王志英，郭麗萍，2，李倩倩，楊潤(rùn)強(qiáng)，郭強(qiáng)暉，顧振新，*

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109）

甘藍(lán)苗生長(zhǎng)過(guò)程中主要生理生化變化

王志英1，郭麗萍1，2，李倩倩1，楊潤(rùn)強(qiáng)1，郭強(qiáng)暉1，顧振新1，*

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109）

以“新夏50”和“紫紅鉆”兩種甘藍(lán)種子為試材，研究了芽苗生長(zhǎng)過(guò)程中芽長(zhǎng)、呼吸速率、含水量、硫苷含量、異硫氰酸鹽含量、多酚含量、抗壞血酸含量等主要的生理生化變化。結(jié)果表明：兩種甘藍(lán)在發(fā)芽過(guò)程中芽長(zhǎng)、呼吸速率和含水量逐漸升高，“新夏50”的生長(zhǎng)速率較“紫紅鉆”快；硫苷和總酚含量在種子中含量最高，隨發(fā)芽時(shí)間延長(zhǎng)均逐漸下降?！靶孪?0”和“紫紅鉆”芽苗中的異硫氰酸鹽含量均在發(fā)芽1 d后達(dá)到最高水平，之后異硫氰酸鹽含量緩慢下降至較低水平；而黑芥子酶活性則分別在第3天和第1天達(dá)到最高。兩種甘藍(lán)種子中未檢測(cè)到抗壞血酸，隨著種子發(fā)芽其含量先上升后下降。

甘藍(lán)種子；發(fā)芽；硫苷；總酚；異硫氰酸鹽；黑芥子酶；抗壞血酸

甘藍(lán)（Brassica oleracea var. capitata）為十字花科蕓薹屬蔬菜中的一種，又稱包菜、卷心菜，食用部位為葉球，是我國(guó)消費(fèi)量最大的蔬菜之一。甘藍(lán)營(yíng)養(yǎng)豐富，含有較多的膳食纖維、VA原、VB1、VB2和鈣、鐵等營(yíng)養(yǎng)成分。除此之外，甘藍(lán)還含有多種抗癌化合物，抗氧化成分及促進(jìn)健康的化合物，如硫代葡萄糖苷、總酚和抗壞血酸等［1-2］。

甘藍(lán)等蕓薹屬蔬菜富含的硫代葡萄糖苷（glucosinolates，GLS），是一類含硫和氮的次生代謝產(chǎn)物，當(dāng)植物組織遭受損傷引起細(xì)胞破裂時(shí)，硫苷會(huì)與黑芥子酶接觸，并被水解產(chǎn)生異硫氰酸鹽（isothiocyanates，ITCs）、腈類、硫氰酸鹽等化合物［3-4］。其中，異硫氰酸鹽會(huì)通過(guò)抑制Ⅰ型致癌酶和激活Ⅱ型解毒酶來(lái)發(fā)揮抗癌作用［5-7］。此外，多酚具有很強(qiáng)的抗氧化能力，有助于人體慢性疾病的預(yù)防［8］?？箟难崤c人體健康密切相關(guān)，人體必須攝入一定量的抗壞血酸來(lái)保證正常的生理代謝［9］。

甘藍(lán)中硫苷含量是白菜和芥菜的10 倍、蘿卜的15倍之多［10］，且與成熟的組織相比，蕓薹屬植物幼苗中硫苷含量更高［11］。在日本、歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家甘藍(lán)等蕓薹屬芽苗菜已被開(kāi)發(fā)為一種具有抗癌保健功能的食品，近幾年蕓薹屬芽苗菜的保健功能逐漸引起國(guó)內(nèi)學(xué)者的重視，甘藍(lán)作為我國(guó)種植最多和食用最多的蕓薹屬蔬菜之一，其芽苗菜的生產(chǎn)和利用具有廣闊的前景。

