灌溉处理与播种时间对澳洲甜羽扇豆脂氧合酶活性及种子品质的影响研究

这篇研究探讨了播种时间（2022年试验）和灌溉（2023年试验）对五种澳洲甜羽扇豆（Lupinus angustifolius L.）脂氧合酶（LOX）活性、粗蛋白及脂肪含量的影响，首次揭示了LOX活性与亚油酸及DPPH自由基清除活性的相关性。研究通过田间试验和生化分析，发现品种差异主导LOX表达，而灌溉显著调控蛋白与脂肪含量，为优化种植策略和改善食品感官品质提供了科学依据。

　　

引言

植物基蛋白需求激增背景下，澳洲甜羽扇豆（Lupinus angustifolius L.）因其高蛋白和膳食纤维含量成为潜力原料，但其“青草味”等不良风味限制了应用。脂氧合酶（LOX）作为催化多不饱和脂肪酸（PUFAs）氧化的关键酶，与风味劣变密切相关。环境因素（如播种时间、水分胁迫）如何影响LOX活性及种子成分尚不明确，本研究通过两年田间试验系统解析了这些关系。

材料与方法

试验设计：

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  2022年播种时间试验：5月6日（早播）与6月20日（晚播）种植5个品种（Mandelup、PBA Jurien、Tanjil、Kalya、Danja），分析LOX活性、粗蛋白及脂肪含量。

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  2023年灌溉试验：设置自然降雨（非灌溉）与补充灌溉（开花至荚果充实期）处理，评估水分对上述指标的影响。

分析方法：

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  LOX活性：紫外分光光度法测定234 nm处共轭二烯吸光度变化，单位以nkat/mg蛋白表示。

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  脂肪酸谱：气相色谱-质谱（GC-MS）定量亚油酸（C18:2）含量。

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  抗氧化活性：DPPH法测定甲醇提取物的自由基清除能力，以Trolox当量（μmol TE/g DM）表示。

结果与讨论

播种时间的影响：

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  蛋白与脂肪：早播显著提高早熟品种（Mandelup、PBA Jurien、Tanjil）的粗蛋白（40.8%–48.8%），而晚播增加脂肪含量（7.1%–8.3%）。品种Danja和Kalya表现相反趋势，提示成熟期差异驱动响应。

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  LOX活性：品种差异主导LOX表达，PBA Jurien活性最高（117 U/g DM），Kalya最低（55 U/g DM）。早播降低早熟品种LOX，但晚播对中晚熟品种更有利。

灌溉的调控作用：

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  灌溉显著提升粗蛋白（+15%），但降低脂肪含量（-12%），可能与水分胁迫下糖代谢转向脂肪积累有关。非灌溉条件触发LOX活性升高（+22%），印证其作为植物胁迫响应酶的角色。

LOX与代谢物关联：

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  亚油酸：LOX活性与亚油酸浓度呈中度正相关（r=0.562），证实其为LOX主要底物。

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  抗氧化活性：DPPH与LOX负相关（r=-0.459），暗示多酚类物质可能抑制LOX介导的脂质氧化。

结论与展望

研究首次建立LOX-亚油酸-DPPH的调控网络，为通过农艺措施（如早播、花期灌溉）优化羽扇豆品质提供依据。未来需扩大品种和地域验证，并探究高温加工（≥80°C）对LOX灭活及蛋白功能的影响，以推动其在食品工业的应用。

（注：全文数据均基于三重复试验，统计显著性设定为p<0.05。）