南京农业大学研究生(南京农业大学研究生院)
南京农业大学研究生，南京农业大学研究生院
叶菜是我国主要的栽培和消费蔬菜，其中荠菜作为一种药食同源的特色叶菜深受消费者的喜爱。荠菜富含多种有机酸和氨基酸，无机物中钾、钙、钠、铁等含量较高，具有促进子宫收缩、止血、降低血压以及调节睡眠的功效。荠菜生产和销售的季节性较强、常温保鲜困难、品质劣变快，缩短了其市场供应时间。因此，采用保鲜技术来延长荠菜的贮藏时间，维持采后新鲜荠菜品质具有重要意义。
褪黑素作为一种新型保鲜剂，能够有效抑制植物中叶绿素的降解，提升植物的抗氧化能力，具有良好的应用前景。有关褪黑素应用于叶菜保鲜的研究鲜见报道。南京农业大学食品科学技术学院的王洁琼、王军萍、郁志芳*等以荠菜为材料，探究外源褪黑素浸泡处理对贮藏期间荠菜叶绿素降解、叶绿体结构以及抗氧化能力的影响，以明确褪黑素对采后荠菜保鲜的作用机制，为其产业化提供理论依据。
1、褪黑素处理对荠菜叶片色泽、叶绿素含量的影响
图1A显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的H均逐渐减小。第3天后处理荠菜H显著高于对照（P＜0.05），贮藏18 d时，处理和对照荠菜的H分别为123.41和117.22。图1B显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的L*值均呈持续上升。第3天后处理荠菜L*值显著低于对照（P＜0.05），贮藏18 d时，处理和对照荠菜的L*值分别为50.35和54.71。以上结果表明褪黑素处理保持了贮藏期间荠菜的色泽，延缓了荠菜的黄化。
叶绿素的降解是引起荠菜叶片黄化的直接原因。图1C显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的叶绿素含量均逐渐降低。从贮藏3 d开始处理荠菜叶绿素含量显著高于对照（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理荠菜叶绿素含量为对照的1.17 倍，表明褪黑素处理抑制了贮藏期间荠菜叶绿素的降解，延缓了组织的黄化。
2、褪黑素处理对荠菜叶片中叶绿体结构和功能的影响
透射电子显微镜下荠菜叶片细胞的超微结构显示，新鲜荠菜叶片中叶绿体数目较多被膜结构完整，呈梭形结构紧贴细胞壁分布，基粒片层结构排列紧密有序，含有少量嗜饿颗粒和淀粉粒（图2）。从贮藏7 d开始，褪黑素处理和对照荠菜叶片细胞中叶绿体体积开始膨胀形状发生卷曲，且与细胞壁之间的距离增大，基粒片层结构的有序性降低，嗜饿颗粒和淀粉粒数目增多。贮藏18 d时，褪黑素处理荠菜叶片细胞的超微结构与对照相比叶绿体膜和细胞膜仍保持较为完整的形态，基粒片层结构仍保持较为紧密有序的排列状态。以上结果表明，褪黑素处理维持了贮藏期间荠菜叶片细胞中叶绿体结构的完整性。
图3A显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的Fm逐渐降低。第12天后处理荠菜Fm显著高于对照（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理荠菜Fm为对照的1.23 倍，表明褪黑素处理延缓了贮藏期间荠菜叶绿体PSII反应中心活力的降低，保持了叶绿体功能的完整性。图3B显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的Fv/Fm持续减小。第3天后褪黑素处理荠菜Fv/Fm高于对照，贮藏18 d时褪黑素处理荠菜Fv/Fm为对照的1.37 倍，表明褪黑素处理保持了贮藏期间荠菜叶绿体功能的完整性。
3、褪黑素处理对荠菜呼吸速率和质量损失率的影响
图4A显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的呼吸速率呈先上升后下降的趋势，第7天出现呼吸高峰。第7天后处理荠菜呼吸速率显著低于对照（P＜0.05），18 d时褪黑素处理荠菜呼吸速率低于对照17.3%，表明褪黑素处理抑制了贮藏期间荠菜的呼吸作用，减少了营养物质的消耗。
质量损失率可反映贮藏期间果蔬水分和营养物质的损失。图4B显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的质量损失率均逐渐增大。从贮藏第3天开始处理荠菜质量损失率显著低于对照（P＜0.05），表明褪黑素处理抑制了贮藏期间荠菜水分的流失。
4、褪黑素处理对荠菜叶片细胞相对电导率、MDA含量以及自由基含量的影响
图5A显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的相对电导率持续上升。从贮藏第3天开始，褪黑素处理荠菜相对电导率显著低于对照组（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理荠菜相对电导率较对照下降6.28%。以上结果表明褪黑素处理抑制了贮藏期间荠菜相对电导率的上升，减少了荠菜叶片细胞电解质的外渗，保持了荠菜叶片细胞膜的完整性。MDA含量是反映果蔬膜脂过氧化强弱和衰老程度的重要指标。
图5B显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的MDA含量不断上升。第3天后处理荠菜MDA含量显著低于对照（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理荠菜MDA含量比对照低27%，表明褪黑素处理减少了贮藏期间荠菜MDA的积累，抑制了荠菜细胞膜膜脂过氧化作用。
图5C显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的超氧阴离子产生速率均连续增大。从贮藏第12天开始褪黑素处理荠菜超氧阴离子产生速率显著低于对照（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理荠菜超氧阴离子产生速率比对照组17.3%；图5D显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的H 2 O 2 含量持续增长。第3天后处理荠菜H2O2含量显著低于对照（P＜0.05），贮藏12 d时褪黑素处理荠菜H2O2含量较对照减少13.94%，表明褪黑素处理抑制了贮藏期间ROS的积累。
