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薄壳山核桃Carya illinoensis又称长山核桃、美国山核桃,为世界著名的高档干果、油料树种和材果兼用优良树种,其果实营养丰富,保健价值高[1]。研究发现:长期食用薄壳山核桃有明显的防衰老、健肠胃、防治心血管疾病等作用[2]。然而,薄壳山核桃树体高大,不利于人工采摘果实及日常的养护管理,培育矮化砧木可为薄壳山核桃育种工作及果品的推广提供便利。魏灵珠等[3]提出:赤霉素 (gibberellins,GA3) 是调控植物株高的重要激素,相关株高基因的克隆与分子机制研究对于合理调控植物生长发育和农业生产具有极其重要的利用价值。赤霉素作为一类二萜类植物激素,调节种子萌发[4−5]、茎杆伸长[6]、花粉管生长[7]、花和种子发育[8]等多种生理活动,也能在环境胁迫下调控植物的生长和发育[9]。其中,值得关注的是赤霉素通过促进节间伸长来调控植株的营养生长[10]。目前,已经克隆到赤霉素生物合成大多数步骤催化酶的基因,构建了从前体分子到活性赤霉素的整体合成框架[11]。研究发现:赤霉素后期的代谢酶(GA20ox、GA3ox、GA2ox)对活性赤霉素的精确调控具有关键作用[12]。GA20氧化酶(GA20-oxidase, GA20ox)是赤霉素合成过程中关键的限速酶,在棉花Gossypium spp.[13]、毛白杨Populus tomentosa[14]和山茶Camellia reticulata[15]中过表达会使得植株增高,抑制该基因在烟草Nicotiana tabacum[16]、苹果Malus domestica[17]等植株中表达则会使植株矮化。邓伟等[14]通过农杆菌介导法在毛白杨中过量表达棉花GA20ox使得杨树的茎伸长,但减少了叶片和根的生长。赵恺[17]通过农杆菌介导法将GA20ox的干扰信号转入苹果中,获得了苹果的矮化砧木。GA3氧化酶(GA3-oxidase, GA3ox)则是赤霉素合成过程中的一个关键酶。研究发现:抑制小麦Triticum aestivum[18]和水稻Oryza sativa[19]中的GA3ox基因表达,植株会呈现矮化的性状。刘颖等[18]发现:在矮杆小麦‘宁98-2105’中,GA3ox1和GA3ox2在茎的倒一节结节中的转录水平显著高于对照,推测是赤霉素传导通路受到影响导致植株突变。而过量表达赤霉素合成过程中的另一个关键酶赤霉素氧化酶(GA2-oxidase, GA2ox),也会使麻疯树Jatropha curcas[20]、荔波连蕊茶Camellia lipoensis[21]和矮牵牛Petunia hybrida[22]等植株矮化。HU等[20]运用农杆菌介导法在麻疯树中过表达JcGA2ox发现:植株呈现矮化,更小更深的叶片,花序果实都变小的性状。本研究以薄壳山核桃幼苗为实验材料,于生长期喷施100 mg·L−1的赤霉素,研究其对薄壳山核桃幼苗生长的影响和赤霉素合成代谢关键基因的时空变化,初步了解薄壳山核桃GA20ox、GA3ox和GA2ox基因的时空表达特征及在赤霉素合成中的调控作用,为薄壳山核桃矮化新种质育种奠定基础。
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实验薄壳山核桃种子是半同胞家系,2018年10月采摘于浙江农林大学同一株树,挑选大小一致的种子作为实验材料。晾晒后置于塑封袋内,置于4 ℃保存。2019年4月,将薄壳山核桃种子种在基质土[m(泥炭)∶m(珍珠岩)∶m(蛭石)=1∶1∶1]内,在亚热带森林培育国家重点实验室的驯化室[(25±2) ℃,湿度为75%]进行萌发培养。2019年5月,选取生长势、株高、节间长度和主根长度等形态指标基本一致的幼苗54株,叶面喷施100 mg·L−1的赤霉素(CAS: 77-06-5, BC, 上海生工)进行处理(24 h内不浇水),以去离子水为对照,3次重复。
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处理28 d 后测量植株高度、顶芽至第1叶节间长度和主根长度,均用直尺测量,保留1位小数。采用SPSS 17.0中的单因素方差分析对所有指标进行统计处理,P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著。
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薄壳山核桃、山核桃Carya cathayensis和核桃Juglans regia 的GA20ox、GA3ox和GA2ox均由浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室张启香课题组克隆。从美国国家生物信息中心(NCBI)(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)上分别搜索已报道的植物 GA20ox、GA3ox、GA2ox 同源基因的氨基酸序列,通过软件DNAMAN进行氨基酸序列比对。利用ITOL (https://itol.embl.de/)和MEGA制作系统进化树。
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对处理 0、7、14、21和28 d后植株的叶片进行采样,用于基因不同时间表达变化;基因不同空间表达变化采用处理0和28 d后植株的顶芽、叶①、茎①、叶②、茎②、叶③、茎③、叶④、茎⑤和根(图1)。样品采集后立即放入液氮,总RNA的提取方法按照RNAprep pure Plant Kit(北京天根)及其说明书提供的方法进行。用Prime ScriptTM RT Master Mix (TaKaRa公司)反转录合成cDNA。
根据基因序列,利用Primer3Input(http://primer3.ut.ee/)设计定量引物,以山核桃Actin基因为内参,引物序列见表1。荧光定量PCR反应体系为10.0 μL,包含cDNA 0.4 μL,TBGREEN (TaKaRa公司)5.0 μL,正向引物0.2 μL,反向引物0.2 μL,双蒸水 4.2 μL。反应条件为:95 ℃ 10 min;95 ℃ 10 s,60 ℃ 31 s,40个循环;95 ℃ 15 s,60 ℃ 1 min,95 ℃ 30 s,60 ℃ 15 s。数据分析采用7300system软件和2−∆∆Ct的方法,ΔΔCt = (Ct靶基因−Ct内参)处理组−(Ct靶基因− Ct内参)对照组[23-24]。图表由 Excel 2007 软件制作。
表 1 引物序列
Table 1. Primers sequences
引物名称 上游引物(5′→3′) 下游引物 (5′→3′) RTCiGA20ox GCACACCGACCCACAAATCATT TGAGTTCTGATCAGGTGGGACT RTCiGA3ox CACTCGAACAATTCCGCCAACT TGCCCAAGGAGCCTAGCATTAG RTCiGA2ox CAGGTAGGTGGGCTTCAAGTGT CCCGATGCAAGCAACTTTTGTA CcActin TGCGGGTGCTCGCTTCGGCAGC GGGCAGCCAAGGATGACT -
