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一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，属于农产品加工技术领域。本发明以黄玉米籽粒为原料，经0.5％NaClO溶液消毒后先置于3倍量(v/w)的去离子水中，于25℃浸泡16h，后用3倍量(v/w)的200～300mmol/L NaCl溶液浸泡处理8h，然后在24～26℃黑暗条件下发芽72～96h，期间，用1～10μmol/L茉莉酸甲酯水溶液每隔6h喷洒玉米籽粒，喷洒体积为0.6～1.0mL/g。本发明技术操作简单，处理后的叶黄素合成关键基因CYP97C表达量提高4.4～5.1倍，发芽玉米籽粒中叶黄素含量高达12～14μg/g DW。

Description

一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄 素的方法
技术领域
本发明涉及的是一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，属于农产品加工技术领域。
背景技术
叶黄素(Lutein)是一种含氧类胡萝卜素，是构成蔬菜、水果、花卉等植物色素的主要组分。叶黄素对预防和治疗心血管疾病、白内障以及老年性黄斑变性等疾病具有明显功效。叶黄素目前已被列入为膳食补充剂。人体不能自行合成叶黄素，必须从食物中获取。因此，如何提高植物中叶黄素含量是未来研究叶黄素的趋势。
玉米(Zea mays L.)是我国重要的粮食经济作物，且是我国三大粮食之一。玉米中的类胡萝卜素是一类天然的抗氧化剂、着色剂，其中叶黄素和玉米黄质是其中的主要成分。目前叶黄素的提取来源主要是万寿菊花和藻类，富含叶黄素的芽苗类食品是一种新型食品资源。植物体内叶黄素的合成受到外界环境的影响，在玉米籽粒浸种过程中进行NaCl处理，形成一定程度的逆境胁迫，激活叶黄素合成关键基因表达，促使发芽玉米合成更多的叶黄素，同时在发芽过程中施加茉莉酸甲酯水溶液能促进芽苗的生长，缓解NaCl 处理的抑制作用。
在玉米籽粒中，α-胡萝卜素是叶黄素合成的直接底物，α-胡萝卜素在胡萝卜素β环羟化酶(BCH)和ε- 环羟化酶(CYP97C)的共同作用下合成叶黄素，故叶黄素合成关键酶BCH和CYP97C基因表达水平直接影响叶黄素的合成量。
随着人们对饮食的需求向着营养和健康的方向发展，芽苗菜因其高营养价值和保健功能越来越受到消费者的青睐。利用发芽手段提高植物种子中活性物质的含量是一种简便且有效的方式。现有技术中，专利 (公开号CN102835630B，公开日2017年12月15日)公开了“一种富含γ-氨基丁酸发芽糙米生产方法”；专利(公开号CN105900809B，公开日2019年4月9日)公开了“一种富含GABA的豆芽制备方法”。上述专利集中在发芽谷物或豆类种子中活性成分的富集，而有关利用发芽方式提高玉米籽粒中叶黄素含量未涉及专利公布。茉莉酸甲酯溶液主要用于蔬菜的保鲜，如专利(公开号CN101449576B，公开目2012年8 月22日)公开了“茉莉酸甲酯在蔬菜保鲜方面的应用以及浸种溶液”。对于玉米籽粒发芽过程中使用NaCl 胁迫联合茉莉酸甲酯处理的方面未有研究。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题：本发明提供一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，使发芽玉米籽粒中叶黄素含量显著提高。本发明是以黄玉米籽粒为原材料，经筛选除杂，结合NaCl胁迫浸种处理和发芽过程中喷洒茉莉酸甲酯水溶液，通过提高玉米籽粒的发芽率并促进叶黄素合成关键基因CYP97C表达，达到保证发芽玉米品质外观和发芽率的同时增加发芽玉米中叶黄素含量的目的。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案概述如下：以黄玉米籽粒为原料，经NaClO水溶液浸泡消毒后，用NaCl溶液浸泡处理，造成一定程度的逆境胁迫，并在发芽过程中每隔6h喷洒茉莉酸甲酯水溶液，缓解逆境胁迫带来的伤害。
