?

不同貯藏溫度對雪膽塊莖褐變相關酶及底物的影響

2023-11-02 16:01陳庚李思琪高青青李霞段柯兆張廣輝楊生超趙艷
南方農業學報 2023年6期
關鍵詞:褐變總酚塊莖

陳庚 李思琪 高青青 李霞 段柯兆 張廣輝 楊生超 趙艷

DOI:10.3969/j.issn.2095-1191.2023.06.010

摘要:【目的】研究貯藏溫度對雪膽塊莖褐變相關酶、底物及有效成分的影響,為控制褐變、提高雪膽塊莖中藥材的穩定性提供理論支持?!痉椒ā繉Ⅴr切雪膽塊莖放置在3個貯藏溫度(-20、4和25 ℃)下,分別于貯藏第0、2、4、8和10 d時取樣,測定其褐變度、過氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)、總酚、雪膽甲素和雪膽乙素含量等指標,并進行褐變度與其他測定指標間的相關分析?!窘Y果】隨著貯藏時間的延長,鮮切雪膽塊莖褐變度均上升,貯藏至第10 d時,25 ℃下貯藏的鮮切雪膽塊莖褐變度較-20和4 ℃顯著升高(P<0.05,下同);3個貯藏溫度下的鮮切雪膽塊莖POD活性均呈先上升后下降的變化趨勢,整個貯藏期間25 ℃下的POD活性始終顯著高于-20和4 ℃;貯藏溫度越高,鮮切雪膽塊莖的MDA含量越大,貯藏4~10 d,25 ℃的MDA含量顯著高于-20和4 ℃,但-20與4 ℃的MDA含量間無顯著差異(P>0.05,下同);貯藏第4 d后,25 ℃下貯藏的鮮切雪膽塊莖總酚含量也始終顯著高于-20和4 ℃。25 ℃下貯藏的鮮切雪膽塊莖中雪膽甲素含量在第4 d后急劇上升,在第6 d達最大值(1.1410 mg/g),顯著高于-20和4 ℃,而雪膽乙素含量在貯藏2 d后開始急劇增加,至第8 d時達0.01143 mg/g,也顯著高于-20和4 ℃。相關分析結果表明,3個貯藏溫度下的褐變度均與貯藏時間呈極顯著正相關(P<0.01,下同),與總酚、雪膽甲素和雪膽乙素含量均無顯著相關性;-20和4 ℃的褐變度與POD活性分別呈極顯著和顯著負相關,-25 ℃的褐變度與POD活性無顯著相關性;-20 ℃的褐變度與MDA含量呈顯著負相關?!窘Y論】低溫(-20和4 ℃)下貯藏,可通過抑制褐變關鍵酶POD活性,或減少褐變底物酚類物質的生成而有效控制鮮切雪膽塊莖的褐變,以-20 ℃的控制褐變效果更佳。

關鍵詞:鮮切雪膽;塊莖;褐變;過氧化物酶;總酚;貯藏溫度

中圖分類號:S567.909.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼:A 文章編號:2095-1191(2023)06-1689-08

Effects of different storage temperatures on browning-related

enzymes and substrates of fresh-cut tubers of Hemsleya chinensis

CHEN Geng1,2,3, LI Si-qi1, GAO Qing-qing1,2,3, LI Xia1,2,3, DUAN Ke-zhao4,

ZHANG Guang-hui1,2,3, YANG Sheng-chao1,2,3, ZHAO Yan1,2,3*

(1National-local Joint Engineering Research Center on Gemplasm Innovation & Utilization of Chinese Medicinal Materials in Southwest China,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan? 650201,China; 2The Key Laboratory of

Medicinal Plant Biology of Yunnan Province,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan? 650201,China;

3College of Agronomy and Biotechnology,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan? 650201,China;

4Yunnan Kezhao Biological Technology Limited Company,Kunming,Yunnan? 650200,China)

