水杨酸处理对蒌蒿保鲜的生理效应

1、水杨酸处理对蒌蒿保鲜的生理效应常若雯 指导老师：常福辰南京师范大学生命科学学院2000级一班，南京210097 摘要 用几种不同浓度的水杨酸对蒌蒿进行了处理。实验结果初步证明：一定浓度的水杨酸，可以有效减缓蒌蒿在贮藏期间Vc含量的降低，抑制MDA含量的升高，缓解活性氧自由基对植物体的伤害；促进脯氨酸的生成，提高植物的保水能力。关键词 水杨酸，蒌蒿，贮藏0 引言蒌蒿 Artemisia selengensis 属菊科蒿属多年生草本植物，植物体含挥发油，具有特殊清香气味，其营养成分也较为丰富，是一种很受欢迎的特色蔬菜。由于其保鲜措施没有得到很好的解决，而制约了蒌蒿生产的进一步发展。水杨酸（Sali

2、cylic acid, SA），化学名称邻羟基苯甲酸,是一种植物体内产生的简单酚类化合物,广泛存在于高等植物中;它在植物体中的分布一般以产热植物的花序较多，在许多不产热植物的叶子里也含有SA，如：水稻、马唐、大豆等；1874年，德国首先合成出SA。1898年,Hoffmann发现阿斯匹林(Aspirin, ASP, 乙酰基水杨酸的商品名,它在生物体内可以很快转化成水杨酸),应用于治疗或预防心脏病、脑血栓、风湿性关节炎及解热止痛。近年来又发现水杨酸()是生物膜稳定剂,可延缓动物衰老。与其医疗价值方面的研究相比,在植物体内多种重要的生理作用则发现较晚，且认识不深。20世纪60年代后期才逐渐发现:外

3、源施用可诱导某些植物开花和产热, 它还具有诱导植物产生抗真菌、细菌、病毒等多种病源物的能力、降低果蔬贮藏中乙烯的产生、降低呼吸速率等生理效应1；外源水杨酸对一些果实、鲜花等的保鲜具有一定的生理影响2,3。人们对SA在植物中的分布、合成、代谢及其作用机理也都进行了一些研究,1992年时Raskin提出SA可以被看作是一种新的植物内源激素,其作用和机制受到了研究人员的关注。外源SA处理对果蔬产品采后的保鲜作用研究还较少,许多问题仍然是未知数;本研究以不同含量的水杨酸溶液对采择后的蒌蒿进行了处理，并在不同的时间段对贮藏蒌蒿的一些生理生化指标进行了测试和分析，从而为水杨酸应用于蔬菜保鲜提供一些理论依据

4、。1材料与方法1.1实验材料实验所用蒌蒿于早春蒌蒿上市时，采于南京八卦州乡塑料大棚内，按菜农常规处理方法，距地上约五厘米处采割蒌蒿，将割下的茎上大部分叶片去除，仅留茎上部少量较幼嫩的叶片。设置水杨酸处理系列浓度分别为： 1mg/L、10mg/L、50mg/L，各组溶液分别加入0.2%吐温20乳化剂，从而加强植物对溶液的吸附能力。同时设一对照组；各处理组同时设置3个重复。材料浸泡于不同处理浓度的SA溶液中处理3小时后，取出晾干，再置于塑料食品袋内，放在室温下（6-12）避光保存。各项生理指标在第五天或第九天进行，最终结果取3次重复测定的平均值。1.2实验方法（1） 参照张志良的相对含水量法测定植

5、物组织含水量4。（2） 丙二醛(MDA)含量的测定：参照Heath和Parker的硫代巴比妥酸（TBA）比色法5 测定MDA.（3） 抗坏血酸含量的测定 按照南京建成生物工程公司试剂盒说明进行。（4） 脯氨酸含量的测定 参照张殿忠,汪沛洪等的方法6.2观察结果2.1 对蒌蒿组织含水量的影响经SA处理后贮藏五天的蒌蒿，在处理浓度为1mg/L时，组织含水量与对照组相比含水较多，为101.36；SA处理浓度为10mg/L时，为101.48，与1mg/L处理浓度的相比含水量略有提高；50mg/L时，为99.43，比对照组略有降低（图1）。在SA浓度为1mg·L-1与10mg·L-1

