郝志龍,林宏政,徐邢燕,李鑫磊,俞曉敏,岳 川,孫 云,金心怡,*
(1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院,茶學(xué)福建省高校重點實驗室,福建 福州 350002;2.浙江商業(yè)技師學(xué)院,浙江 寧波 315000;3.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所,福建 福州 350013;4.福建農(nóng)林大學(xué)海峽聯(lián)合研究院,園藝植物生物學(xué)及代謝組學(xué)中心,福建 福州 350002)
烏龍茶獨特的風(fēng)味品質(zhì)與其采后特有的加工工藝密切相關(guān),茶梢采摘脫離茶樹母體后仍是有生命活力的個體,隨后的做青工藝伴隨有光照、失水、冷熱、力等各種非生物脅迫,誘導(dǎo)和促進植物多酚、揮發(fā)性物質(zhì)等次生代謝物合成[1]。其中機械搖青是烏龍茶品質(zhì)形成的關(guān)鍵工序之一,機械力脅迫作為植物主要的非生物脅迫因素之一,其生物學(xué)效應(yīng)主要有激素調(diào)節(jié)機制和信號傳導(dǎo)作用機制等,進而影響植物的光合作用、呼吸作用、活性氧代謝等一系列體內(nèi)生理生化變化[2],為烏龍茶或花香紅茶、白茶等特殊品質(zhì)茶葉風(fēng)味的最終形成奠定基礎(chǔ)。實際生產(chǎn)中搖青時間主要通過做茶師傅的感官判斷,目前缺乏從青葉生理變化角度判斷的依據(jù)。因此,探明青葉響應(yīng)持續(xù)機械脅迫的水分含量、光系統(tǒng)II(photosystem II,PS II)參數(shù)、抗氧化酶活性和亞細胞顯微結(jié)構(gòu)等生理變化規(guī)律,對指導(dǎo)烏龍茶搖青工藝品質(zhì)調(diào)控具有重要意義。
植物對機械脅迫的生物學(xué)效應(yīng)研究已由宏觀水平逐漸深入到細胞和代謝水平,植物遭受機械脅迫的過程中除了宏觀組織器官破損,生理活動及細胞結(jié)構(gòu)也會發(fā)生較大變化。機械損傷會誘導(dǎo)植物受傷和鄰近部位細胞壁發(fā)生栓化,形成愈傷組織,誘導(dǎo)細胞壁非木質(zhì)化修飾,產(chǎn)生特殊的蛋白質(zhì)和胼胝質(zhì)來自我保護并適應(yīng)機械損傷[3-5]。機械損傷會使細胞發(fā)生膜脂質(zhì)過氧化,膜完整性遭到破壞,細胞通透性增加,進而引起組成物質(zhì)滲出并降解,形成一些小分子信使物質(zhì),能夠激活下游調(diào)控機制,抵御機械脅迫[6-8]。植物體在遭受機械脅迫時,細胞內(nèi)氧自由基動態(tài)平衡受到影響,產(chǎn)生大量的活性氧,對細胞產(chǎn)生毒性,造成蛋白、膜脂和DNA等損傷,誘導(dǎo)氧化脅迫[9-10]。茶葉加工過程中抗氧化酶活性與品質(zhì)形成密切相關(guān),茶鮮葉在攤放過程中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和過氧化氫酶(catalase,CAT)活性先升高后迅速降低,過氧化物酶(peroxidase,POD)活性保持升高的趨勢[11]。做青前期適當(dāng)曬青、搖青能夠提高SOD活性,搖青過度則會抑制SOD活性提高,搖青還會使PPO活性降低,整葉PPO活性在做青過程中呈降低-升高-降低的變化規(guī)律[12-15]。搖青力屬于生物力學(xué)范疇,搖青力做功能增加青葉內(nèi)能,適度破損葉細胞,提高青葉能量水平[15]。葉細胞破損可通過酶作用促進內(nèi)含物轉(zhuǎn)化,青葉能量提高可為青葉內(nèi)含物運輸提供動能,促進物質(zhì)運輸,誘發(fā)化學(xué)反應(yīng),有利于香氣形成[16]。