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一氧化氮对绿芦笋采后生理及贮藏品质的影响



全 文 :0 引言
芦笋(Asparagus officinalis L.)为多年生宿根草本
植物,通常以嫩茎为食用器官,其嫩茎肉质洁白,味道
鲜美,而且含有丰富的蛋白质、脂肪、矿物质、维生素及
多种活性成分,被认为是世界上营养平衡最佳的药食
兼用植物之一[1],对高血压、高血脂、动脉血管硬化、心
脏病、肝炎等疾病均有疗效,长期食用能提高肌体免疫
力,降低有害物质的毒性,具有良好的抗癌作用[2]。但
是芦笋含水量高,呼吸代谢旺盛,采后营养物质大量消
耗,易腐烂和老化,极不耐贮藏[3]。
一氧化氮(Nitric oxide, NO)是在植物中普遍存在
的关键信号分子,它参与植物组织的成熟衰老[4]。大
量研究表明[5-9],NO可以通过植物组织衰老过程中保
护酶系统的酶活性调节和其自身的活性氧自由基清除
能力,延缓组织的衰老;也可以通过调控植物的呼吸代
谢以及内源乙烯生物合成来参与植物的衰老调节。目
前,NO在园艺植物贮藏保鲜上的研究多集中在水果
和花卉方面,蔬菜上的研究相对较少,而对于以幼茎为
食用器官的蔬菜的研究还未见报道。笔者以绿芦笋为
试材,研究外源NO处理对芦笋采后生理及贮藏品质
影响。
1 材料与方法
1.1 材料
供试材料芦笋(Asparagus officinalis L.)品种鲁芦
1号由临汾亿佳美食品有限公司芦笋原料基地提供。
按商业标准,挑选长度约20 cm,直径1.0~1.5 cm,无弯
基金项目:山西师范大学博士科研启动基金(833089)。
作者简介:张少颖,女,1977年出生,陕西户县人,博士,主要从事农产品的贮藏与加工方面的研究。通信地址:041004山西省临汾市贡院街1号山西
师范大学工程学院食科系,Tel:0537-2092489,E-mail:zsynew@163.com。
收稿日期:2009-12-14,修回日期:2010-01-04。
一氧化氮对绿芦笋采后生理及贮藏品质的影响
张少颖
(山西师范大学食品工程系,山西临汾 041004)
摘 要:为研究NO对绿芦笋采后生理及贮藏品质的影响,以硝普钠(SNP)为NO供体,采用不同浓度的
SNP浸泡处理绿芦笋(鲁芦 1号),研究绿芦笋贮藏期间的品质和采后生理生化变化。结果表明,0.1
mmol/L SNP可以延缓芦笋贮藏期间组织中呼吸速率和可溶性固形物含量的变化,降低抗坏血酸、可溶
性蛋白、叶绿素含量的下降;延缓了失重率、纤维素含量的升高及丙二醛(MDA)的累积;抑制了POD活
性,从而保持了采后绿芦笋的品质。在室温条件,其货架期延长3天。
关键词:绿芦笋;NO;硝普钠;贮藏
中图分类号:S644.6 文献标志码:A 论文编号:2009-2651
Effects of Nitric Oxide on Post-harvest Physiology and Quality of Green Asparagus
Zhang Shaoying
(Department of Food Engineering, Shanxi Normal University, Linfen Shanxi 041004)
Abstract: Using sodium nitroprusside (SNP) as a nitric oxide (NO) donor, the effects of different
concentrations of nitric oxide treatment on post-harvest physiology and quality of green asparagus (Lulu 1)
were studied. The results showed that NO resulting from 0.1 mmol/L SNP aqueous solution delayed the
changes of respiration rate and soluble solid content, inhibited the reduction of ascorbic acid, soluble protein,
chlorophyll content, delayed the increase of weight loss, cellulose, MDA content, inhibited POD activity of
green asparagus during storage. Therefore, NO delayed the senescence and keep the better edible quality of
post-harvest green asparagus .The store life could extended by 3 days at room temperature.
Key words: green asparagus; nitric oxide; sodium nitroprusside; store
中国农学通报 2010,26(10):77-81
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
曲畸形、无损伤、无病虫害的绿芦笋为试验材料。试验
于2009年5月在山西师范大学工程学院食科系食品科
学实验室完成。NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,
SNP)由Sigma公司生产。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 绿芦笋采后进行以下处理:分别用
0.025、0.05、0.1、0.2、0.4 mmol/L SNP溶液浸泡20 min;
对照:在蒸馏水中浸泡 20 min,晾干后,用聚乙烯薄膜
袋(20 cm×30 cm)包装,不封口,然后置于室温下贮
藏;重复3次,每次重复40支芦笋。贮藏期间,定期取
样,根据不同浓度 SNP处理对绿芦笋采后的失重率、
商品率和货架期的影响筛选最佳处理浓度,再进一步
研究SNP对绿芦笋的采后生理及贮藏品质的影响。
