LED光质对蔬菜抗氧化能力和类胡萝卜素含量的影响

在芽苗菜生产过程中通过应用发光二极管(light emitting diade,LED)调节光环境来提高芽苗菜产量及品质已引起人们的重视,并成为设施栽培领域新的研究热点(Mormow,2008;马超等,2010;Lee等,2014)。酚类物质作为植物中重要的次生代谢产物,具有多种生物活性,如抗氧化、抗肿瘤、抗病毒和抗菌等(Apak等,2007) 。可作为芽苗菜的营养保健品质之一。
许多研究表明,酚类物质的生物合成和积累受到光环境的影响,包括光强(Ghasenzdeh等,2010)、光质(Samuoliene等,2011)、光周期(Swieca等,2012),而适当的光处理可提高植物体内酚类物含量及抗氧化能力(Perez-Balihrea等,2008;Younis等,2010)。

Wu等(2007)的研究表明,红光处理能提高豌豆苗的抗氧化能力,增强其营养价值。Lee等(2010)的研究发现,蓝光更能提高大麦叶中总酚类物质的含量,且相应的抗氧化能力也较高,众多研究表明,LED光质可调控园艺作物的抗氧化活性(Wu等,2007;Stulle等,2009)。
Wu等(2007)研究了LED白光、红光和蓝光连续照射96h(光强112μmml/m2·s)对TEAC(Tholox equivalent antioxidant capacily,TEAC,1M)的影响。结果表明,就50mg/mL乙醇浸提测定的豌豆TEAC值而言,LED红光LED处理显著高于白光、蓝光和黑暗处理,丙酮浸提测定TEAC值结果与乙醇浸提测定结果相一致,因此,红光辐射有利于提高豌豆苗的抗氧化能力。
萝卜芽苗菜含有大量对人体健康有益的物质,如维生素C、硫代葡萄糖苷、酚类物质等(Ciska等,2008;Martinez-Villaluenga等,2008;Cevallos-Cakuls和los,2010;Hanschen等,2012),在中国及东南亚国家深受欢迎。萝卜芽苗菜作为一种植物幼苗在生长发育过程中对周围环境因素的变化十分敏感,尤其是光环境。
鲁燕舞等(2014)采用发光二极管(LED)精确调制光质和光量,以黑暗为对照,研究光质对杨花萝卜和青头萝卜芽苗菜生长,总酚类物质含量、抗氧化能力及苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的影响。结果表明,芽苗菜的生长、总酚类物质含量、抗氧化能力和PAL活性因光质和处理时间不同而异。
总体来看,下胚轴长和地上部鲜重在培养3-7d增加迅速,其后增加缓慢,且总酚类物质含量也是在培养初期高于培养后期。与黑暗处理相比,紫外光(UV-B)处理显著增加了芽苗菜中的酚类物质的含量,相应地,芽苗菜的抗氧化能力和PAL 活性都在UV-B处理下最高。

另外,蓝光处理也显著增加了“杨花萝ト”芽苗菜中酚类物质的含量及PAL活性,因此认为UV-B和蓝光,能增加芽苗菜中的总酚类物质含量,提高萝卜芽苗菜的营养品质。
果蔬中类胡萝卜素有300余种,常见的有胡萝卜素、番茄红素、番茄黄素、玉米黄质等。类胡萝卜素可分为两类:一类为纯萜类化合物,另一类为含有羟基、环氧基、醛基等含氧基团的萜类化合物。番茄红素是一种重要的生理功能色素,具有抗癌作用。Alba等(2000)发现红光照射番茄果实后番茄红素累积增加。
LED红光照射96h后增加了豌豆苗叶片的β-胡萝卜素含量(Wu等,2007)。可控环境下,通过控制光强和光质能够使蔬菜的营养品质达到最佳(Lefsrud等,2008)。红光提高叶绿素含量,蓝光和紫外光降低叶绿素含量(江明艳和潘远智,2006),但也有人认为叶绿素、类胡萝卜素含量与红蓝比率呈负相关(狄秀茹等,2008)。
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