白色花椰菜花球变紫前后花青素含量变化分析

来源:用户上传      作者:姚星伟 牛国保 陈存坤

　　摘 要： 花椰菜生产过程中，花球采收期前后极易呈现紫色，对花椰菜生产和销售造成严重影响。为了明确花球变紫前后花青素含量差异，采用植物花青素酶联免疫方法测定了花球变紫前后花青素含量。试验结果表明，白色花椰菜花球变紫前花青素含量（w，后同）为（1 599.81±138.78） ng·g-1;变紫后花球花青素含量为（2 709.54±224.78）～（2 904.95±205.41） ng·g-1;对照紫色花椰菜花青素含量为（5 069.82±292.00） ng·g-1，各处理间花青素含量差异达到显著水平。花球变紫前后花青素含量变化显著。
　　关键词： 花椰菜; 花青素含量; 花球变紫
　　中图分类号：S635.3   文献标志码：A   文章编号：1673-2871（2020）04-060-04
　　Abstract： During the cultivation process of cauliflower， it is easy to appear purple before and after the curd harvesting period， which has a serious impact on the production and marketing of cauliflower. In order to determine the difference of anthocyanin content before and after the purple change of the curd， the anthocyanin content before and after the purple change of the curd was determined by ELISA method. The result showed that the anthocyanins content in non-purple cauliflower was （1 599.81±138.78） ng·g-1;the anthocyanins content in becoming purple cauliflower was （2 709.54±224.78）-（2904.95±205.41） ng·g-1; the anthocyanins content in purple cauliflower was （5 069.82±292.00） ng·g-1， the difference of anthocyanin content between different treatments reached a significant level. The anthocyanin content changed significantly before and after the curd became purple.
　　Key words： Cauliflower; Anthocyanins content; Curd with purple phenomenon
　　花椰菜又名花菜、菜花、白菜花，是十字花科蕓薹属甘蓝种的一个变种。由于味道鲜美、口感甜脆、营养丰富，同时具有抗癌防癌的保健功能，因此深受广大消费者的喜爱[1-3]。花椰菜生产中经常出现的一个很严重的问题，即在花椰菜采收期前后，一些花球表面会出现球面变紫的现象，虽然花球变紫食用时对人身体没有伤害，却非常影响花球的美观，从而直接影响花椰菜的生产和销售。正常花球收购价格一般为 1.5～2.0元·kg-1，但是一旦花球变紫将完全失去商品价值，严重影响农民种植效益。
　　研究表明，随着蔬菜颜色逐渐加深，花青素含量逐渐升高[4]。有学者比较了白花椰菜和紫色花椰菜中花青素的含量变化，发现紫色花椰菜花青素含量比白色花椰菜高，白色花椰菜中花青素含量极低甚至检测不到，由此可见，花青素含量的差异是花球呈现不同颜色的主要原因[4-6]。紫色花椰菜中检测到的花青素苷合成前体主要有矢车菊素-0-葡萄糖苷和矢车菊素-3-槐糖苷-葡萄糖苷[7-8]。
　　尽管前人对紫色花椰菜、白色花椰菜以及两者之间花青素种类和含量的差别进行过研究，但是白色花椰菜花球变紫前后花青素含量变化还鲜有研究。研究白色花椰菜花球变紫原因、进一步分析花青素成分和关键基因，最终对花球易变紫色的花椰菜育种材料进行性状改良，解决花椰菜生产花球易变紫色的产业难题，具有很好的研究价值。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　试验材料为白色花椰菜‘18 CB-30’和紫色花椰菜‘18 PL-5’，由天津科润蔬菜研究所提供。白色花椰菜‘18 CB-30’在花球采收期前后花球易变紫色，紫色花椰菜‘18 PL-5’为普通紫色花椰菜品种。2018年2月1日在天津市农业科学院武清创新基地播种。32孔育苗盘中装入育苗基质，每穴点播1粒种子，每份样本播种60穴。