脱落酸对储藏鲜参的生理活性及质量指标的影响

李亚丽，王荣灿，曲正义*，朱言柱，侯微，郑培和

中国农业科学院特产研究所吉林省中药材种植（养殖）重点实验室（长春 130112）

五加科植物人参（Panax ginsengC.A.Mey），作为新资源食品，在食品、保健品和化妆品等领域的应用已经十分普遍[1-2]。鲜人参分为两种，一种是“生鲜人参”，另一种是“保鲜人参”，生鲜人参由于受到产地和采收时间等限制，应用受到了极大的影响。因此，目前市场上流通的生鲜人参相对较少，多为“保鲜人参”。保鲜人参主要用于膳食保健和化妆品领域，具有食用方便、易于加工和利于吸收等特点。尤其继中华人民共和国国家卫生健康委员会（原卫生部）公告2012年第17号批准人参（人工种植）为新资源食品后，人们对“保鲜人参”的需求量更是呈现日益上升趋势[3-4]。但是人参生产却存在着较强的季节性、区域性及本身的易腐性，这同广大消费者对鲜人参的多样性及淡季调节的迫切性相矛盾，因此依靠先进的科学和技术，尽可能长地保持其天然品质和特性的人参保鲜储藏技术成为一项重要的课题，它和人们的生活质量息息相关。

目前，主要发展了气调保鲜（包括限气贮藏、充N2、充CO2或其他惰性气体贮藏及减压贮藏等多种方法）、辐射保鲜（利用同位素放出的高能射线杀灭附着在鲜参表面的微生物）、苔鲜保鲜[用苔鲜、保鲜剂（苯甲酸钠）和2,4-二氯苯氧乙酸）和硅窗（FC-8型）综合处理人参，进行保鲜]、砂土贮藏（将人参直接用砂土掩埋，保持适当的水分）或其他化学等保鲜技术[5-7]。每一类又衍生出很多新技术，各自依托不同的保鲜原理。各种保鲜手段的侧重点不同，但都是通过对保鲜品质起关键作用的3大要素进行调控：首先是控制其衰老进程，一般通过呼吸作用的控制来实现；其次控制微生物，主要通过对腐败菌的控制来实现；第三为控制内部水分蒸发，主要通过对环境相对湿度的控制和细胞间水分的结构化来实现[8]。另外，近几年又发展了较先进的保鲜技术，主要有临界低温高湿保鲜、细胞间水结构化气调保鲜、臭氧气调保鲜、低剂量辐射预处理保鲜、高压保鲜、基因工程保鲜、细胞膨压调控保鲜和涂膜保鲜等，但是大多存在问题，例如：气调保鲜操作麻烦，需要专门的气调装置；苔藓保鲜时限较短；低剂量的射线不能有效地杀死人参表面的微生物，而高剂量的射线可能导致细胞膜结构变形或变性，刺激了呼吸作用；沙土保鲜人参腐烂的损耗率较高，总皂苷降低幅度也较大；另外其他化学保鲜技术大多需要用到潜在有毒有害的化学药品或试剂而限制了其实际应用。因此需要开发新的快速便捷和安全高效的人参保鲜技术。

脱落酸是一种植物激素，能有效降低人参表面处于开放状态的气孔的比例，并能有效降低人参气孔导度及蒸腾速率，控制失水，同时延缓能量的损失[9]；并能提高SOD、POD及总酚等抗氧化能力，延缓衰老[10]；酶作为具有催化功能的蛋白质，参与植物的营养和能量代谢，与植物的生长和次生代谢物的形成等密切相关，人参酶活（CAT、SOD和POD等酶）强弱可以直接体现人参自身代谢水平。当植物受到逆境侵害时，保护酶活性会升高。对于人参根来说，任何保鲜过程相对其自然生长过程都是一种逆境伤害，同时降低人参生长活性[11]。人参被誉为滋补强壮的珍贵药材，与其所含的人参皂苷、挥发油、人参单糖及寡糖、多糖和蛋白等成分密切相关[12-14]。因此，选择脱落酸ABA，考察它们对人参保鲜效果的研究，通过考察脱落酸对储藏鲜参的生理活性（CAT、SOD和POD等酶活）及质量指标（人参皂苷、挥发油、人参单糖及寡糖、多糖、蛋白等内在质量和外观感官指标腐烂程度）的影响，以期为高效安全人参保鲜提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

五年生鲜参，2019年9月份采自吉林省通化市某参场；葡萄糖、麦芽糖、果糖和蔗糖等单糖和寡糖（对照品）以及脱落酸，美国Sigma公司；SOD、POD和CAT等酶试剂盒，南京建成生物试剂公司；皂苷（Rg1，Re，Rf，Rg2，Rb1，Rc，Rb2，Rb3和Rd，对照品），中国药品生物制品检定所；乙腈、甲醇等（色谱纯），Fisher公司；其他所有试剂均为国产分析纯，水为纯净水。

