鮮切茭白品質(zhì)劣變機(jī)理及控制技術(shù)研究.pdf

1、茭白作為一種健康、天然的蔬菜，由于其色澤潔白、質(zhì)地脆嫩、氣味清香、味道鮮美和營養(yǎng)豐富等特點(diǎn)，適合加工成鮮切產(chǎn)品，但切分造成的機(jī)械損傷極易誘導(dǎo)切割面褐變和木質(zhì)化等品質(zhì)劣變現(xiàn)象的發(fā)生，商品價(jià)值急劇下降.本研究旨在通過對鮮切茭白品質(zhì)和生理生化特性的探索，揭示其品質(zhì)劣變機(jī)理，科學(xué)選擇控制其品質(zhì)劣變的適宜技術(shù).主要研究結(jié)果如下：
　　 1、新鮮茭白含水量為94.46％，游離氨基酸、還原糖含量分別為5.34、16.37 mg.g-1FW，粗

2、脂肪、粗纖維，木質(zhì)素和可溶性固形物含量分別為0.29%、0.69%、0.37%和4.6%，抗壞血酸含量為27.6μg.g-1FW，其它成分與文獻(xiàn)報(bào)道相近．綜上所述，茭白營養(yǎng)價(jià)值較高，作為特色水生蔬菜有進(jìn)一步發(fā)展的潛力.
　　 鮮切茭白酚提取物定性鑒定結(jié)果表明其主要酚類物質(zhì)是咖啡酸、沒食子酸和愈創(chuàng)木酚，分別占茭白酚提取物總量的25.57%、29.54%和22.10%，三種酚均可作為鮮切茭白POD作用的底物，咖啡酸同時(shí)也是木質(zhì)素合成

3、的前體物質(zhì)，表明鮮切茭白不僅具有很強(qiáng)的褐變潛力，而且具備了快速木質(zhì)化的物質(zhì)基礎(chǔ).
　　 鮮切茭白冷藏期間品質(zhì)和生理生化指標(biāo)測定結(jié)果顯示，與完整去殼茭白相比，切分顯著加速了茭白白度(WI)、硬度、pH、總醣、還原糖、抗壞血酸及游離酚含量的下降和失重率、纖維素、木質(zhì)素含量的增加；呼吸速率顯著提高，切分后立即測定即從70.96增加到168mgCO2.kg-1.h-1，且整個(gè)貯藏過程均顯著高于完整茭白；O2生成速率加快，H2O2和MDA

4、積累顯著增多，但相對電導(dǎo)率在整個(gè)貯藏過程中與完整茭白差異不明顯.此外，切分還顯著增加了SOD、POD、APX、PAL、4CL及CAD活性，減小了CEL活性，但對PPO及CAT活性影響不大.相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，鮮切茭白貯藏過程中WI值和木質(zhì)素含量與POD活性均顯著相關(guān)(r=-0.9130，r=0.9985).以上結(jié)果表明，鮮切茭白品質(zhì)的快速劣變是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，是多種生理掃生化代謝反應(yīng)共同作用的結(jié)果．
　　 2、研究了鮮切茭白PO

5、D粗酶液特性.結(jié)果表明，鮮切茭白POD粗酶活為可達(dá)34.05 U.mg-1 protein，最適pH值為6.0，pH5.0-7.0范圍內(nèi)較穩(wěn)定；最適溫度為40℃，60℃以上溫度下穩(wěn)定性較差；H2O2濃度在12.25mmol.L-1以下時(shí)，POD活力隨H2O2濃度增加直線上升(r=0.9786)，濃度進(jìn)一步增加POD活力上升不明顯，濃度超過14.71mmol.L-1時(shí)對POD活力有抑制作用.鮮切茭白POD對H202的Km為4.91mmol

6、.L-1，與不同酚類底物親和力順序?yàn)榻剐詻]食子酸>咖啡酸>愈創(chuàng)木酚>表兒茶酚>兒茶酚>沒食子酸>酪氨酸、肉桂酸，且與愈創(chuàng)木酚結(jié)合時(shí)表現(xiàn)出最大酶活力.
　　 經(jīng)硫酸銨沉淀、Sephadex G-25脫鹽和DEAE Sepharose Fast Flow離子交換色譜分離提純了完整和鮮切茭白POD，得到了一個(gè)陽離子組分(PODc)和兩個(gè)陰離子組分(PODa I和II)，陽離子組分占總酶活的76%.陽離子組分經(jīng)Sephadex G-10

7、0柱層析純化后，完整和鮮切茭白POD分別純化了99.48和61.51倍，回收率分別為9.68%和9.32%.SDS-PAGE圖譜顯示完整茭白POD為單一條帶，根據(jù)蛋白質(zhì)分子量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算其分子量為22.1 kDa，而鮮切茭白POD為兩條帶，分子量分別為20.6、22.1 kDa.Native-PAGE圖譜顯示完整茭白POD含有2條同工酶譜帶(PODc1-2)，鮮切茭白POD含有3條同工酶譜帶(PODc1-3)，表明鮮切誘導(dǎo)了茭白POD同工酶