1.2.2 测定的指标和方法 失重率=(初始鲜重-测定时
重量)/初始鲜重×100%;货架期以芦笋失重率≥8%时
的贮藏时间;商品率参照李艳华的方法[10]把绿芦笋分
为5个等级。0级:无萎缩、无烂头、无霉变,色泽鲜艳,
无刺激性气味;1级:轻微萎缩、轻微失绿,无烂头、无
霉变,色泽相对较鲜艳,无刺激性气味;2级:笋茎萎缩
和失绿均<1/4,烂头、霉变、不鲜艳,有轻微刺激性气
味;3级:笋茎 1/4~1/2萎缩,1/4<笋茎失绿<1/2,烂头、
霉变、有刺激性气味;4级:笋茎萎缩和失绿均>1/2严
重烂头和霉变,不鲜艳,刺激性气味强烈,商品率=(0
级笋茎数+1级笋茎数)/总笋茎数×100%;呼吸速率采
用红外CO2测定仪测定;可溶性固形物含量用手持糖
量计测定;叶绿素含量、丙二醛含量、抗坏血酸、POD
活性参照高俊凤[11]的方法;可溶性蛋白质、纤维素含量
参照李合生[12]的方法测定。
1.2.3 数据分析 数据统计分析DPS数据处理系统进
行Duncan’s多重比较检验。
2 结果与分析
2.1 不同浓度SNP处理对绿芦笋商品率、失重率和货
架期的影响
由表 1可知,低浓度的SNP处理可以提高芦笋的
商品率,而随着处理浓度的升高,其商品率降低,其中,
0.1 mmol/L SNP处理的商品率为 85%,显著高于对照
和其他处理(P<0.05);芦笋的失重率随处理浓度的增
高表现为先减小再增大的趋势,其中 0.1 mmol/L SNP
处理的失重率最低,为 6.23%,比对照的失重率低
51.74%;SNP处理对绿芦笋货架期的影响也表现为低
浓度可以延长其货架期,高浓度缩短其货架期,同样,
0.1 mmol/L SNP处理的货架期最长,为 12天,比对照
延长3天。因此,低浓度的外源NO处理可以抑制绿芦
笋贮藏期间的水分丧失,提高其商品率,延长其货架
期,而高浓度的NO处理效果相反,0.1 mmol/L SNP处
理效果最好。这证明了NO在绿芦笋的衰老调节中表
处理/(mmol/L)
CK
0.025
0.05
0.1
0.2
0.4
商品率/%
35d
50c
61b
85a
58bc
15e
失重率/%
12.91b
12.01b
8.53c
6.23d
11.44bc
13.70a
货架期/d
9bc
10b
11ab
12a
10b
7d
表1 不同浓度SNP处理对绿芦笋商品率、失重率和货架期的影响
注:数据后的不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。
现出低浓度促进高浓度抑制的双重作用[4]。
2.2 外源NO对绿芦笋呼吸速率的影响
由图1可以看出,绿芦笋的呼吸速率在采后前2天
迅速下降,而后又快速上升,达最大值后再下降。处理
芦笋的呼吸速率的变化趋势与对照相似,其呼吸高峰
于采后第10天出现,比对照推后2天,其峰值比对照低
16%,且自采后第 2天后对照的呼吸速率均高于处理
的,其中,采后第4~10天2者的差异显著。因此,外源
NO处理可以抑制采后绿芦笋的呼吸速率的上升,延
缓其峰值的出现,这与张少颖等[8]在切花月季以及Zhu
等[7,13]在桃和草莓上的研究结果一致。
2.3 外源NO对采后绿芦笋品质的影响
2.3.1 外源NO对绿芦笋中可溶性固形物的影响 由图
1可知,新鲜芦笋可溶性固形物含量在贮藏前期呈下
降趋势,这可能是因为随着呼吸消耗的增强,可溶性固
形物含量下降;而贮藏后期其含量急剧上升,这与组织
急剧衰败、大分子贮藏物质降解速度加快有关,之后由
于芦笋在逆境条件下的应急代谢,可溶性固形物降解,
其含量再次下降。在整个贮藏过程中,处理组可溶性
固形物含量的变化规律与对照相似,但是除采后当天
·· 78
a
a
a
a
a
aa b b
b b
a
3035
4045
5055
6065
7075
80
0 2 4 6 8 10 12
贮藏时间/d
对照SNP
外,处理的可溶性固形物含量均高于对照。由此可见,
外源NO处理可抑制绿芦笋采后可溶性固形物含量的
变化。
2.3.2 外源NO对绿芦笋中叶绿素、可溶性蛋白、抗坏
血酸及纤维素含量的影响 叶绿素的含量是绿芦笋外
观质量的重要指标。如图 2所示,绿芦笋在贮藏过程
中叶绿素含量呈下降趋势。对照芦笋中的叶绿素含量
在贮藏中的下降速率显著高于处理的,在采后第4天,
对照组的叶绿素含量迅速降至22.50 µg/g,而处理组的
在第 10天的叶绿素含量为 22.52 µg/g,比对照推迟 6
天,即使采后第12天处理组的叶绿素含量仍比对照高
52%,由此可见,外源NO处理显著抑制了绿芦笋叶绿
素的降解。
可溶性蛋白质的损失一直是绿色植物组织衰老的
明显指标。芦笋属于蛋白质含量较高的蔬菜。由图2
可知,对照和SNP处理芦笋的可溶性蛋白质含量在贮
藏过程中均呈逐渐下降趋势。在整个贮藏期间(除采
后0天外),SNP处理芦笋的蛋白质含量均显著高于对
照(P<0.05)。对照组在贮藏第 4天可溶性蛋白质含
量达到10 µg/g,而处理组中可溶性蛋白质含量在采后
10天时达到11 µg/g,到采后12天,处理组的可溶性蛋
白质含量为对照的2.3倍。由此可见,外源NO处理能
有效延缓了芦笋可溶性蛋白质含量的降低,这可能与
其可以降低芦笋贮藏中的呼吸代谢,减少物质消耗有
关。
绿芦笋含有丰富的抗坏血酸,因此,绿芦笋贮藏中
的抗坏血酸含量的变化也是判定其保鲜品质质量的重
要因素。同时,抗坏血酸也是果实体内的非酶类自由
基清除剂,能有效的清除活性氧,提高POD和SOD的
活性,维持活性氧代谢平衡,对延缓果蔬衰老有一定的
效果[14]。由图2可知,随着贮藏时间的延长,绿芦笋中
抗坏血酸含量逐渐下降,且在整个贮藏期间处理组显
著高于对照组。对照组在贮藏第8天抗坏血酸由原来
的0.195 mg/g减少到0.025 mg/g,贮藏期间抗坏血酸损
失了 87.2%,而SNP处理可延缓贮藏后期抗坏血酸的
降解速度,贮藏至第12天时仅损失了74.4%,这表明外
源NO处理能够明显延缓采后绿芦笋抗坏血酸含量的
下降,这与张少颖等[15]在番茄上的研究结果相似。
在绿芦笋的贮藏过程中,随着贮藏时间的延长,其
茎干老化,纤维素含量增加,直接影响芦笋的口感,导
图1 外源NO对采后绿芦笋呼吸速率和可溶性固形物含量的影响