由图2A可知:处理28 d后,薄壳山核桃植株平均生长量达2.9 cm,对照组平均生长量仅为1.5 cm,处理后为对照的1.93倍,差异极显著(P<0.01)。外源赤霉素可以有效刺激薄壳山核桃的营养生长,显著促进了茎的生长。经过赤霉素处理后,薄壳山核桃从顶芽至第1叶茎节间长度伸长量为对照的1.14倍,差异显著 (P<0.05),但节的数量没有发生变化(图2B)。此外,赤霉素对根系生长也有良好的促进作用。赤霉素处理28 d后薄壳山核桃主根长伸长量是对照组的1.09倍,差异显著(P<0.05)(图2C)。
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将CiGA20ox、CiGA3ox和CiGA2ox基因编码的氨基酸序列与NCBI数据库的GA20ox、GA3ox和GA2ox蛋白氨基酸序列进行比对分析(图3)。发现CiGA20ox(图3A)、CiGA3ox(图3B)和CiGA2ox(图3C)都有着相应的保守20G-FeⅡ-Oxy蛋白结构域,以及2-酮戊二酸结合位点和亚铁离子(Fe2+)结合位点。说明CiGA20ox、CiGA3ox和CiGA2ox属于相应的赤霉素氧化酶家族。
图 3 CiGA20ox、CiGA3ox和CiGA2ox氨基酸序列与其他其同源序列的比对
Figure 3. Amino acid alignment of CiGA20ox,CiGA2ox、CiGA3ox and its closest homologues
在进化关系图(图4)中,CiGA2ox、CiGA20ox和CiGA3ox与山核桃和核桃的亲缘关系较近,且与山核桃的亲缘关系最近。可见同科植物的GA20ox、GA2ox和GA3ox蛋白同源关系较近,这与该蛋白的序列相似性分析结果相一致,表明薄壳山核桃GA20ox、GA2ox和GA3ox蛋白在进化方面较为保守。
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对薄壳山核桃幼苗喷施100 mg·L−1赤霉素,通过qRT-PCR检测并分析其在处理后不同时期(0、7、14、21、28 d) CiGA20ox、CiGA3ox和CiGA2ox的相对表达量特征。
定量结果显示:喷施100 mg·L−1赤霉素可在短期内抑制CiGA20ox的转录。在前期,CiGA20ox表达量相对平稳,在处理14 d后,CiGA20ox的表达量快速下降,处理21 d后,表达量为初始值的59.1%,之后持续缓慢下降,28 d后的表达量仅为初始值的38.6%(图5A)。
图 5 赤霉素处理后 CiGA20ox、CiGA3ox、CiGA2ox基因转录水平的变化
Figure 5. Transcript levels of CiGA20ox,CiGA3ox,CiGA2ox after GA3 treatments
在赤霉素处理后CiGA3ox 表达量呈先下降后上升的趋势。处理7 d后表达量到达最低点,为对照的48.6%,之后缓慢升高,于处理21 d后回升至处理前水平。后快速上升,于处理28 d后到达顶点,表达量为初始值的350%。与GA20ox基因表达情况不同的是在赤霉素处理21 d后,GA3ox表达量迅速提高到较高的水平,可能是GA3ox在赤霉素质量浓度下降时起更重要的反调节作用,以保持植物体内的赤霉素水平,具体调控机制尚不明确(图5B)。
赤霉素代谢过程中的另一个关键酶CiGA2ox表达量总体则呈波浪形变化,在7 d后达到顶峰,之后缓慢下降,14 d后快速下降至21 d时恢复到了对照水平,28 d后再次上升为初始值的220%(图5C)。
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本研究通过qRT-PCR对薄壳山核桃幼苗不同部位赤霉素代谢关键基因GA20ox、GA3ox和GA2ox的相对表达量开展了研究。由植株上端至下端命名不同部位 (图1)。
结果显示:薄壳山核桃GA20ox在不同部位均有表达,但是不同部位分布不均,主要分布在植株的顶芽、叶片和根内,分布规律大致为在叶片中是由顶芽向叶④逐渐递减,在茎中是由茎①至茎⑤逐渐递增(图6A)。赤霉素处理过后,各个部位的GA20ox基因表达量均下降,说明在赤霉素处理28 d后,CiGA20ox的各部位表达均受到了抑制,但是表达模式没有发生变化,顶芽中最多,其次是叶片内表达量大于茎秆中的表达量。
图 6 薄壳山核桃GA2
0ox、GA3ox和GA2ox在不同组织部位的表达量 Figure 6. Expression of GA20ox,GA3ox and GA2ox in different tissues in C. illinoensis
薄壳山核桃GA3ox基因表达量相对较少,存在组织特异性,主要集中在植株顶芽和茎中,在叶片中表达量较少(图6B)。但是在外施赤霉素后可以发现:除了根部,GA3ox在其他部位均有上升,而在茎中的增加量大于在叶片中的增加量。
薄壳山核桃GA2ox在各个部位均有分布,主要分布在薄壳山核桃的顶芽和叶片内,在茎杆部位几乎不表达(图6C)。经过赤霉素处理后,CiGA2ox在靠近植株顶端的茎中,相对含量发生了累积,而叶片中的GA2ox转录受到了抑制。
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在本研究中,外施赤霉素使得薄壳山核桃茎杆伸长,植株增高,并且在一定程度上促进了主根系的生长。李俊南等[25]用不同浓度的赤霉素浸泡薄壳山核桃种子后,增加了薄壳山核桃的发芽率,并且对薄壳山核桃幼苗的根茎影响较大。此外,刘芳等[26]对甜樱桃Prunus avium外施赤霉素后,新梢生长量显著高于对照,但是调节新梢长度的影响主要体现在调节其节数,对平均节间长度的作用并不显著。这可能是植株新梢生长程度与植株整体并不一致造成的。
外施赤霉素使得薄壳山核桃幼苗内的赤霉素生物合成基因CiGA20ox和CiGA3ox表达量显著下调,而CiGA3ox的表达量在处理后期出现了升高的现象,可能是因为GA3ox作为赤霉素生物合成的最后一步,在赤霉素质量浓度骤然升高或降低时,GA3ox起着更重要的反调节作用,从而维持植物体内赤霉素的平衡。该结果类似于赤霉素合成过程中的负反馈调节现象。而CiGA2ox则是呈现先上升后下降的波浪形趋势,说明在外源赤霉素的作用下,随着活性赤霉素物质量的增加,GA2ox表达量也在增加。郝鹏博[27]在对桃树Prunus persica外施赤霉素后,桃树的GA20ox、GA3ox呈下降趋势,并于后期增加,GA2ox则是呈先上调后下降的趋势,与本研究基本一致。这些结果均表现出赤霉素合成代谢酶GA20ox和GA3ox参与赤霉素负反馈调节,而GA2ox则是参与了正反馈调节。
本研究选取了薄壳山核桃的不同部位进行qRT-PCR 分析,通过组织特异性分析发现:赤霉素合成相关基因CiGA20ox和CiGA3ox均在顶端大量表达,参与合成活性赤霉素;而调控赤霉素代谢的基因家族CiGA2ox在中部和顶部也高表达,表明薄壳山核桃顶部的生命活动最旺盛。外施赤霉素后,薄壳山核桃顶端维持的赤霉素稳定程度被打破,CiGA20ox被抑制转录,CiGA3ox大量生成调控了植株生长,而CiGA2ox在茎中表达量上升以降解体内过多的赤霉素,以达到稳定的状态保证植株稳定生长[28]。而这些基因相对含量的变化都与植株生长有着一定的联系。