目前，已有學(xué)者對(duì)西蘭花和蘿卜種子發(fā)芽過(guò)程中的生理生化變化進(jìn)行了研究。Gu Yingjuan等［12］對(duì)西蘭花芽苗的研究表明，蘿卜硫苷在發(fā)芽的72 h達(dá)到最高，蘿卜硫素在48 h達(dá)到最高；在種子萌發(fā)過(guò)程中伴隨著物質(zhì)間的轉(zhuǎn)換、有機(jī)物的消耗及新物質(zhì)的合成［13］。周晨光等［14］研究了蘿卜芽苗生長(zhǎng)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化。有研究發(fā)現(xiàn)甘藍(lán)種子發(fā)芽過(guò)程中，脂肪族硫苷含量減少和吲哚族硫苷含量增加［15］；且不同的植物中硫苷種類不同，其種子發(fā)芽過(guò)程中的物質(zhì)代謝變化差異也較大。目前我 國(guó)關(guān)于甘藍(lán)芽苗菜的研究報(bào)道較少，而對(duì)甘藍(lán)苗發(fā)芽過(guò)程中生理生化代謝變化的研究也未見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究以“新夏50”和“紫紅鉆”兩種較有代表性的綠甘藍(lán)和紫甘藍(lán)品種為試材，探索甘藍(lán)種子在發(fā)芽過(guò)程中硫苷含量、異硫氰酸鹽含量、黑芥子酶活性、總酚和抗壞血酸等含量的變化，旨在為甘藍(lán)芽苗及相關(guān)食品的開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

甘藍(lán)種子：“新夏50”和“紫紅鉆”，購(gòu)于南京理想種苗有限公司，保存于-20 ℃?zhèn)溆谩?/p>

DEAE Sephadex A-25樹(shù)脂 北京Solarbio公司；苯甲基硫苷（glucotropaeolin）、蘿卜硫素（sluforaphane）、硫酸酯酶（sulphatase）、抗壞血酸 美國(guó)Sigma公司；甲醇、乙腈（色譜級(jí)） 美國(guó)天地公司；二氯甲烷、沒(méi)食子酸、Folin-酚、牛血清白蛋白（bovine serun albumin，BSA）、考馬斯亮藍(lán)（G-250）、草酸、醋酸鈉 中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)（上海）化學(xué)試劑公司。1.2 儀器與設(shè)備

PGX-150智能光照培養(yǎng)箱 寧波海曙賽福實(shí)驗(yàn)儀器廠；DY02九陽(yáng)智能發(fā)芽機(jī) 山東九陽(yáng)股份有限公司；紅外線二氧化碳分析儀、Agilent 1200型高效液相色譜儀 美國(guó)安捷倫公司；UV-2802型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)尤尼柯（上海）儀器有限公司；TDL-40B型離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；RW-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；Orion818型pH計(jì) 美國(guó)Orion公司。

1.3方法

1.3.1種子發(fā)芽

取4.0 g甘藍(lán)種子，在體積分?jǐn)?shù)1.5%次氯酸鈉溶液中浸泡15 min后，用蒸餾水漂洗至中性，于30 ℃浸種3 h。然后，將種子均勻地鋪入發(fā)芽機(jī)苗盤(pán)（直徑15 cm）中發(fā)芽，苗盤(pán)底層鋪有2層濾紙和4～5 mm厚經(jīng)消毒處理的蛭石。種子發(fā)芽過(guò)程中每6 h噴水一次，培養(yǎng)室的溫度控制在30 ℃，無(wú)光照，發(fā)芽時(shí)間為5 d。每24 h取樣1次，芽苗用蒸餾水清洗，并吸干表面水分，稱質(zhì)量，設(shè)置3 次重復(fù)，用保鮮膜包好，置于液氮中速凍，待測(cè)。

1.3.2芽長(zhǎng)測(cè)定

隨機(jī)取30 株芽苗為一個(gè)樣本，用游標(biāo)卡尺測(cè)定其長(zhǎng)度。

1.3.3呼吸速率測(cè)定

參照Gu Zhenxin等［12］的方法，并稍作修改。取5 g新鮮的甘藍(lán)種子或芽苗于一封閉容器中，室溫下放置1 h。然后用紅外線氣體分析儀，進(jìn)行CO2含量的測(cè)定。每個(gè)樣品重復(fù)兩次，呼吸速率表示為mg CO2/（g·h）。

1.3.4黑芥子酶活性測(cè)定

參照Burow等［16］的方法。取甘藍(lán)種子或芽苗0.5 g，用3 mL磷酸鹽緩沖液（0.1 mol/L，pH 6.5）冰浴研磨成漿狀，于4 ℃、10 000×g離心15 min，得上清液，即為黑芥子酶粗提液。取500 μL烯丙基硫苷（0.1 mg/L）與500 μL粗酶液混勻，在37 ℃下反應(yīng)15 min，然后沸水浴10 min以終止反應(yīng)。通過(guò)葡萄糖測(cè)定試劑盒測(cè)定反應(yīng)液中葡萄糖含量。以每分鐘每毫克蛋白質(zhì)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生1 nmol葡萄糖量定義為1 個(gè)酶活力單位U，黑芥子酶活力最后表示為U/（min·mg pro）。