Abstract:【Objective】To investigate the factors that affected the browning of tuber of Hemsleya chinensis under sto-rage temperature,and to study the mechanism and change law of the browning process,to provide theoretical support for controlling browning and improving the stability of tuber of H. chinensis. 【Method】The fresh-cut tubers of H. chinensis were placed at three different storage temperatures(-20,4 and 25 ℃),and samples were taken on the 0,2nd,4th,8th,and 10th d of storage respectively,to study the degree of browning,changes in peroxidase(POD) activity,malondialdehyde (MDA),total polyphenols, cucurbitacin IIa and cucurbitacin IIb contents,and the correlation analysis between the degree of browning and measured indexes was carried out. 【Result】With the prolongation of storage time,the browning degree of fresh-cut tubers of H. chinensis increased. At the 10th d, the browning degree of fresh-cut tuber of H.chinensis stored at 25 ℃ was significantly higher than that at -20 and 4 ℃(P<0.05, the same below). At this time,the POD activities of H.chinensis tubers at three temperatures showed a trend of first increasing and then decreasing,and the POD activities du-ring the whole storage period were significantly higher than those under -20 and 4 ℃. The higher the storage temperature, the greater the MDA content of fresh-cut tubers of H. chinensis, stored at 4-10 d, the MDA content at 25 ℃ was significantly higher than -20 and 4 ℃, but there was no significant difference in MDA content between -20 and 4 ℃ (P>0.05, the same below); the total phenolic content of resh-cut tubers of H. chinensis stored at 25 ℃ after 4 d was always significantly higher than-20 and 4 ℃. At 25 ℃, the content of cucurbitacin IIa in fresh-cut tubers of H. chinensis increased sharply after 4 d and reached the maximum value on day 6 (1.1410 mg/g), significantly higher than at -20 and 4 ℃, the content of cucurbitacin IIb began to increase sharply after 2 d of storage, and on day 8, the content of cucurbitacin IIb reached 0.01143 mg/g, which was significantly higher than at -20 and 4 ℃. The results of correlation analysis showed that the BD at the three storage temperatures had an extremely significant positive correlation with the storage period (P<0.01, the same below),but no significant correlation with total polyphenols,? cucurbitacin IIa and cucurbitacin IIb contents. BD had extremely significant and significant correlation with POD activity at -20 and 4 ℃ respectively, BD at -25 ℃ had no significant correlation with POD activity, BD at -20 ℃ had significant negative correlation with MDA content. 【Conclusion】Storage at low temperatures (-20 and 4 ℃) can inhibit the activity of POD, a key enzyme in browning, or reduce the production of browning substrate phenolic substances to effectively control the browning of fresh-cut tubers of H. chinensis. The browning control effect is better at -20 ℃.

Key words: fresh-cut Hemsleya chinensis; tuber; browning; peroxidas;total phenolic; storage temperature

Foundation items: National Natural Science Foundation of China(81960691);Yunnan Major Science and Technology Project(2018ZF011); Independent Research Project of Yunnan Characteristic Plant Extraction Laboratory (2022YK ZY001)

0 引言

【研究意義】褐變是藥材和果蔬食品加工中普遍存在的一種變色現象。在新鮮藥材和果蔬食品干燥加工的大規模生產中,受機械損傷或氧氣、溫度等因素影響,產品極易發生褐變并嚴重影響其外觀、營養價值及市場價格(徐菲等,2011)。一般研究認為 0~5 ℃適宜貯藏鮮切果蔬而不發生冷害,但更低溫度貯藏鮮切中藥材后褐變度和內部理化性質的變化規律尚不清楚。雪膽(Hemsleya chinensis)是一種具有膨脹大塊莖的多年生攀援草本植物,集中分布于我國西南地區,少量分布于中南地區(劉鈺瑩等,2017),具有清熱解毒、消炎抗菌等功效(李瑩等,2015;曾祥飛等,2016)。雪膽藥用價值最高的部位是附著在根部半裸露于地表的塊莖,初加工時需對其進行剝皮、切片、切碎等,易導致其塊莖表皮細胞破裂,從而造成細胞組織脫水和微生物入侵,出現塊莖腐爛、褐變等現象,嚴重影響雪膽藥材的產量與品質。因此,研究貯藏條件對鮮切雪膽塊莖褐變及生理生化特性的影響,對保證其藥材的產量與品質具有重要意義?!厩叭搜芯窟M展】低溫貯藏可直接抑制酶的活力,減緩褐變反應的速度和強度,是抑制果蔬褐變最直接有效的方法,且簡單易行、安全性高,國內外普遍將其作為鮮切果蔬保鮮的基本手段(Xu,2005;劉芳等,2015)。有研究表明,在藥材貯藏過程中以酶促反應褐變為主,多酚氧化酶(PPO)和過氧化氫酶(POD)在酶促褐變中是關鍵因素,引起藥材褐變或加劇褐變;而低溫條件下貯藏能抑制PPO和POD活性,從而減緩褐變發生速度(孫國東等,2017;朱玉蕓,2018;李東輝等,2022)。王靜等(2008)研究表明1~5 ℃冷藏可通過抑制PPO和POD活性延緩鮮切牛蒡的褐變,延緩產品衰老,提高產品質量。王彥博(2009)、趙梅(2012)研究發現0~4 ℃是鮮切山藥適宜的貯藏溫度,能較好地保持鮮切山藥的品質。張福平等(2014)、李蓉等(2022)發現低溫貯藏條件可有效預防新鮮余甘子果實的褐變,且有效延緩余甘子果實感官及品質的下降,延長貯藏期,以5 ℃貯藏保鮮效果最佳。謝榮娟等(2017)研究北青龍衣由鮮品到干品的貯藏期間出現失水、顏色變深等褐變現象的原因,為控制褐變、提高藥材的穩定性提供依據。朱玉蕓等(2018)研究發現酶促褐變是導致花類藥材品質裂變的主要原因之一,其中POD是引起新鮮菊花酶促褐變的一類氧化還原酶?!颈狙芯壳腥朦c】關于雪膽的研究,近年來主要集中在馴化栽培(楊秋容,2014)、塊莖的化學成分生物活性(Wang et al.,2018)和化學成分含量測定(楊程等,2019;陳庚等,2020)及內生真菌分離鑒定(賴清玉等,2019)等方面,而針對雪膽塊莖采收后不同貯藏溫度條件下褐變相關酶、底物及有效成分變化的研究鮮見報道?!緮M解決的關鍵問題】分析鮮切雪膽塊莖在不同貯藏溫度下褐變相關酶、底物及有效成分的變化規律,探索出減弱鮮切雪膽塊莖褐變的有效貯藏方法,為提升雪膽藥材的品質提供參考依據,也為控制富含酚類的其他中藥材酶促褐變提供思路。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