本研究通过对薄壳山核桃喷施100 mg·L−1赤霉素,对薄壳山核桃赤霉素代谢关键基因GA20ox、GA3ox和GA2ox进行了系统深入研究,为薄壳山核桃矮化分子育种提供了理论基础。目前,张佳琦等[29]通过农杆菌介导法构建核桃的GA2ox同源转化体系,已经得到了核桃的矮化再生植株。薄壳山核桃和核桃亲缘关系较近,可以通过转化矮化目的基因到植物体胚内,以期待得到薄壳山核桃良种矮化砧木。
Effects of exogenous gibberellin on growth of Carya illinoensis and its metabolic gene expression
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摘要:
目的 研究赤霉素(gibberellin)对植物株高的影响,探讨了GA20ox、GA3ox和GA2ox在赤霉素合成过程中的反馈调节机制。 方法 以薄壳山核桃Carya illinoensis幼苗为材料,进行100 mg·L−1 赤霉素叶面喷施处理。对外施赤霉素后薄壳山核桃的株高、节间长度和主根长以及薄壳山核桃GA20ox、GA3ox和GA2ox的时空变化进行了研究。 结果 外施赤霉素28 d后,薄壳山核桃节间长度和主根长的伸长量与对照相比都存在显著差异(P<0.05),节间数量没有发生变化;植株平均生长量达2.9 cm,为对照的1.93倍,差异极显著(P<0.01)。实时荧光定量PCR结果表明:GA20ox、GA3ox和GA2ox在薄壳山核桃生长期存在时空表达差异。外施赤霉素能够使CiGA20ox的表达量持续下降,28 d后的表达量仅为初始值的38.6%;而CiGA3ox表达量则是在7 d时跌落低谷,下降至初始值的55.4%,28 d后回升,表达量为初始值的350%;CiGA2ox表达量总体呈波浪形变化,在7 d后达到顶峰,之后有所回落,至21 d时恢复到了初始水平,28 d后上升为初始值的220%。CiGA3ox在薄壳山核桃植株茎杆内发生了累积,相较于CiGA20ox和CiGA2ox在转录水平上发生了较大的变化。 结论 外施赤霉素促进了薄壳山核桃茎杆伸长,同时引起了薄壳山核桃体内赤霉素代谢关键基因表达模式的时空变化。图6表1参29 Abstract:Objective This study attempts to explore the effect of gibberellin(GA3) on plant height and discuss the feedback regulation mechanism of GA20ox, GA3ox and GA2ox in the process of GA3 synthesis. Method The leaves of Carya illinoensis seedlings were sprayed with 100 mg·L−1 GA3. The plant height, internode length and main root length of C. illinoensis and the spatiotemporal variation of CiGA20ox, CiGA3ox and CiGA2ox were studied. Result After 28 days of GA3 application, the internode length and the elongation of the main root length of C. illinoensis seedlings were significantly different from those of the control(P<0.05), but the number of internodes did not change. The average plant growth was 2.9 cm, which was 1.93 times that of the control, and the difference was extremely significant (P<0.01). The results of real-time PCR showed that there were spatial-temporal differences in the expression of GA20ox, GA3ox and GA2ox during the growth period of C. illinoensis. Exogenous GA3 could continuously reduce the expression of CiGA20ox. After 28 days, the expression level of CiGA20ox was only 38.6% of the initial value. The expression level of CiGA3ox dropped to a low point of 55.4% of the initial value on day 7 and rose to 350% of the initial value on day 28. The expression level of CiGA2ox in general showed a wavy change, reaching the peak after 7 days, then falling back to the initial level after 21 days, and rising to 220% of the initial value after 28 days. However, CiGA3ox accumulated in the stem of C. illinoensis seedlings, which changed in transcription level compared with CiGA20ox and CiGA2ox. Conclusion The exogenous GA3 could promote the stem elongation of C. illinoensis and cause the temporal and spatial variation of the key gene expression patterns of GA3 metabolism in C. illinoensis. [Ch, 6 fig. 1 tab. 29 ref.] -
梅Prunus mume隶属于蔷薇科Rosaceae李属Prunus,原产中国南方,距今已有 3 000 多年的栽培历史[1]。目前,食用花卉的风潮日益兴起,花茶越来越受到欢迎,百合Lilium、菊花Chrysanthemum×morifolium、桂花Osmanthus fragrans等食用花卉已被应用于较多产业[2] ,梅花茶等相关制品具有巨大的开发前景和市场。梅花营养丰富,主要包括黄酮类、苯丙烷类、有机酸类、挥发性物质等化学成分,其中绿原酸、异槲皮苷、金丝桃苷质量分数较高[3]。以异槲皮苷、金丝桃苷为代表的黄酮类化合物具有抗炎、抗抑郁等药理作用,以绿原酸为代表的苯丙烷类化合物具有抗氧化、抑制黑色素形成等作用[4−5]。采摘后的梅花鲜花容易发生虫蛀、霉变,干燥加工能有效避免鲜花变质[6]。在干燥过程中,花茶的色、香、味和活性成分易受影响,干燥方式是梅花花茶品质最关键的影响因素。目前国内对梅花干燥制茶方面的研究相对缺乏,不同干燥方法对梅花花茶各方面品质的影响的研究报道甚少。