1.3.5含水量測(cè)定

含水量測(cè)定參照GB/T 5009.3—2010《食品中水分的測(cè)定》。

1.3.6硫苷含量測(cè)定

按照Wei Jia等［17］的方法并稍作修改。取甘藍(lán)種子或芽苗0.5 g，用2 mL煮沸的75%甲醇研磨，80 ℃提取15 min后，10 000×g離心10 min，收集上清液，殘?jiān)儆? mL煮沸的75%甲醇提取1次，合并上清液，即為硫苷粗提液。取1 mL硫苷粗提液流經(jīng)DEAE SephadexTMA-25離子交換柱，排干后，用2 mL 0.02 mol/L醋酸鈉溶液分兩次沖洗柱子。然后加200 μL硫酸酯酶至柱子中，置于35 ℃條件下反應(yīng)16 h。用3 mL去離子水洗脫，洗脫液過(guò)0.45 μm有機(jī)相膜后，用于高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）分析。HPLC色譜條件：色譜柱為Eclipse XDB-C18column（4.6 mm×150 mm，5 μm），流動(dòng)相為超純水和20%乙腈，先用水洗脫1 min，1～21～26 min內(nèi)乙腈線性梯度：0%～100%～0%；檢測(cè)波長(zhǎng)：226 nm；流速：1 mL/min；柱溫：30 ℃；進(jìn)樣量：20 μL；以苯甲基硫苷作為內(nèi)標(biāo)。結(jié)果以μmol/g（以鮮質(zhì)量計(jì)，下同）表示。

1.3.7異硫氰酸鹽含量測(cè)定

按照Guo Qianghui等［18］的方法，取甘藍(lán)芽苗0.5 g，用4 mL蒸餾水勻漿，在40 ℃條件下酶解3 h后，離心（10 000×g，15 min），收集上清液。取100 μL上清液，與2 mL甲醇，1.8 mL硼砂緩沖液（0.2 mol/L，pH 8.5），200 μL 1，2-苯二硫醇（7 nmol/L）混勻后，于65 ℃反應(yīng)1 h后，過(guò)0.45 μm膜，進(jìn)行HPLC分析，以蘿卜硫素的標(biāo)準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算。HPLC色譜條件：色譜柱為Eclipse XDB-C18column（4.6 mm×150 mm，5 μm）；流動(dòng)相為甲醇-水（70：30，V/V）；流速：1.00 mL/min；進(jìn)樣量：20 μL；檢測(cè)波長(zhǎng)：365 nm。結(jié)果以mg/100 g（以鮮質(zhì)量計(jì)，下同）表示。

1.3.8總酚含量測(cè)定

依據(jù)參考文獻(xiàn)［19］，取甘藍(lán)種子或芽苗0.2 g，用5 mL 50%甲醇作為提取液將芽苗研磨勻漿，室溫下10 000×g離心15 min，上清液即為總酚粗提液。取0.25 mL上清液與1 mL Folin-酚溶液（0.2 mol/L）、2 mL Na2CO3溶液（2 g/100 mL）混勻，在室溫下黑暗中反應(yīng)1.5 h后，于765 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)，制定標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算出樣品中總酚含量。結(jié)果以g/100 g（以鮮質(zhì)量計(jì)，下同）表示。

1.3.9抗壞血酸含量測(cè)定

抗壞血酸的測(cè)定參考Volden等［20］的方法。取0.2 g甘藍(lán)種子或芽苗，用4 mL草酸（2 g/100 mL）研磨勻漿后，10 000 ×g離心15 min得上清液。過(guò)0.45 μm膜，HPLC測(cè)定。HPLC色譜條件：色譜柱：SB-C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；檢測(cè)波長(zhǎng)：254 nm；流速：0.8 mL/min；柱溫：30 ℃；進(jìn)樣量：20 μL；流動(dòng)相：0.1 g/100 mL草酸-甲醇（95：5，V/V）。結(jié)果以mg/100 g（以鮮質(zhì)量計(jì)，下同）表示。