金心怡等[15]研究發(fā)現(xiàn),搖青作用力主要為機械運動力和摩擦力,不同作用力做青效果不同。機械運動力有利于青葉“走水”,機械摩擦力有利于茶多酚酶促氧化,誘發(fā)香氣,運動力和摩擦力協(xié)調(diào)配合才能形成烏龍茶所特有的香高味醇品質(zhì)。盡管采后果蔬振動脅迫下的生理生化變化研究較多[17-19],也有研究報道了不同振動做青工藝(包含晾青)對茶葉生理生化品質(zhì)的影響[14,20-22],但有關(guān)振動力持續(xù)處理對青葉生理變化的影響尚不清楚。前期研究發(fā)現(xiàn),振動力搖青具有青葉質(zhì)點受力均勻、上下跳動高度一致、振動頻率可精細控制等優(yōu)點,能夠克服滾筒搖青青葉下落高度不同而造成的受力不均勻問題,提高青葉受力均勻性,適用于小批量烏龍茶搖青試驗[22]。本實驗利用前期研發(fā)的振動搖青試驗臺為青葉提供更均勻的機械力脅迫,研究青葉對振動力脅迫的生理響應(yīng),以明確青葉響應(yīng)振動力脅迫的水分含量、PS II參數(shù)、抗氧化酶活性和亞細胞顯微結(jié)構(gòu)等生理變化規(guī)律,為指導(dǎo)烏龍茶搖青工藝品質(zhì)調(diào)控提供參考依據(jù)。
‘鐵觀音’品種中開面三、四葉嫩梢采摘自福建省福清市南湖山茶業(yè)有限公司,選取長勢一致的同一片生態(tài)茶園,于2017年10月統(tǒng)一采摘。
所用試劑均為國產(chǎn)分析純。
振動脅迫試驗臺參數(shù):臺面尺寸為1100 mmh 1200 mm,固定振幅為25 mm,功率2.2 kW,振動頻率0~330 r/min,最大加速度20 g,最大負(fù)荷100 kg,可定時控制(0~60 min),最大電流5 A,電源220 V。
FE38-Meter電導(dǎo)率儀 瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司;Imaging-Pam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng) 德國WALZ公司;5430R型臺式高速冷凍離心機 德國Eppendorf公司;LKB Nova超薄切片機 瑞典Bromma公司;UV-1800紫外分光光度計 美國賽默飛科技有限公司;JEM-2100高分辨透射電子顯微鏡 日本JEOL公司。
1.3.1 茶葉的振動力脅迫處理
采摘鮮葉經(jīng)適度萎凋(自然萎凋45 min)后分為兩組,一組用于持續(xù)振動力處理(V組),另一組均勻攤放在相同環(huán)境條件下,不做任何處理作為對照(C組),環(huán)境溫度(22.0f 0.4)℃、相對濕度(83.8f 2.0)%。以振動力脅迫時間為因素進行單因素試驗,試驗方案如表1所示,基于前期預(yù)試驗結(jié)果,設(shè)定振動頻率300 r/min使茶葉均勻振動。不同處理樣品取樣編號規(guī)則:萎凋葉記為C0;自然攤放5 min青葉記為C5,自然攤放10 min青葉記為C10,以此類推;持續(xù)振動力脅迫5 min青葉記為V5,持續(xù)振動力脅迫10 min青葉記為V10,以此類推。分析振動力脅迫處理150 min內(nèi)(0、15、30、60、90、120、150 min)青葉第二葉水分含量變化規(guī)律,以及處理30 min內(nèi)青葉氣味(0、5、15、30 min)、第二葉PS II參數(shù)(0、5、10、15、30 min)、活性氧代謝酶活力(0、5、10、15、30 min)及亞細胞結(jié)構(gòu)(0、5、15、30 min)變化規(guī)律。