自然干燥、热风干燥、微波干燥等传统干燥方式[7]操作简单、成本低、耗时短,但存在品质差等缺陷。真空冷冻干燥是将物料降温冻结,在真空条件下使物料中的水分由冰直接升华为水蒸气被排除的技术[8]。它可使干制品最大限度地保持原有的色、香、味品质及营养成分,但设备投资大、能耗高、干燥时间长[9]。吴一超等[10]采用5种干燥方式对丹参Salvia miltiorrhiza茎叶干燥,得出真空冷冻干燥有利于保存丹参茎叶的酚酸及抗氧化活性成分,但成本高,仅适用于生产高品质的产品,40 ℃烘干法简便、高效、成本低,适合丹参茎叶的规模化加工。复合干燥是将多种干燥方式结合起来,优化干燥工艺,实现优势互补[11]。商涛等[12]采用微波热风联合干燥与热风干燥、微波干燥对比,结果表明:干燥时间、总色差值最小,黄芩苷质量分数和综合质量评分最高。WANG 等[13]采用不同温度热风干燥和微波结合热风干燥处理菊花,结果表明微波 30 s 与热风 75 ℃联合干燥后的菊花含有较高活性成分,整体构象变化小。由上述研究结果可知:真空冷冻干燥与复合干燥相较于其他干燥方式具有明显优势,但这2种方法的优劣以及对梅花进行干燥处理的效果未见报道。
本研究采用热风干燥法、微波干燥法、复合干燥法、真空冷冻干燥法对不同品种的梅花鲜花进行处理,测定了不同干燥处理后梅花的收缩率、花色表型等外在特征,以及花色成分、挥发性成分、抗氧化能力、绿原酸等指标。进一步使用熵权与变异系数组合赋权法计算耦合权重系数进行综合评分,并利用加权逼近理想解排序法(weighted approximation ideal solution ranking method,TOPSIS)验证评价模型[14],获得最优的干燥方式,为梅花花茶的制作提供理论依据。
1. 材料与方法
1.1 材料
在浙江农林大学梅花种质资源库选择‘东方朱砂’‘Dongfang Zhusha’、‘骨红朱砂’‘Guhong Zhusha’、‘晓红宫粉’‘Xiaohong Gongfen’、‘粉皮宫粉’‘Fenpi Gongfen’、‘粉台玉蝶’‘Fentai Yudie’、‘月光玉蝶’‘Yueguang Yudie’、‘久观绿萼’‘Jiuguang Lve’、‘素玉绿萼’‘Suyu Lve’等8个品种盛开期花朵作为试验材料。所有梅花花朵性状正常,花色鲜艳均匀,采摘时环境温度为0~15 ℃。
1.2 干燥处理
梅花干燥处理采用包括热风干燥法、微波干燥法、复合干燥法及真空冷冻干燥法。热风干燥法:将新鲜的花朵置于60 ℃热风烘箱中,烘干3 h。微波干燥法:将样品置于微波炉中,设置功率为300 W,干燥20 min。复合干燥法:首先将样品置于功率为300 W的微波炉中,干燥10 min,然后取出样品置于60 ℃热风烘箱中,时间1 h。真空冷冻干燥法:将真空冷冻干燥机设置温度为−66 ℃、气压为4 Pa,取鲜样置于其中干燥22 h。对照组(ck)为鲜样梅花样品。
1.3 色表型测定
使用英国皇家园艺协会比色卡(RHSCC)进行比对测定。用色差仪(COLOR READER CR-10 PLUS)测定梅花花瓣的色差参数,包括亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)、彩度(C*)值和色调角(h)。根据滕彩玲等[15]的方法计算色差值,公式如下:$ \Delta E = \sqrt {{{\left( {L - {L_0}} \right)}^2} + {{\left( {a - {a_0}} \right)}^2} + {{\left( {b - {b_0}} \right)}^2}} $。其中:∆E表示总色差,L、a、b分别表示样品的亮度值、红绿值、黄蓝值,L0、a0、b0分别表示对照样品的亮度值、红绿值、黄蓝值。
1.4 失水率与收缩率
根据刘盼盼等[16]的方法计算失水率。用游标卡尺测量梅花干燥前后最大直径,取平均值,6次生物学重复。收缩率计算公式为S=(dg−dt)/dg。其中:S为收缩率;dg和 dt分别为新鲜样品和干制样品的最大直径(cm)。
1.5 抗氧化性测定
1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力根据TURKOGLU等[17]的方法测定。2,2′-联氨-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基清除能力根据THANA等[18]的方法测定并做调整。根据不同浓度与相应的清除率分别计算半数抑制质量浓度(IC50),比较抗氧化能力强弱。
1.6 挥发性成分分析
每次取3 朵梅花花朵放入22 mL的采样瓶,密封瓶盖平衡10 min。将固相微萃取SPME纤维头插入采样瓶中,置于花朵上方2 cm,吸附30 min,重复3 次。色谱条件与质谱条件根据ZHANG等[19]和HAO等[20]的方法并做调整。
1.7 花色成分分析
称取0.3 g花瓣并研磨成粉末,加入提取液(三氟乙酸∶甲醇∶甲酸∶水=1∶70∶2∶27,体积比)中,置于 4 ℃ 冰箱内提取24 h,使用超声波设备超声处理20 min,使用转速为4 000 r·min−1的离心机离心10 min,将上清液用0.22 μm 孔径的尼龙微孔滤器过滤后,用于花青素苷与类黄酮的定性及定量分析。采用UPLC-Triple-TOF/MS液质联用仪进行测定,色谱柱为waters HISS-SB C18 (100.0 mm×2.1 mm,1.7 μm),进样量为2 μL,柱温为25 ℃,流速为 0.4 mL·min−1。流动相组成为A:体积分数为0.1%甲酸水,B:体积分数为0.1%甲酸乙腈。洗脱梯度为0~11.0 min,0~95%B;11.0~12.0 min,95%B;12.0~12.1 min,95%~5%B;12.1~15.0 min,5%B。在 520、350 nm波长下获得色谱图。
1.8 营养成分分析
可溶性蛋白质量分数采用考马斯亮蓝G-250法测定[21];新绿原酸、绿原酸、芦丁、异槲皮苷与金丝桃苷质量分数根据1.7成分分析方法测定。
1.9 熵权-变异系数法计算及 TOPSIS 法验证
使用熵权与变异系数组合赋权法计算耦合权重系数,进行综合评分,比主观权重更加可靠客观[22],可避免单一客观权重分配不合理的问题。选择失水率、收缩率、色差值、DPPH和ABTS自由基清除能力、总黄酮质量分数等作为评价指标,根据LIU等[23]的方法计算熵权法权重(wj1)。根据李叶贝等[24]的方法计算评价指标的变异系数法权重(wj2)。根据拉格朗日乘子法,得到优化后的耦合权重(wj)。为了避免评价的主观性[25],以原始数据和耦合权重的乘积作为评价数据,计算得到不同干燥方法与最优方案和最劣方案的距离C+和C−,以及待评价方案与正理想解的相对接近程度C,根据C的大小评价不同干燥方式的优劣。
2. 结果与分析
2.1 干燥后梅花表型变化
