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类胡萝卜素是一类广泛存在于高等植物中的烯萜类化合物，包括胡萝卜素和叶黄素类。玉米籽粒中营养全面，含有碳水化合物、蛋白质、类胡萝卜素外，还含有膳食纤维、维生素和微量元素等营养成分。玉米中类胡萝卜素含量、总酚含量和总花青素含量在种子中较低，但在幼苗中很高。而玉米籽粒在萌发的过程中，类胡萝卜素、氨基酸、维生素和钙含量得到了显著提高，并降低了制品黏度，改善口感形成特殊的风味。因此，玉米籽粒通过萌发处理后可成为功能性食品。
东北林业大学林学院的徐 昊、包怡红*和江苏省农业科学院农产品加工研究所的何伟伟*等人以不同质量浓度脱落酸（abscisic acid，ABA）浸泡处理玉米籽粒，研究ABA浸泡处理对发芽玉米籽粒生长、抗氧化及类胡萝卜素含量的影响，旨在为开发一种快速有效富含类胡萝卜素的发芽玉米功能食品提供新途径。
1、ABA处理对发芽玉米芽长和发芽率的影响
如图1所示，玉米籽粒的发芽率和芽长随着ABA质量浓度的增加呈现降低趋势，当ABA质量浓度为2.5 mg/L时，发芽率和芽长分别较对照组降低3.9%和4.8%。ABA质量浓度增加则会抑制玉米籽粒的生长。而Na 2 WoO 4 处理后发芽率和芽长分别较对照组降低2.3%和3.8%。
2、ABA处理对发芽玉米可溶性蛋白、游离氨基酸、脯氨酸和内源ABA含量的影响
如图2所示，随ABA质量浓度增加，发芽玉米籽粒中可溶性蛋白、游离氨基酸和脯氨酸的含量呈逐渐增加的趋势，而Na 2 WoO 4 处理均低于对照组。在10 mg/L ABA处理组中，玉米籽粒中可溶性蛋白、游离氨基酸和脯氨酸含量分别较对照组提高9.9%、45.3%和47.0%。内源ABA含量随外源ABA添加呈大幅度升高的趋势。在7.5 mg/L ABA处理下内源ABA含量达到最高为47.16 ng/g，较对照组提高74.5%，当ABA质量浓度为10 mg/L时，内源ABA含量较7.5 mg/L ABA处理组略有下降（P＞0.05），但Na 2 WoO 4 较对照组下降43.6%。这说明外源ABA可以正调节内源ABA含量。脯氨酸是重要的渗透调节物质，可以起到膜稳定剂的作用。可溶性蛋白可提高细胞的保水能力，从而保证细胞膜的稳定性。
3、ABA处理对发芽玉米VC和总酚含量的影响
如图3所示，随着ABA质量浓度的增加发芽玉米籽粒中VC和总酚的含量呈先增加后降低趋势。总酚含量在5 mg/L ABA处理下达到3.83 mg/g，较对照组提高51.4%。VC含量在7.5 mg/L ABA处理下达到最高，较对照组提高46.2%。而Na2WoO4处理后发芽玉米籽粒中总酚和VC含量较对照组有所降低，其原因可能是Na2WoO4间接抑制了ABA的合成，从而导致发芽玉米籽粒中VC和总酚含量有所降低。
4、ABA处理对发芽玉米富集类胡萝卜素含量的影响
本研究在发芽玉米籽粒中检测到6 种类胡萝卜素，包括叶黄素、玉米黄质、α-隐黄质、β-隐黄质、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素。如表2所示，玉米籽粒中主要的类胡萝卜素为叶黄素和玉米黄质，其他物质含量相对较低。经过ABA处理后，发芽玉米籽粒6 种类胡萝卜素含量随ABA质量浓度增加呈现先升高而后降低的趋势。经过5 mg/L ABA处理后，6 种类胡萝卜素含量均达到最大值，叶黄素、玉米黄质、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素和β-隐黄质含量较对照组分别提高27.6%、20.1%、52.4%、71.7%和12.5%。而Na2WoO4处理后，叶黄素、玉米黄质、α-隐黄质和α-胡萝卜素分别较对照组下降了10.6%、7.2%、6.6%和19%，β-隐黄质和β-胡萝卜素较对照组差异不明显。
5、ABA处理对类胡萝卜素合成酶基因表达量的影响