6、时，其与组织含水量之间的相关系数为0.6316，呈显著正相关。贮藏九天的蒌蒿，各处理组与贮藏五天的平行相比较，含水量都有教大幅度地下降；SA处理浓度为1mg/L时，组织含水量是对照组的100.94，含水量略高；SA处理浓度为10mg/L时，为对照组的102.70；在浓度为50mg/L时，组织含水量仍为100.46，较1mg/L和10mg/L处理浓度的有所降低，但仍然高于对照组的含水量。在SA为1mg· L-1与10mg·L-1 时，相关系数为0.9667，呈极显著正相关。蒌蒿在贮存中，由于水分的散失而导致其失重是影响其品质的一个重要因素，失水还导致其脆性降低；而处理后的蒌蒿

7、，提高了保水能力，减轻了失重的影响，在一定程度上保持了其特有的脆性和口味。2.2 对MDA含量的影响经SA处理后贮藏五天的蒌蒿，处理组随着处理浓度的增加，MDA含量有明显的下降；SA处理浓度为1mg/L浓度时，MDA含量为对照组的80.47 %，10mg/L浓度时，MDA含量为对照组的59.16%；在浓度为50mg/L时，MDA含量有明显的增加，为对照组的103.53%（图2）。在SA浓度为1mg/L 与50mg·L-1时 ，相关系数为0.4250；在SA浓度为1mg/L 与10mg·L-1时 ，相关系数为-0.9181，呈极显著负相关。经SA处理后贮藏九天的蒌蒿，MDA含

8、量普遍较贮藏五天的要高，当SA处理浓度为1mg/L时，MDA为对照组的81.81%，这种下降趋势一直持续到10mg/L浓度，此时MDA含量为对照组的63.59%；在SA浓度为1mg/L 与10mg·L-1时 ，相关系数为-0.4745，呈负相关；在SA浓度为1mg/L与10mg·L-1时 ，相关系数为-0.9080,呈极显著负相关。MDA作为一种重要的脂质过氧化产物,其含量的变化可以表明膜系统是否受伤害以及受伤害的程度7。实验结果表明在SA浓度10mg·L-1的范围内，篓蒿的膜受伤害程度随着SA浓度的升高而降低。但随着处理时间的延长，MDA含量下降幅度也呈现减缓趋

9、势。图1 水杨酸对含水量的影响 图2 水杨酸对MDA含量的影响Fig. 1 Effect of SA on water content Fig. 2 Effect of SA on MDA content2.3 对抗坏血酸（Vc）含量的影响经SA处理后贮藏五天的蒌蒿，在SA处理浓度为1mg/L时，抗坏血酸含量呈大幅度上升趋势，其含量为对照组的155.45；在浓度为10mg/L时，为对照组的160.91%，与1mg/L处理组相比有较小的增幅；在浓度为50mg/L时，抗坏血酸含量虽然较前两个处理浓度的对比有较明显的下降，但仍然比对照组的要高，为122.72%（图3）。在SA浓度为1mg/L 与50

10、mg· L-1时 ，相关系数为-0.1578；在SA浓度为1mg· L-1与 10mg·L-1 时，同Vc含量之间的相关系数为0.6408，呈显著正相关。经SA处理后贮藏九天的蒌蒿，抗坏血酸含量变化趋势基本相同于处理后贮藏五天的，但是各个平行组相对照比较，Vc含量都有所减少，在1mg/L处理浓度时，抗坏血酸含量是对照组的162.26%，增幅明显；在浓度为10mg/L时，为对照组的171.06%，仍然保持增加的趋势；在浓度为50mg/L时，抗坏血酸含量较前二组相比较有较大幅度的减少，但仍然是对照组的127.46%。在SA浓度为1mg· L-1与10mg&#