1.3.2 指標(biāo)的測定
1.3.2.1 青葉水分含量測定及青葉氣味評價
參照GB/T 8304-2013《茶水分測定》[23],采用120 ℃快速烘干法測定青葉水分含量,3 次重復(fù),取平均值。水分含量以干基水分含量表示,按式(1)計算。
式中:m1為試樣烘前質(zhì)量/g;m2為試樣烘后質(zhì)量/g。
青葉氣味評價由3 位評茶經(jīng)驗豐富的評茶師參照茶葉感官審評的香氣描述方法進行判斷,并記錄評語。
1.3.2.2 青葉PS II參數(shù)測定
選取5 個處理茶梢放置在暗適應(yīng)箱中20 min后,將茶梢第二葉放置在Imaging-Pam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)葉片支架上,測定參數(shù)包含PS II實際光合效率Y(II)、非調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)額Y(NO)、光化學(xué)猝滅系數(shù)qP、電子傳遞速率(electron transfer rate,ETR),每個處理重復(fù)5 次。
1.3.2.3 相對電導(dǎo)率測定
取備用樣第二葉用自來水洗凈后用蒸餾水沖洗3 次,用濾紙吸干表面水,將葉片剪成1 cmh 2 cm的長條備用,然后快速稱取鮮樣0.1 g,分別置于裝有10 mL去離子水的試管中,蓋上玻璃塞在室溫下浸泡處理12 h,用電導(dǎo)儀測定浸提液電導(dǎo)率R1/(S/m),然后沸水浴加熱30 min,冷卻至室溫后搖勻,再次測定浸提液電導(dǎo)率R2/(S/m),按式(2)計算相對電導(dǎo)率。
1.3.2.4 抗氧化酶活力測定
取備用樣第二葉,用打孔器避開主脈取0.05 g左右置于預(yù)冷研缽中,加提取液(含50 mmol/L KH2PO4-KOH(pH 7.5)、5 g/100 mL不溶性交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮、1 mmol/L乙二胺四乙酸、0.5 g/100 mL曲拉通X-100)2 mL和少量石英砂,在冰浴中研磨成勻漿,冷凍離心機15000hg離心10 min,上清液用于酶活力的測定。抗壞血酸過氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)、單脫氫抗壞血酸還原酶(monodehydroascorbate reductase,MDAR)、谷胱甘肽還原酶(glutathione reductase,GR)、CAT、脫氫抗壞血酸還原酶(dehydroascorbate reductase,DHAR)活力參照林鄭和等[24]的方法測定。
1.3.2.5 青葉亞細胞結(jié)構(gòu)觀察
參照Du等[25]方法,選取各處理茶梢第二葉,避開主脈,用手術(shù)刀快速切成0.5 mmh 1.0 cm條狀,置于體積分?jǐn)?shù)2.5%的戊二醛固定液(以0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液配制)中,于4 ℃固定過夜,進行脫水和包埋處理后,采用LKB Nova超薄切片機切片(厚度約為70~90 nm),并將切片分別置于醋酸雙氧鈾和檸檬酸鉛溶液中染色15 min和漂洗。在JEM-2100高分辨透射電子顯微鏡下選擇多個視野進行觀察。
采用Excel 2013以及SPSS 21.0軟件分別進行數(shù)據(jù)處理和單因素方差、Duncan’s test顯著性分析,以P<0.05表示差異顯著。