1.4數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 18.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，均值間比較采用Duncan’s多重比較，在0.05水平上進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2　結(jié)果與分析

2.1芽長(zhǎng)及含水量的變化

圖1　兩種甘藍(lán)種子發(fā)芽過(guò)程中芽長(zhǎng)及含水量的變化Fig.1 Changes in sprout length and water content in cabbage sprouts during germination

“新夏50”和“紫紅鉆”甘藍(lán)種子隨發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，芽長(zhǎng)逐漸伸長(zhǎng)（圖1A）。在發(fā)芽的前2 d，兩品種間甘藍(lán)芽長(zhǎng)無(wú)顯著差異；發(fā)芽第3～5天時(shí)，芽長(zhǎng)迅速伸長(zhǎng)，芽苗處于最快生長(zhǎng)期，且“新夏50”的芽長(zhǎng)顯著長(zhǎng)于“紫紅鉆”；發(fā)芽至第5天時(shí)，“新夏50”和“紫紅鉆”芽長(zhǎng)分別為5.36、4.14 cm。

由圖1B可知，兩種甘藍(lán)品種在發(fā)芽過(guò)程中含水量的變化趨勢(shì)一致，即隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，兩種甘藍(lán)芽苗中含水量逐漸升高。發(fā)芽前4 d，“新夏50”芽苗中含水量明顯高于“紫紅鉆”，發(fā)芽至第5天兩種芽苗含水量基本一致，均在92%左右。可見(jiàn)，“紫紅鉆”芽苗生長(zhǎng)較“新夏50”緩慢。

2.2呼吸速率變化

圖2　兩種甘藍(lán)種子發(fā)芽過(guò)程中呼吸速率的變化Fig.2 Changes in respiratory rate in cabbage sprouts during germination

呼吸作用是物質(zhì)和能量代謝的核心，呼吸速率越高，說(shuō)明生命力越旺盛，代謝越強(qiáng)。由圖2可知，兩種甘藍(lán)種子發(fā)芽期呼吸速率的變化均先上升后下降至穩(wěn)定，在發(fā)芽第2天達(dá)到最高，“新夏50”和“紫紅鉆”分別為5.05、3.02 mg CO2/（g·h）?！靶孪?0”呼吸速率在發(fā)芽第1天低于“紫紅鉆”，之后均顯著高于“紫紅鉆”，可能的原因是“新夏50”萌芽緩慢，但在發(fā)芽1 d后芽長(zhǎng)伸長(zhǎng)較快，基礎(chǔ)生理代謝高于“紫紅鉆”。

2.3硫苷含量變化

由表1可知，在“新夏50”中檢測(cè)到9 種硫苷（脂肪族硫苷5 種，吲哚族硫苷4 種），“紫紅鉆”中檢測(cè)到7 種硫苷（脂肪族硫苷5 種，芳香族和吲哚族硫苷各1 種），發(fā)芽后兩種甘藍(lán)苗中硫苷種類無(wú)變化，這說(shuō)明硫苷種類與甘藍(lán)品種有關(guān)，與生長(zhǎng)階段無(wú)關(guān)；兩種甘藍(lán)芽苗中脂肪族硫苷含量均顯著高于芳香族和吲哚族硫苷含量，“新夏50”種子中，脂肪族硫苷占總硫苷的97.86%，含量最多的硫苷為GIB和SIN，其次為GNA，分別占總脂肪族硫苷的29.11%、37.75%和22.31%。而在“紫紅鉆”種子中，脂肪族硫苷占總硫苷的91.31%，其中含量較高的為PRO和SIN硫苷，分別占總脂肪族硫苷的42.58%和33.34%。

表1　甘藍(lán)種子及芽苗中硫苷含量變化Table1 Changes in individual glucosinolates content in cabbage seeds and sprouts　μmol/g