8、的合成.
　　 POD的酶學(xué)特性研究表明，完整和鮮切茭白POD最適pH值均為6.0，且分別在pH4.0～8.0和pH4.0～9.0范圍內(nèi)較穩(wěn)定；完整茭白最適溫度為40～60℃，鮮切茭白最適溫度為40℃；完整和鮮切茭白熱穩(wěn)定性均較差，60℃保溫lmin殘余酶活僅分別為3.87%和2.21%.完整和鮮切茭白POD對H2O2的Km分別為0.98和1.43 mmol.L-1，對咖啡酸和愈創(chuàng)木酚的Km分別為2.5、3.33 mmol.L-

9、1和6.67、10 mmol.L-1.AA、L-cys和N-AC對鮮切茭白POD抑制效果最好，0.02%濃度可抑制鮮切茭白POD活力99.9%以上；NaHSO3對鮮切茭白POD也有較強(qiáng)抑制作用；4-HR對抑制鮮切茭白POD活力有一定效果，但有效濃度較高，0.12%對鮮切茭白POD的抑制為69.3%；而CA、CC和EDTA-2Na在試驗(yàn)濃度下對鮮切茭白POD幾乎沒有抑制作用.
　　 3、根據(jù)NCBI中已報(bào)道的水稻、高粱、玉米和燕麥

10、4種植物POD基因的保守區(qū)域設(shè)計(jì)簡并引物，利用PCR和RACE技術(shù)對茭白POD基因進(jìn)行克隆和分析.結(jié)果表明，茭白POD基因cDNA全長1318bp，含有621bp的ORF，編碼207個(gè)氨基酸，推測該蛋白的相對分子質(zhì)量為22.87 kDa，理論等電點(diǎn)為6.74．經(jīng)生物學(xué)軟件分析該基因與禾本科中高粱、水稻和玉米POD的親緣關(guān)系較近，相似度達(dá)到80%以上，該基因的克隆與cDNA序列分析為采后茭白中POD的基因工程操作奠定了基礎(chǔ)．
　　

11、 4、研究了化學(xué)物質(zhì)對鮮切茭白品質(zhì)及生理生化的影響．結(jié)果顯示，4-HR、CC、AA、N-AC和復(fù)合處理均顯著抑制了鮮切茭白的褐變；失重率貯藏15天后分別為對照的95.6%、75.3%、74.5%、76.5%和57.9%；硬度分別為入貯時(shí)的66.1%、91.0%、80.4%、74.6%和86.7%，對照僅為63.6%；纖維素、木質(zhì)素含量比入貯時(shí)分別增加了25.5%、36.8%、41.3%、17.1%、24.5%和138%、140%、120

12、%、93.5%、75.4%，而對照分別增加了43.3%和149%; AA含量保留率分別為70.5%、75.1%、89.2%、83.3%和82.6%，對照僅保留57.5%; pH值、還原糖及FP含量維持在相對高的水平，呼吸速率，相對電導(dǎo)率及O2和MDA含量維持在相對低的水平；POD活力分別為入貯時(shí)的3.07、1.95、1．73、2.01和1.35倍，對照為3.88倍：PAL和PPO活力顯著低于對照而CEL、SOD、CAT和APX活力顯著高

13、于對照.以上結(jié)果表明，試驗(yàn)所選化學(xué)物質(zhì)均能有效延緩鮮切茭白褐變和生理代謝，提高抗氧化酶類活力和活性氧自由基清除能力，最終維持鮮切茭白較好的品質(zhì).由于復(fù)合處理表現(xiàn)出最好的效果，提示復(fù)合處理可用于商業(yè)上控制鮮切茭白褐變和維持其品質(zhì).
　　 5、研究了外源植物生長調(diào)節(jié)劑對鮮切茭白木質(zhì)化及活性氧代謝的影響.結(jié)果表明，GA3、SA及6-BA處理顯著抑制了鮮切茭白木質(zhì)素含量的增加，對纖維素含量也有一定抑制作用，維持相對高的游離酚含量和纖維素

14、酶活力.外源植物生長調(diào)節(jié)劑處理還抑制了PAL、4CL、CAD及POD活性.GA3處理在貯藏前9天抑制了SOD，APX及CAT活性，導(dǎo)致鮮切茭白O2和H2O2的積累增多；SA處理在貯藏顯著提高了SOD活性，而對APX及CAT活性影響不明顯，從而抑制O2產(chǎn)生但促進(jìn)H202的積累；6-BA處理顯著提高了SOD，APX及CAT活性，O2和H2O2的積累減少．以上結(jié)果表明GA3、SA及6-BA處理能有效抑制鮮切茭白的木質(zhì)化，其機(jī)制可能主要是由于抑