播种后用蛭石覆盖，盖膜，封严，5～7 d出齐苗，苗期正常田间管理。3月10日将幼苗定植于田间，定植密度50 cm×50 cm。每份试验材料各定植30株，小区面积7 m2。4月下旬前后，待‘18 CB-30’花球直径达到10 cm花球变紫色前，随机选取‘18 CB-30’花球组织2.0 g，置于液氮中备用，设置10次重复。5月上旬前后，待前期选取‘18 CB-30’花球直径达到20 cm以上并且呈现紫色后，再选取边缘变紫花球组织和中央变紫花球组织各2.0 g，置于液氮备用。待紫色花椰菜‘18 PL-5’花球达到20 cm以上时，随机选取紫色花球组织2.0 g置于液氮中备用，同样设置10次重复。试验试剂盒为上海酶联生物研究所研制的《植物花青素（ANTH）酶联免疫分析（ELISA）》试剂盒。 　　1.2 方法
　　1.2.1 试验样本花青素提取方法 取出各待测样品，充分研磨至粉末状，准确称量1.0 g，置于2 mL试管中，加入2%盐酸甲醇溶液定容至1 mL，充分涡旋混匀，避光4 ℃浸提过夜。12 000 r·min-1，4 ℃离心10 min，连续2次过0.2 μm FTFM滤膜过滤杂质，再用2%盐酸甲醇溶液定容至1 mL溶液中，备用。
　　1.2.2 标准曲线绘制 取出酶标板，设置空白对照孔、标准品孔和待测样本孔。标准品共设置6个质量浓度，分别为0、50、100、200、400、800 ng·mL-1，在標准品孔中加入标准品50 ?L。待标准品和样本孔都加样完毕后，利用酶标仪450 nm读取酶标孔吸光度（OD值）。酶标仪型号为美国雷杜公司Rayto RT-6100。根据标准品浓度和OD值，利用Excel软件绘制标准曲线。
　　1.2.3 采用酶联免疫方法测量花青素含量 样品孔中先加样品稀释液40 μL，再分别添加‘18 CB-30’花球未变紫前、变紫后和紫色花椰菜‘18 PL-5’花球样品10 μL，样品最终稀释倍数为5倍。加样时应将样品加于酶标板底部，尽量不触及孔壁，轻轻摇晃均匀。每孔加入酶标试剂100 μL，空白孔除外。用封板膜封板后置37 ℃培养箱中温育60 min后，小心揭掉封板膜，弃去废液，甩干，每孔加满洗涤液，静置30 s后弃去，如此重复5次，拍干。每孔先加显色剂A 50 μL，再加入显色剂B 50 μL，轻轻震荡混匀，37 ℃避光显色15 min。每孔加入终止液50 μL，终止反应，酶标孔内溶液颜色由蓝色转为黄色。加入终止液后，15 min之内利用酶标仪测定样本花青素含量。酶标仪型号为Rayto RT-6100，以空白孔调零，450 nm读取酶标孔吸光度（OD值）。
　　1.3 数据分析
　　采用SPSS 17.0统计分析软件进行差异显著性分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 标准曲线绘制
　　根据6个不同花青素浓度标准品，利用Excel软件绘制标准曲线。得到花青素含量计算公式：y=518.16 x-60.967。其中，y代表花青素含量（ng·mL-1），x代表OD值。
　　2.2 样本花青素含量分析
　　通过酶标仪测定OD值，并运用花青素含量标准曲线计算花青素含量。各样本花青素含量具体见表1。
　　由于处理样品中浓度稀释了5倍，故花青素实际浓度为测量值的5倍。由此得出花球变紫色前花青素含量为（1 599.81+138.78） ng·g-1，‘18 CB- 30’边缘变紫花球组织花青素含量为（2 709.54+224.78） ng·g-1，‘18 CB-30’中央变紫花球组织花青素含量变化为（2 904.95+205.41） ng·g-1，紫色花椰菜‘18 PL-5’花青素含量为（5 069.82+292.00） ng·g-1（图2）。
　　通过SPSS 17.0进行差异显著性分析，发现‘18 CB-30’变紫色前与花球变紫后不论是边缘变紫还是中央变紫，花青素含量都存在显著差异;‘18 CB-30’边缘变紫花球组织和中央变紫花球组织花青素含量没有明显差异。紫色花椰菜‘18 PL-5’花青素含量最高，为（5 069.82+292.00） ng·g-1，紫色花椰菜与各处理样本之间花青素含量之间存在显著差异（图2）。
　　3 讨论与结论
　　笔者比较了花球变紫前后花青素含量变化，结果发现花球变紫前后，花青素含量的变化差异显著，证明花青素含量变化是导致花球变紫的原因。试验结果表明，无论取中间部位还是边缘部位变紫的花球组织，花青素含量没有差异，这说明不管花球变紫发生在什么部位，花青素含量都没有差异，这为后续试验取材提供了指导。研究结果还证明，紫色花椰菜的花青素含量最高，纯白花椰菜的花青素含量最低，张会岺和关文强[4-5]检测了白色花椰菜和紫色花椰菜中花青素含量的差异，均发现两种花椰菜中花青素含量的差异达到显著水平。RAHIM等[6]研究了青花菜紫色下胚轴和绿色下胚轴花青素含量的差异，结果表明紫色下胚轴花青素含量比绿色下胚轴高15倍。本试验中花青素含量由于试验方法等原因与前人研究略有差异，但总体趋势基本相同。