離體后的茶鮮葉在自然攤放狀態(tài)下,隨著時間的延長,水分不斷蒸發(fā),水分含量不斷降低。本研究中青葉水分含量變化如圖1所示,隨著處理時間延長,水分含量逐漸降低,振動力脅迫處理青葉水分含量降低較快,但30 min內(nèi)與自然攤放處理葉和萎凋葉間差異均不顯著,60 min后顯著低于自然攤放葉和萎凋葉(P<0.05)。由此可見,振動力持續(xù)脅迫60 min及以上能顯著降低青葉的水分含量,說明振動脅迫能加速水分的散失,一定處理時間(60 min)后水分脅迫效果開始凸顯,這可能是振動脅迫使青葉處于運動狀態(tài),葉表面的葉面邊界層容易遭受破壞,更有利于水分的蒸發(fā)所致。因此,若要研究單純振動力脅迫效應(yīng),則應(yīng)排除因水分脅迫差異引起的效應(yīng),故后續(xù)其他生理指標(biāo)分析時間點選取30 min以內(nèi)。
圖1 振動力脅迫對青葉水分含量的影響Fig.1 Effect of vibration stress on water contents in tea leaves
隨著振動力脅迫時間延長,青葉氣味變化如表2所示。隨著振動力脅迫時間延長,青葉青臭氣明顯增強,萎凋階段產(chǎn)生的清香減弱,而自然攤放保持萎凋的清香,青氣逐漸變?nèi)酢?/p>
表2 振動力脅迫過程青葉氣味變化Table 2 Changes in smell of tea leaves under vibration stress
植物葉片PS II參數(shù)是反映脅迫程度的重要指標(biāo),通過分析青葉PS II參數(shù)在振動力脅迫響應(yīng)過程中的變化,能夠明確青葉的脅迫程度及電子傳遞情況。葉片Y(II)為PS II反應(yīng)中心實際光合效率,表示線性電子傳遞的量子效率,是PS II反應(yīng)中心在部分關(guān)閉情況下的實際原初光能捕獲效率。由圖2A可知,隨著振動力脅迫時間的延長,Y(II)總體逐漸降低。V5、V10的Y(II)顯著低于自然攤放葉,V10達到最低值(0.0838),表明振動力脅迫使青葉光能捕獲效率降低。Y(NO)為PS II反應(yīng)中心非調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)額,反映光化學(xué)能量轉(zhuǎn)換、自我保護調(diào)節(jié)機制和耗散過多光能的強弱。由圖2B可知,隨著振動力脅迫時間的延長,Y(NO)逐漸升高,自然攤放葉相對較穩(wěn)定,其中V30最大(0.1946),顯著高于自然攤放葉(P<0.05)。葉片qP為PS II反應(yīng)中心的光化學(xué)猝滅系數(shù),反映PS II反應(yīng)中心的開放程度及天線色素吸收的光能用于光化學(xué)反應(yīng)電子傳遞的份額。由圖2C可知,隨著處理時間的延長,葉片PS II qP總體逐漸降低。振動力脅迫青葉qP下降幅度較大,V10、V15顯著低于對照處理(P<0.05),V15最低,為0.2788。葉片PS II ETR為光合電子傳遞速率,由圖2D可知,振動力脅迫青葉ETR呈先降后升的趨勢,自然攤放青葉呈下降趨勢,振動力作用5 min后青葉ETR顯著低于自然攤放葉(P<0.05),V10的ETR從萎凋葉22.72降低到最低(15.88)。說明短時間(5~10 min)振動力脅迫使ETR顯著降低,光合電子傳遞受阻,但隨著脅迫時間的延長,青葉逐漸適應(yīng)這種脅迫,ETR又逐漸恢復(fù),呈現(xiàn)上升趨勢。
圖2 振動力脅迫對青葉PSII參數(shù)的影響Fig.2 Effect of vibration stress on PS II parameters in tea leaves