不同品种的梅花经不同方法干燥处理后,其外观特征如图1所示。比色卡测定结果(表1)表明:8个不同品种的梅花花色范围为 61B~155C,分为白色、粉红色、紫红色等3个色系。经干燥处理后,白色系品种梅花,转变为黄绿色系,花色范围为2D~N199D;粉红色和紫红色系品种梅花转变为紫红色系,花色范围为64A~84C。白色系‘粉台玉蝶’‘月光玉蝶’‘久观绿萼’‘素玉绿萼’,紫红色系‘骨红朱砂’的色差值测定结果(图2)表明:微波干燥后花色色差值最大,最大值为真空冷冻后的 3.49 倍;粉红色系‘晓红宫粉’‘粉皮宫粉’在热风干燥后花色色差值最大,色泽变化最大。对比其他3种干燥方法,真空冷冻干燥在‘东方朱砂’‘晓红宫粉’‘粉台玉蝶’‘月光玉蝶’‘久观绿萼’品种上保持色泽和形态上表现最佳,色差值显著低于其他3种干燥方法。
表 1 不同干燥方法处理后梅花花色变化Table 1 Changes of flower color after different drying methods品种 花色 对照 热风
干燥微波
干燥复合
干燥真空冷
冻干燥‘东方朱砂’ 61B N79B N79A 79N N79B ‘骨红朱砂’ N66C 64A N79D 70B 64 ‘晓红宫粉’ 65A N75A 84C N80D N75B ‘粉皮宫粉’ 65C N74C 84C 77D 75A ‘粉台玉蝶’ NN155B 155A N199D 150D 155A ‘月光玉蝶’ NN155C N155C 157B N155D NN155B ‘久观绿萼’ 155C 4D 2D 155C 155A ‘素玉绿萼’ NN155B 155A 8D 4D 155A 由图3A可知:真空冷冻干燥后梅花的失水率为70.1%~79.7%,表明失水率较低且干燥效率低,其余3种干燥方法失水率均在79.3%以上,其中复合干燥后梅花的失水率显著高于其他3种干燥方法(P<0.05),最大失水率为84.7%。图3B 结果表明:真空冷冻干燥后梅花的收缩率显著小于其他3种干燥方式(P<0.05),为7.2%~28.7%,微波干燥后梅花的收缩率最大,为39.7%~47.4%。低温干燥特性能够更好地保持梅花的原有形态。
2.2 干燥后花色主要成分变化
2.2.1 总黄酮质量分数变化
不同干燥方法处理后,梅花总黄酮质量分数出现了不同程度的损失(图4)。相较于其他干燥方法,真空冷冻干燥对黄酮的保留效果最好,其总黄酮质量分数为 6.46~9.10 mg·g−1,显著高于热风干燥与微波干燥(P<0.05),微波干燥后梅花总黄酮损失量达到74.5%。复合干燥的保留效果也较好。说明真空冷冻干燥对于保留梅花中的黄酮成分效果较好,并且相对于微波干燥,保留了更多的黄酮化合物,可能是高温对黄酮类化合物造成影响。
2.2.2 花青苷质量分数变化
仅在‘东方朱砂’‘骨红朱砂’‘晓红宫粉’和‘粉皮宫粉’中共检测出了6种花青苷,包括矢车菊素-3-O-葡萄糖苷(Cy3G)、矢车菊素-3-O-芸香糖苷(Cy3Ru)、芍药花素-3-O-葡萄糖苷(Pn3G)、芍药花素-3-O-芸香糖苷(Pn3Ru)、飞燕草素-3-O-芸香糖鼠李糖苷(Dp3Ruh)、矮牵牛素-3-O-芸香糖-5-O-鼠李糖苷(Pt3Ru5h)。4个白色系品种中未检测到花青苷。由图5可知:梅花鲜样颜色越深花青苷总质量分数越高。梅花在不同干燥方法处理后花青苷总质量分数有显著差异(P<0.05)。‘东方朱砂’真空冷冻干燥后的花青苷质量分数最高,达到2.63 mg·g−1,这可能是由于低温干燥技术有效减少了花青苷的热降解。与之相比,热风干燥和微波干燥的花青苷损失较大。花青苷质量分数与总黄酮质量分数变化趋势一致,温度越高、干燥时间越长对类黄酮和花青苷质量分数的影响越明显。推测温度和干燥时间可能对梅花中类黄酮和花青苷质量分数变化具有较大的影响。
表2表明:‘东方朱砂’检测到 6 种花青苷,其余3个品种中,检测出除Pt3Ru5h外的 5种花青苷。紫红色系‘东方朱砂’所含的6种花青苷中,Cy3G、Cy3Ru、Pn3G占总花青苷比例较大,是主要的花青苷组成成分,其中,Cy3Ru质量分数最高,且在复合干燥后的梅花中质量分数显著高于其他干燥方法(P<0.05)。Cy3G和Pn3G质量分数分别在‘晓红宫粉’‘骨红朱砂’‘粉皮宫粉’中最高,均在真空冷冻干燥保留率最高。Pt3Ru5h只在‘东方朱砂’中被检测出,且在真空冷冻干燥后梅花中保留率最高。
表 2 不同干燥方法处理前后梅花花青苷组成及质量分数Table 2 Composition and content of anthocyanin in P. mume flowers before and after different drying methods品种 干燥方法 花青苷/(μg·g−1 ) Cy3G Cy3Ru Pn3G Pn3Ru Pn3Ru Pt3Ru5h ‘东方朱砂’ 对照 841.71±34.39 a 1 027.57±23.45 a 961.74±18.22 a 227.72±29.11 a 130.19±1.09 a 192.58±1.46 a 热风干燥 400.75±5.87 d 723.73±15.10 c 509.53±5.24 d 158.79±5.02 b 113.67±12.52 ab 127.39±5.79 c 微波干燥 464.20±15.80 c 617.52±7.30 d 508.77±15.26 d 100.32±10.42 c 92.19±20.83 b 126.93±6.97 c 复合干燥 571.18±14.74 b 840.66±16.28 b 692.89±44.69 c 145.47±5.46 b 126.78±0.93 a 160.19±17.22 b 真空冷冻干燥 575.79±5.60 b 827.60±9.85 b 775.04±13.32 b 157.75±21.72 b 117.91±15.1 a 174.76±1.24 b ‘骨红朱砂’ 对照 564.92±13.66 a 496.45±3.02 a 774.52±19.56 a 63.51±1.61 a 63.32±0.70 a - 热风干燥 424.35±15.82 c 357.86±29.59 c 493.59±15.76 c 47.37±2.21 c 51.91±1.49 c - 微波干燥 352.38±26.86 d 275.21±37.52 d 462.78±19.02 d 46.43±0.20 c 50.58±2.90 c - 复合干燥 452.85±6.76 b 428.39±12.83 b 555.72±14.56 b 51.09±2.53 b 56.97±2.22 b - 真空冷冻干燥 478.79±12.68 b 401.86±5.03 b 585.24±19.34 b 52.87±0.62 b 59.45±2.44 b - ‘晓红宫粉’ 对照 94.87±12.12 a 56.21±8.51 a 89.89±13.31 a 57.87±1.65 a 60.02±1.89 a - 热风干燥 57.85±2.58 c 35.28±2.90 b 68.27±1.29 b 33.03±1.68 c 42.12±0.85 d - 微波干燥 29.93±1.58 d 21.17±0.30 c 42.66±4.48 c 22.80±1.63 d 27.43±2.01 e - 复合干燥 69.90±2.39 b 37.63±4.39 b 64.46±3.00 b 37.62±1.74 b 47.27±1.58 c - 真空冷冻干燥 71.37±2.64 b 39.72±2.76 b 75.04±1.53 b 40.09±2.65 b 50.79±1.18 b - ‘粉皮宫粉’ 对照 77.44±6.27 a 38.79±1.36 a 88.49±3.42 a 39.86±0.70 a 51.80±1.71 a - 热风干燥 52.84±3.36 c 23.81±1.81 b 52.65±1.74 d 23.92±1.11 c 24.04±1.25 c - 微波干燥 47.59±1.50 c 19.84±1.56 c 48.16±1.92 e 21.87±1.27 d 22.96±0.32 c - 复合干燥 72.49±3.47 b 26.32±1.66 b 57.47±3.32 c 25.47±0.98 c 32.95±1.96 b - 真空冷冻干燥 68.73±3.34 b 25.92±1.69 b 64.74±0.33 b 28.90±0.57 b 35.09±2.47 b - 说明:同列不同字母表示同一品种不同干燥方法间差异显著(P<0.05)。