11、183;L-1时 ，与Vc的相关系数为0.8947，呈极显著正相关。抗坏血酸作为一种非酶类的自由基清除剂，能清除多种活性氧，延缓衰老8，在贮藏过程中极易遭破坏。实验结果表明，SA处理浓度在1mg·L-1至10mg·L-1之间时，可以有效减缓抗坏血酸含量的下降。2.5 对脯氨酸含量的影响经SA处理后贮藏五天的蒌蒿，在Sa处理浓度为1mg/L时，脯氨酸含量基本与对照组持平；10mg/L浓度时，脯氨酸含量上升较为显著，为对照组的1.75倍；在50mg/L浓度时，虽然脯氨酸含量仍高于对照组，但已呈现下降趋势（图4）。在SA浓度为1mg/L 与50mg· L-1时 ，相关系

12、数为0.2488，呈正相关；在SA浓度为1mg· L-1与 10mg·L-1 时，同脯氨酸含量之间的相关系数为0.9965，呈极显著正相关。经SA处理后贮藏九天的蒌蒿，与贮藏五天的平行组相对照比较，脯氨酸含量均有不同程度的大幅度的上升，如图所示，仅对照组的就比贮藏五天的增加了3.21倍。贮藏九天的各个实验组相比较，在1mg/L处理浓度时，脯氨酸含量为对照组的172.6倍；10mg/L浓度时，脯氨酸含量为对照组的212.14%；在50mg/L浓度时，脯氨酸含量仍然是对照组的189.57%（图4）。在SA浓度为1mg/L 与50mg· L-1时 ，相关系数为0.496

13、5，呈显著正相关；在SA浓度为1mg· L-1与 10mg·L-1 时，同脯氨酸含量之间的相关系数为0.8452，呈极显著正相关。 图3 水杨酸对Vc的影响 图4 水杨酸对脯氨酸含量的影响Fig.3 Effect of SA on Vc content Fig. 4 Effect of SA on Free proline content3 讨论蔬菜不同于其他食品，由于其一般具有含水量高、组织脆嫩、采后是活体、极易受机械损伤而腐烂变质等特点；而蔬菜保鲜的目的就是在维持其正常的呼吸代谢处于最低限度，保持其生理功能不发生失调，控制其在贮藏过程中的腐败于变质。目前蔬菜保鲜的主要方

14、法一般为：恒温库低温贮藏保鲜法、气调贮藏保鲜法、减压贮藏保鲜法和辐射保鲜法等，还有各种各样的化学防腐剂的使用法。近年来，随着人们认识的深入，一些化学防腐剂由于其对人体能够产生一定的毒害作用，已被列入禁用行列，开发无毒的防腐剂的需求迫在眉睫。而水杨酸作为一种酚类化合物，既能从植物中提取，又可以进行化学合成，成本低廉，且它所具有的抗病防腐功能早在1975年就已被证实9。但有关外源水杨酸对蔬菜保鲜作用的研究还需要进一步深入。针对蔬菜在贮藏过程中，随着贮藏时期的延长受到一些不利环境因素的影响，导致植物体活性氧代谢失调，造成自由基积累，引发膜脂过氧化及膜伤害，从而破坏了植物体结构10。体内脂质过氧化反应

15、是指活性氧(氧自由基)与多不饱和脂肪酸的反应,反应代谢产物脂质过氧化物(lipidperoxide,LPO)的性质很不稳定,如MDA、GSSG等,在连锁反应中很快被分解,并衍生出多种不同的含氧功能基因。这些基因可引起细胞成分的损伤,造成细胞功能和结构损害,使组织发生继发性破坏。正常情况下,机体的氧化和抗氧化系统存在着一种动态平衡,当机体受到损伤时,如缺氧、化学毒物的作用等,可使机体活性氧自由基增多,体内脂质过氧化反应加剧。MDA是最重要的脂质过氧化反应产物之一,它能严重的损伤组织细胞的膜性结构,影响膜的功能,从而导致组织细胞功能的损伤。因此,在组织中的含量可直接反应机体脂质过氧化的速度和强度。