雪膽植株的塊莖采自昆明市云南柯兆生物科技有限公司的雪膽資源圃,經云南農業大學楊生超教授鑒定為雪膽。雪膽甲素和雪膽乙素標準品購自四川省維克奇生物科技有限公司,生產批號分別為wkq16072205和wkq16072904,純度大于98%;乙腈為色譜級,水為純凈水,其他試劑均為分析純。主要儀器設備:Agilent1260系列高效液相色譜儀、Agilent Chem Station工作站(安捷倫公司);UV-2450紫外分光光度計(日本島津公司)。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 試樣處理 試驗用具(刀具、處理臺等)用75%乙醇進行消毒處理。用200 μmol/L次氯酸鈉清洗、浸泡雪膽2 min,擦干后快速削皮,將其切成相同厚度的雪膽塊莖切片,然后分別置于-20、4和25 ℃下貯藏,每2 d取1次切片,立即用液氮冷凍并打磨成粉,測定褐變度、POD活性等指標,每個指標重復測定3次。

1. 2. 2 褐變度測定 參考謝榮娟等(2017)的方法,修改測定。取1支離心管,加入2 g雪膽樣品和10.0 mL 80%乙醇,充分混勻,放置于避光處30 min,放置期間每隔5 min攪拌1次;然后6000 r/min下離心,使上清液完全澄清,不含任何雜質,用紫外分光光度計在410 nm波長處測定其吸光值,測定3次取平均值,用80%乙醇作空白對照。

BD=A410×V/M

式中,BD為褐變度,A410為410 nm吸光值,V為提取液體積(mL),M為樣品質量(g)。

1. 2. 3 POD活性測定 取1支試管,先加入0.1 mL 0.75%過氧化氫溶液,再加入2.0 mL 0.2 mol/L乙酸—乙酸鈉緩沖液(pH 5.5)和1.0 mL 0.05 mol/L愈創木酚溶液,最后加入0.05 mL離心得到的上清液,快速充分混勻,用紫外分光光度計在470 nm波長下每隔15 s記錄1次數值。

POD活性(μg/min)=A470×Vt/W×Vs×0.01×t

式中,A470為470 nm吸光值,Vt為提取酶液總體積(mL),Vs為測定時所取酶液體積(mL),W為樣品重量(g),t為反應時間。

1. 2. 4 丙二醛(MDA)含量測定 取1支離心管,加入1 g雪膽樣品,再加入5.0 mL 10%三氯乙酸(TCA)充分混勻,在4 ℃、1000 r/min的條件下離心20 min,之后收集上清液備用。

取1支離心管,加入上清液2.0 mL和0.67% 2-硫代巴比妥酸(TBA)2.0 mL;另取1支離心管,加入10% TCA溶液2.0 mL和0.67% TBA 2.0 mL作空白對照,將2支離心管內的溶液充分混勻,水浴20 min,冷卻后離心,利用紫外分光光度計測量上清液分別在450、532和600 nm波長處的吸光值,測定3次,取平均值。

消除誤差:C(μmol/L)=6.45×(A532-A600)-0.56×A450

MDA含量(μmol/g)=C×V/Vs×W×1000

式中,C為反應混合液中MDA含量(μmol/L),A450、A532和A600分別為450、532和600 nm吸光值,V為樣品提取液總體積(mL),Vs為測定時所取樣品提取液體積(mL),W為樣品重量(g)。

1. 2. 5 總酚含量測定 稱取2 g雪膽樣品,加入32.0 mL 50%乙醇,充分混勻,進行59 min冷凝回流提取,提取結束后趁熱過濾,冷卻后將全部上清液加入100 mL容量瓶中,用50%乙醇定容,所得即為雪膽多酚提取液,保留備用。雪膽多酚提取、沒食子酸標準曲線制作和雪膽多酚提取率計算參考段思宇等(2021)的方法進行。

