不同棗品種果實中 功能性成分含量的比較研究

周曉鳳,郭雪飛,馮一峰,王志強,吳翠云,2,*

(1.塔里木大學植物科學學院/南疆特色果樹高效優質栽培 與深加工技術國家地方聯合工程實驗室,新疆阿拉爾 843300;2.新疆生產建設兵團塔里木盆地生物資源保護利用兵團重點實驗室,新疆阿拉爾 843300;3.新疆大學科學技術學院阿克蘇校區,新疆阿克蘇 843100)

棗(ZiziphusjujubaMill.)是國家衛生部批準的藥食兩用植物之一[1]。棗果實中含有多種生物活性物質,如多糖、黃酮類、三萜類、皂苷類、生物堿類等,對人體具有增強免疫力[2]、抗氧化[3]、抗腫瘤[4]等功效,是上等的膳食保健果品。棗果實成為新疆重要的林果業之一,近年來,對棗果實中功能性成分的研究已有不少工作[5-7],劉聰[8]對棗果實中不同部位的有效成分含量進行比較,發現棗皮中的總黃酮和總酚含量最高。彭艷芳[9]研究結果顯示棗果實中總三萜、皂苷含量均隨果實成熟而增加。但是對新疆不同品種棗果實中功能性成分含量比較分析的相關研究還鮮有報道。本文通過對新疆引進的10個品種棗果實中總黃酮、總酚、三萜、皂苷等活性成分的含量測定分析,進行棗果實功能性成分的評價,為棗果實功能性產品開發奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試材料 取自塔里木大學棗種質資源圃的伏脆蜜(鮮食)、蜂蜜罐(鮮食)、冬棗(鮮食)、京39(鮮食)、金絲小棗(制干)、灰棗優株(制干)、中棗1號(兼用)、贊2(兼用)、駿1(兼用)、駿棗(兼用)10個棗品種,2012年引進并高接于成齡大樹上,至今已保存五年,2015年9月底至10月中旬,每個品種于果實完熟期從每株樹的樹冠中部外圍采集2～4年生棗股上棗吊中部發育正常的果實,每個品種取30個果;蘆丁標準品、沒食子酸、熊果酸標準品、齊墩果酸 純度>98%,上海融合醫藥科技發展有限公司;甲醇、乙醇、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁、碳酸鈉、香草醛、冰醋酸、高氯酸等 均為國產分析純。

DHG-9145A電熱鼓風干燥箱 上海—恒科學儀器有限公司;LD500搖擺式中藥粉碎機長沙市岳麓區常宏制藥機械設備廠;BS124S電子天平 北京賽多利斯科學儀器有限公司;TU-1901雙光束紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司;KQ2200E型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 將采集的樣品用冰盒帶回實驗室,依次用自來水、0.2% 鹽酸、去離子水進行清洗,洗凈的果實采用手工分離,用不銹鋼刀去皮去核后將果肉切片置于105 ℃干燥箱中30 min,65 ℃下烘干至恒重,冷卻后用粉碎機粉碎,磨粉,過40目篩,密封后置于-20 ℃的冰箱中保存,即為待測的棗粉試樣。

1.2.2 總黃酮含量測定 精密稱取棗粉試樣1.000 g左右,于三角瓶中加入16 mL 70%乙醇,200 W超聲輔助提取30 min,過濾,再用70%乙醇潤洗濾渣3～5次,取濾液用70%乙醇溶液定容至25 mL,即得果肉供試品溶液,于-4 ℃冰箱保存備用。以蘆丁為標準品,采用硝酸鋁—亞硝酸鈉比色法測定總黃酮含量[10]。總黃酮濃度在0.1～0.7 mg/mL范圍內符合該線性關系:A=1.1643c-0.0233,相關系數r為0.9999,根據公式計算總黃酮含量,每份樣品平行測定三次,取平均值。

樣品中總黃酮含量(g/mg)=樣品總黃酮濃度×稀釋倍數×提取液體積/樣品質量

1.2.3 總酚含量測定 試樣處理同1.2.1。以沒食子酸為標準品,采用福林一酚試劑法測定總酚含量[10]。總酚濃度在0.01～0.07 mg/mL范圍內符合該線性關系:A=15.054c+0.0051,相關系數r為0.9994,根據公式計算總酚含量,每份樣品平行測定三次,取平均值。

