摘要
莴苣为一年或两年生植物，其营养丰富，具有食疗和保健功能，深受消费者喜爱。莴苣经切割等处理后，组织结构破坏，造成汁液流失，酶与底物的区域化间隔被打破，二者直接接触，发生一系列生理生化变化，导致其色泽变化和品质劣变等，大大缩短了货架期，从而降低了鲜切莴苣的商品价值。因此，为了防止鲜切莴苣在贮藏过程中的品质劣变并扩大鲜切莴苣的消费市场，迫切需要找到一种保鲜技术，用于延长鲜切莴苣的货架期，并维持色泽。本研究以鲜切莴苣为原材料，采用高压二氧化碳技术（High-pressurecarbondioxide,HPCD）对鲜切莴苣进行预处理，探讨HPCD处理对鲜切莴苣基本品质的影响；通过对褐变相关酶及膜脂代谢相关指标的测定，探究HPCD处理抑制鲜切莴苣褐变相关生理代谢的机理；通过对叶绿素降解相关酶以及活性氧代谢相关指标的测定，研究鲜切莴苣贮藏过程中，HPCD处理对其色泽保持的调控作用；采用植物非靶向代谢组学的方法对HPCD处理前后鲜切莴苣组织中差异代谢物的含量及种类变化进行分析和鉴定，探究HPCD处理对鲜切莴苣相关代谢物及代谢路径的影响。 本文的主要研究结果如下： 1.HPCD处理对鲜切莴苣基本品质的影响 鲜切莴苣分别经HPCD5MPa3min、5min、7min处理后，置于4℃冰箱中贮藏。在后续实验中定期对鲜切莴苣的色度、褐变度、硬度、失重率、呼吸强度进行测定，同时分析鲜切莴苣组织中抗坏血酸、可溶性固形物及可滴定酸含量的变化。研究发现，5min处理组能够在很大程度上抑制鲜切莴苣的褐变程度及呼吸强度，降低失重率，保持硬度，同时抑制组织中抗坏血酸、可溶性固形物和可滴定酸含量的下降。结果表明，HPCD处理能够有效降低鲜切莴苣的褐变程度，并延缓其基本品质指标及营养物质的降低，从而起到保鲜的作用，延长货架期。 2.HPCD处理对鲜切莴苣褐变相关生理代谢的影响 为了探究HPCD处理前后鲜切莴苣组织中褐变相关生理代谢的变化，本文分别对褐变相关酶、总酚和膜脂代谢相关指标进行分析鉴定。研究发现，鲜切莴苣经HPCD处理后能够显著抑制组织中苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）的活性，并通过相关性分析看出，褐变度与PAL、PPO活性呈现极显著正相关；经HPCD处理后鲜切莴苣组织中总酚的含量明显降低，说明HPCD处理能够抑制褐变底物的生成；此外，研究还发现HPCD处理能够降低鲜切莴苣组织中脂肪氧合酶（LOX）、磷脂酶D（PLD）的活性以及丙二醛（MDA）的含量，从而防止组织中细胞区域化间隔被打破，避免发生膜脂过氧化现象。由此说明，HPCD处理能够在一定程度上抑制鲜切莴苣的酶促褐变。 3.HPCD处理对鲜切莴苣叶绿素降解及活性氧代谢的影响 首先对鲜切莴苣经HPCD处理前后组织中叶绿素含量及叶绿素降解相关酶活性进行分析，研究表明，HPCD处理抑制了鲜切莴苣组织中叶绿素含量的降低，与未处理组相比，HPCD处理组组织中叶绿素降解相关酶，如叶绿素酶（Chlase）、脱镁鳌合酶（MDCase）、脱镁叶绿素酶（PPH）、脱镁叶绿酸a加氧酶（PaO）活性较低，说明HPCD处理延缓了鲜切莴苣组织中叶绿素的降解；此外，HPCD处理提高了鲜切莴苣组织中过氧化氢酶（CAT）、总超氧化物歧化酶（SOD）的活性及抗超氧阴离子产生能力，进而降低过氧化氢（H2O2）的含量，抑制了组织中活性氧（ROS）的合成和积累；叶绿素降解的过程中需要ROS的参与，通过清除ROS也可以进一步抑制叶绿素的降解。同时，鲜切莴苣经HPCD处理后组织的抗氧化能力也有一定程度的升高，抑制了组织中的自由基的积累。由此可以看出，HPCD处理能够通过减少ROS积累以及对叶绿素降解相关酶活性的抑制作用，从而维持鲜切莴苣的绿色。 4.HPCD处理对鲜切莴苣代谢组学的影响 本文采用超高效液相色谱——四极杆飞行质谱联用技术（UHPLC-QTOFMS）对不同组别中的代谢物进行分析比较，采用主成分分析（PCA）及正交偏最小二乘法-判别分析（OPLS-DA）等多元统计分析方式筛选出差异代谢物，然后对比KEGG数据库对差异代谢物进行分析，探究HPCD处理对鲜切莴苣代谢途径的影响。结果表明，HPCD处理能够改变鲜切莴苣组织中代谢物的种类及含量，如多酚类、氨基酸类、脂类及嘌呤类等化合物，并对它们的代谢途径产生影响。HPCD处理使鲜切莴苣组织中大量氨基酸类化合物含量上调，而多酚、嘌呤类化合物含量下调。多酚类化合物在PPO的作用下会产生醌类物质，醌类物质进一步发生聚合，生成褐色色素，从而引起鲜切果蔬褐变的现象。由此可以说明，HPCD处理能够改变代谢物种类、含量以及代谢途径，提高鲜切莴苣对外界胁迫的抵御能力，降低鲜切莴苣的褐变程度，延长贮藏时间。
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