不同鹽濃度對香菜光合色素含量的影響

2014-04-29 23:53:44曲英敏孫立志張學濤楊洲紅李景梅

安徽農業科學 2014年26期

曲英敏孫立志張學濤楊洲紅李景梅

摘要 [目的]明確不同鹽濃度對香菜光合色素的生理效應。[方法]以自行培養的香菜作為試驗材料，采用紫外分光光度法研究了不同濃度的鹽脅迫對香菜葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量、類胡蘿卜素及色素含量的影響。[結果]試驗表明，Na+低濃度（50 mmol/L）脅迫時，香菜中葉綠素等有機物有所積累，100 mmol/L鹽濃度處理的香菜中葉綠素含量最高，營養物質積累最多，當鹽濃度超過200 mmol/L后香菜的生長受到明顯的抑制作用。[結論]研究可為香菜生產的鹽濃度調節提供參考依據。

關鍵詞光合色素；鹽濃度；香菜

中圖分類號 S636.9 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）26-09161-03

Effects of Salinity on Photosynthetic Pigment Production of Coriandrum sativum

QU Ying-min， LI Jing-mei et al

（College of Electronics and Information Engineering， Changchun University of Science and Technology， Changchun， Jilin 130022； College of Life Science and Technology， Changchun University of Science and Technology， Changchun， Jilin 130022）

Abstract [Objective] To determine physiological effect of different salt concentration on pigment of Coriandrum sativum. [Method] The different concentrations of Na+ making stress on indoor sand-culture Coriandrum sativum of chlorophyll a， chlorophyll b， total chlorophyll， carotenoids and pigment were measured by using the ultraviolet spectrophotometer. [Result] The results show that， when Na+ solution is in low concentration （50 mmol/L）， the chlorophyll content were increased than the control group. When under 100 mmol/L Na+ concentration， Coriandrum sativum has the highest content of chlorophyll in the most nutrients accumulation. High concentration （200 mmol/L） would inhibit the growth of Coriandrum sativum. [Conclusion] The study can provide reference basis for adjusting salt concentration in production of Coriandrum sativum.

Key words Photosynthetic pigment； Salt concentration； Coriandrum sativum

香菜（Coriandrum sativum）是一種種植歷史久遠、分布廣泛、生長周期短、價格低廉的植物，它不僅是餐桌上的必備，而且在醫藥方面也有較多應用，中藥多以香菜全草入藥，對治療麻疹、消化不良、感冒風寒、發熱頭痛、痢疾下泄等有良好的功效。對于香菜成分的分析，陸占國等采用氣相色譜/質譜（GC/MS）對水蒸氣蒸餾得到的香菜莖葉精油芳香成分進行了分析^[1-2]，檢測出86個成分，其中49種被鑒定，醇類和醛類化合物最多，分別為39.598%和31.955%，酯類化合物3.939%，碳水化合物6.582%。對于香菜功能性的研究，潘紅艷等研究證明香菜無水乙醇提取物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有一定的抑制作用^[3]；周凌霄等也證明了香菜浸出汁對部分細菌和霉菌的生長有較強的抑制作用^[4-5]。

光合色素即在光合作用中參與吸收、傳遞光能或引起原初光化學反應的色素，主要包括葉綠素、類胡蘿卜素和藻膽素。葉綠素和類胡蘿卜素存在于高等植物中，而藻膽素僅存在于藻類中。類胡蘿卜素具有吸收傳遞光能的作用，同時，還可以在強光下逸散能量，保護葉綠素。類胡蘿卜素總是和葉綠素一起存在于高等植物的葉綠體中，此外在果實、花冠、柱頭等器官的有色體中也有發現。葉綠素直接參與光能的吸收、傳遞、分配和轉化等過程，在醫療、食品、日化工業等領域已有廣泛應用^[6]。葉綠素的提取方法主要有以下幾種：丙酮研磨法、抽濾法、有機溶劑浸泡法、超聲波提取法、微波輔助提取法和超臨界流動萃取法^[7]。葉綠素具有改善便秘、降低膽固醇、抗衰老、排毒消炎、脫臭、抗癌抗突變等功能。因此，近年來關于葉綠素的提取國內外已經有不少報道^[8-15]。隨著研究的一步步深化，葉綠素的其他生理功能會被相繼開發利用，對葉綠素的需求量也會日益增加，繼而葉綠素的生產、分離、提取等工業也會逐漸受到重視。