各種硫苷及總硫苷含量在發(fā)芽過(guò)程中逐漸下降。發(fā)芽前2 d硫苷含量下降迅速，“新夏50”和“紫紅鉆”在發(fā)芽第3天時(shí)總硫苷含量分別下降了80.97%和88.42%；脂肪族硫苷的含量分別下降了81.17%和90.44%，第3～5天，芽苗中硫苷含量下降緩慢。種子及發(fā)芽1 d的“新夏50”中的硫苷總含量顯著低于“紫紅鉆”（P＜0.05），但從發(fā)芽第2天開(kāi)始直至第5天，“新夏50”芽苗中硫苷總含量下降緩慢，顯著高于“紫紅鉆”（P＜0.05），在第5天時(shí)“新夏50”苗中總硫苷為“紫紅鉆”的1.40 倍。PRO是致甲狀腺腫素的前體，水解后會(huì)形成對(duì)人體有害的5-乙烯噁唑烷-2-硫酮［10］，其含量在“紫紅鉆”種子中較高，但隨著種子發(fā)芽和芽苗的生長(zhǎng)，PRO含量逐漸下降，發(fā)芽至第3天時(shí)，PRO含量迅速下降，下降率為81.55%。這說(shuō)明發(fā)芽可能有利于PRO的降解。種子發(fā)芽過(guò)程中，存在著復(fù)雜的硫苷合成與分解過(guò)程。兩種甘藍(lán)發(fā)芽后，其硫苷的合成速率明顯低于分解速率，同時(shí)，隨著芽苗生長(zhǎng)其含水量不斷升高，故硫苷相對(duì)含量隨著發(fā)芽時(shí)間延長(zhǎng)不斷降低。

2.4黑芥子酶活性和異硫氰酸鹽含量變化

圖3　兩種甘藍(lán)種子發(fā)芽過(guò)程中黑芥子酶活性和異硫氰酸鹽含量變化Fig.3 Changes in myrosinase activity and isothiocyanates content in cabbage sprouts during germination

由圖3A可知，在發(fā)芽過(guò)程中，“紫紅鉆”在發(fā)芽1 d后黑芥子酶活力達(dá)到最高，為67.59 U/（min·mg pro），之后下降至較低水平；而“新夏50”的黑芥子酶活力則呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)，并在發(fā)芽至第3天時(shí)達(dá)到最高，為60.81 U/（min·mg pro）。由圖3B可知，“新夏50”和“紫紅鉆”在發(fā)芽過(guò)程中異硫氰酸鹽含量變化趨勢(shì)一致，“紫紅鉆”中異硫氰酸鹽含量明顯高于“新夏50”，在發(fā)芽第1天，異硫氰酸鹽含量顯著上升，并達(dá)到最高值，“新夏50”和“紫紅鉆”苗中其含量分別為157.03、195.57 mg/100 g；之后顯著下降，3～5 d無(wú)顯著差異，這與硫苷含量的減少及黑芥子酶活性的降低有關(guān)。

2.5總酚和抗壞血酸含量變化

兩種甘藍(lán)種子中總酚含量最高均為1.15 g/100 g（圖4A），在發(fā)芽第1天迅速下降，“新夏50”和“紫紅鉆”分別下降了55.74%和51.30%。芽苗生長(zhǎng)過(guò)程中，部分酚類物質(zhì)通過(guò)相關(guān)生物途徑轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)如木質(zhì)素等［14］，從而導(dǎo)致含量迅速下降。整個(gè)發(fā)芽過(guò)程中，“紫紅鉆”總酚含量下降速率較“新夏50”慢。

由圖4B可知，兩種甘藍(lán)種子中均未檢測(cè)到抗壞血酸。但隨著發(fā)芽的進(jìn)行，抗壞血酸含量呈先上升后下降趨勢(shì)。發(fā)芽第3天時(shí)，其含量均達(dá)到最大值，“新夏50”和“紫紅鉆”中分別為66.87、70.65 mg/100 g。因此，甘藍(lán)種子發(fā)芽能夠促進(jìn)抗壞血酸的合成，提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

圖4　兩種甘藍(lán)種子發(fā)芽過(guò)程中總酚和抗壞血酸含量變化Fig.4 Changes in total phenolic and ascorbic acid contents in cabbage sprouts during germination

3　討 論

甘藍(lán)種子發(fā)芽初始階段，吸水膨脹，進(jìn)入萌芽狀態(tài)；呼吸作用加強(qiáng)，將蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)物分解，為萌芽生長(zhǎng)提供充足能量。表現(xiàn)為芽長(zhǎng)和含水量迅速上升，呼吸速率先升高后緩慢下降，同樣的現(xiàn)象也表現(xiàn)在西蘭花種子［12］發(fā)芽的過(guò)程中。

