基于“双重逆境胁迫”假说的金银花干燥过程的褐变机制研究

Browning is the major factor which influences the quality of Flos Lonicerae in the drying process. Therefore, it is the central issue in the drying process and must be resolved. In this research, we put forward the hypothesis of high temperature and drought stress for the process of drying Flos Lonicerae which aimed at the browning problem. Based on this hypothesis, we take the "Damao" Flos Lonicerae as the material and use the biotechnology and modern analysis technique to research the change of water content, physiological and biochemical indexes and active components. Afterwards, we discuss the relativity between the measurement indexes and browning by principal component analysis and fuzzy integrated evaluation, and then, we combined the microcirculation, enzymatic properties and the metabolism of substance. Finally, we will announce the mechanism and orderliness of browning. The research production will provide the theoretical basis for the drying process, which is very significant for improving the quality of Flos Lonicerae and resolving the browning in the process cycle of TCM.

金银花干燥过程中的褐变是影响其药材品质的关键因素，也是金银花加工过程的必须解决的核心问题。本项目针对金银花的褐变问题，在大量前期研究工作的基础上，提出了"金银花的干燥实质上就是一个'高温和干旱'的双重逆境胁迫过程"的假说。基于这一假设，以道地产区的主流品种-大毛花为研究试材，利用生物技术和现代分析手段，研究干燥过程中不同阶段的金银花水分、生理生化指标以及化学成分的动态变化，利用主成分分析和模糊评判方法探讨各测定指标与褐变形成的相关性，结合组织细胞微观结构观察、酶学性质及物质代谢产物的研究，揭示金银花干燥过程中的褐变机制和规律。本项目研究成果对于建立科学合理的干制工艺提供重要的理论依据，对于提升金银花药材品质具有重要应用价值，同时为解决中药材加工过程中的褐变问题具有重大意义。

金银花干燥过程中的褐变是影响其药材品质的关键因素，也是金银花加工过程中必须解决的核心问题。本项目针对金银花的褐变问题，提出了"金银花的干燥实质上就是一个'高温和干旱'的双重逆境胁迫过程"的假说。基于这一假设，研究了金银花中主要活性成分的分离纯化方法，建立了多种成分的分析检测方法，采用动态监控的方法，重点研究金银花低温干燥过程中水分、活性成分、生理特性、基因表达等的动态变化规律，完成了金银花干燥褐变相关酶的分离及酶学特性等相关研究，进而研究了低温干燥过程中褐变相关酶、基因表达的变化及干燥后组织结构变化，探讨金银花干燥过程中的褐变机制和规律。.研究结果显示在干燥过程中绿原酸等酚酸类化合物、木犀草苷等黄酮类化合物的含量均呈现先增加后减少的趋势，且与多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸-4-羟基化酶（C4H）活性呈显著相关。金银花干燥初期，细胞中含有较多的水分，仍为活跃的生命体，PAL、C4H、4-香豆酸-辅酶A连接酶（4CL）等合成酶促进酚酸类和黄酮类成分的生成，之后在高温和失水的双重作用下，细胞微观结构开始遭到破坏，PPO、POD等褐变相关酶和其底物酚类物质接触，氧化形成醌类物质，引发酶促褐变，而当细胞水分散失至低含水量时，酶活性降低，酶促褐变受到抑制。通过对金银花中PPO、POD的分离纯化及酶学性质研究，发现PPO是催化酚类物质为醌的关键酶，邻二羟基酚类化合物是金银花PPO的最适底物。.可见金银花中的酚酸类和黄酮类化合物受到PAL、C4H、4CL等合成酶和 PPO、POD等代谢酶的共同作用，干燥造成的“逆境胁迫”引起关键酶活性发生变化，进而导致多种活性成分发生了先增加后减少的变化。研究结果验证了“金银花的干燥实质是一个‘高温和干旱’的双重逆境胁迫过程”的假说。研究发现35°C 低温下，金银花细胞微观结构受到损伤较低，可减少褐变的发生，在此基础上，建立并优化了低温梯度烘干加工方法（35-40°C，5h；40-50°C，4h；60°C，3h），产品褐变程度低，活性成分含量较高，为建立适宜的加工工艺提供了理论依据。