樣品中總酚含量(g/mg)=樣品總酚濃度×稀釋倍數×提取液體積/樣品質量

1.2.4 三萜含量測定 精密稱取棗粉試樣1.000 g左右,于三角瓶中加入20 mL甲醇,超聲輔助提取30 min,過濾,再用甲醇潤洗濾渣3～5次,取濾液用甲醇溶液定容至25 mL,即得果肉供試品溶液,于-4 ℃冰箱保存備用。以熊果酸為標準品,采用紫外分光光度法測定三萜含量[10]。三萜濃度在0.01～0.12 mg/mL范圍內符合該線性關系:A=8.6201c-0.0361,相關系數r為0.9994,根據公式計算三萜含量,每份樣品平行測定三次,取平均值。

樣品中三萜含量(g/mg)=樣品三萜濃度×稀釋倍數×提取液體積/樣品質量

1.2.5 皂苷含量測定 試樣處理同1.2.3。以齊墩果酸為標準品,采用紫外分光光度法測定皂苷含量[10]。皂苷濃度在0.01～0.1 mg/mL范圍內符合該線性關系:A=9.069c-0.0106,相關系數r為0.9993,根據公式計算皂苷含量,每份樣品平行測定三次,取平均值。

樣品中皂苷含量(g/mg)=樣品皂苷濃度×稀釋倍數×提取液體積/樣品質量

1.2.6 棗果實中功能性成分含量進行相關性分析 對10個棗品種果實中功能性成分含量(總黃酮,總酚,三萜,皂苷)的相關性分析。

1.2.7 棗果實中功能性成分含量對應分析 對10個品種棗和4個有效成分含量進行對應分析,雙標圖能夠更好的體現出功能性含量突出品種。

1.2.8 棗果實中功能性成分含量的灰色關聯度分析 對10種棗果實中功能性成分含量進行灰色關聯度分析,篩選出表現較好的品系。

1.3 數據分析

采用Excel 2003進行數據的整理和簡單計算,再用DPS 7.05軟件進行方差分析、相關性分析及灰色關聯度分析,最后用DPS 7.55軟件進行對應分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種棗果實中總黃酮含量比較分析

由圖1可以看出,供試的10個品種棗果實中總黃酮含量平均值為(3.07±0.26) mg/g。其中,灰棗優株、贊2果實中總黃酮含量最高,分別為(5.63±0.19)、(5.11±0.10) mg/g,兩者無顯著性差異,但均極顯著高于其它各品種;冬棗果實總黃酮含量次之(3.78±1.01) mg/g,顯著高于除灰棗優株、贊2外的其它品種;而伏脆蜜果實中的總黃酮含量最低,極顯著低于除駿棗、駿1和中棗1號外的其它品種,而與這三個品種存在顯著性差異。

圖1 10個棗品種果實中總黃酮的含量比較Fig.1 The comparison of the total flavonoids contents in the fruit of 10 jujube varieties注:不同小寫字母表示顯著差異(p<0.05);不同大寫字母表示極顯著差異(p<0.01);圖2～5同。

2.2 不同品種棗果實中總酚含量比較分析

10個品種棗果實中總酚含量分布在12.28～23.70 mg/g之間,平均值為(17.39±1.26) mg/g(圖2)。其中,京39、中棗1號(21.95±1.43) mg/g與贊2(20.47±1.17) mg/g果實中總酚含量最高,三者無顯著差異,但均極顯著高于除灰棗優株外的其他品種。金絲小棗、蜂蜜罐與伏脆蜜等3個品種果實中總酚含量最低,且它們之間無顯著性差異。

圖2 10個棗品種果實中總酚的含量比較Fig.2 The comparison of the total phenols contents in the fruit of 10 jujube varieties

2.3 不同品種棗果實中三萜含量比較分析

圖3結果顯示,10個品種棗果實中三萜含量平均值為(39.45±2.46) mg/g,含量最高的為贊2(64.35±5.67) mg/g,其次為駿1(56.88±3.78) mg/g,兩者之間存在極顯著差異,且均極顯著高于其它品種;灰棗優株和伏脆蜜果實中三萜含量位于第三,金絲小棗果實中的三萜含量最低,極顯著低于除京39、駿棗和蜂蜜罐外的其它品種,且與這3個品種無顯著性差異。

圖3 10個棗品種果實中三萜的含量比較Fig.3 The comparison of the triterpene contents in the fruit of 10 jujube varieties

2.4 不同品種棗果實中皂苷含量比較分析

供試的10個品種棗果實中皂苷含量主要分布在20.36～55.18 mg/g之間,平均值為(30.50±2.02) mg/g(圖4)。其中,贊2果實中皂苷含量最高為(55.18±3.02) mg/g,其次為駿1(48.20±4.96) mg/g,兩者之間存在極顯著差異,且均極顯著高于其它品種;京39、蜂蜜罐與駿棗等3個品種果實中皂苷含量最低,且它們之間無顯著差異。