不同品種的甘藍(lán)中硫苷種類及含量差別較大［21-22］，本實(shí)驗(yàn)中研究的兩種甘藍(lán)，“紫紅鉆”種子及發(fā)芽1 d的芽苗中硫苷含量遠(yuǎn)高于“新夏50”；“新夏50”種子及芽苗中檢測(cè)到4 種吲哚族硫苷，未檢測(cè)到芳香族硫苷；而“紫紅鉆”中只檢測(cè)到一種吲哚族硫苷4OH-GB，及較高含量的芳香族硫苷。兩甘藍(lán)品種中，吲哚族硫苷含量較少，脂肪族硫苷均為優(yōu)勢(shì)硫苷，這與Kushad［23］和Sarvan［24］等在甘藍(lán)葉球上檢測(cè)到的各種硫苷比例相似。甘藍(lán)種子在發(fā)芽過(guò)程中硫苷含量的變化趨勢(shì)與西蘭花芽苗［25-27］和蘿卜苗［14］基本一致。隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，兩種甘藍(lán)芽苗中硫苷含量逐漸下降，這是由于甘藍(lán)芽苗生長(zhǎng)過(guò)程中，體內(nèi)含水量增加，硫苷的相對(duì)含量下降［25］。與此同時(shí)，甘藍(lán)芽苗內(nèi)貯藏性物質(zhì)分解與新物質(zhì)的合成。硫苷作為一種含硫含氮的次生代謝產(chǎn)物，在芽苗生長(zhǎng)過(guò)程中亦存在著原有硫苷分解與新硫苷合成的復(fù)雜過(guò)程［12］，整個(gè)發(fā)芽過(guò)程中，新合成的硫苷可能少于分解掉的硫苷從而造成硫苷含量下降的現(xiàn)象。致甲狀腺腫素前體硫苷PRO在甘藍(lán)發(fā)芽后顯著降低，這進(jìn)一步增加了甘藍(lán)芽苗的可食性。

黑芥子酶活性與植物品種［17］、植物部位［28］及植物生長(zhǎng)階段［29］等因素有關(guān)。本研究中，在兩種甘藍(lán)芽苗的不同生長(zhǎng)階段，黑芥子酶活性不同，“新夏50”和“紫紅鉆”分別在發(fā)芽第3天和發(fā)芽第1天達(dá)到最高值。Williams等［30］在海甘藍(lán)和西蘭花芽苗生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了與本研究類似的黑芥子酶活性變化趨勢(shì)；而Yuan Gaofeng等［29］通過(guò)研究蘿卜芽苗不同生長(zhǎng)階段的黑芥子酶活性發(fā)現(xiàn)，發(fā)芽過(guò)程中黑芥子酶活性呈現(xiàn)先上升后一直下降的趨勢(shì)，并在發(fā)芽第5天時(shí)酶活性達(dá)到最高。

異硫氰酸鹽是硫苷的水解產(chǎn)物的一種，具有非常有效的抗癌作用［31］。其生成量受到多種因素的影響，其中最主要的影響因子有前體硫苷的含量、黑芥子酶活性及ESP衍生蛋白的活性［11］。本研究中，“紫紅鉆”種子及芽苗中異硫氰酸鹽含量顯著高于“新夏50”，但發(fā)芽過(guò)程中其變化趨勢(shì)一致，即異硫氰酸鹽含量先上升至最高后下降，最后處于較低水平。Gu Yingjuan等［12］發(fā)現(xiàn)在西蘭花種子發(fā)芽過(guò)程中蘿卜硫素含量呈先下降后上升在下降的趨勢(shì)，并在發(fā)芽至48 h時(shí)蘿卜硫素含量達(dá)到最高。而本研究中在發(fā)芽第1天時(shí)，異硫氰酸鹽含量達(dá)到最高值。這是因?yàn)樵诎l(fā)芽第1天時(shí)，種子進(jìn)入萌芽狀態(tài)，其體內(nèi)相關(guān)的生物合成及代謝途徑被激活，硫苷在黑芥子酶的作用下分解產(chǎn)生異硫氰酸鹽。而隨著芽苗的生長(zhǎng)，含水量不斷上升，硫苷在芽苗體內(nèi)得到稀釋呈下降趨勢(shì)［25］，因此其水解產(chǎn)物異硫氰酸鹽含量總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