1.2 仪器与设备

Acquity超高效液相色谱仪（美国Waters公司）；7890A-5975C型GC-MS联用仪（美国Agilent科技有限公司）；超临界CO2流体萃取仪（美国通用分离公司）；7890A-5975C型GC-MS仪（美国安捷伦公司）；TU-1810型紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；K110F全自动凯氏定氮（济南海能公司）。

1.3 试验材料

将采购的鲜参，分别设置为对照组和不同浓度脱落酸处理组（4，40和400 μmol/L喷洒），保存30 d。

1.4 方法

1.4.1 SOD、POD和CAT等酶活变化分析

取1.00 g对照组和不同浓度脱落酸处理组的鲜参（根及芽孢），经低温冷冻研磨后，加适量0.01 mol/L磷酸盐缓冲液（pH 7.4）。充分混匀提取20 min，在4 ℃条件下，以4000 r/min离心15 min，取上清液为粗酶液。随后参照试剂盒方法分别按照SOD、POD和CAT酶试剂盒处理方法处理后，采用紫外检测法测对照组和不同处理组处理贮藏30 d后的酶活值。

1.4.2 人参皂苷含量变化分析

人参皂苷含量测定方法参照孟丽芬等[15]和董妍等[16]的方法，并有一定改进。即采用液相色谱技术，利用外标法进行定量计算。分别准确称取对照组和不同浓度脱落酸处理组的0.50 g的鲜参干燥样品粉末，加入适量氨水-水-甲醇溶液（NH3+H2O+CH3OH=4+21+75，V/V），定溶至10.00 mL，静置48 h，取上清液，过0.22 μm微孔滤膜，上机测试。优化得到检测条件如下，ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱（2.1×50 mm，1.7 μm），流动相：乙腈-0.0005%磷酸水溶液（梯度洗脱：0～3 min，17%～19%乙腈；3～4 min，19%～21%乙腈；4～4.5 min，21%～24%乙腈；4.5～5 min，24%～28%乙腈；5～6.5 min，28%乙腈；6.5～7.5 min，28%～30%乙腈；7.5～9.5 min，30%～36% 乙腈；9.5～11 min，36%～40%乙腈），流速0.5 mL/min，柱温35 ℃，进样量2 μL，随后计算对照组和不同处理组处理贮藏30 d后的皂苷质量分数。

1.4.3 人参挥发性含量变化分析

人参挥发油测定采用经典方法，并稍有改进[17]。分别准确称取对照组和不同浓度脱落酸处理组的0.50 g的鲜参干燥样品粉末，采用超临界CO2提取法提取挥发油，最佳工艺条件为萃取压力38 MPa、萃取温度55 ℃、静态萃取时间2 h、动态萃取时间1 h。GC条件：HP-5MS石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；程序升温条件：初始温度40 ℃，保持5 min，以5 ℃/min升至200 ℃，再以10 ℃/min升至280 ℃，保持5 min；进样口温度250 ℃，载气为高纯He（纯度99.9999%），柱流量1.0 mL/min，进样量1.0 μL，分流比20∶1。MS条件：电子电离源，电子能量70 eV，离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，接口温度250℃，溶剂延迟时间3 min，质量扫描范围m/z30～550 U。

1.4.4 单糖和寡糖质量分数变化分析

单糖和寡糖质量分数变化分析采用UPLC-ELSD法[18]。分别准确称取对照组和不同浓度脱落酸处理组的0.50 g的鲜参干燥样品粉末，置于10 mL容量瓶中，加入80%乙醇超声提取2 h，摇匀，静置，吸取上清液，过滤膜，进UPLC分析检测。色谱条件：ACQUITYUPLCBEHAmid（2.1 mm×50 mm，1.7 μm）；流动相：0.2%三乙氨-乙腈溶液-水（梯度洗脱：0～2 min，85%～78%乙腈溶液；2～7 min，78%～68%乙腈溶液）；流速：0.2 mL/min；柱温：50 ℃；进样量：2 μL。ELSD参数：漂移管温度75 ℃，氮气压力30 psi，喷雾器30 ℃，增益200。