振動力脅迫青葉PS II參數(shù)Y(II)和qP呈下降趨勢,ETR呈先降后升的趨勢,5 min和10 min時Y(II)和ETR顯著低于自然攤放葉,Y(NO)呈上升趨勢,30 min時與自然攤放組相比達到顯著差異水平。說明青葉通過降低PS II反應(yīng)中心的開放比例以及線性電子傳遞的量子效率,使Y(II)降低以減少光合碳同化提供的能量;隨著振動力作用時間延長,Y(NO)升高,PS II反應(yīng)中心光化學(xué)能量轉(zhuǎn)換和自我保護調(diào)節(jié)機制逐漸減弱,無法耗散過多的能量,青葉受到傷害加重;振動力脅迫能夠降低青葉PS II反應(yīng)中心的開放程度,天線色素吸收的光能用于光化學(xué)反應(yīng)電子傳遞的份額減少,qP降低,脅迫加劇,光合電子傳遞受阻,傳遞速率ETR顯著降低,這與郭春芳[26]、柯玉琴[27]等研究茶樹受水分和聚乙二醇重度脅迫時葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化的趨勢一致,說明振動力處理能在較短時間(5~15 min)對采后青葉產(chǎn)生明顯脅迫效應(yīng),長時間(30 min)處理產(chǎn)生重度脅迫效應(yīng)。
相對電導(dǎo)率是評估植物葉片細胞膜透性的基本指標(biāo),其高低相應(yīng)代表細胞膜透性大小。如圖3A所示,隨著處理時間的延長,青葉相對電導(dǎo)率呈上升趨勢,振動力脅迫青葉相對電導(dǎo)率升高較快,處理10 min后均顯著高于自然攤放葉(P<0.05),由萎凋葉的0.3097增加到0.3843,V30達最大值,為0.5242,而C30僅上升至0.3891,與V10相當(dāng)。這與黃毅彪[14]、劉波[20]等研究所得振動強度越大,葉片相對電導(dǎo)率越高、細胞滲透率越大的結(jié)果一致。說明振動力脅迫能夠加劇青葉細胞膜系統(tǒng)損傷,提高其透性,促進膜內(nèi)可溶物滲出,為形成茶葉品質(zhì)的生化反應(yīng)提供條件。
APX、CAT、DHAR、GR和MDAR是植物抗壞血酸-谷胱甘肽(ascorbic acid-glutathione,ASA-GSH)氧化還原途徑的重要酶,對還原型ASA和GSH再生具有重要作用,而ASA和GSH是重要的非酶促抗氧化物質(zhì)[28]。如圖3B~F所示,除CAT和MDAR外,其他抗氧化酶活力隨著處理時間延長,總體呈上升或先升后降趨勢。振動力脅迫青葉MDAR活力呈波浪式變化(圖3D),V5最高,為0.1664 μmol/(gg s),顯著高于自然攤放葉,V10最低,為0.0739 μmol/(gg s),之后略有升高,但均顯著低于自然攤放葉;APX(圖3B)、DHAR(圖3C)、GR(圖3F)隨著處理時間延長,活力呈先升后降趨勢,APX、GR活力在處理10 min時達到峰值,分別為0.8259、0.0051 μmol/(gg s),顯著高于自然攤放葉(P<0.05),之后顯著低于自然攤放葉(P<0.05);DHAR活力在處理15 min時達到最高值(0.0144 μmol/(gg s)),顯著高于自然攤放葉(P<0.05),但處理30 min時顯著低于自然攤放葉(P<0.05);振動力脅迫青葉CAT活力呈降低-升高-降低的變化趨勢,V10達到另一峰值(0.0600 μmol/(gg s)),V10、V15顯著高于自然攤放葉(P<0.05),V30顯著低于自然攤放葉(P<0.05)(圖3E)。說明萎凋后青葉在持續(xù)受到振動力脅迫時,短時間(5~15 min)內(nèi)會通過提高抗氧化酶活性來抵御這種機械脅迫,但隨著脅迫時間的延長,青葉對這種脅迫逐漸適應(yīng),相關(guān)酶活力又逐漸恢復(fù)到較低的水平。