利用real-time PCR检测ABA处理后类胡萝卜素代谢相关基因表达的变化。如图4所示，随ABA质量浓度的增加，基因表达呈先上升后下降的趋势。在5 mg/L ABA处理下，PSY、PDS、ZDS、LCYB、LCYE、BCH1和CYP97C的转录表达量最高，分别是对照组的1.95、2.02、1.70、1.65、1.96、1.71 倍和2.37 倍；NCED的转录表达在7.5 mg/L ABA处理下达到最高为1.65 倍。而Na2WoO4处理后关键酶基因表达量下调，其中NCED基因表达量下降最多。
6、ABA处理对抗氧化酶活性的影响
ABA处理后显著提高了发芽玉米籽粒中抗氧化酶活性（图5）。5 mg/L ABA处理后SOD（48.36 U/mg）和POD（24.55 U/mg）较对照组分别提高40.0%和38.6%。抗氧化酶系统中的SOD、POD等抗氧化酶协同清除植物体内过量的活性氧，维持生理生化平衡。
7、ABA处理对抗氧化能力的影响
如图6所示，随着ABA质量浓度的升高，发芽玉米籽粒中总抗氧化能力呈先升高而后降低的趋势。5 mg/L ABA处理后DPPH自由基清除能力（27.42 mg/g）、ABTS阳离子自由基清除能力（1.66 mmol/g）和FRAP（0.48 mmol/g）较对照组分别提高21.2%、12.2%和45.5%。
8、ABA处理下类胡萝卜素含量与总酚、VC、抗氧化酶活性和抗氧化能力的相关性分析
如图7所示，发芽玉米中抗氧化酶活性和抗氧化能力与总酚含量呈极显著正相关（P＜0.01），与VC含量相关性较弱。同时叶黄素、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素与抗氧化酶活性、抗氧化能力和总酚呈极显著正相关（P＜0.01），玉米黄质和β-隐黄质与抗氧化酶活性、抗氧化能力和总酚呈显著正相关（P＜0.05）。综上，玉米籽粒中抗氧化能力和抗氧化酶活性的增强可能与总酚、叶黄素、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素含量增加有关。
结 论
探究ABA对发芽玉米籽粒生长和类胡萝卜素含量的影响。结果表明，ABA会抑制发芽玉米籽粒的发芽率和芽长。随着ABA质量浓度升高，发芽玉米籽粒中可溶性蛋白、游离氨基酸、脯氨酸和内源激素ABA含量逐渐增加。ABA可以有效提高VC和总酚含量，但当ABA质量浓度过高时，则会出现降低的现象。5 mg/L ABA是发芽玉米籽粒富集类胡萝卜素的最佳条件，这可能与ABA可以正调节合成类胡萝卜素相关基因有关。而Na2WoO4抑制类胡萝卜素含量的累积，这可能与Na2WoO4间接抑制内源激素ABA合成有关。5 mg/L ABA处理后，SOD、POD抗氧化酶活性和DPPH、ABTS、FRAP抗氧化能力达到最大值，并发现总酚、叶黄素、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素含量与抗氧化能力和抗氧化酶活性呈显著相关性。因此，5 mg/L ABA处理发芽玉米籽粒可作为提高发芽玉米类胡萝卜素含量的一种方法，并为开发功能性发芽玉米提供理论参考。
本文《外源脱落酸对发芽玉米籽粒中类胡萝卜素合成的影响》来源于《食品科学》2022年43卷18期1-8页，作者：徐 昊，何伟伟,*，李大婧，包怡红*，罗 浩，王凡予，张钟元。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20211118-231。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑/责任编辑：张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网。
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