1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
本课题的意义：甘蓝作为最普遍的十字花科芸薹属蔬菜，广受消费者青睐。甘蓝营养丰富，含有多量的膳食纤维、维生素a原、维生素b1、维生素b2和钙、铁等营养成分。除此之外，还含有多种抗癌化合物，抗氧化成分及多种促进健康的化合物。随着人们对癌症认识的不断深化，医学界和营养学界科学工作者认识到，在癌症预防与治疗上，应以预防为主。流行病学研究发现，经常食用西兰花、花椰菜、甘蓝等十字花科蔬菜能降低人类许多癌症的发病率，硫代葡萄糖苷的酶解产物及其衍生物是十字花科芸薹属蔬菜中抗癌能力最强的物质，其中最主要的是异硫氰酸盐类，异硫氰酸盐类具有抗癌活性和抗氧化活性等生物活性功能，因此，异硫氰酸盐的富集研究具有重要意义。
国内外研究概况：近年来，芸薹属芽苗尤其是西兰花芽苗、萝卜芽苗、甘蓝芽苗，由于其富含植物活性成分，如具有抗氧化作用的成分抗坏血酸、多酚花色苷等，以及促进健康的活性成分如硫代葡萄糖苷等，已受到国内外众多科研工作者的青睐。国外很早就有食用芸薹属芽苗菜的习惯，而国内对此类芽苗的消费相对较少。目前，研究最多的芸薹属芽苗来自西兰花，而对于芸薹属中其它品种的芽苗菜在异硫氰酸盐方面的研究在国内外均较少，如甘蓝。相比其成熟蔬菜，芸薹属芽苗菜具有更高的营养价值，是一类极具潜质的新型蔬菜。硫苷是芸薹属植物中的一类次生代谢产物。植物组织尤其是西兰花、甘蓝、花椰菜等芸薹属蔬菜中普遍存在一种硫苷黑芥子酶体系。当植物组织受到损伤时，体系被激活，硫苷与黑芥子酶接触，分解产生毒性不一的代谢产物，如腈类、硫氰酸盐、异硫氰酸盐等来抵御病原体或昆虫对其侵害。异硫氰酸盐除了对植物的有益作用外，还具有抗癌抑癌、增强免疫力、抗氧化等生理活性。芽苗中异硫氰酸盐的生成量的影响因素有很多，如基因、硫苷及其水解条件、光照、温度、营养调控等。目前国内外已有一些关于芸薹属芽苗中硫苷、黑芥子酶活性、异硫氰酸盐等生物活性物质的分布和含量的研究，大多集中在芽苗生长过程中的营养调控，通过施加外源物质来改变芽苗中硫苷的含量，进而改变芽苗中异硫氰酸盐的生成量，最终达到富集的效果。
应用前景：随着生活水平的提高，人们对蔬菜的需求更关注于品种的新颖性，多样性、外形观感，风味口感，营养保健，食用安全性等质量因素。随着人们对癌症认识的不断深化，医学界和营养学界科学工作者认识到，在癌症预防和治疗上，应以预防为主。十字花科芸薹属新鲜的芽苗中所含的生物活性物质显著高于成熟花序，相比其蔬菜产品，芸薹属芽苗菜具有更高的营养价值。且在我国欠发达地区十字花科植物尤其是甘蓝类蔬菜产量巨大，因此十字花科芸薹属芽苗菜的生产是一个很好的延伸途径，既能带动欠发达地区的经济发展，还能推动我国芸薹属作物资源的充分利用，同时又可以为广大人民群众提供富含植物功能物质的芽苗菜。所以，甘蓝芽苗中异硫氰酸盐的富集具有很大的应用前景。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标：异硫氰酸盐类具有抗癌性、抗氧化性，并能赋予食物特殊的风味。本次研究根据异硫氰酸盐的形成机理，找到影响异硫氰酸盐含量的关键因素，通过调控影响异硫氰酸盐富集的因素，实现甘蓝芽菜中的异硫氰酸盐的富集。
研究内容：根据异硫氰酸盐形成的机理，但植物受到损伤或外界环境发生变化时，十字花科植物特别是芸薹属植物中含有的一类特有次生代谢物硫代葡萄糖苷与黑芥子酶接触反应，降解生成多种具有一定生理活性的代谢产物，如异硫氰酸盐类。本次研究以甘蓝种子为原料，在25度，白光光照条件下进行发芽，筛选出最有利于异硫氰酸盐富集的白光光照周期，以及测定在特定光照周期下，甘蓝芽苗品质随时间的动态变化规律，并探索不同处理下甘蓝芽苗品质的变化，最终实现甘蓝芽苗中异硫氰酸盐的富集。
拟解决的关键问题：（1）硫苷最佳水解条件：酶解温度、酶解时间、酶解ph的确定（2）葡萄糖处理对芥子酶苷和黑芥子酶活性的影响机理需进一步研究（3）迄今为止看，关于异硫氰酸盐类物质生理活性的研究，均是有利方的。异硫氰酸盐类物质是否对人体有不利影响，应进一步研究（4）在植物受到损伤时，硫苷会与黑芥子酶接触，并在其作用下发生水解，故在测定硫苷含量时，应注意取样时避免对芽苗造成伤害。
3. 研究的方法与方案
研究方法：通过发芽甘蓝种子，对甘蓝芽苗进行不同的处理，测定不同处理下甘蓝芽苗的品质，实现甘蓝芽苗中异硫氰酸盐的富集。
技术路线：浸种3h，白光照射，25度发芽光照周期的选择测定芽苗不同生长阶段的品质测定不同处理下甘蓝芽苗的品质
实验方案：测定不同光照周期对甘蓝芽苗品质的影响；在筛选出的光照周期下，培养甘蓝芽苗，进行不同的处理，并测定甘蓝芽苗的各项指标，测定其品质
4. 研究创新点
据研究发现，十字花科芸薹属新鲜芽苗中所含的生物活性物质含量显著高于成熟花序。
相比其蔬菜产品，芸薹属芽苗菜具有很高的营养价值，因此是一类很具潜质的新型蔬菜。
而目前研究最多的芸薹属芽苗来自西兰花，而芸薹属中的其它品种的芽苗菜在异硫氰酸盐方面的研究均较少，如甘蓝。
5. 研究计划与进展
研究计划：通过调控影响异硫氰酸盐富集的因素（前体硫苷的含量、酶解条件、植物生长条件等）来实现萝卜硫素等异硫氰酸盐的富集。
预期进展：首先学习并熟练掌握实验仪器设备的使用，熟练掌握研究中各项指标的测定方法。然后确定实验方案，比较不同白光光照周期对甘蓝芽苗的影响，筛选出富集异硫氰酸盐的最佳周期，并进行预实验。在预实验的基础上，研究不同处理对甘蓝芽菜品质的影响，选出最有益于异硫氰酸盐富集的处理条件。最后整理实验数据，总结分析，完成论文。