1. 2. 6 高效液相色譜(HPLC)測定雪膽素 稱取1 g雪膽樣品,加入正己烷和乙酸乙酯混合物(混合比例1∶4),振蕩使其充分混勻,在37 ℃下放置30 min,然后超聲30 min,離心至上清液澄清無雜質,取上清液備用。向沉淀物中加入1.0 mL甲醇,超聲離心提取雪膽素。取上清液于浸提化合物樣品瓶中,55 ℃水浴鍋預熱并用旋蒸儀濃縮后甲醇定容,最后用高效液相色譜儀測定化合物含量(陳庚等,2020)。

液相色譜條件:色譜柱為Phenomenex Kinetex C18 analytical column(4.6 mm×100 mm,2.6 μm),測定雪膽素流動相為0.2%磷酸水溶液(A)—乙腈(B),梯度洗脫:0~15 min,25%~33% B;15~20 min,33%~40% B;20~24 min,40%~60% B;24~28 min,60%~90% B。檢測波長212 nm,流速1.0 mL/min,柱溫30 ℃,進樣體積10 μL。

1. 3 統計分析

采用Excel 2010和SPSS 20.0對試驗數據進行整理統計和分析,以GraphPad Prism 8制圖。

2 結果與分析

2. 1 鮮切雪膽塊莖貯藏期間褐變度的變化

從圖1可明顯看出鮮切雪膽塊莖在3個貯藏溫度下的褐變情況,在25 ℃下貯藏的雪膽塊莖褐變顏色最深,至第8 d已全部褐化,在4 ℃下貯藏的雪膽塊莖褐變則相對緩慢,而在-20 ℃下貯藏的雪膽塊莖至第8 d才出現輕微的褐化。

由圖2可知,3個貯藏溫度(-20、4和25 ℃)下鮮切雪膽塊莖的褐變度均呈持續上升趨勢,貯藏至第10 d,褐變度分別為4.58、7.96和10.46。表明褐變度與貯藏溫度呈正相關,在不同貯藏溫度下的鮮切雪膽塊莖均會發生褐變,25 ℃下貯藏鮮切雪膽塊莖的褐變程度最高,顯著高于-20和4 ℃(P<0.05,下同)。

2. 2 鮮切雪膽塊莖貯藏期間POD活性的變化

如圖3所示,3個貯藏溫度下的鮮切雪膽塊莖POD活性均呈先上升后下降的變化趨勢。25 ℃下貯藏的鮮切雪膽塊莖POD活性在第2 d快速升高,第4 d達最大值,整個貯藏期間POD活性均顯著高于-20和4 ℃;在-20和4 ℃下貯藏時,鮮切雪膽塊莖POD活性在整個貯藏期間變化較小,均在第2 d達最大值,4 ℃的POD活性顯著高于-20 ℃。

2. 3 鮮切雪膽塊莖貯藏期間MDA含量的變化

MDA是膜脂過氧化的最終產物,其含量反映植物的受損害程度。如圖4所示,鮮切雪膽塊莖的MDA含量在3個貯藏溫度下均呈先升高后降低再升高的變化趨勢。在-20和4 ℃下貯藏時,鮮切雪膽塊莖的MDA含量在第2 d達峰值后逐漸下降,第4 d降至最低值;然而,25 ℃下貯藏時,鮮切雪膽塊莖的MDA含量在第4 d達最大值,且顯著高于-20和4 ℃。出現這種現象可能是由于削皮、切片等加工操作破壞雪膽塊莖組織細胞,導致MDA含量快速升高,0~4 d內達峰值;25 ℃下貯藏時,MDA含量逐漸降低趨于正常,但由于貯藏時間的延長,雪膽塊莖中MDA含量又開始升高。表明貯藏溫度越高,膜脂過氧化越強,MDA含量越高,越不利于雪膽塊莖的貯藏。貯藏4~10 d,25 ℃下的雪膽塊莖MDA含量顯著高于 -20和4 ℃,而后兩者間無顯著差異(P>0.05,下同)。

2. 4 鮮切雪膽塊莖貯藏期間總酚含量的變化

沒食子酸標準曲線的回歸方程及線性關系為Y=63.457X-0.0005,相關系數(r)為0.9998。植物褐變的底物是酚類物質,雪膽塊莖中酚類物質含量越高,其褐變度就越大。如圖5所示,鮮切雪膽塊莖的總酚含量在3個貯藏溫度下均呈先升高后降低的變化趨勢,均在第6 d達最大值且增速極快,25 ℃下的含量變化最大。在整個貯藏期間,25 ℃下貯藏的鮮切雪膽塊莖總酚含量始終高于-20和4 ℃,該變化與鮮切雪膽塊莖褐變度基本一致,由此可知,總酚含量直接影響雪膽塊莖的褐變程度。

2. 5 鮮切雪膽塊莖貯藏期間雪膽素含量的變化

HPLC測定對照品及樣品的結果見圖6。分別使用雪膽甲素標準曲線Y=6804.5351X+18.9056(r=0.9999)和雪膽乙素標準曲線Y=2360.1633X-3.5358(r=0.9998)計算雪膽甲素和雪膽乙素含量,其測定結果見圖7和圖8。