圖3 振動力脅迫對青葉電導(dǎo)率與抗氧化酶活性的影響Fig.3 Effect of vibration stress on relative conductivity and antioxidant enzyme activities in tea leaves
本研究中APX、DHAR、GR活性隨著處理時間延長呈先升后降趨勢,APX活性直接影響ASA的含量,其活性提高標(biāo)志著青葉清除活性氧能力增強,本研究結(jié)果與周子維等[29]研究搖青機械力使APX活性升高的結(jié)果一致。GR主要在NADPH作用下催化氧化型谷胱甘肽還原為GSH,GR活性提高能維持機械脅迫青葉中較高水平的GSH,有利于細胞保持氧化還原勢,有研究認(rèn)為GR活性提高與脅迫環(huán)境下植物茉莉酸的積累有關(guān)[30]。MDAR和DHAR是調(diào)控植物體內(nèi)ASA氧化還原態(tài)的關(guān)鍵酶,其活性提高有利于植物體內(nèi)ASA代謝清除過剩的活性氧自由基,保護植物細胞免受氧化損傷[31-32]。振動力脅迫短時間(5 min)內(nèi)青葉CAT活性變化趨勢與西瓜遭受硼脅迫后CAT活性降低的趨勢相似[30],因CAT對脅迫的響應(yīng)更加敏感,較長時間(10~30 min)脅迫使其活性升高后再降低。振動力脅迫短時間(5~15 min)內(nèi)青葉中ASA-GSH氧化還原途徑的重要酶活性總體高于自然攤放葉,表明青葉清除活性氧能力增強,振動力脅迫短時間內(nèi)青葉通過提高MDAR(5 min)和DHAR(5~15 min)活性以維持ASA再生,協(xié)同提高APX和CAT活性從而抵御機械脅迫產(chǎn)生的活性氧對葉細胞的損傷,這與前人研究發(fā)現(xiàn)烏龍茶機械搖青后,青葉抗氧化酶活性升高的結(jié)果[33]一致。
對30 min內(nèi)振動力脅迫青葉進行亞細胞結(jié)構(gòu)觀察,結(jié)果如圖4所示,各處理葉片細胞整體結(jié)構(gòu)無明顯變化。能觀察到C0葉綠體、類囊體片層結(jié)構(gòu),葉綠體緊貼細胞壁(圖4A),細胞壁、細胞膜和液泡完整。隨著處理時間延長,細胞間隙增大,尤其是V30細胞間隙明顯變大,且細胞排列發(fā)生紊亂。如圖4C所示,通過放大倍數(shù)觀察葉綠體變化,可以發(fā)現(xiàn)C0和C5的葉綠體片層結(jié)構(gòu)排列緊密而清晰,淀粉粒大而多,能觀察到嗜鋨顆粒(也稱脂質(zhì)球)。V5的葉綠體和淀粉粒移向細胞中央,淀粉粒數(shù)量明顯增加,葉綠體、類囊體緊密而清晰的片層結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)松散(圖4A);之后淀粉粒數(shù)量隨著處理時間的延長逐漸減少,粒徑逐漸變小,葉綠體、類囊體逐漸收縮,緊密而清晰的層狀結(jié)構(gòu)進一步遭到破壞,開始松散、變形;V15的葉綠體外膜模糊不清,部分片層結(jié)構(gòu)模糊(圖4B),V30的葉綠體、類囊體嚴(yán)重收縮,部分片層結(jié)構(gòu)已經(jīng)瓦解,排列紊亂(圖4C);V5、V15中嗜鋨顆粒數(shù)量明顯增加,V15甚至出現(xiàn)聚集現(xiàn)象(圖4C),但V30的嗜鋨顆粒數(shù)量明顯減少,有的幾乎消失(圖4C)。
圖4 振動力脅迫對青葉亞顯微結(jié)構(gòu)的影響Fig.4 Effect of vibrating stress on subcellular structure in tea leaves