Cy3G. 矢车菊素-3-O-葡萄糖苷; Cy3Ru. 矢车菊素-3-O-芸香糖苷; Pn3G. 芍药花素-3-O-葡萄糖苷;Pn3Ru. 芍药花素-3-O-芸香糖苷;Pn3Ru. 飞燕草素-3-O-芸香糖鼠李糖苷;Pt3Ru5h. 矮牵牛素-3-O-芸香糖-5-O-鼠李糖苷。-表示未检测到该成分。 2.3 干燥后挥发性成分变化
从8个梅花品种中鉴定出27种挥发物,这些挥发性成分主要包括醛类、酯类、有机酸、醇类和脂肪类化合物。酯类化合物在梅花花香成分中质量分数最高,苯甲醛、苯甲醇和乙酸苯甲酯等是梅花挥发物的主要成分[26]。由挥发性成分测定结果可知(图6):复合干燥和真空冷冻干燥在保留挥发性成分上具有明显优势,特别是在保留醛类和酯类这2类主要香气成分方面,这2种干燥方法表现出更佳的效果,复合干燥组的总保留率最高,达到50%以上。热风干燥组梅花的香气成分保留结果不稳定,部分梅花品种在热风干燥后挥发性成分保留少。8个梅花品种鲜样挥发性成分中除了‘粉皮宫粉’中检测到壬醛,其余品种只在干燥后检测到壬醛,说明在干燥处理后产生壬醛,梅花香气特征可能发生了改变。
2.4 干燥后梅花抗氧化活性变化
表3和表4结果对比表明:干燥后梅花提取液对2种自由基清除能力一致。不同干燥方法处理后的梅花提取液清除DPPH和ABTS自由基的IC50均有所增加,并且存在显著差异(P<0.05),说明梅花提取液在干燥后对自由基的清除能力降低,并且不同干燥方法对自由基清除能力影响不同。
表 3 不同干燥方法处理前后梅花清除DPPH自由基的IC50Table 3 IC50 values of DPPH free radical scavenging of P. mume flowers before and after different drying methods品种 清除DPPH自由基的IC50/(mg·L−1) 对照 热风干燥 微波干燥 复合干燥 真空冷冻干燥 ‘东方朱砂’ 180.40±1.79 d 238.26±2.42 b 269.67±6.88 a 230.03±3.19 b 191.17±7.67 c ‘骨红朱砂’ 176.99±4.79 c 233.66±5.16 b 269.69±7.17 a 223.33±9.63 b 221.11±4.24 b ‘晓红宫粉’ 193.60±6.25 d 236.42±7.01 b 271.22±4.34 a 214.05±2.44 c 204.24±3.71 c ‘粉皮宫粉’ 186.91±7.98 d 242.91±7.63 b 292.69±3.39 a 222.02±1.34 c 197.54±6.29 d ‘月光玉蝶’ 171.70±2.90 d 241.20±7.81 b 273.73±9.35 a 229.67±1.03 b 208.39±6.02 c ‘粉台玉蝶’ 183.50±2.91 e 232.37±3.88 b 257.62±8.40 a 209.38±2.37 c 197.30±3.15 d ‘素玉绿萼’ 168.43±3.62 e 221.55±0.82 b 234.17±7.48 a 208.39±6.12 c 193.95±4.62 d ‘久观绿萼’ 155.31±5.20 d 229.09±6.76 b 249.32±12.28 a 190.41±4.72 c 189.24±1.65 c 说明:同行不同字母表示同一品种不同干燥方法间差异显著(P<0.05)。 表 4 不同干燥方法处理前后梅花清除ABST自由基的IC50Table 4 IC50 value of ABST free radical scavenging of P. mume flowers before and after different drying methods品种 清除ABST自由基的IC50/(mg·L−1) 对照 热风干燥 微波干燥 复合干燥 真空冷冻干燥 ‘东方朱砂’ 431.89±1.85 c 528.86±2.95 a 520.90±6.88 a 464.79±5.46 b 454.21±11.33 b ‘骨红朱砂’ 430.89±9.98 c 464.71±6.51 b 494.48±17.93 a 463.13±2.78 b 457.54±5.77 b ‘晓红宫粉’ 436.85±4.07 d 521.48±7.59 b 536.05±9.34 a 470.58±7.23 c 473.88±3.00 c ‘粉皮宫粉’ 423.26±3.85 d 470.38±7.51 b 519.48±5.67 a 463.42±4.80 bc 458.63±6.59 c ‘月光玉蝶’ 435.44±0.87 d 523.76±3.58 b 537.67±7.33 a 467.46±4.29 c 468.04±5.26 c ‘粉台玉蝶’ 434.56±1.98 d 471.71±1.28 c 520.86±5.47 a 469.50±4.63 c 478.67±3.32 b ‘素玉绿萼’ 428.30±5.57 d 490.43±7.95 b 510.52±18.91 a 454.54±5.22 c 452.54±7.60 c ‘久观绿萼’ 410.93±4.46 d 470.38±7.51 b 519.48±5.67 a 459.79±10.02 b 447.29±4.69 c 说明:同行不同字母表示同一品种不同干燥方式间差异显著(P<0.05)。 除‘骨红朱砂’外,与其他干燥方法相比,真空冷冻干燥后的梅花提取液清除DPPH、ABST自由基的IC50值显著低于热风干燥与微波干燥(P<0.05),与复合干燥差异小。真空冷冻干燥后的梅花提取液对DPPH自由基的清除能力是微波干燥后的1.2~1.5倍。复合干燥与真空冷冻干燥后梅花提取液清除ABTS自由基的IC50约为447.29~478.67 mg·L−1。真空冷冻干燥与复合干燥后的梅花提取液对DPPH、ABST自由基清除能力较强。可能由于真空冷冻干燥低温和缺氧的特点,有效减少了抗氧化物的降解,从而保持了更高的抗氧化活性。
2.5 有效成分分析
2.5.1 可溶性蛋白质量分数分析
由图7可知:不同干燥方法处理对梅花可溶性蛋白的保留有显著影响。‘月光玉蝶’‘粉台玉蝶’中复合干燥组可溶性蛋白损失显著小于其他干燥方法(P<0.05),损失量分别为26.08、7.92 mg·g−1,‘东方朱砂’‘骨红朱砂’‘晓红宫粉’‘粉皮宫粉’‘久观绿萼’‘素玉绿萼’中,真空冷冻干燥组可溶性蛋白质量分数损失小于其他3种干燥方法,损失量分别为4.91、31.86、3.34、5.38、5.26、3.70 mg·g−1。