圖4 10個棗品種果實中皂苷的含量比較Fig.4 The comparison of the saponin contents in the fruit of 10 jujube varieties

2.5 不同品種棗果實中功能性成分含量相關性分析

從表1可以看出,三萜含量與皂苷含量呈極顯著的正相關(R=0.96),其余指標之間無顯著相關性。

表1 10個棗品種果實中功能性成分含量相關性分析Table 1 The correlation matrix of feature components contents in the fruit of 10 jujube varieties

2.6 不同品種棗果實中功能性成分含量對應分析

由圖5可知,將這10個品種和4個性狀分為4類:第一類為駿1、贊2果實中三萜、皂苷含量較高;第二類為灰棗優株果實中總黃酮含量較高;第三類為京39果實中總酚含量較高;第四類為中棗1號,伏脆蜜、駿棗、金絲小棗、蜂蜜罐、冬棗,與其他品種相比,它們和指標之間的特征關聯度較小,果實中功能性成分的含量不突出。(見圖5)

圖5 10個品種棗果實中功能性成分含量對應分析Fig.5 The corresponding analysis of feature components contents in the fruit of 10 jujube varieties注:AXI I,AXI II代表主因子,載荷量。

2.7 不同品種棗果實中功能性成分含量的灰色關聯度分析

從表2可以看出,灰色系統理論認為關聯度越大的品種與“理想品種”越相近,現將各品種的關聯度進行排序,從排序情況可以看出,等權關聯序排名前三的品種為贊2、灰棗優株、駿1,加權關聯序排名前三的品種為贊2、灰棗優株、京39。等權關聯度是給各性狀的權重定為一樣,而在實際中,各性狀主次程度不一樣,權重也不一樣,故棗品種排序時以加權關聯度為主。因此表現較好的品系依次有贊2、灰棗優株、京39、中棗1號、駿1。

表2 10個棗品種果實中功能性成分灰色關聯度分析Table 2 The gray-related degree analysis of feature components contents in the fruit of 10 jujube varieties

3 討論與結論

不同水果中同一功能性成分含量差異較大。郭長江[11]等采用高效液相色譜法測定了38種水果中的黃酮類化合物,結果表明石榴、山植、紅提中最為豐富,含量高達0.062、0.042、0.040 mg/g,而遠遠低于棗果實中黃酮的含量。黃酮類化合物能夠通過對炎癥因子的調節起到抗炎、調節免疫系統活性的作用[12]。本研究結果表明,灰棗優株與贊2的總黃酮含量最高適合開發增強人體免疫力的棗黃酮提取物產品。已有文獻報道,油梨[13]、獼猴桃[14]、杏[15]、番茄[16]等果實中都含有總酚成分,但棗果實中總酚含量是它們的2～20倍。棗果實中多酚粗提物是一種良好的天然抗氧化劑和自由基清除劑,可用來減緩人體衰老進程、預防疾病的發生[7]。本研究結果表明,京39與中棗1號的總酚含量最高,可作為以總酚為開發目標的最佳品種。三萜類化合物具有一定的抗癌活性以及抑制艾滋病病毒的作用[17]。本研究中,供試10個棗果實中三萜含量的平均值為39.45 mg/g,高于枇杷[18]、刺梨[19]等水果,其中,贊2和駿1棗果實中三萜、皂苷的含量均為最高,可作為開發棗保健品的最佳品種。

基于南疆獨特的地域與氣候條件,棗中多種功能性成分含量難免與疆外棗果實具有一定的差異。前人研究表明,金絲小棗總黃酮[20]、三萜[21]及皂苷[9]的含量分別為1.07、0.148、3.03 mg/g,而本研究中,金絲小棗總黃酮、三萜及皂苷的含量分別為以上地區的2倍、193倍、8倍。本區冬棗果實中皂苷含量是河北地區[9]的8倍,說明新疆的地域條件可能更有利于其果實功能性成分含量的積累。

本實驗研究結果表明,10個品種棗果實中功能性成分含量總體表現為贊2>灰棗優株>京39>中棗1號>駿1>冬棗>駿棗>蜂蜜罐>伏脆蜜>金絲小棗,且果實中三萜含量與皂苷含量呈極顯著的正相關。其中,棗果實中總黃酮與總酚含量最高的品種分別為灰棗優株、京39,三萜與皂苷含量最高均為贊2與駿1。