植物葉片亞細胞顯微結(jié)構(gòu)變化與受脅迫程度關(guān)系密切,振動力脅迫青葉細胞整體結(jié)構(gòu)無明顯變化,但隨著處理時間延長,細胞間隙增大,在30 min時明顯變大,細胞排列發(fā)生紊亂。振動力脅迫使淀粉粒數(shù)量先增后減,粒徑逐漸減小,嗜鋨顆粒數(shù)量明顯增加,V15出現(xiàn)聚集現(xiàn)象,V30中嗜鋨顆粒數(shù)量又明顯減少;葉綠體、類囊體緊密而清晰的片層結(jié)構(gòu)逐漸松散、變形、收縮、紊亂、瓦解。淀粉粒是植物中最普遍的碳水化合物貯藏物質(zhì),有研究表明高鹽脅迫使植物細胞通過葉綠體內(nèi)淀粉粒數(shù)量和體積的變化,從而緩解能量短缺,保證細胞正常的生命活動[34]。綜上,短時間(5 min)振動力脅迫使葉綠體內(nèi)淀粉粒數(shù)量增加,以此緩解機械脅迫后的細胞能量短缺,提高葉片抗性,維持正常的生命活動。嚴(yán)學(xué)成等[35]研究發(fā)現(xiàn)葉綠體結(jié)構(gòu)中含有較多嗜鋨顆粒的品種所制茶葉香氣更高,嗜鋨顆粒中含有大量類脂物質(zhì),這是植物受到較重脅迫時類囊體降解以及脂質(zhì)聚集所致,其通常在衰老的葉綠體中大量產(chǎn)生。適度的振動力脅迫(5~15 min)能夠促使青葉類囊體降解、葉綠體衰老以及降解產(chǎn)物脂質(zhì)聚集,從而導(dǎo)致綠體內(nèi)嗜鋨顆粒數(shù)量和體積明顯增加,這些結(jié)構(gòu)變化表明青葉細胞衰老加速,淀粉和嗜鋨顆粒的聚集為烏龍茶加工過程中以淀粉水解和脂類物質(zhì)降解為主的品質(zhì)形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。較長時間(30 min)振動力脅迫使葉綠體片層結(jié)構(gòu)紊亂,接近瓦解,這與武傳蘭[36]、吳凱[37]等研究鹽脅迫對植物細胞超微結(jié)構(gòu)的影響結(jié)果相似。結(jié)合葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化說明振動力脅迫對采后青葉脅迫明顯,能夠加速青葉葉綠體結(jié)構(gòu)的瓦解和葉細胞衰老。
振動力脅迫30 min內(nèi)青葉水分含量與自然攤放葉和萎凋葉無顯著差異,60 min時顯著低于自然攤放葉和萎凋葉。隨著振動力作用時間延長,青臭氣變濃,清香減退。振動力脅迫10 min后青葉相對電導(dǎo)率顯著高于自然攤放葉,5 min和10 min時PS II Y(II)和ETR顯著低于自然攤放葉。隨著振動力脅迫時間的延長,葉綠體和類囊體緊密而清晰的片層結(jié)構(gòu)逐漸松散、變形、收縮、紊亂、瓦解,5 min時淀粉粒數(shù)量明顯增加,15 min時嗜鋨顆粒數(shù)量明顯增多,并出現(xiàn)聚集。青葉抗氧化酶APX、DHAR、GR和MDAR活性在處理5~10 min總體高于自然攤放葉。振動力脅迫作為烏龍茶加工過程中的一種搖青力形式,一定時間(30 min以內(nèi))對青葉水分含量影響不顯著,但會造成青氣變濃,加劇青葉細胞膜系統(tǒng)損傷,使其透性提高,促進膜內(nèi)可溶物滲出,使相對電導(dǎo)率顯著升高,類囊體降解,葉綠體嚴(yán)重受損,青葉PS II系統(tǒng)被破壞,提高活性氧代謝酶活性從而抵御機械脅迫對葉細胞的損傷,為烏龍茶品質(zhì)形成的生化反應(yīng)提供條件。綜上,一定時間的振動力脅迫(5~15 min)能夠?qū)觚埐璁a(chǎn)生較強的脅迫效應(yīng),并啟動抗氧化酶系以抵御振動力脅迫帶來的傷害,加速青葉葉綠體結(jié)構(gòu)的瓦解和葉細胞衰老,為烏龍茶搖青工藝后的物質(zhì)代謝提供基礎(chǔ)。本實驗可為生產(chǎn)上烏龍茶搖青時間的調(diào)控提供參考依據(jù)。