2.5.2 新绿原酸、绿原酸、金丝桃苷、芦丁与异槲皮苷的质量分数变化
新绿原酸、绿原酸是梅花鲜花的主要酚类物质,其质量分数高于黄酮类化合物芦丁、异槲皮苷与金丝桃苷。由图8可知:真空冷冻干燥在所有干燥方法中保留效果最佳,尤其是大部分品种的绿原酸和异槲皮苷质量分数均显著高于除对照外的其他干燥方法(P<0.05)。复合干燥虽然保留效果略低于真空冷冻干燥,但显著高于热风干燥和微波干燥。
2.6 综合评价
由上述分析可知:不同干燥方法处理对梅花品质指标的影响不同。熵权-变异系数综合评分和TOPSIS法计算结果如表5和表6所示:4种干燥方法的熵权-变异系数综合评分由高到低依次为真空冷冻干燥法、复合干燥法、热风干燥法和微波干燥法。通过TOPSIS排序法进行验证,结果与熵权-变异系数法分析结果基本一致,TOPSIS排序法中C越大排名越高,真空冷冻干燥法与复合干燥法品质优于热风干燥法和微波干燥法。综合来说真空冷冻干燥法干燥后梅花品质最优,复合干燥法干燥后次之。
表 5 不同干燥方法处理后熵权-变异系数法各梅花指标权重Table 5 Weights of indexes of the P. mume flowers entropy weight-coefficient of variation method after different drying methods品种 指标名称 wj1 wj2 wj 品种 指标名称 wj1 wj2 wj ‘东方朱砂’ 失水率 0.074 6 0.054 0 0.079 8 ‘骨红朱砂’ 失水率 0.072 3 0.054 0 0.079 5 收缩率 0.081 6 0.033 4 0.065 7 收缩率 0.100 3 0.022 4 0.060 3 色差值 0.094 2 0.026 8 0.063 2 色差值 0.072 5 0.050 3 0.076 8 DPPH 0.078 3 0.037 4 0.068 0 DPPH 0.072 7 0.051 2 0.077 6 ABST 0.086 1 0.038 5 0.072 4 ABST 0.072 5 0.050 4 0.076 9 总黄酮 0.078 5 0.040 0 0.070 5 总黄酮 0.076 2 0.043 2 0.073 0 总花青素 0.087 0 0.032 2 0.066 5 总花青素 0.080 9 0.036 9 0.069 5 挥发性分成保留率 0.080 5 0.039 2 0.070 6 挥发性分成保留率 0.094 7 0.028 5 0.066 1 新绿原酸 0.077 0 0.044 9 0.073 9 新绿原酸 0.073 1 0.045 9 0.073 7 绿原酸 0.079 8 0.041 8 0.072 6 绿原酸 0.072 9 0.046 8 0.074 3 芦丁 0.080 2 0.042 9 0.073 7 芦丁 0.075 8 0.042 0 0.071 8 金丝桃苷 0.082 2 0.033 0 0.065 5 金丝桃苷 0.082 9 0.035 8 0.069 3 异槲皮苷 0.075 9 0.050 0 0.077 4 异槲皮苷 0.078 2 0.039 5 0.070 7 可溶性蛋白 0.074 4 0.055 0 0.080 4 可溶性蛋白 0.101 8 0.022 2 0.060 5 ‘晓红宫粉’ 失水率 0.076 6 0.063 7 0.081 2 ‘粉皮宫粉’ 失水率 0.076 1 0.041 3 0.072 4 收缩率 0.083 6 0.037 0 0.064 6 收缩率 0.075 4 0.037 6 0.068 8 色差值 0.079 4 0.043 2 0.068 1 色差值 0.081 3 0.032 7 0.066 6 DPPH 0.078 4 0.050 6 0.073 2 DPPH 0.074 0 0.042 9 0.072 7 ABST 0.084 2 0.046 3 0.072 6 ABST 0.072 5 0.051 6 0.079 0 总黄酮 0.082 3 0.042 3 0.068 5 总黄酮 0.073 6 0.048 8 0.077 4 总花青素 0.077 2 0.054 3 0.075 2 总花青素 0.078 1 0.040 3 0.072 4 挥发性分成保留率 0.080 2 0.045 3 0.070 1 挥发性分成保留率 0.072 5 0.050 4 0.078 1 新绿原酸 0.080 4 0.043 7 0.068 9 新绿原酸 0.092 8 0.027 4 0.065 1 绿原酸 0.079 1 0.048 8 0.072 2 绿原酸 0.089 6 0.027 1 0.063 6 芦丁 0.093 8 0.030 4 0.062 0 芦丁 0.072 4 0.052 3 0.079 5 金丝桃苷 0.084 5 0.045 8 0.072 3 金丝桃苷 0.079 9 0.039 6 0.072 6 异槲皮苷 0.076 7 0.061 3 0.079 6 异槲皮苷 0.098 4 0.023 6 0.062 2 可溶性蛋白 0.077 9 0.048 6 0.071 5 可溶性蛋白 0.090 3 0.032 3 0.069 7 ‘月光玉蝶’ 失水率 0.081 1 0.046 8 0.081 0 ‘粉台玉蝶’ 失水率 0.080 1 0.047 6 0.079 2 收缩率 0.100 3 0.026 2 0.067 4 收缩率 0.106 4 0.025 4 0.066 7 色差值 0.082 8 0.038 1 0.073 9 色差值 0.082 2 0.045 0 0.078 0 DPPH 0.080 6 0.043 4 0.077 8 DPPH 0.082 1 0.045 5 0.078 5 ABST 0.087 6 0.043 7 0.081 4 ABST 0.079 1 0.057 0 0.086 2 总黄酮 0.088 7 0.038 3 0.076 6 总黄酮 0.102 1 0.036 9 0.078 8 含量花青素 0.063 8 0.000 1 0.002 7 总花青素 0.063 8 0.000 1 0.002 7 挥发性分成保留率 0.083 2 0.040 0 0.075 8 挥发性分成保留率 0.082 2 0.041 1 0.074 6 新绿原酸 0.080 6 0.046 1 0.080 1 新绿原酸 0.094 8 0.036 2 0.075 2 绿原酸 0.080 8 0.049 1 0.082 8 绿原酸 0.085 5 0.044 6 0.079 3 芦丁 0.092 0 0.040 4 0.080 1 芦丁 0.083 0 0.045 2 0.078 6 金丝桃苷 0.093 0 0.037 5 0.077 6 金丝桃苷 0.085 1 0.045 1 0.079 5 异槲皮苷 0.092 5 0.031 1 0.070 5 异槲皮苷 0.094 7 0.032 3 0.071 0 可溶性蛋白 0.097 6 0.033 2 0.074 9 可溶性蛋白 0.084 5 0.039 8 0.074 5 ‘素玉绿萼’ 失水率 0.083 7 0.061 3 0.082 2 ‘久观绿萼’ 