗處理組(圖4-A)；但10℃貯藏條件下不同光照采后處理對(duì)芥藍(lán)中抗氧化能力的影響無顯著差異(圖4-B)。

3 討論

本研究結(jié)果表明，芥藍(lán)芽菜中芥子油苷主要有11種，脂肪族芥子油苷7 種，吲哚族芥子油苷4 種，與之前研究結(jié)果一致[5，10，12]。在貯藏溫度為25℃時(shí)，芥藍(lán)芽菜中芥子油苷含量在采后貯藏過程中逐漸降低，與其他蕓薹屬蔬菜中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果是一致的[21-23]。采后紅光處理組相較于白光處理組和黑暗處理組芥藍(lán)芽菜在采后過程中脂肪族芥子油苷和總芥子油苷含量的損失更少。脂肪族芥子油苷GER、GIB、SIN、GRA 等芥子油苷的降解產(chǎn)物異硫代氰酸鹽具有抗癌活性[24-27]。而本研究中，采后紅光處理組的芥藍(lán)芽菜中這些與抗癌活性相關(guān)的脂肪族芥子油苷含量顯著高于白光處理組和黑暗處理組。此外，采后紅光處理延緩了芥藍(lán)芽菜中維生素C 含量的下降，促進(jìn)了花青素、總多酚物質(zhì)的積累，說明采后紅光處理可以有效維持芥藍(lán)芽菜的功能品質(zhì)。

圖3 采后紅光與白光、黑暗在25℃(A)、10℃(B)貯藏時(shí)對(duì)芥藍(lán)芽菜中總多酚含量的影響Fig.3 Effects of postharvest red light，white light and dark treatments on total phenolics of Chinese kale sprouts stored at 25℃(A) and 10℃(B)

圖4 采后紅光與白光、黑暗在25℃(A)、10℃(B)貯藏時(shí)對(duì)芥藍(lán)芽菜中抗氧化能力的影響Fig.4 Effects of postharvest red light，white light and dark treatments on antioxidant activity of Chinese kale sprouts stored at 25℃(A) and 10℃(B)

光是植物生長過程中重要的環(huán)境因素，作為一種信號(hào)分子調(diào)控植物的生長[15]。前人研究發(fā)現(xiàn)光能影響葉菜植物采后貯藏期生物活性物質(zhì)的含量[15]，且不同光質(zhì)對(duì)生物活性物質(zhì)含量的影響不同[13-15，18]。Deng 等[13]發(fā)現(xiàn)采前紅光處理能夠減少貯藏期芥藍(lán)芽菜中生物活性物質(zhì)的降解，尤其是芥子油苷。本研究進(jìn)一步驗(yàn)證了紅光對(duì)于芥子油苷的作用，這可能是因?yàn)楣庾鳛橐环N信號(hào)分子，可以抑制芥子油苷的降解，具體的影響機(jī)制有待進(jìn)一步研究。研究表明，采后貯藏過程中低溫能維持蔬菜的品質(zhì)并顯著延緩芥子油苷的降解[27]。本研究結(jié)果顯示，貯藏溫度為10℃時(shí)，其芥子油苷含量下降速度相比于25℃貯藏時(shí)緩慢。紅光處理對(duì)芥藍(lán)芽菜中芥子油苷含量影響的效果在10℃貯藏時(shí)弱于25℃貯藏，這可能是各因素在影響芽菜采后貯藏芥子油苷含量的過程中，低溫起主導(dǎo)作用。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)10℃貯藏條件下，白光處理組中，總脂肪族芥子油苷和總芥子油苷含量在貯藏第2 天均顯著高于第1 天，這與在其他芽菜中的發(fā)現(xiàn)是一致的[28-31]，其原因可能是低溫作為一種逆境因素促進(jìn)了芥子油苷的合成。綜上，采后低溫貯藏在一定程度上可以有效維持甚至提高芥藍(lán)芽菜的芥子油苷含量，而采后常溫貯藏的芥藍(lán)芽菜則需要借助于紅光處理等手段來維持芥子油苷的含量。

除芥子油苷外，維生素C、花青素、多酚等也是植物中重要的生物活性物質(zhì)，對(duì)人體健康具有重要的作用[32-35]。本研究發(fā)現(xiàn)，25℃貯藏會(huì)導(dǎo)致芥藍(lán)芽菜中維生素C 含量下降，這與在芥藍(lán)花薹中觀察到的現(xiàn)象一致[22]，而10℃貯藏條件下其含量下降較緩慢，可能是由于10℃環(huán)境下維生素C 降解相關(guān)酶的活性較低。25℃貯藏時(shí)，采后紅光處理對(duì)維生素C 的降解起到一定的延緩作用，這與補(bǔ)充紅光能提高青花菜中維生素C 含量的結(jié)論一致[15]。在25℃和10℃貯藏條件下，芥藍(lán)芽菜中的花青素含量在貯藏過程中均逐漸增加，同時(shí)紅光處理可促進(jìn)花青素的積累。25℃貯藏時(shí)，芽菜中多酚含量在紅光和白光處理組中隨著貯藏時(shí)間延長而逐漸增加，同時(shí)紅光處理對(duì)多酚的積累有顯著的促進(jìn)作用。由于目前我國蔬菜的冷鏈運(yùn)輸還不夠普及，對(duì)于芥藍(lán)芽菜來說，在采后的常溫運(yùn)輸或貯藏過程中，營養(yǎng)品質(zhì)的損失比較嚴(yán)重，而在采收后集中進(jìn)行短時(shí)間(6 h)的紅光處理對(duì)于維持其采后營養(yǎng)品質(zhì)有較好的效果，是一種操作簡便、經(jīng)濟(jì)有效的芽菜采后處理方式。

4 結(jié)論

研究表明，在采后進(jìn)行紅光處理能延緩芥藍(lán)芽菜貯藏時(shí)芥子油苷、維生素C 含量的下降，其中25℃貯藏時(shí)，采后紅光處理使芥藍(lán)芽菜總芥子油苷含量顯著高于同期的其他光照處理。此外，采后紅光處理還能顯著提高芥藍(lán)芽菜中花青素和多酚等抗氧化物質(zhì)的含量及抗氧化能力。因此，在生產(chǎn)中，對(duì)芥藍(lán)芽菜進(jìn)行適宜的采后紅光處理能有效減緩采后過程中生物活性物質(zhì)的下降，維持其營養(yǎng)品質(zhì)。