16、本研究用一定浓度的外源水杨酸处理蒌蒿，经过一定时间段的贮藏，对蒌蒿的一些重要的生理生化指标进行了测定，研究结果表明，经1mg/L 和10mg/L水杨酸处理的蒌蒿，其MDA含量明显受到抑制；作为一种重要的脂质过氧化产物,MDA含量的变化可以表明膜系统是否受伤害以及受伤害的程度，由于一定浓度的外源水杨酸的作用，抑制了蒌蒿在贮藏期间的膜质过氧化反应。从而在一定程度上减缓植物体在贮藏中所受到的伤害。抗坏血酸是一种分解速度很快、存在于新鲜蔬菜中的营养成分，它的含量是衡量蔬菜保鲜质量和营养价值的重要指标。抗坏血酸存在于所有组织中,一般在光合细胞和一些果实中含量较高。光合细胞中浓度较高是因为叶绿体周围抗坏血

17、酸浓度较高的缘故(20-30mM)。测定不同发育阶段的大麦叶中的抗坏血酸以及其氧化形式脱氢抗坏血酸(DHA)发现,叶绿体发育充分以及叶绿素含量高的成熟叶中这两种物质含量最高。叶绿体膜对抗坏血酸及DHA的透性较低。细胞壁中也有抗坏血酸。干种子中不含抗坏血酸,但在种子萌发时可以迅速地合成。抗坏血酸库中90%的都以还原型抗坏血酸形式存在。在抗坏血酸氧化时,会形成单脱氢抗坏血酸(MDHA),MDHA进一步氧化就会形成脱氢抗坏血酸(DHA)。DHA不稳定(特别是高pH时),并能可逆地皂化成二酮古洛酸,并最终被分解,因此,抗坏血酸库的氧化最终会损失抗坏血酸库。抗坏血酸可与单线态氧、超氧化物、H2O2自发反

18、应。在MDHA及DHA还原酶存在时,抗坏血酸可由MDHA、DHA再生。抗坏血酸除具有抗氧化功能外,还有其它的生理功能。在细胞壁伸展蛋白的合成中需要羟脯氨酸,而抗坏血酸则可作为酶(如脯氨酰单加氧酶)的辅助因子。抗坏血酸在有些植物中可作为草酸与酒石酸的合成前体。另外,它在植物生长调节方面还有许多未知的功能。同时抗坏血酸作为一种非酶类的自由基清除剂，能清除多种活性氧，延缓衰老10。抗坏血酸在抗氧化系统中对清除活性氧有相当重要的作用。特别是在叶绿体中,存在抗坏血酸GSH循环系统。因为叶绿体极易受活性氧损伤,所以,叶绿体中必须要有消除活性氧的机制。在植物叶中具有光保护系统,可减少强光造成的损伤。叶绿体中

19、抗坏血酸与GSH浓度较高,说明它们在抗氧化过程中起重要作用。Foyer和Halliwell(1976)提出了一种循环模式。该循环包括抗坏血酸、GSH、GR与DHAR。其中光合作用产生的NADPH可用于消除过氧化氢。本实验表明，使用10mg/L浓度的外源水杨酸可以提高蒌蒿所含抗坏血酸含量，有利于蒌蒿的贮藏。研究表明，游离脯氨酸作为一种大分子的渗透保护物质，在植物处于逆境胁迫时其累积是一种适应性反应,本试验表明，蒌蒿在贮藏过程中由于受到失水等胁迫，游离脯氨酸开始累积，在一定时间内累积的幅度较大；而外源水杨酸可使游离脯氨酸累积明显增加，从而加大了蒌蒿的水合能力，提高细胞的持水作用；调节细胞的渗透势，

20、在一定程度上维持了细胞的正常功能。根据本试验结果，我们认为，在蒌蒿的保鲜与贮藏过程中，施以外源水杨酸以10mg/L浓度较好。 参考文献References1 Durner J,Klessig DF. Salicylic acid and disease resistance in plantsJ. Trends in Plant Sci, 1997,2(7):266-2772 Han T,Li L P. Physiological effect of exogenous salicylic acid on peach fruit stored at low temperaturesJ.Plan

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