筆者以自行培養的香菜作為試驗材料，采用紫外分光光度法研究了不同濃度的鹽脅迫對香菜葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量、類胡蘿卜素及色素含量的影響，明確鹽濃度對香菜色素的生理效應，為香菜生產的鹽濃度調節提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

香菜種（品種名稱：速生油綠大葉香菜，常規種，純度95.0%，發芽率80%）購自長春市雙豐農業開發研究所；氯化鈉（NaCl，分析純，含量不少于99.5%）、丙酮（C₃H₆O）、無水乙醇（C₂H₅OH，分析純），購自北京化工廠。

主要儀器設備：花盆，購于長春當地花鳥魚蟲市場；容量瓶（500、1 000 ml）；廣口瓶（500 ml）；試管（20、50 ml）；離心管（5、50 ml）；移液管（10 ml）；量筒（100 ml）；燒杯（100 ml）；微量移液器（100、1 000 μl）；電子天平（感量0.000 1 g，型號：AL204），梅特勒-托利多儀器上海有限公司；恒溫水浴鍋（型號：HH-S6），金壇市醫療儀器廠；電熱鼓風干燥箱（型號：GZX-9070 MBE），上海博訊實業有限公司醫療設備廠；紫外可見分光光度計（型號：U-2800），日本日立集團。

1.2 方法

1.2.1 香菜的種植、培育。

香菜種子購于農貿市場，首先使用研缽進行破種，采用溫湯浸種方法進行預處理。先將種子用潔凈紗布包扎好，放在25 ℃的恒溫水箱中浸泡24 h。根據節氣、濕度和天氣情況，將種子進行播種，距離土壤表面約2 cm處，適度澆水，保持土壤松軟。控制溫度、水分、光照等條件。香菜種子第3天發芽，10 d后長出最初的2片子葉，將土壤放入相同規格的花盆中待移植。

4片真葉時，將生長狀況基本相同的香菜苗進行標記，根據氣溫濕度情況，在傍晚將小苗進行分盆培養，間距3～4 cm，在室溫進行培養。

用電子天平分別稱取2.925、5.850、11.700、17.550 g NaCl固體，將稱量好的NaCl分別放在燒杯中，用少量蒸餾水溶解。取一個1 000 ml容量瓶，檢查是否漏水。然后把溶液轉移到1 000 ml容量瓶中，用蒸餾水多次洗滌燒杯，并把洗滌液全部轉移到容量瓶里，轉移時用玻璃棒引流，加入適量蒸餾水，振搖。當加入蒸餾水液面離標線0.5～1.0 cm時，用滴管小心滴加，直到液面的凹面正與標線相切，塞緊瓶蓋，混合均勻。將不同濃度的鹽溶液倒入4個1 000 ml廣口瓶中，分別標記1～4。

待分盆后的小苗生長情況穩定后，進行分組，一共分為5組，每組有6棵香菜苗。在每天的同一時刻，對1～5組分別用濃度為0、50、100、200、300 mmol/L的鹽水進行灌溉，每棵苗灌溉約33 ml鹽水，每組共灌溉200 ml鹽水。保持適宜的溫度、光照條件，處理20 d。

1.2.2 紫外分光光度法測量葉綠素。

每組取生長狀態良好的香菜3株，每株取1個葉片，將葉片清洗干凈、去除大葉脈，平均分為2組，每組0.2 g。分別剪碎置于相應試管中，分組標記。用純丙酮溶液作提取劑，每個試管加入乙醇10 ml、丙酮10 ml，置于無光低溫環境中，直至殘渣無色。置紫外分光光度計上測645、662和470 nm波長下的吸光度，每個試管中的溶液測3次。再用Arnon法計算出葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、類胡蘿卜素和色素的含量。