本发明的技术方案：一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，所述方法包括以下工艺步骤：
(1)筛选与消毒：用清水对玉米籽粒进行选种淘洗，静置8～10min，将上浮的玉米籽粒剔除后，再用0.5％NaClO溶液浸泡20min消毒；
(2)胁迫浸种：将步骤(1)中消毒后的玉米籽粒用去离子水淘洗，清洗表面残余的NaClO溶液。先用3倍量的去离子水浸泡16h，然后选用氯化钠溶液浸泡8h。浸泡温度为25℃，浸泡后用去离子水清洗籽粒表面残余的盐溶液；
(3)茉莉酸甲酯处理发芽：将步骤(2)中的玉米籽粒放入发芽机中黑暗条件下发芽，发芽温度为 24～26℃，时间为72～96h，每隔6h喷洒茉莉酸甲酯水溶液。
优选地，所述氯化钠溶液浓度为200～300mmol/L，用量为3倍体积。
优选地，所述茉莉酸甲酯水溶液浓度为1～10μmol/L，喷洒体积为0.6～1.0mL/g。
优选地，所述发芽72～96h后芽苗高度生长到2.3～2.8cm。
本发明的有益效果：
(1)本发明利用NaCl溶液胁迫浸种处理，对玉米籽粒形成一定的逆境胁迫，激活叶黄素合成关键基因CYP97C的表达水平，其表达量可提高4.4～5.1倍，从而促进发芽玉米中叶黄素的合成。在发芽过程中施加茉莉酸甲酯水溶液，可缓解NaCl溶液对发芽玉米生长的抑制作用，提高发芽率和芽长，有助于叶黄素的富集。
(2)本发明通过NaCl溶液浸种和芽苗生长过程喷洒茉莉酸甲酯水溶液两个技术手段相结合，工艺科学且简便，易于实现工业化生产，且叶黄素通过植物高效富集比化学合成和基因工程方法更具有安全性。
(3)本发明生产的发芽玉米籽粒富含叶黄素，其产品的营养价值大大提高，玉米籽粒及芽体可作为蔬菜食用或作为食品添加剂，具有良好的保健功能。
具体实施方式
实施例1：
(1)玉米籽粒的筛选与消毒：用清水对玉米籽粒(30g)进行选种淘洗，静置10min，将上浮的玉米籽粒剔除后，再用2倍体积的0.5％NaClO溶液浸泡20min消毒。
(2)氯化钠溶液浸种：将步骤(1)中杀菌后的玉米籽粒用去离子水淘洗，清洗表面残余的NaClO溶液。先用3倍体积的去离子水浸泡16h，再用3倍体积的200mmol/L氯化钠溶液浸泡8h，浸种温度为25℃。浸泡后用去离子水清洗籽粒表面残余的盐溶液。
(3)茉莉酸甲酯处理发芽：将步骤(2)中的玉米籽粒放入发芽机中黑暗条件下发芽，每隔6h喷洒 30mL的10μmol/L茉莉酸甲酯水溶液，发芽温度为24℃，发芽时间为72h。
(4)待玉米芽长为2.3～2.8cm时收获发芽玉米，荧光定量PCR分析后CYP97C基因表达量提高4.5 倍，HPLC测定萌发后玉米籽粒中叶黄素含量为12.4μg/g DW。
实施例2：
(1)玉米籽粒的筛选与消毒：用清水对玉米籽粒(30g)进行选种淘洗，静置10min，将上浮的玉米籽粒剔除后，再用2倍体积的0.5％NaClO溶液浸泡20min消毒。
(2)氯化钠溶液浸种：将步骤(1)中杀菌后的玉米籽粒用去离子水淘洗，清洗表面残余的NaClO溶液。先用3倍体积的去离子水浸泡16h，再用3倍体积的250mmol/L氯化钠溶液浸泡8h，浸种温度为25℃。浸泡后用去离子水清洗籽粒表面残余的盐溶液。
(3)茉莉酸甲酯处理发芽：将步骤(2)中的玉米籽粒放入发芽机中黑暗条件下发芽，每隔6h喷洒 25mL的5μmol/L茉莉酸甲酯水溶液，发芽温度为24℃，发芽时间为80h。
(4)待玉米芽长为2.3～2.8cm时收获发芽玉米，荧光定量PCR分析后CYP97C基因表达量提高4.9 倍，HPLC测定萌发后玉米籽粒中叶黄素含量为13.2μg/g DW。
实施例3：
(1)玉米籽粒的筛选与消毒：用清水对玉米籽粒(30g)进行选种淘洗，静置10min，将上浮的玉米籽粒剔除后，再用2倍体积的0.5％NaClO溶液浸泡20min消毒。
