中国农业大学食品科学与营养工程学院,国家果蔬加工工程技术研究中心的曹家蕊、王 冰、李方巍、张 燕*以菠菜和油菜为研究对象,分析不同pH值对热处理后类囊体膜稳定性的影响,包括类囊体膜的色度值、多肽组分、可溶性蛋白含量、类囊体膜吸收光谱以及叶绿素的倒置荧光显像。分析热处理后,pH值对类囊体膜及叶绿素蛋白复合体的影响,为找到叶绿素降解的控制策略提供理论参考。
1、pH值对热处理后类囊体膜表观色值的影响
放置期间,菠菜和油菜类囊体膜在不同pH值条件下,-a*值均显着降低(P<0.05),pH 3.6、4.6条件下-a*值下降速率较快。-a*值与叶绿素呈色相关,叶绿素大量损失造成-a*显着下降。37 ℃放置72 h后,与菠菜相比,油菜类囊体膜的-a*值保留率较高,表明油菜类囊体膜能够更好地保持蔬菜色泽。
2、pH值对热处理后类囊体膜中多肽组分的影响
分别设第0小时菠菜和油菜类囊体膜pH 6.9下的蛋白条带灰度值为1。在菠菜中,第0小时,低pH值(3.6、4.6)及高pH值(5.8、7.5)对应样品的灰度值分别为0.75~0.8和0.9~1;第72小时,pH 3.6、4.6对应样品的灰度值降至0.3~0.4,pH 5.8、6.9、7.5的蛋白条带灰度值降至0.5左右。而在油菜处理组中,第0小时,pH 3.6、4.6对应样品的灰度值约为0.5~0.6,pH 5.8、7.5的灰度值约为0.7~1;37 ℃放置72 h后,油菜类囊体膜不同pH值条件下样品的灰度值降低至0.4~0.6之间。
3、pH值对热处理后类囊体膜可溶性蛋白含量的影响
第0小时,pH 3.6、4.6条件下的菠菜和油菜类囊体膜可溶性蛋白含量显着降低(P<0.05)。可溶性蛋白参与类囊体膜的构建、叶绿素蛋白复合物的组成、类囊体膜结构和理化特性的保持以及色素的稳定。因此较高的可溶性蛋白含量能够维持类囊体膜的功能活性,进而维持较高的光反应活性。
4、pH值对热处理后类囊体膜吸收光谱的影响
放置期间,不同pH值下类囊体膜各吸收峰强度均呈现下降趋势。在菠菜处理组中,在第0小时,pH 3.6、4.6条件下类囊体膜吸收峰强度下降显着,尤其在pH 3.6时,特征吸收峰消失;37 ℃放置72 h后,不同pH值下样品的特征吸收峰基本消失。在第0小时,油菜类囊体膜在pH 3.6、4.6条件下,样品蓝区的吸收峰变化明显;37 ℃放置72 h后,油菜类囊体膜在pH 3.6、4.6、5.8的特征吸收峰消失。
5、类囊体膜的荧光倒置显微镜成像
随pH值降低,类囊体膜叶绿素荧光分布由松散变聚集,荧光区域逐渐不规则化,且低pH值(3.6、4.6)条件下类囊体膜更易产生分层现象。由此证实,低pH值可改变类囊体膜的结构稳定性。
结 论
与高pH值(5.8、6.9、7.5)相比,低pH值(3.6、4.6)条件下菠菜和油菜类囊体膜溶液-a*值显着降低,叶绿素蛋白复合体的多肽组分明显降解,可溶性蛋白含量显着降低,荧光分布发生聚集。由此说明,低pH值(3.6、4.6)能够破坏类囊体膜及叶绿素蛋白复合体的结构、功能稳定性,使更多叶绿素游离出来,从而加速叶绿素降解;相同pH值条件下,菠菜类囊体膜稳定性低于油菜类囊体膜;相对于光系统I叶绿素蛋白复合体,光系统II叶绿素蛋白复合体对低pH值更敏感。该研究对于加工过程中叶绿素的降解控制具有重要的理论意义。