摘 要:通过对竹笋木质素合成的基本情况调查中发现,竹笋中木质素是导致竹笋老化及影响其品质的重要因素,同时对竹笋采后贮藏过程中木质素变化及调控研究也作一阐述。
(请按以上摘要撰写英文摘要)
关键词:竹笋;木质素;贮藏;调控
竹笋是一种特殊的蔬菜,是我国传统美食,其味道清新、爽口、鲜美,营养丰富,在我国被誉为“素食第一名”[1.2]。但由于竹笋收获期正值夏秋两季,环境温湿度较高,极易使竹笋腐烂与老化,而且采后竹笋又极易褐变。因此,研究其采后贮藏过程中相关物质与酶类变化情况及影响因素就显得要。
竹笋老化主要是由纤维素含量变化与木质素合成所致,而褐变原因主要是由相关酶类引起。随着竹笋生长及采后贮藏时间与条件的变化,木质素合成及相关酶类变化对竹笋品质有相当大的影响,通过适宜的包装、处理与合理贮藏,可使竹笋保持鲜嫩状态,对于控制竹笋老化进程和防止褐变提高产后利用价值,延长加工期与货架期等具有十分重要的现实意义。
1 竹笋中木质素研究现状
1.1 竹笋采前与采后生理变化
林海萍等(2002)研究了雷竹笋采后在常温(25 ℃)条件下贮藏期间相对含水量、粗蛋白质含量、过氧化物酶(P0D)活性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、木质素含量的相互关系与变化规律,认为其相对含水量与蛋白质含量均呈下降趋势,POD、PAL等酶活性呈先上升后下降趋势,木质素含量不断增加。王敬文(2002)对4月份出笋的毛竹春笋和高节竹笋进行了研究,测定了笋体从基部向顶部0、5、10、15、20、25
cm各位段PAL与POD活性,以及纤维素与木质素含量。还分别测定了在24、48、72、96 h,5、10、15、20、25 cm各位段PAL和POD活性,以及10
cm位段在24、48、72、96 h时纤维素与木质素含量的变化。结果表明,PAL和POD活性以及纤维素和木质素含量从基部向顶部逐渐降低,呈梯形分布;竹笋离体后,PAL和POD活性大幅度增高,纤维素和木质素含量大量增加也加速了竹笋老化进程。席玙芳等(2001)研究了竹笋采后木质化与PPO、POD和PAL活性的关系,表明竹笋在采后10天内,PPO、POD和PAL活性呈迅速上升趋势,之后缓慢下降;木质素含量在采后10天内迅速增加,随后呈缓慢增加。在1~10
℃之间的PPO、POD 和PAL活性的差异均达显著水平,木质素含量的差异也达显著水平。席玙芳等(2001)还研究了竹笋在5 ℃和10
℃条件下,木质素含量、H2O2含量、SOD、CAT活性和POD活性的相互关系与变化规律。结果表明,SOD、CAT和POD 3种酶活性均呈先上升后下降趋势,而H2O2呈持续上升趋势,由于H2O2的积累,致使木质素含量不断增加。并且在5
℃条件下的SOD、POD活性和H2O2含量均显著低于在10 ℃条件下的数值,5 ℃条件下木质素含量也显著低于10℃的数值。
由此看来,竹笋在生长过程或采收后,在不同空间、时间以及不同贮藏条件下,与木质素合成相关的物质和酶类均会有不同的变化趋势,从而影响到竹笋品质。上述这些为竹笋贮藏保鲜提供了很好的技术参数。
1.2 涂膜或浸泡处理对竹笋生理变化的影响
通过某些化学试剂处理,能够明显地阻止或控制木质素含量的增加,进一步提高相关酶活性。罗自生等(2001)研究了Na2SO3处理对采后竹笋木质化作用相关的细胞壁物质及其酶活性的影响。结果表明,1%Na2SO3处理能显著地延缓竹笋组织中多聚半乳耱醛酸酶活性的降低和抑制PAL活性的上升,水溶性果胶含量显著提高,硬度、木质素与原果胶含量显著降低。刘尊英等(2005)研究了乙醇处理对采后绿芦笋木质化的影响。结果表明,在常温条件下用1.5
mL/kg乙醇处理可明显地延缓采后绿芦笋木质化进程,乙醇处理可抑制木质素合成前体总酚含量的上升,也可抑制木质素合成相关酶PAL和POD活性上升,并延缓可溶性蛋白、DNA(脱氧核糖核酸)的降解,降低了活性氧与木质素含量。刘尊英等(2005)还研究了绿芦笋采收后在(24±1)℃条件下经外源赤霉酸(GA3)处理对其木质化的调控作用。结果表明,GA3处理可显著地抑制绿芦笋木质素及其合成前体总酚含量的上升,抑制活性氧含量的增加,抑制与木质素合成相关的酶如PAL、PPO、CAD和POD等酶的活性上升,延缓可溶性蛋白、DNA和RNA的降解。陈明木等(2003)分别采用魔芋葡甘聚糖、壳聚糖、亚硫酸钠、魔芋葡甘聚糖+壳聚糖、魔芋葡甘聚糖+亚硫酸钠、壳聚糖+亚硫酸钠、魔芋葡甘聚糖+壳聚糖+亚硫酸钠对绿竹笋进行涂膜处理。结果表明,经2