(2)氯化钠溶液浸种：将步骤(1)中杀菌后的玉米籽粒用去离子水淘洗，清洗表面残余的NaClO溶液。先用3倍体积的去离子水浸泡16h，再用3倍体积的300mmol/L氯化钠溶液浸泡8h，浸种温度为25℃。浸泡后用去离子水清洗籽粒表面残余的盐溶液。
(3)茉莉酸甲酯处理发芽：将步骤(2)中的玉米籽粒放入发芽机中黑暗条件下发芽，每隔6h喷洒 20mL的1μmol/L茉莉酸甲酯水溶液，发芽温度为24℃，发芽时间为72h。
(4)待玉米芽长为2.3～2.8cm时收获发芽玉米，荧光定量PCR分析后CYP97C基因表达量提高5.1 倍，HPLC测定萌发后玉米籽粒中叶黄素含量为14μg/g DW。
以上所属实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明涉及方案前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案作出的各种显而易见的变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已全部记载在权利要求书中。

Claims (8)

1.一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，其特征在于，以黄玉米籽粒为原料，经NaClO溶液浸泡消毒后，依次经过去离子水和NaCl溶液胁迫浸泡后，置于发芽机中；同时每隔6h以茉莉酸甲酯水溶液喷洒发芽。
2.一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，其特征在于，具体包括以下具体步骤：
(1)筛选与消毒：用清水淘洗玉米籽粒，剔除干瘪，破损的玉米籽粒，用2倍体积的0.5％NaClO溶液浸泡20min消毒；
(2)胁迫浸种：将步骤(1)中消毒后的玉米籽粒用去离子水淘洗，清洗表面残余的NaClO溶液；用3倍体积的去离子水于25℃下浸泡16h，然后用3倍体积的200～300mmol/L NaCl溶液浸泡胁迫处理8h；
(3)茉莉酸甲酯处理发芽：将浸泡后的玉米籽粒置于发芽机中，在24～26℃黑暗条件下发芽72～96h，每隔6h喷洒茉莉酸甲酯水溶液。
3.根据权利要求2所述的一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，其特征在于，发芽72～96h得到的发芽玉米籽粒中叶黄素的含量高达12～14μg/gDW。
4.根据权利要求2所述的一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，其特征在于，茉莉酸甲酯联合NaCl处理后叶黄素合成关键基因CYP97C表达量提高4.4～5.1倍。
5.根据权利要求2所述的一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，其特征在于，NaCl溶液胁迫浓度为200～300mmol/L。
6.根据权利要求2所述的一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，其特征在于，所述茉莉酸甲酯水溶液浓度为1～10μmol/L，喷洒体积为0.6～1mL/g。
7.根据权利要求2所述的一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，其特征在于，所述发芽72～96h后芽苗高度生长到2.3-2.8cm。
8.根据权利要求1所述的一种通过茉莉酸甲酯联合NaCl处理提高发芽玉米籽粒中叶黄素的方法，其特征在于，玉米芽长度为2.3-2.8cm，茉莉酸甲酯联合NaCl处理后叶黄素合成关键基因CYP97C表达量提高4.4～5.1倍，发芽72～96h得到的发芽玉米籽粒中叶黄素的含量高达12～14μg/g DW。
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