多酚為抗氧化成分之一，在兩甘藍(lán)種子中其含量相當(dāng)。隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，多酚含量下降，這與Rosa等［21］在甘藍(lán)苗和Pérez-Balibrea等［25］在西蘭花苗中的研究結(jié)果一致。甘藍(lán)發(fā)芽過(guò)程中，打破了甘藍(lán)種子原有結(jié)構(gòu)，種子發(fā)芽，吸水膨脹，原有組織受到一定程度的破壞；同時(shí)，隨著甘藍(lán)芽苗的生長(zhǎng)，部分多酚化合物與木質(zhì)素等物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化［14］，甘藍(lán)苗中含水量不斷上升，這些都可能是導(dǎo)致發(fā)芽過(guò)程中總酚含量持續(xù)下降的原因。

抗壞血酸是由半乳糖酸-1，4-內(nèi)酯在半乳糖酸-1，4-內(nèi)酯脫氫酶的作用下產(chǎn)生的［14］，本研究在甘藍(lán)種子中未檢測(cè)到抗壞血酸，與Kwon等［32］在白菜種子，Pérez-Balibrea等［25］在西蘭花種子中的測(cè)定結(jié)果一致，說(shuō)明打破種子休眠后才能激活該酶，進(jìn)一步合成抗壞血酸。本研究中甘藍(lán)芽苗在第3天時(shí)抗壞血酸含量達(dá)到最高，而Pérez-Balibrea等［25］在西蘭花苗中的研究結(jié)果顯示發(fā)芽5 d時(shí)抗壞血酸含量最高，周晨光等［14］在蘿卜苗中發(fā)現(xiàn)，抗壞血酸含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)但在5～7 d無(wú)顯著差異。這可能與半乳糖酸-1，4-內(nèi)酯脫氫酶［33］在不同品種芽苗及不同生長(zhǎng)階段中的活性差異有關(guān)。發(fā)芽3 d后抗壞血酸含量下降，可能是3 d后抗壞血酸合成速率減慢，而芽苗生長(zhǎng)迅速，抗壞血酸相對(duì)含量下降。

4　結(jié) 論

硫苷、異硫氰酸鹽、總酚、抗壞血酸等生物活性物質(zhì)受甘藍(lán)品種及芽苗生長(zhǎng)階段影響較大。甘藍(lán)芽苗生長(zhǎng)過(guò)程中，硫苷、異硫氰酸鹽及總酚含量總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但這些生物活性物質(zhì)的含量仍處于較高水平；抗壞血酸在發(fā)芽過(guò)程中才逐漸合成，第3天含量達(dá)到最高；而且，發(fā)芽能夠顯著促進(jìn)致甲狀腺腫素的前體硫苷PRO的降解。甘藍(lán)品種“紫紅鉆”芽苗較“新夏50”更具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。甘藍(lán)芽苗可作為一種新型蔬菜，具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。

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Changes in Main Physiological and Biochemical Metabolism in Cabbage Sprouts during Germination

WANG Zhiying1， GUO Liping1，2， LI Qianqian1， YANG Runqiang1， GUO Qianghui1， GU Zhenxin1，*
（1. College of Food Science and Technology， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China；2. College of Food Science and Engineering， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109， China）

In this study， sprout length， respiratory rate， water content， glucosinolates， isothiocyanates， total phenolic and abcorbic acid contents， and myrosinase activity in cabbage sprouts from the cultivars “Xinxia 50” and “Zihongzuan” during germination were studied. The results showed that the sprout length， respiratory rate， and water content increased during the period of germination. “Xinxia 50” grew faster than “Zihongzuan”. Glucosinolates and total phenolic contents were found to be the highest in cabbage seeds but decreased with germination time. The isothiocyanates contents in “Xinxia 50” and“Zihongzuan” increased to the highest level at the fi rst day of germination but then decreased to the lowest value at day 5. However， the myrosinase activity increased to the highest at d ays 1 and 3 after germination， respectively. While abcorbic acid was not detected in cabbage seeds， and its content increased at the early germination stage but then declined.

cabbage seeds； germination； glucosinolates； total phenols； isothiocyanates； myrosinase； ascorbic acid

TS255.1

A

1002-6630（2015）03-0006-06

10.7506/spkx1002-6630-201503002

2014-03-18

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31271912）；南京農(nóng)業(yè)大學(xué)SRT項(xiàng)目（1418A03）

王志英（1988—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與綜合利用。E-mail：2012108020@njau.edu.cn

顧振新（1956—），男，教授，博士，研究方向?yàn)樯锛夹g(shù)與農(nóng)產(chǎn)食品加工。E-mail：guzx@njau.edu.cn