如圖7所示,25 ℃下貯藏的鮮切雪膽塊莖雪膽甲素含量在第4 d后急劇上升,在第6 d達最大值(1.1410 mg/g),顯著高于-20和4 ℃,第6 d后呈快速下降趨勢。相比于25 ℃,-20和4 ℃下貯藏的鮮切雪膽塊莖雪膽甲素含量呈波動式緩慢上升趨勢,第6 d時分別升至 0.4346和0.1120 mg/g,二者間存在顯著差異,第6 d后也呈下降趨勢,貯藏至第10 d時均低于初始含量。

如圖8所示,鮮切雪膽塊莖在貯藏期間雪膽乙素含量極少,3個貯藏溫度均有出現檢測不到含量的情況,尤其是在4 ℃下貯藏的鮮切雪膽塊莖未檢測到雪膽乙素。-20 ℃下,貯藏前期鮮切雪膽塊莖的雪膽乙素含量呈先上升后下降的變化趨勢,但整體呈下降趨勢,直至未檢測到雪膽乙素含量。25 ℃下,鮮切雪膽塊莖的雪膽乙素含量在貯藏2 d后開始急劇增加,至第8 d時雪膽乙素含量達最大值(0.01143 mg/g),顯著高于-20和4 ℃,之后快速下降,貯藏至第10 d時未檢測到雪膽乙素含量??梢?個貯藏溫度條件下鮮切雪膽塊莖的雪膽乙素含量變化大。

2. 6 鮮切雪膽塊莖在不同貯藏溫度下褐變度與各指標間的相關分析結果

以3個貯藏溫度條件下的鮮切雪膽塊莖褐變度與各測定指標進行相關分析,結果(表1)顯示,3個貯藏溫度的鮮切雪膽塊莖褐變度均與貯藏時間呈極顯著正相關(P<0.01,下同),與總酚、雪膽甲素和雪膽乙素含量均無顯著相關性;-20和4 ℃的褐變度與POD活性分別呈極顯著和顯著負相關,-25 ℃的褐變度與POD活性無顯著相關性;-20 ℃貯藏條件下,褐變度與MDA含量呈顯著負相關,4和25 ℃貯藏條件下,褐變度與MDA含量無顯著相關性。由此可知,鮮切雪膽塊莖在貯藏過程中,其褐變與POD反應系統和酚類物質密切相關,將鮮切雪膽塊莖低溫(4和 -20 ℃)貯藏后,其褐變度與POD活性的相關性高于常溫(25 ℃)貯藏。

3 討論

前人研究發現褐變反應不僅存在于果蔬中,也存在于許多富含多酚類物質的中藥、或作為中藥使用的植物藥中,在藥材飲片中則可能會造成成分變化、藥效改變(徐菲等,2011;謝榮娟等,2017)。本研究以雪膽塊莖在不同貯藏溫度下褐變度和相關酶活性變化來推測雪膽塊莖此類植物藥的褐變機制,并結合褐變過程中成分變化結果,以期得出應抑制褐變或促進褐變,從而提高雪膽藥材質量。

在本研究中,鮮切雪膽塊莖在不同貯藏溫度條件下,隨著貯藏時間的延長,褐變度均明顯上升,且褐變度與貯藏時間呈極顯著正相關,其中25 ℃下貯藏至第10 d時褐變嚴重,說明貯藏溫度高會加快褐變速度,與鮮切牛蒡、鮮切山藥、北青龍衣、亳菊等藥材隨貯藏時間延長其褐變度均上升的研究結果(王靜等,2008;趙梅,2012;謝榮娟等,2017;朱玉蕓等,2018)一致。雪膽藥用部位為地表的膨大塊莖,含有豐富的酚類物質(段思宇等,2021),對其進行剝皮、切片、切碎等初加工時,由于切割導致雪膽組織細胞嚴重受損,細胞膜的穩定性降低,使原來分布在細胞內的酚類物質流出,當與外界氧氣接觸后,POD作為植物體內重要的抗氧化酶,酚類物質可被POD氧化形成醌類物質,聚集后呈褐色發生褐變。本研究結果表明,3種貯藏溫度下,POD活性在0~2 d內均急劇上升,推測雪膽塊莖受切割損傷后,破壞了細胞膜系統的完整性,導致細胞壁降解,更容易與酚類化合物底物結合,使得POD活性增強。由于酶類物質易受溫度影響,低溫會抑制POD活性;在-20和4 ℃的低溫環境下POD活性變化較小,但在25 ℃貯藏溫度下鮮切雪膽塊莖的POD活性有明顯變化。隨著貯藏溫度的上升,POD活性與褐變程度呈明顯的正相關,是導致鮮切雪膽塊莖褐變的關鍵因素。其可能的機制是由于酶類物質易受溫度影響,低溫鈍化POD活性,一定程度上導致褐變底物的合成減少、氧化速度降低,進一步延緩鮮切雪膽的褐變發生。由此可知,是由于POD所催化的雪膽多酚類物質氧化反應引起褐變,與亳菊中POD是引起新鮮菊花瓣酶促褐變的主要因素一致(朱玉蕓等,2018)。