失水率 0.083 6 0.055 6 0.080 1 收缩率 0.087 1 0.046 4 0.073 0 收缩率 0.089 1 0.042 4 0.072 2 色差值 0.084 2 0.058 4 0.080 5 色差值 0.086 5 0.045 9 0.074 0 DPPH 0.089 1 0.045 1 0.072 8 DPPH 0.088 0 0.052 5 0.079 8 ABST 0.088 6 0.053 3 0.078 9 ABST 0.083 3 0.056 8 0.080 8 总黄酮 0.090 3 0.050 6 0.077 6 总黄酮 0.086 7 0.046 0 0.074 2 总花青素 0.063 8 0.000 1 0.002 7 总花青素 0.063 8 0.000 1 0.002 7 挥发性分成保留率 0.088 6 0.046 2 0.073 4 挥发性分成保留率 0.106 5 0.045 3 0.081 6 新绿原酸 0.093 3 0.045 8 0.075 0 新绿原酸 0.084 4 0.054 7 0.079 8 绿原酸 0.086 9 0.050 0 0.075 7 绿原酸 0.087 3 0.052 8 0.079 8 芦丁 0.090 0 0.051 5 0.078 2 芦丁 0.089 6 0.039 7 0.070 0 金丝桃苷 0.088 0 0.050 1 0.076 3 金丝桃苷 0.089 8 0.050 4 0.079 0 异槲皮苷 0.095 7 0.047 4 0.077 3 异槲皮苷 0.086 6 0.048 9 0.076 4 可溶性蛋白 0.084 3 0.055 9 0.078 8 可溶性蛋白 0.087 0 0.043 8 0.072 5 表 6 不同干燥方法处理后梅花熵权-变异系数综合评分和TOPSIS排序结果Table 6 Comprehensive score and TOPSIS ranking results of entropy-coefficient of variation of P. mume after different drying motheds品种 干燥方法 熵权-变异系数
综合排名TOPSIS排名 品种 干燥方法 熵权-变异系数
综合排名TOPSIS排名 综合评分 排名 C 排名 综合评分 排名 C 排名 ‘东方朱砂’ 热风干燥法 783.50 3 0.501 0 3 ‘骨红朱砂’ 热风干燥法 952.51 3 0.367 5 4 微波干燥法 619.09 4 0.392 3 4 微波干燥法 735.31 4 0.416 1 3 复合干燥法 975.78 2 0.649 3 1 复合干燥法 1276.55 2 0.581 2 1 真空冷冻干燥法 1049.36 1 0.595 0 2 真空冷冻干燥法 1340.41 1 0.552 8 2 ‘晓红宫粉’ 热风干燥法 723.16 3 0.508 3 3 ‘粉皮宫粉’ 热风干燥法 783.50 3 0.378 6 3 微波干燥法 564.06 4 0.413 6 4 微波干燥法 619.09 4 0.417 8 4 复合干燥法 912.86 2 0.598 5 1 复合干燥法 975.78 2 0.565 1 2 真空冷冻干燥法 1045.04 1 0.582 4 2 真空冷冻干燥法 1049.36 1 0.626 6 1 ‘月光玉蝶’ 热风干燥法 590.06 3 0.393 3 4 ‘粉台玉蝶’ 热风干燥法 722.06 3 0.283 0 4 微波干燥法 501.93 4 0.450 8 3 微波干燥法 707.76 4 0.422 5 3 复合干燥法 852.84 2 0.620 7 1 复合干燥法 975.07 2 0.555 4 2 真空冷冻干燥法 953.14 1 0.550 9 2 真空冷冻干燥法 1016.84 1 0.586 4 1 ‘素玉绿萼’ 热风干燥法 812.27 3 0.432 2 3 ‘久观绿萼’ 热风干燥法 877.24 3 0.423 7 3 微波干燥法 713.61 4 0.435 2 4 微波干燥法 706.09 4 0.505 1 4 复合干燥法 1016.70 2 0.580 5 1 复合干燥法 1041.97 2 0.464 3 2 真空冷冻干燥法 1048.38 1 0.564 1 2 真空冷冻干燥法 1150.98 1 0.576 4 1 3. 讨论
梅花具有多种香气成分和气味品质、独特的花色花形以及药用价值,这些特点赋予梅花极大的开发潜力[27]。本研究应用热风干燥、微波干燥、复合干燥和真空冷冻干燥4种不同干燥方法处理梅花,综合考虑了表型、花色、花香成分等因素,对比分析了不同干燥方法对梅花品质的影响。结果显示:干燥方法对梅花的理化属性产生较大的影响。与 ZHANG等[28]的研究一致。真空冷冻干燥的梅花在保持色泽和细胞结构上表现最佳,具较强的清除DHHP和ABST自由基能力,显示出强大的抗氧化能力。复合干燥法能保留梅花活性成分,提升抗氧化能力。这与SHI等[29]的研究结果相符。本研究中,复合干燥法在保留挥发性物质方面表现最佳,不仅提高了梅花的香气质量,还缩短了干燥时间,减少了有效成分的降解。此外,真空冷冻干燥法和复合干燥法处理后的梅花在保留总黄酮、总花青素、绿原酸等有效成分方面均表现出优势。在评估不同梅花品种的质量时,‘绿萼’品种表现出最强的抗氧化能力且各营养成分较高,而‘朱砂’品种在保留花色方面最为突出,并且其花青素质量分数较高。综合评分结果显示:‘骨红朱砂’‘久观绿萼’评分最高,因此,这2个梅花品种适用于梅花花茶的开发。
4. 结论
本研究选取8个梅花品种,采用4种不同干燥方法对梅花鲜花进行研究发现:真空冷冻干燥后的梅花品质最优,复合干燥次之。真空冷冻干燥在品质保持方面表现最佳,但较高的设备成本和长时间的干燥过程限制了其大规模应用。相比之下,复合干燥结合了不同干燥方法的优点,不仅保持了梅花的品质,还缩短了加工时间,为大批量生产提供了可能。可以进一步拓展梅花品种的选择范围,优化复合干燥条件,以提升梅花茶的整体品质。此外,本研究选用了色差值、抗氧化能力和总黄酮质量分数等指标进行综合评价,可以考虑引入更多与梅花品质相关的生化和生理指标,构建更为全面的梅花品质评价体系。
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表 1 引物序列
Table 1. Primers sequences
引物名称 上游引物(5′→3′) 下游引物 (5′→3′) RTCiGA20ox GCACACCGACCCACAAATCATT TGAGTTCTGATCAGGTGGGACT RTCiGA3ox CACTCGAACAATTCCGCCAACT TGCCCAAGGAGCCTAGCATTAG RTCiGA2ox CAGGTAGGTGGGCTTCAAGTGT CCCGATGCAAGCAACTTTTGTA CcActin TGCGGGTGCTCGCTTCGGCAGC GGGCAGCCAAGGATGACT -
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链接本文:
https://zlxb.zafu.edu.cn/article/doi/10.11833/j.issn.2095-0756.20190566