mg/g魔芋葡甘聚糖+20 mg/g壳聚糖+1 mg/g亚硫酸钠处理的绿竹笋,在5 ℃、相对湿度94%条件下贮藏25天,能抑制PAL活性,降低笋体失重率、呼吸强度并减少纤维素生成,能抑制绿竹笋纤维化。顾青等(2002)用臭氧(O3)、0.3VC%+0.5%
柠檬酸、O.05%多菌灵对采后雷竹笋进行处理,在4 ℃条件下贮藏可显著地抑制PPO活性和丙二醛的生成。降低呼吸强度,延长保鲜期。孔凡春等(2005)将采后绿芦笋用1-MCP和乙烯分别在密闭玻璃缸内常温下处理24
h,发现外源乙烯处理加快了绿芦笋老化进程,使其品质下降; 1-MCP处理延缓了绿芦笋叶绿素、可溶性糖和蛋白质含量的下降和木质素含量的上升。
另外还有研究人员用亚硫酸钠+苯甲酸钠+柠檬酸+食盐的混合液、青鲜素+壳聚糖混合剂、BCY保鲜剂+1%壳聚糖涂膜、0.3%抗坏血酸+
0.15%半胱氨酸+ 0.1%柠檬酸+ 1.0%CMC混合试剂等对不同品种竹笋进行处理,均可影响木质素含量、相关酶活性及其它有关组分的变化。
在果蔬、食品等加工贮藏过程中,各种防腐剂应用较普遍。从上面相关研究来看,在竹笋的保鲜和品质控制过程中有更多方法和试剂可以采用,那都是因为对竹笋有重大影响的木质素合成有很多不确定因素,并且是一个很复杂的过程。
1.3 其它处理方法对木质素含量、相关酶活性等的影响
陆胜民等(2004)研究了低温(4 ℃)冷藏条件下竹笋不同部位的总糖、还原糖、总酚、木质素、纤维素、丙二醛(MDA)含量及PAL和PPO活性变化。结果表明,竹笋尖部和中部总糖与还原糖含量在贮藏前期下降后期上升,
而基部总糖含量呈上升趋势。竹笋尖部与中部的总酚含量先减少后上升,之后再减少, 而基部总酚含量含量变化很小。纤维素与木质素含量在贮藏前期从尖部到基部呈逐渐增加趋势,贮藏中期从尖部到基部有不同程度的下降,贮藏后期有不同程度的增加。竹笋尖部PAL与PPO活性高于中部与基部。各部位PAL活性在贮藏前期上升,
中期下降,后期又上升。竹笋尖、中部PPO活性在贮藏前期上升,后期下降,但仍维持在较高水平,而基部PPO活性一直呈下降趋势。罗自生等(2002)采用热处理法(80
℃热水中浸30 s)贮藏竹笋,发现在贮藏期间木质素含量增加缓慢,而纤维素酶、果胶甲酯酶、多聚半乳糖醛酸酶活性、可食用率及水溶性果胶有所提高。孔凡春等(2003)利用0.04
mm厚聚乙烯(PE)袋充入2%O2、5%CO2和93%N2,在10
℃条件下贮藏去壳雷笋,观察其褐变与木质化进程。结果表明,低氧气调包装(MAP)抑制了去壳雷笋贮藏前期丙二醛(MDA)的生成,显著抑制了POD和PAL活性,从而抑制了笋肉褐变以及木质素合成。另外,采用微波辐射处理、特殊包装(真空或气调)等方法均可改变竹笋某些生理生化功能,达到预防木质化与老化的目的。
2 小 结
虽然木质素合成的基本途径现在已阐明,但通过深入研究发现,对常规木质素途径中编码酶的基因进行调控能得到出人意料的结果,这也是近年来研究的热点。同时,在研究过程中,人们也从不同植物中分离出促进合成木质素的特异性同功酶,对常规途径给予了有力证明。由于技术的进步,以前无法观察到的体内天然木质素高分子的结构与连接方式,现在可以用高分辨率仪器观察到,并且,木质素生物合成路途中一些特定部位的阻断突变体也通过筛选得到或在实验室中通过基因工程制备得到。从以上发现说明,在木质素合成上还有很多问题需要进一步研究与证实。通过深入的研究,可将这些技术应用于竹笋保鲜,并在竹笋生长过程或采后贮藏中能够很好的地调控木质素合成,可提高竹笋加工特性,延长竹笋保鲜期,有利于控制竹笋老化与褐变进程,从而保持其色泽、组织硬度和口感,保留其营养成分,为经营者提供更全面技术数据。
参考文献:(略)