2 結果與分析

利用紫外分光光度計，測量香菜中的葉綠素在470、645和662 nm波長下的吸光度，通過Arnon法計算出葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、葉綠素總量及色素含量的濃度，進而利用SPSS軟件單因子方差分析方法整理葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、葉綠素總含量和色素含量的數據，得表1。

2.1 不同鹽濃度下香菜的葉綠素a含量

由表1和圖1可以看出，NaCl濃度為100 mmol/L的條件下葉綠素a的含量最高，與對照組相比葉綠素a的含量在50～200 mmol/L的濃度范圍均有增加，只有300 mmol/L濃度的NaCl溶液抑制了葉綠素a的生成，且各個組間的差異顯著。從這組試驗可以看出，低濃度NaCl溶液可以促進香菜的生長，而高濃度會抑制香菜生長。香菜的生長、葉綠素的合成都離不開酶的作用，低Na+濃度時，增強了酶的活性，加速了植物的生理代謝，積累有機物；而過高的Na+濃度超過了酶的活性限度，破壞了物質的循環途徑、生產代謝，抑制了香菜的生長，鹽濃度過高會使香菜滲透壓失衡，破壞細胞結構造成失水枯萎，不能進行正常的生理活動。

3 討論

在NaCl的脅迫下，香菜的生長狀況、光合色素的積累均受到不同程度的影響。該試驗用紫外分光光度法測定了葉綠素在470、645和662 nm波長下的吸光度。試驗結果表明，鹽溶液的濃度對香菜葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量、類胡蘿卜素、光合色素的合成有不同程度影響作用，NaCl濃度為100 mmol/L時葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量最高，且各個組間差異顯著。綜上所述，鹽濃度為100 mmol/L時，最適合植株的生長與營養物質的貯存，最有利于香菜中葉綠素等營養物質的合成和積累，若應用目的為獲得大量的葉綠素，應采用100 mmol/L的NaCl溶液進行處理，可以作為提取葉綠素等物質的原材料。試驗中檢測葉綠素的紫外分光光度法具有測量相對偏差小、分析速度快、靈敏度較高、重復性好等優點，是檢測植物微量元素的理想方法。

基于目前研究進展表明，葉綠素具有改善便秘、降低膽固醇、抗衰老、排毒消炎、脫臭、抗癌抗突變等功能，該試驗利用紫外分光光度計來測量香菜在不同鹽濃度下香菜中葉綠素的含量，增加了香菜的開發方向和應用領域，對人們飲食和健康具有重大意義。

參考文獻

[1] 陸占國，郭紅轉，李偉.芫荽莖葉精油化學成分分析[J].食品與發酵工業，2006，32（2）：96-98.

[2] 陸占國，郭紅轉，李偉，等.超臨界CO₂萃取芫荽芳香成分及GC/MS解析[J].哈爾濱商業大學學報：自然科學版，2006，22（2）：37-39.

[3] 潘紅艷，高唯，宮智勇.香菜中天然抑菌成分的提取及其抑菌效果研究[J].武漢工業學院學報，2012，3（31）：18-21.

[4] 周凌霄，楊榮華，岳富浩.芫荽抗菌作用研究[J].中國調味品，2001（2）：20-22.

[5] 陸占國，郭紅轉，孫勝敏.索氏提取芫荽莖葉精油的化學組成及其抗菌活性[J].化學研究，2007，18（1）：70-73.

[6] WEN A Q，THOMAS G J.UV Resonance Raman spectroscopy of differences in DNA organization of viruses[J].Bio-chemistry，1998，45：247.

[7] 劉穎芬，辛乃宏，劉洪巖.超臨界CO₂萃取技術在β-胡蘿卜素提取中的應用研究[J].天津科技，2011（5）：14-16.

[8] 王寧芳.蔬菜中葉綠素的提取和檢測[J].河北農業科學，2009，13（1）：166-168.

[9] 陳新香，蔡碧瓊，黃明增，等.紅薯葉葉綠素的提取工藝及穩定性[J].廣州化工，2013，41（16）：72-75.

[10] 謝惠波，曹家松，龔紅月，等.空心菜中提取葉綠素試驗條件的研究[J].瀘州醫學院學報，2011，34（4）：358-360.