本研究結果表明,在整個貯藏期間,3個溫度下的POD活性變化與MDA含量呈正相關,即POD活性越大,MDA含量越高。多酚類物質是褐變的底物,底物積累增多,POD活性升高,氧化形成的醌類物質越來越多,導致雪膽褐變更加嚴重。因此,減少褐變底物酚類物質的生成以防止積累,抑制褐變相關酶POD活性,可有效阻止雪膽塊莖的褐變,MDA含量也會相應減少。謝榮娟等(2017)研究發現鮮品北青龍衣在低溫貯藏期間,膜系統損傷會破壞自由基代謝平衡,使超氧化物歧化酶(SOD)和POD代謝作用失調,H2O2積累,導電率增大,MDA含量增加,導致褐變發生。本研究中,低溫(4和-20 ℃)貯藏下的褐變度、POD活性、MDA含量及總酚含量較低,不僅可有效減緩雪膽塊莖組織細胞的衰老,降低POD活性,減緩酚類物質的生成,還可使雪膽塊莖細胞的生長、繁殖和代謝減慢,降低雪膽塊莖褐變度。

雪膽素(雪膽甲素和雪膽乙素)是重要的中藥原料藥,是生產中成藥雪膽素片(中藥保護品種)和雪膽素膠囊的原料藥。本研究探索不同貯藏溫度下雪膽塊莖中有效成分的動態變化規律,發現25 ℃貯藏期間,雪膽塊莖中褐變和相關酶活性變化可能會導致雪膽甲素轉化為雪膽乙素或促進雪膽乙素的積累。本研究對比雪膽塊莖在-20和4 ℃條件下的貯藏效果,發現-20 ℃貯藏能明顯延緩鮮切雪膽塊莖的褐變度、POD活性、MDA含量及總酚含量的上升,且在-20 ℃下貯藏鮮切雪膽塊莖的有效成分(雪膽甲素和雪膽乙素)含量更高。在25 ℃貯藏期間,雪膽甲素含量在第6 d最高,雪膽乙素含量在第8 d最高,對應的鮮切雪膽塊莖總酚含量在第6 d達最大值且增速極快,同時,褐變度也在快速增大。在不同溫度貯藏期間,鮮切雪膽塊莖褐變及相關酶和底物均劇烈變化會引起很多酶促反應和非酶促反應,可能導致雪膽藥材中有效成分雪膽素相互轉化和降解。-20 ℃的低溫儲存更有利于減緩褐變,且最大程度地保留雪膽塊莖中的有效成分雪膽素,保持藥材的質量和價值。

4 結論

隨著貯藏時間的延長,鮮切塊莖褐變嚴重;POD活性可反映褐變程度。低溫(-20和4 ℃)下貯藏,可通過抑制褐變關鍵酶POD活性,或減少褐變底物酚類物質的生成而有效控制鮮切雪膽塊莖的褐變,以-20 ℃的控制褐變效果更佳。

參考文獻:

陳庚,盧迎春,趙艷,段紹鳳,段柯兆,張廣輝,楊生超. 2020. 雪膽屬植物中雪膽素和齊墩果酸的含量測定[J]. 中藥材,43(5):1160-1164. [Chen G,Lu Y C,Zhao Y,Duan S F,Duan K Z,Zhang G H,Yang S C. 2020. Analyses of the contents of hemslecin and oleanic acid in plants of Hemsleya Cogn[J]. Journal of Chinese Medicinal Mate-rials,43(5):1160-1164.] doi:10.13863/j.issn1001-4454. 2020.05.023.

段思宇,陳庚,高青青,郭兆寬,段柯兆,張廣輝,楊生超,趙艷. 2021. 雪膽多酚的穩定性及其對α-淀粉酶的抑制作用[J]. 江蘇農業科學,49(9):167-171. [Duan S Y,Chen G,Gao Q Q,Guo Z K,Duan K Z,Zhang G H,Yang S C,Zhao Y. 2021. Stability of Hemsleya chinensis polyphenols and their inhibitory effect on α-amylase[J]. Jiangsu Agricultural Sciences,49(9):167-171.] doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2021.09.030.

賴清玉,趙明富,保穎,李瑞潔,楊林毅,文國松. 2019. 雪膽內生真菌的分離與鑒定研究[J]. 中藥材,42(8):1771-1776. [Lai Q Y,Zhao M F,Bao Y,Li R J,Yang L Y,Wen G S. 2019. Isolation and identification of endophytic fungi from Hemsleya chinensis[J]. Journal of Chinese Me-dicinal Materials,42(8):1771-1776.] doi:10.13863/j.issn 1001-4454.2019.08.011.