1.4.5 多糖成分变化分析

依照文献[19]的方法，进行多糖提取及测定。分别准确称取对照组和不同浓度脱落酸处理组的10.0 g的鲜参干燥样品粉末，加适量70%的乙醇水溶液，提取3次，每次提取3 h，滤过，回收提取人参皂苷后的残留物，烘干备用。称取5.0 g预处理过的人参药材，加入15倍量的水，于100 ℃水浴提取3次，每次3 h，滤过，合并滤液，浓缩，加无水乙醇调浓度至80%，于4 ℃冷藏，静置4 h。离心，弃去上清液，沉淀烘干作粗多糖样品备用。精密称取50 mg粗多糖样品，用蒸馏水溶解，并定容于50 mL容量瓶中，制成一定浓度的多糖储备液，备用。精密量取2 mL多糖储备液于25 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度，备用。精密量取2 mL供试品溶液于25 mL比色管中，加入1.0 mL 5%苯酚溶液，在旋涡混合器上混匀，然后加入10 mL浓硫酸，在旋涡混合器上小心混匀，置沸水浴中2 min，冷却至室温。采用苯酚硫酸法考察对照组和不同处理组处理贮藏30 d后的多糖成分变化。

1.4.6 水溶性蛋白质质量分数变化分析

依照Jia等[6]的方法，进行鲜参中蛋白的测定。分别准确称取对照组和不同浓度脱落酸处理组的10.00 g，采用液氮研磨。置于50 mL离心管中，加入40 mL去离子水，于4 ℃振荡提取10 min，再以3000 r/min 4 ℃离心20 min，取上清液冷冻干燥至干，备用。

精密称取2 g冷冻提取物，加入10 mL硝酸，5 mL 30%的H2O2，置于微波消解罐内消解10 min。待冷却后于120 ℃条件下赶酸，然后用10 mL去离子水清洗溶样杯，并定容。以等量的硝酸、H2O2做试剂空白试验。随后采用凯氏定氮法进行测试，计算含N量，乘以6.25换算蛋白质质量分数。

1.5 试验流程

研究以五年生鲜人参为试验材料，为达到保水和防腐的目的，以不同浓度的脱落酸处理并冷藏，并以仅冷藏保存的鲜参作为对照，与新鲜采收的人参进行比较。考察30 d后人参体内生理活性（SOD、POD和CAT等酶活）、内在质量指标（人参皂苷、挥发油、人参单糖及寡糖、多糖及蛋白变化）和外在感官指标（腐烂程度），优选最佳的保鲜方法。技术路线如图1所示。

图1 试验技术流程

2 结果与分析

2.1 脱落酸对储藏鲜参的生理活性影响

依照1.4.1小节的SOD、POD和CAT等酶活变化分析方法检测，对照组和不同浓度脱落酸处理组的鲜参的酶活结果如表1所示。SOD、POD和CAT等酶为植物保护酶类，当植物受到逆境侵害时，保护酶活性会升高。对于人参根来说，任何保鲜过程相对其自然生长过程都是一种逆境伤害。从结果可以看出，当采用40 μmol/L脱落酸处理鲜参时，储藏30 d后的酶活性较对照组人参的CAT、SOD和POD酶活值较对照组分别降低25.83%，14.74%和32.04%。

表1 对照组和不同浓度脱落酸处理组鲜参的酶活比较

2.2 脱落酸对储藏鲜参的内在质量指标影响

依照1.4.2～1.4.6小节人参皂苷、挥发油、单糖和寡糖、多糖以及水溶性蛋白等分析方法检测，对照组和不同浓度脱落酸处理组的鲜参的主要内在质量指标结果如表2所示。从结果可以看出，当采用40 μmol/L脱落酸处理鲜参时，储藏30 d后较对照组品质保持好很多，其中皂苷和挥发油及水溶性蛋白分别较自然生长组少降低很多，分别为14.68%，6.07%和40.88%。

表2 对照组和不同浓度脱落酸处理组鲜参的内在质量指标比较

2.3 脱落酸对储藏鲜参的外观质量影响

选取55株健康人参，随机取每11株为一组，储存30 d后的对照组和不同浓度脱落酸处理组的鲜参的主要外观质量结果如表3所示。结果表明，40 μmol/L ABA处理鲜参时，其外观保持的最佳，腐烂程度最低。

表3 对照组和不同浓度脱落酸处理组鲜参的外观质量比较

综上所述，当采用40 μmol/L ABA处理鲜参时，储藏30 d后，其生理活性（SOD、POD和CAT等酶活）较新鲜参变化最小，同时质量指标（内部及外观感官指标）亦保持的很好。

3 结论

用ABA处理鲜参，能有效地使人参的储藏期得以延长，尤其在抑制其萎蔫失水方面效果显著。与前期研究报道结果一致[20]，其原理主要是能有效降低人参表面处于开放状态的气孔的比例，并能有效降低人参气孔导度及蒸腾速率，控制失水，同时延缓能量的损失；另外，ABA能提高SOD、POD及总酚等抗氧化能力，延缓衰老，所以能使得保鲜人参的腐烂程度降低，尽可能长地保持其天然品质和特性[10,21]，此研究以期为安全高效鲜参保鲜贮存提供参考依据。