/(
C
O
2)/
(m
g/
kg
·h)
)
a a a a a ab b a
a
b b
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 2 4 6 8 10 12
贮藏时间/d








/%
SNP
对照
aa
aa
aa
bbb
bb
b
05
1015
2025
3035
4045
0 2 4 6 8 10 12
贮藏天数/d

绿



/(μ g
/gFW
) SNP
对照
a a a a a ab b b b b b
0
5
10
15
20
25
0 2 4 6 8 10 12
贮藏时间/d







/(땧/g
FW)
SNP
对照
张少颖:一氧化氮对绿芦笋采后生理及贮藏品质的影响







/(
µ
g/
gF
W
)
·· 79
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
b b a
b b b
a
a
a
a a a
0
5
10
15
20
25
0 2 4 6 8 10 12
贮藏时间/d
SNP
对照
致其商品价值降低[16]。如图2所示,在整个贮藏期间,
处理和对照绿芦笋中的纤维素含量均呈上升趋势,处
理组的纤维素含量在整个贮藏过程中均低于对照,且
自第 4天后 2者的差异显著(P<0.05),到 12天时,处
理芦笋的纤维素含量比对照低36.1%。因此,外源NO
处理可延缓芦笋贮藏期间纤维素含量的增加,延长其
货架期。
2.4 外源NO对绿芦笋丙二醛含量的影响
丙二醛(MDA)是细胞膜脂过氧化产物之一,其含
量的升高是膜结构损伤的重要标志[17]。随着贮藏时间
的延长,衰老的加剧,绿芦笋细胞膜结构受到破坏,其
组织内MDA积累,MDA含量呈上升趋势(见图 3)。
在整个贮藏过程中,除采后当天外,对照组MDA含量
均高于处理组,且 2者差异显著(P<0.05),表明外源
NO处理能够有效降低芦笋中MDA的积累,延缓绿芦
笋贮藏期间膜脂过氧化的进程,从而延缓其衰老,这可
能是由于NO可以通过抑制组织中的自由基活性氧的
产生,从而延缓其对细胞膜脂的破坏作用的结果。
a a
a
a a a
b b
b
b b b0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 2 4 6 8 10 12
贮藏时间/d






