黄原胶对大麦幼苗麦绿素合成及品质的影响

付 为， 肖 俐， 俞 志 敏， 杨 帆， 佟 晔

(1.大连工业大学 生物工程学院，辽宁 大连 116034；2.大连市现代农业生产发展服务中心，辽宁 大连 116081)

0 引 言

麦绿素是一种具有多种生理功能的营养细胞素，其中抗氧化功能最为显著[1]。麦绿素富含多种人体需要的营养素，可以全面均衡细胞营养，增强机体免疫力[2]；同时麦绿素还具有清除人体内自由基、减轻活性氧造成损伤、从而减缓细胞衰老的功能[3]。

为了生产含量更高的麦绿素，研究人员采取不同手段来提高大麦的质量。例如，采用一定分析方法确定大麦最适宜的采收期[4]；采用不同肥料处理大麦[5]，使其嫩叶含有较高的营养物质；使用不同浓度的施氮量以及不同的大麦种植密度来提高大麦品质[6]。这些技术方法能够提高麦绿素的产量，但对改善麦绿素质量的作用有限。

黄原胶在调节植物生长、提高植物抗病能力方面有显著作用。可以作为农用化学品或植物保护剂的载体，促进它们的黏附并保留在植物子叶中[7]；黄原胶及其衍生物还能够作为植物启动子、诱导子或刺激物参与植物的生长调节[8]。

黄原胶作为新型的植物营养添加剂，在促进植物生长和提高植物抗逆性等方面已有诸多应用[9]，本实验在大麦幼苗生长阶段添加黄原胶，以期提高大麦幼苗和麦绿素的品质。

1 材料与方法

1.1 材 料

大麦(Hordeumsativumjessen)，垦啤9号，二棱春大麦；黄原胶(Mw=2 400 ku)，山东阜丰发酵有限公司。

霍格兰营养液(mg/L)：KNO3607；Ca(NO3)2·4H2O 945；KH2PO414；(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.02；MgSO4·7H2O 493；MnC12·4H2O 1.81；H3BO32.86；ZnSO4·7H2O 0.22；CuSO4·5H2O 0.08，上海钰博生物科技有限公司。

1.2 方 法

1.2.1 种子与幼苗处理方法

选取颗粒饱满的大麦种子，漂洗干净，用3%的次氯酸钠浸泡种子10～15 min，用去离子水清洗3～5遍；将大麦分别浸入去离子水和1、10、100 mg/L 的黄原胶溶液中，浸种时环境温度保持18～22 ℃，保持24 h。每组处理300粒大麦种子，重复3组。浸种后用去离子水匀速缓慢冲洗，以去除种子表面黄原胶溶液，然后将冲洗干净的种子置于铺有滤纸的育苗盘中，加入100 mL去离子水，放于恒温恒湿培养箱中避光发芽3 d，发芽温度22 ℃，湿度95%。

发芽结束后，将幼苗从培养箱中移出，采用霍格兰营养液进行水培，待大麦幼苗长至两叶一心时对叶片进行表面喷施处理，叶片正反面均匀喷施与浸种时浓度相同的黄原胶溶液，每日一次。

1.2.2 麦绿素的制备

选取六叶期的大麦幼苗制备麦绿素产品。收割后的大麦幼苗尽快去除黄叶及根部，清洗消毒，沥干水分。用沸水将麦苗热烫1 min，再按料液质量比1∶3将麦苗打成匀浆，4 ℃静置过夜。取过夜后的匀浆分别在超声波和微波中浸提，超声波条件：50 kHz，28 ℃，60 min；微波条件：100～150 W，5 min；同滤液一同进行低温冷冻干燥处理，干燥温度-20 ℃，冷焰温度-40 ℃，干燥24 h。

1.2.3 大麦幼苗相关指标测定

大麦发芽率的测定：培养皿滤纸法，具体参照参考文献[10]。测量六叶期大麦幼苗的株高和幼苗质量。

1.2.4 麦绿素相关指标的测定

1.2.4.1 可溶性固形物质量分数

采用折色仪法测定可溶性固形物质量分数，具体参照参考文献[11]。

1.2.4.2 可溶性总糖质量分数

采用蒽酮比色法检测麦绿素中可溶性总糖质量分数[12]。取大麦叶片1.0 g于研钵中，加入蒽酮试剂4 mL和少量石英石，研磨至匀浆，转移至离心管中，沸水浴10 min，取出后迅速用流水冷却至室温并放置10 min，测定OD620。

1.2.4.3 可溶性总蛋白质量分数

采用考马斯亮蓝G-250染色法检测麦绿素中可溶性蛋白质量分数[12]。取大麦叶片0.5 g于预冷的研钵中，加入适量液氮，研磨成匀浆。用预冷PBS(pH 7.8)冲洗研钵研棒并定容至5 mL。将匀浆液4 000 r/min、4 ℃下离心10 min，取上清液加入5 mL考马斯亮蓝G250立即混匀，静置5 min，测定OD595。