　　植物呈现紫色的原因是花青素的积累[7-8]。CHIU等[9-10]证明了紫色花椰菜是BoMYB2基因突变的结果，BoMYB2基因突变上调花青素结构基因表达，最终导致了花青素的累积，从而形成紫色花椰菜。纯白花椰菜和紫色花椰菜本质上明显不同，白色花椰菜花球变紫是花椰菜生产上非常不良的性状。花椰菜育种过程中许多具有高配合力，商品性状优良的育种材料由于花球易变紫色而不能应用于实际育种当中，大大限制了花椰菜种质资源的利用。研究花椰菜花球变紫前后花青素含量变化、花青素成分构成以及花球变紫分子调控机制，对扩大花椰菜育种材料范围，解决花椰菜产业问题具有重要意义。
　　参考文献
　　[1] GUZMAN I，YOUSEF G G，BROWN A F.Simultaneous extraction and quantitation of carotenoids，chlorophylls，and tocopherols in Brassica vegetables[J].Agricultural and Food Chemistry，2012，60（29）：7238-7244.
　　[2] PARK S Y，LIM S H，HA S H.Metabolite profiling approach reveals the interface of primary and secondary metabolism in colored cauliflowers （Brassica oleracea L.ssp.botrytis） [J].Agricultural and Food Chemistry，2013，61（28）：6999-7007. 　　[3] REISR D ，CAROLINE L，OLIVEIRA D，et al.Effect of cooking on the concentration of bioactive compounds in broccoli （Brassica oleracea var.Avenger） and cauliflower （Brassica oleracea var.Alphina F1） grown in an organic system[J].Food Chemistry，2015，172：770-777.
　　[4] 張会苓，赵丽敏，高磊，等.彩色蔬菜与普通蔬菜花青素苷含量的比较[J].吉林农业，2013（9）：20-21.
　　[5] 关文强，张怡，刘莉莉，等.不同颜色菜花生长过程中抗氧化活性与成分的变化研究[J].华北农学报，2013，28（6）：186-191.
　　[6] RAHIM M A，AFRIN K S，JUNG H J，et al.Molecular analysis of anthocyanin biosynthesis-related genes reveal BoTT8 associated with purple hypocotyl of broccoli （Brassica oleracea var. italica L.）[J]. Genome，2019，62（4）：253-266.
　　[7] R L SCALZO，A GENNA，F BANCAN，et al.Anthocyanin composition of cauliflower （Brassica oleracea L.var.botrytis） and cabbage （B.oleracea L.var.capitata） and its stability in relation to thermal treatments [J].Food Chemistry，2007，107（1）：136-144.
　　[8] PIERO A R，CICERO L I，RAGUSA L，et al.Chang in expression of Anthocyanin pathway genes in developing inflorescences of Sicilian Landraces of pigmented broccoli and cauliflower [J].Acta Horticulturae，2013，1005：253-260.
　　[9] CHIU L W，ZHOU X J，BURKE S，et al.The purple cauliflower arises from activation of a MYB transcription factor [J].Plant Physiology，2010，154（3）：1470-1480.
　　[10] CHIU L W，LI L.Characterization of the regulatory network of BoMYB2 in controlling anthocyanin biosynthesis in purple cauliflower [J].Planta，2012，236（4）：1153-1164.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15210184.htm