鮮切蓮藕褐變的生理生化機制及蛋白表達差異研究.pdf

1、蓮藕（Nelumbo nucifera）是中國重要的特色水生蔬菜和出口創(chuàng)匯蔬菜，其營養(yǎng)豐富，具有清熱生津、滋補胃陰等藥用價值。蓮藕含水量豐富、皮薄，外觀潔白脆嫩，表皮保護性差、易破損，貯藏期間易失水、干縮和變色。蓮藕適合鮮切加工，但切分形成的機械損傷極易導致表皮和肉質部褐變，影響蓮藕感官品質和內在質量。本試驗的前期研究結果表明，4℃條件下鮮切蓮藕經褐變抑制劑處理后最長可貯藏15天，且明確蓮藕的褐變主要是酶促褐變。本試驗比較了江蘇種植最多

2、“美人紅”和南京地區(qū)銷售最普遍“3735”兩品種蓮藕鮮切后的品質及生理生化變化，并以“3735”為試材進一步探索常溫貯藏條件下鮮切蓮藕褐變模型建立、酚類定性及褐變前后蛋白差異表達，以深入研究鮮切蓮藕褐變的機制。本研究的主要結果如下:
　　 1.“美人紅”和“3735”貯藏過程中品質和生理特性的比較
　　 以“美人紅”和“3735”為材料，比較了鮮切后4℃貯藏期間兩品種品質和生理特性的變化。結果顯示，“美人紅”可溶性蛋白質

3、、Vc及總酚含量較高，褐變相關酶POD和SOD的活性較強，而“3735”呼吸強度大、丙二醛生成量多?！懊廊思t”和“3735”兩品種蓮藕鮮切后低溫貯藏期間的品質和生理特性變化雖然在大多數(shù)指標上出現(xiàn)較為一致的趨勢，如褐變加重、呼吸增強、還原糖增加、可溶性蛋白和總酚減少、Vc減少、O2·-和MDA增加、POD活力降低和SOD活力增加等，但“3735”褐變更快，呼吸增強更多，還原糖增加更迅速，O2·-含量上升較慢，MDA增加較多。因此，“美人紅

4、”品種更合適鮮切加工。
　　 2.鮮切蓮藕貯藏期間褐變數(shù)學模型的建立
　　 選用極易褐變的“3735”作為材料，以清水處理為對照(CK)，比較了五種保鮮劑0.1％ NaHSO3、0.2％檸檬酸(CA)、0.01％抗壞血酸(AA)、0.1％L-半胱氨酸(Cys)以及復合保鮮劑（CP:0.1％ CA、0.005％ AA和0.05％ Cys）處理對低溫條件下鮮切蓮藕品質和生理生化變化的影響。結果顯示，相同條件下，CP處理組褐變

5、較輕，MDA、呼吸強度、O2·-及H2O2含量較低，SOD、POD、CAT活性較高。
　　 鮮切蓮藕貯藏過程中褐變主因子分析顯示，褐變與品質和生理的指標如L*、電導率、呼吸強度、MDA含量、活性氧含量及POD活性有關，其中L*貢獻率高達64％;次因子分析褐變與SOD、CAT有關。以直觀反映褐變度的L*值作為因變量，其它9個指標作為自變量，對L*作線性回歸分析，經逐步回歸后，建立鮮切蓮藕L*的回歸模型預測方程為:(L)*=65.7

6、84-11.062x3-0.101x5+0.003x6(其中x3為MDA，x5為O2·-，x6為POD)。線性回歸分析可見，鮮切蓮藕貯藏過程中L*與MDA含量、O2·-含量呈顯著負相關，與POD活性呈顯著正相關。
　　 3.鮮切蓮藕褐變過程中酚類與褐變關系及清除自由基的能力
　　 試驗選取不同部位的蓮藕比較酚類物質含量及其清除自由基能力，并用HPLC方法定性和定量酚類物質。結果表明，蓮藕不同部位酚類物質含量存在顯著差異:

7、藕皮7.19mg/g，藕節(jié)7.61mg/g，藕尖2.54mg/g，藕片2.10mg/g。藕皮中含有焦性沒食子酸、羥酪胺和兒茶酚三種酚，且以焦性沒食子酸為主;藕節(jié)中的主要酚類物質是羥酪胺，藕尖中只有沒食子酸，藕片中則含有焦性沒食子酸、羥酪胺、兒茶酚和咖啡酸四種。等量酚類物質條件下，蓮藕不同部位清除率的情況為:藕片＞藕尖＞藕皮＞藕節(jié)，四個部位酚類提取物的抗氧化能力的大小并不與其總酚含量的多少成正比，鮮切蓮藕中總酚含量的高低與清除自由基的能力

8、沒有顯著相關。鮮切蓮藕貯藏過程中總酚含量呈現(xiàn)下降趨勢，單位質量酚清除自由基能力則呈現(xiàn)先升后降最后略有上升的趨勢。這些都說明酚類物質含量和組成的不同與其抗氧化能力存在密切聯(lián)系。
　　 常溫貯藏期間，鮮切藕片中的酚類物質種類不變，但含量會改變，其中與蓮藕褐變關系密切的為焦性沒食子酸、兒茶酚和咖啡酸，其中焦性沒食子酸與蓮藕清除自由基能力關系密切。
　　 4.鮮切蓮藕褐變前后蛋白表達差異研究
　　 采用酚抽法和改良后的T

9、CA-丙酮法提取蓮藕中總蛋白，運用雙向電泳和MALDI-TOF-TOF/MS分析及數(shù)據(jù)庫檢索鑒定鮮切蓮藕褐變前后的差異蛋白種類及功能。試驗確立了適合鮮切蓮藕蛋白差異分析的雙向電泳條件為:酚抽法提取總蛋白，1500μg的蛋白上樣量，選用17cm，pH4-7膠條，12％膠濃度，G-250考染。
　　 通過比對褐變前后鮮切蓮藕蛋白2-DE圖譜，發(fā)現(xiàn)40個具有統(tǒng)計學意義且差異大于2倍或者小于0.5的蛋白點，其中5個褐變前存在而褐變后消失

10、，5個褐變后新出現(xiàn)，8個隨著褐變發(fā)生表達量上調、22個表達下調。
　　 40個差異蛋白點共鑒定成功38個，鑒定成功率為95％，包括4個貯藏蛋白和34個功能蛋白。34個功能蛋白中4個蛋白(L1、L3、L15、L20)只在褐變前表達，2個蛋白(L5、L12)只在褐變后表達，7個蛋白(L11、L16、L17、L21、L28、L32、L33)褐變后上調表達，其余21個差異蛋白褐變后下調表達。
　　 對鮮切蓮藕褐變前后發(fā)生變化的蛋

11、白進行鑒定后按功能分類，這些蛋白涉及到應激反應（7個）、細胞結構（4個）、物質和能量代謝（12個）、呼吸（4個）、信號轉導（2個）、基因表達（2個），未知功能（3個），其中變化最多的差異蛋白與物質代謝調控、活性氧代謝以及呼吸調控等相關。
　　 鮮切蓮藕褐變前后蛋白表達差異的比較顯示，與褐變相關的蛋白主要功能集中在植物應激反應、細胞呼吸及物質代謝和能量代謝等方面，具體體現(xiàn)在通用應激蛋白USP、活性氧相關蛋白SOD、POD、鐵蛋白以