1.2.4.4 叶绿素质量分数

取大麦叶片0.5 g于研钵中，加入少量石英石及碳酸钙粉，加入2 mL的80%丙酮溶液，研磨成发白的匀浆，用80%丙酮溶液冲洗研钵并转移至25 mL棕色容量瓶定容。4 ℃、3 000 r/min条件下离心10 min，取上清液分别在波长663、645、652和440 nm下测定吸光度[13]。

1.2.4.5 总黄酮质量分数

采用硝酸铝比色法测定麦绿素中总黄酮的质量分数[14]。吸取大麦叶提取液和蒸馏水(空白对照)各2 mL，分别置于25 mL比色管中，加入4 mL 去离子水，再加入0.7 mL/L的亚硝酸钠溶液1 mL，室温放置6 min后加入0.5 mg/L的硝酸铝溶液1 mL，摇匀，放置6 min，加入1 mol/L的NaOH溶液10 mL，定容，测定500 nm处吸光度，计算总黄酮质量分数。

1.2.4.6 SOD活性

取大麦幼苗叶片2.5 g于预冷的研钵中，加入pH 7.8的PBS溶液冰浴研磨成匀浆，定容至25 mL，12 000 r/min冷冻离心20 min。取上清液于比色管中，设置两个对照，其中一只避光保存，与其他各比色管同时置于4 000 lx光照下，于25～35 ℃反应30 min，以避光的比色管为空白对照，测定560 nm处吸光度，计算SOD活性[15]。

1.2.5 数据分析与处理

实验数据均重复3次，结果用SPSS 17软件进行显著性以及标准偏差分析。

2 结果与讨论

2.1 不同质量浓度黄原胶对大麦幼苗生长的影响

由表1可知，添加1 mg/L黄原胶溶液对大麦发芽率影响最显著，提高了13%；添加10 mg/L黄原胶溶液对大麦幼苗株高和平均鲜重影响效果最显著，分别提高了7%和23%。与Tewari[16]的实验结果相一致。

表1 不同质量浓度黄原胶对大麦幼苗生长的影响

2.2 黄原胶对麦绿素品质的影响

2.2.1 黄原胶对麦绿素中可溶性总糖和可溶性蛋白质量分数的影响

由图1可知，与空白组相比，浸种时添加黄原胶溶液可有效提高麦绿素中可溶性总糖质量分数，其中添加1 mg/L的黄原胶效果最好，总糖提高了17.4%；麦绿素中可溶性蛋白质量分数提高了18.2%。

图1 黄原胶对麦绿素中可溶性总糖和可溶性蛋白质量分数的影响

2.2.2 黄原胶对麦绿素中叶绿素质量分数的影响

由图2可知，与对空白相比，1 mg/L黄原胶处理的大麦幼苗制得的麦绿素中叶绿素总质量分数提升了6.3%，而其余两组黄原胶溶液处理大麦幼苗制得的麦绿素中叶绿素总质量分数无明显提升。

图2 黄原胶对麦绿素中叶绿素质量分数的影响

2.2.3 黄原胶对麦绿素中可溶性固形物质量分数的影响

由图3可知，与对照组相比，3种质量浓度的黄原胶溶液均能够提高大麦幼苗制得的麦绿素的可溶性固形物质量分数。1 mg/L黄原胶溶液处理的大麦幼苗制得的麦绿素，可溶性固形物质量分数升高最为显著，为9.7%。

图3 黄原胶对麦绿素中可溶性固形物质量分数的影响

2.2.4 黄原胶对麦绿素中总黄酮质量分数的影响

由图4可知，与对照组相比，3种质量浓度黄原胶处理的大麦幼苗制得的麦绿素中总黄酮质量分数与空白组相比均有提升。其中，1 mg/L黄原胶对麦绿素中黄酮类化合物质量分数影响最为显著，为7.2%。

图4 黄原胶对麦绿素中总黄酮质量分数的影响

2.2.5 黄原胶对麦绿素中SOD活性的影响

麦绿素中含有丰富的酶类物质，其中SOD含量最高。由图5可知，3种浓度黄原胶处理的大麦幼苗制得的麦绿素中SOD质量分数均有明显提升，与对照相比，1 mg/L黄原胶对麦绿素中SOD影响最为显著，提升了12.8%。

图5 黄原胶对麦绿素中SOD活性的影响

3 结 论

在大麦种子发芽和幼苗生长过程中添加黄原胶可使大麦幼苗的株高和平均鲜重显著增加。与对照组相比，1 mg/L黄原胶溶液处理的大麦幼苗制得的麦绿素中可溶性总糖质量分数、可溶性蛋白质量分数、叶绿素质量分数、可溶性固形物质量分数、总黄酮质量分数和SOD分别提高了17.4%、18.2%、6.3%、9.7%、7.2%和12.8%。因此，黄原胶能够对大麦幼苗麦绿素合成及品质产生积极影响，从而提升麦绿素的品质。