李東輝,吳紅偉,楊新榮,李國峰,李咸慰,宋沁潔,李陽,李越峰. 2022. 鮮大黃加工過程中褐變機制研究[J]. 時珍國醫國藥,33(5):1127-1131. [Li D H,Wu H W,Yang X R,Li G F,Li X W,Song Q J,Li Y,Li Y F. 2022. Study on the browning mechanism of fresh rhubarb during processing[J]. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research,33(5):1127-1131.]

李蓉,龍小妹,陳平,范源,朱培芳. 2022. 5 ℃貯藏條件下新鮮余甘子果實褐變相關指標研究[J]. 中國藥業,31(12):72-76. [Li R,Long X M,Chen P,Fan Y,Zhu P F. 2022. Browning indexes of fresh-picked phyllanthi fructus under storage conditions at 5 ℃[J]. China Pharmaceuticals,31(12):72-76.] doi:10.3969/j.issn.1006-4931. 2022.12.017.

李瑩,徐曉婷,鄭重飛,李玲,姚慶強. 2015. 雪膽屬植物的化學成分及生物活性研究進展[J]. 中草藥,46(15):128-132. [Li Y,Xu X T,Zheng C F,Li L,Yao Q Q. 2015. Research progress on chemical constituents and biological activities of plants from Hemsleya[J]. Chinese Traditional and Herbal Drugs,46(15):128-132.] doi:10.7501/j.issn.0253-2670.2015.18.023.

劉芳,趙金紅,朱明慧,甘芝霖,倪元穎. 2015. 多酚氧化酶結構及褐變機理研究進展[J]. 食品研究與開發,36(6):113-119. [Liu F,Zhao J H,Zhu M H,Gan Z L,Ni Y Y. 2015. Advances in research of the structure and browning mechanism of polyphenol oxidase[J]. Food Research and Development,36(6):113-119.] doi:10.3969/j.issn.1005-6521.2015.06.032.

劉鈺瑩,馬越,趙曉燕,趙春燕,張超. 2017. 植物資源中葫蘆素類化合物的分布[J]. 農產品加工,(10):75-78. [Liu Y Y,Ma Y,Zhao X Y,Zhao C Y,Zhang C. 2017. Distribution of cucurbitacin family in plant[J]. Farm Products Processing,(10):75-78.] doi:10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.05.050.

孫國東,霍金海,謝榮娟,王偉明. 2017. 基于UPLC-Q-TOF/MS技術的北青龍衣褐變過程中成分動態變化分析[J]. 中國中藥雜志,42(16):3112-3120. [Sun G D,Huo J H,Xie R J,Wang W M. 2017. Dynamic variation of components in exocarp of Juglans mandshurica with browning based on UPLC-Q-TOF/MS[J]. Chinese Journal of Chinese Materia Medica,42(16):3112-3120.] doi:10.19540/j.cnki.cjcmm.20170614.003.

王靜,徐為民,諸永志,王道營,汪志君. 2008. 貯藏溫度對鮮切牛蒡褐變的影響[J]. 江蘇農業學報,24(4):492-496.[Wang J,Xu W M,Zhu Y Z,Wang D Y,Wang Z J. 2008. Effects of storage temperature on browning of fresh-cut burdock (Arctium lappa L.)[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences,24(4):492-496.] doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2008.04.022.

王彥博. 2009. 低溫及套袋處理對山藥保鮮效果的研究[J]. 吉林中醫藥,29(10):886-887. [Wang Y B. 2009. Research on fresh-keeping effect for Chinese yam in low temperature and mantle bag[J]. Jilin Journal of Traditio-nal Chinese Medicine,29(10):886-887.] doi:10.3969/j.issn.1003-5699.2009.10.035.

謝榮娟,霍金海,王偉明. 2017. 北青龍衣褐變機制的研究[J]. 中國農學通報,33(12):129-136. [Xie R J,Huo J H,Wang W M. 2017. Browning mechanism of North Qinglongyi[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin,33(12):129-136.]

徐菲,李順祥,周晉,曹亮,黃丹,董志程. 2011. 藥食果蔬褐變機制及其干燥工藝研究現狀[J]. 湖南中醫藥大學學報,31(11):79-81. [Xu F,Li S X,Zhou J,Cao L,Huang D,Dong Z C. 2011. Study on browning mechanism and drying controltechnology of medicines and medicinal foods[J]. Journal of Hunan University of Chinese Medicine,31(11):79-81.] doi:10.3969/j.issn.1674-070X.2011. 11.025.079.03.

楊程,姜媛媛,吳一超,張利,王曉麗. 2019. HPLC同時測定雪膽屬植物中3種活性成分的含量[J]. 基因組學與應用生物學,38(7):3194-3199. [Yang C,Jiang Y Y,Wu Y C,Zhang L,Wang X L. 2019. Simultaneous determination of three active ingredients in Hemsleya by HPLC[J]. Genomics and Applied Biology,38(7):3194-3199.] doi:10.13417/j.gab.038.003194.

