摘要: 鲜切果蔬是以新鲜果蔬为原料，经清洗、去皮、切分、修整、包装等加工过程而制成的即食果蔬加工制品，具有“方便、安全、营养、新鲜”的特点。同时，果蔬经鲜切加工处理后产生的皮渣、果核等下脚料通过综合加工再利用，还具有减少城市生活垃圾的环保优... 展开 鲜切果蔬是以新鲜果蔬为原料，经清洗、去皮、切分、修整、包装等加工过程而制成的即食果蔬加工制品，具有“方便、安全、营养、新鲜”的特点。同时，果蔬经鲜切加工处理后产生的皮渣、果核等下脚料通过综合加工再利用，还具有减少城市生活垃圾的环保优点。近年来，随着人们生活水平的提高，保健意识的增强以及生活节奏的加快，鲜切果蔬产业得到快速发展，具有即食、即用和即烹等方便特性的鲜切果蔬产品受到消费者的青睐。果蔬鲜切加工后失去自身保护的细胞组织、产生不可修复的局部或周身伤害，诱发伤呼吸、酶促褐变、蒸腾失水等品质劣变反应。控制这些劣变、尤其是机械伤害诱导酶促褐变的发生及其控制方面受到采后领域学者广泛关注，开展了基于生理生化变化调控的保鲜技术研究，取得了防控理论和应用技术等方面的重要进展。但是，酶促褐变的发生是植物受到机械伤害而产生一种修复的伤害应激响应，该响应诱导酶促反应底物—酚类物质在伤害部位快速合成，并在多酚氧化酶的催化下产生具有杀菌作用的醌类物质而实现自身愈合与保卫。目前，关于鲜切伤害胁迫诱导酚类物质的生物合成机制不明，尤其是鲜切果蔬应激反应而产生的酚类物质对清除自由基、防治人体细胞氧化损伤等保健功效的作用尚不明晰。 西兰花具有顶端紧密群集成花球状绿色花蕾的生物学特点，其经鲜切处理后仍具有旺盛的生理代谢特性，本论文以鲜切西兰花为实验材料，研究鲜切西兰花酚类物质生物合成机制及其体外与细胞抗氧化活性，解析伤害刺激信号茉莉酸甲酯对酚类物质合成的影响。论文的研究结果如下： 1.不同损伤强度导致了鲜切西兰花可溶性固形物、叶绿素及抗坏血酸含量下降，显著诱导了苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸4-羟化酶和4-香豆酰辅酶A连接酶基因的表达，增强了这些酶的活性，促进了苯丙烷代谢途径的快速运转，提高了儿茶素、肉桂酸、咖啡酸、芥子酸、儿茶素没食子酸和槲皮素等酚类物质含量。48h时，花簇、花朵、1/2花朵、丁状四种切分方式的西兰花总酚含量分别提高至549.5、567.7、632.9和655.9mgkg-1，较初始值(433.5mg kg-1)分别增加了26.8%、30.9%、46.0%和51.3%，这表明鲜切加工损伤强度越大，西兰花合成的酚类物质越多。 2.花朵组西兰花中鉴定出差异表达蛋白质399个，其中236个上调和163个下调。切碎组西兰花中鉴定出差异表达蛋白质266个，其中133个上调和133个下调。基于非靶向代谢组学技术，花朵组西兰花中鉴定出差异代谢物8个，其中5个上调和3个下调，切碎组西兰花中鉴定出差异代谢物124个，其中54个上调和70个下调，这说明高损伤强度下鲜切西兰花具有更高的代谢水平。通过生物信息学分析阐明了鲜切西兰花酚类物质的生物合成机制：西兰花经鲜切处理后，损伤部位与空气中的氧气接触，瞬时触发活性氧的迸发，诱导LOX、AOC、ACCA、PAL及ACO等蛋白的上调表达，启动JA、ET和SA伤信号分子的快速合成，进而将伤信号扩大并传递至未受伤的部位，诱导基因的转录及蛋白质的合成，从而加快了糖的快速分解及莽草酸、苯丙氨酸和酪氨酸的合成，为次级代谢合成儿茶素、咖啡酸、儿茶素没食子酸、芥子酸、肉桂酸和槲皮素等酚类物质提供碳骨架、能量和前体物质；同时，伤信号调控了苯丙烷代谢途径中PAL、4CL、C4H、CAD、COMT、POD基因及酶的表达，加快了酚类物质的生物合成。 3.鲜切加工处理诱导了西兰花中SOD、POD、CAT和GR基因的表达，提高了这些抗氧化酶的活性，增强了机体自身清除活性氧(O2-·和H2O2)和DPPH、ABTS、FRAP和O2-·自由基能力(36.5%-157.0%)。细胞水平抗氧化活性研究表明，鲜切西兰花酚类提取物可有效清除人乳腺癌MCF-7细胞活性氧，提高细胞抗氧化能力。36h时，花簇、花朵、1/2花朵、丁状四种切分方式的西兰花酚类提取物细胞抗氧化能力为1.15、1.20、1.24和1.41μmol QE kg-1，相较于未经鲜切处理的西兰花，分别提高了52.7%、59.2%、64.8%和86.5%，此结果表明提高鲜切处理的损伤强度可有效增强西兰花的细胞抗氧化能力。 4.10μM MeJA处理有效延缓了鲜切西兰花可溶性固形物、叶绿素和色泽等品质的下降，显著提高了苯丙烷代谢途径中的PAL、C4H和4CL活性，加快了酚类物质的合成，同时，MeJA有效抑制了PPO活性，延缓了酚类物质的氧化，进而使羟基苯甲酸、绿原酸、咖啡酸、芥子酸、儿茶素没食子酸、芦丁、肉桂酸和槲皮素的含量提高至同贮藏期时鲜切西兰花的1.23倍、1.99倍、1.70倍、1.24倍、1.13倍、1.20倍、38.93倍和3.50倍。此外，MeJA处理提高了鲜切西兰花的SOD和POD活性，延缓了APX活性的下降，有效保持了DPPH、ABTS自由基清除能力及Fe3+还原能力。 本论文初步揭示了鲜切西兰花酚类物质的生物合成机制，确定了伤害胁迫诱导鲜切西兰花合成的酚类物质具有清除人乳腺癌MCF-7细胞活性氧，增加细胞抵御氧化损伤的功效，解析了机械伤害刺激信号-茉莉酸甲酯在酚类物质合成中的调控作用，为阐明鲜切果蔬作为预加工产品产生具有抗氧化活性和维持健康的酚类物质奠定理论基础，同时为研发可有效提升鲜切果蔬酚类物质含量和抗氧化活性的调控方法提供新的思路。 收起