5、褪黑素处理对荠菜SOD、CAT、POD活力的影响
图6A显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的SOD活力呈先上升后下降的趋势。从贮藏7 d开始处理荠菜SOD活力显著高于对照（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理荠菜SOD活力为对照的1.33 倍。图6B显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的CAT活力呈先上升后下降的趋势。从贮藏3 d开始处理荠菜CAT活力显著高于对照（P＜0.05），贮藏7 d时褪黑素处理荠菜CAT活力为对照的1.09 倍。图6C显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的POD活力持续增强。从贮藏3 d开始处理荠菜POD活力显著低于对照（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理荠菜POD活力较对照下降9.76%。以上结果表明，褪黑素处理延缓了贮藏期间荠菜SOD、CAT活力的降低，抑制了贮藏期间荠菜POD活力的上升。
6、褪黑素处理对荠菜APX、DHAR、MDAR、GR活力的影响
图7A显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的APX活力呈先上升后下降的趋势。第7天后处理荠菜APX活力显著高于对照（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理组APX活力为对照的1.27 倍。
图7B显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的DHAR活力持续降低。贮藏18 d时褪黑素处理荠菜的DHAR活力为对照的1.22 倍。
图7C显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的MDAR活力持续降低。从贮藏3 d开始褪黑素处理荠菜MDAR活力显著高于对照（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理荠菜MDAR活力为对照的1.13 倍。
图7D显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的GR活力呈先上升后下降的趋势。从贮藏7 d开始褪黑素处理荠菜GR活力显著高于对照（P＜0.05），贮藏12 d时褪黑素处理GR活力为对照的1.18 倍。
7、褪黑素处理对荠菜抗氧化物质的影响
图8A显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的ASA含量均呈先上升后下降趋势，贮藏第7天出现峰值。从贮藏第12天开始褪黑素处理荠菜ASA含量显著高于对照（P＜0.05），贮藏12 d和18 d时褪黑素处理荠菜ASA含量分别为对照的1.06 倍和1.18 倍。
图8B显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的ASA/DHA（二者含量比值）总体逐渐下降。从贮藏3 d开始褪黑素处理荠菜ASA/DHA显著高于对照（P＜0.05），贮藏12 d时褪黑素处理荠菜ASA/DHA为对照的1.13 倍，表明褪黑素处理抑制了贮藏期间荠菜ASA的降解，提高了ASA的相对含量。
图8C显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的GSH含量持续上升。从贮藏第3天开始褪黑素处理荠菜DHA含量显著高于对照（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理荠菜GSH含量为对照组的2.23 倍，表明褪黑素处理增加了贮藏期间荠菜GSH含量。
图8D显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的GSH/GSSG（二者含量比值）明显高于贮藏第0天。从贮藏第3天开始褪黑素处理荠菜GSH/GSSG显著高于对照，贮藏18 d时褪黑素处理荠菜GSH/GSSG为对照的2.04 倍，表明褪黑素处理促进了GSH的产生，提高了GSH的相对含量。
图9A显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的总酚含量均持续减少。从贮藏第3天开始褪黑素处理荠菜总酚含量显著高于对照（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理荠菜总酚含量为对照的1.11 倍。这一结果表明褪黑素处理抑制了贮藏期间荠菜总酚的降解，维持了荠菜的抗氧化能力。
图9B显示，贮藏期间，褪黑素处理和对照荠菜的类黄酮含量持续减少。从贮藏第3天开始褪黑素处理荠菜总酚含量显著高于对照（P＜0.05），贮藏18 d时褪黑素处理荠菜类黄酮含量为对照的1.06 倍，表明褪黑素处理抑制了贮藏期间类黄酮的降解，维持了贮藏期间荠菜的抗氧化能力。
结论
综上，本实验结果表明，100 μmol/L褪黑素处理可以增强2 ℃贮藏期间荠菜抗氧化酶活力、保持较高抗氧化物质含量、抑制ROS的积累、维持叶绿体结构完整和功能完整性，达到抑制荠菜品质劣变和保持荠菜抗氧化能力的作用。
本文《褪黑素对低温贮藏期间荠菜衰老和抗氧化能力的影响》来源于《食品科学》2022年43卷17期263-271页，作者：王洁琼，王军萍，朱丽娟，郁志芳。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210825-325。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网。
为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上，将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于 2022年12月3-5日 在河南郑州共同举办“2022年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。
南京农业大学研究生(南京农业大学研究生院)