楊秋容. 2014. 雪膽的馴化栽培與開發利用研究[J]. 亞太傳統醫藥,10(7):28-29. [Yang Q R. 2014. The domestication,cultivation and exploitation of Hemsleya chinensis[J]. Asia-Pacific Traditional Medicine,10(7):28-29.]

曾祥飛,張洪武,李國棟,郭蔚文,錢子剛,楊耀文. 2016. 云南雪膽屬植物藥用資源的初步研究[J]. 中藥材,39(5):996-1001. [Zeng X F,Zhang H W,Li G D,Guo W W,Qian Z G,Yang Y W. 2016. A preliminary study on the medicinal resources of Hemsleya in Yunnan[J]. Journal of Chinese Medicinal Materials,39(5):996-1001.] doi:10.13863/j.issn1001-4454.2016.05.011.

張福平,王惠敏,鄭道序,詹潮安,林文歡. 2014. 溫度對余甘子采后貯藏期間感官及營養品質的影響[J]. 南方農業學報,45(7):1248-1252. [Zhang F P,Wang H M,Zheng D X,Zhan C A,Lin W H. 2014. Effects of storage temperature on sensory and nutritional quality of Phyllanthus emblica fruit during storage[J]. Journal of Southern Agriculture,45(7):1248-1252.]doi:10.3969/j:issn.2095-1191.2014.7.1248.

趙梅. 2012. 不同貯藏溫度對鮮切山藥品質的影響[J]. 中國農學通報,28(36):287-289. [Zhao M. 2012. Effects of different storage temperatures on quality of fresh-cut yam[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin,28(36):287-289.] doi:10.3969/j.issn.1000-6850.2012.36.051.

朱玉蕓,呂新林,李祥溦,張東,董利華,朱晶晶,王智民,張金振. 2018. 亳菊POD酶的酶學特性研究[J]. 中國中藥雜志,43(8):1596-1601. [Zhu Y Y,Lü X L,Li X W,Zhang D,Dong L H,Zhu J J,Wang Z M,Zhang J Z. 2018. Enzymatic characteristics of peroxidase from Chrysanthemum morifolium cv. Bo-ju[J]. Chinese Journal of Chinese Materia Medica,43(8):1596-1601.] doi:10.19540/j.cnki.cjcmm.2018.0059.

朱玉蕓. 2018. 酶促褐變對菊花品質的影響研究[D]. 合肥:安徽中醫藥大學. [Zhu Y Y. 2018. Study on the effect of enzymatic browning on the quality of Chrysanthemum[D]. Hefei:Anhui University of Chinese Medicine.]

Wang W X,Yang H R,Li Y,Zheng Z F,Liu Y J,Wang H Y,Mu Y L,Yao Q Q. 2018. Identification of 16,25-O-diacetyl-cucurbitane F and 25-O-acetyl-23,24-dihydrocucurbi-tacin F as novel anti-cancer chemicals[J]. Royal Society Open Science,5(8):180723. doi:10.1098/rsos.180723.

Xu J S. 2005. The effect of low-temperature storage on the activity of polyphenol oxidase in Castanea henryi chestnuts[J]. Postharvest Biology & Technology,38(1):91-98. doi:10.1016/j.postharvbio.2005.05.011.

(責任編輯 羅 麗)

收稿日期:2022-07-24

基金項目:國家自然科學基金項目(81960691);云南省重大科技專項(2018ZF011);云南特色植物提取實驗室自主研究項目(2022 YKZY001)

通訊作者:趙艷(1982-),https://orcid.org/0000-0001-8088-4288,博士,副教授,主要從事藥用植物研究工作,E-mail:zhaoyankm@126.com

第一作者:陳庚(1994-),https://orcid.org/0009-0000-0484-1753,研究方向為藥用植物有效成分途徑解析,E-mail:1462415742 @qq.com

猜你喜歡
褐變總酚塊莖
外源乙烯處理對黃冠梨果皮褐變和貨架期品質的影響
凌云白毫總酚提取工藝優化及抗氧化活性
短期窖藏下馬鈴薯塊莖品質指標的變化趨勢
塊根塊莖類植物細胞懸浮培養技術與應用
影響牡丹石榴外植體褐變的因素分析
白及須根與塊莖的多糖成分比較研究
丹參彌羅松酚的提取及總酚含量測定
不同油莎豆品系塊莖形成規律的比較研究
軟棗獼猴桃總酚的可見-近紅外漫反射光譜無損檢測
正交試驗優化微波提取厚樸皮總酚工藝
91香蕉高清国产线观看免费-97夜夜澡人人爽人人喊a-99久久久无码国产精品9-国产亚洲日韩欧美综合