/(mg
/gFW
) SNP
对照
a ba b
b ba
aa
a a
a
01
23
45
67
89
0 2 4 6 8 10 12
贮藏时间/d





/%
SNP
对照
图2 外源NO对采后绿芦笋中叶绿素、可溶性蛋白、抗坏血酸及纤维素含量的影响
图3 外源NO对采后绿芦笋丙二醛含量和POD活性的影响
bbbbbb
aaaaaa
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8 10 12
贮藏时间/d





/(μ m
ol/gF
W) SNP
对照
P
O
D


/(
U
/(
g·m
in
))
2.5 外源NO对绿芦笋POD活性的影响
POD是植物氧代谢过程中活性氧清除系统的一
种重要酶类,其主要作用是清除SOD催化·O2-发生歧
化反应产生的H2O2和其他过氧化物。同时,过氧化物
酶(POD)在木质素形成、细胞壁多糖间的连接及一些
蛋白质分子间的交联反应中起作用,从而导致芦笋的
嫩茎老化[18-19]。由图3可知,在贮藏过程中POD活性呈
先上升再下降的趋势,对照芦笋的POD活性在采后第
4天迅速上升到最大值,而后又下降,对照绿芦笋的
POD活性在贮藏期间(除采收当天外)均高于处理,其
中,除第 6天外,2者的差异显著。说明外源NO处理
抑制了芦笋的POD活性,从而延缓了其木质素的形成
和老化的进程。
3 结论与讨论
绿芦笋嫩茎贮藏期间失去了与贮藏根的物质交
换,嫩茎迅速失水,外观品质和营养品质变差。叶绿素
的逐渐消失和嫩茎基部的纤维化是植物衰老最明显的
标志之一。叶绿素的丧失可导致体内超氧化物自由基
升高,而这又刺激了细胞膜膜脂的过氧化,细胞内的各
种水解酶类活性提高且与底物直接接触,蛋白质等营
·· 80
养成分被分解合成碳水化合物,但同时植物体含有的
SOD、GSH、Vc等能有效地清除活性自由基[10],使植物
体细胞保持正常的生理功能。有报道表明,NO能抑
制果蔬叶绿素的降解[6],抑制果蔬采后的水分丧失,保
持果蔬的营养成分,并能抑制衰老。该试验结果表明,
外源NO处理可以抑制绿芦笋采后的叶绿素含量的丧
失,减少绿芦笋由于呼吸作用、后熟生长及水分蒸发引
起的失重率的升高,抑制由于纤维素含量上升导致的
基部老化,从而延缓绿芦笋外观品质的劣变;同时,还
延缓了可溶性固形物含量的变化,降低了抗坏血酸、可
溶性蛋白含量的下降,从而较好地保持了采后绿芦笋
的营养品质;而在芦笋老化过程中,POD可以通过催
化H2O2分解而使木质素单体发生聚合反应生成木质
素,因此POD能促进木质素的合成,提高组织的木质
化程度,NO可以通过作用于POD的金属辅基而抑制
其活性的发挥[15],从而抑制绿芦笋采后贮藏过程中的
木质化和老化;除此之外,NO还能提高植物组织中抗
氧化物质抗坏血酸的含量[4,6,15],抑制绿芦笋贮藏期间
由于活性氧自由基的产生导致的膜脂过氧化,从而降
低了其产物丙二醛的累积,延缓绿芦笋的老化。
综上所述,绿芦笋经适当浓度的外源 NO供体
SNP处理(0.1 mmol/L)能够有效控制绿芦笋的采后重
量损失;延缓组织中可溶性固形物、可溶性蛋白质、抗
坏血酸、叶绿素含量的降低;减缓丙二醛(MDA)含量
的升高,降低了细胞膜脂过氧化程度;降低POD活性,
抑制绿芦笋组织中纤维素含量的增加,延缓芦笋的嫩
茎老化,从而有效抑制芦笋组织的衰老和品质劣变,提
高商品价值,延长其货架期。
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