果實發育期對不同果色苦瓜營養成分含量及抗氧化能力的影響

張紅梅，崔佳維，余紀柱，丁小濤，何立中，金海軍

（上海市農業科學院 園藝研究所/上海市設施園藝技術重點實驗室，上海 201403）

苦瓜（Momordica charantia L.）是一種特殊的藥食同源蔬菜，含有豐富的營養物質，如維生素C、蛋白質、氨基酸、碳水化合物、纖維素、礦物質等，其中維生素C含量居瓜類蔬菜之首。同時苦瓜中還含有苦瓜皂苷、苦瓜多糖、苦瓜黃酮、苦瓜素等多種生理活性物質，具有降血糖、降血壓、抗氧化、提高免疫力和預防癌癥等功效，具有極高的食用和藥用價值，深受人們的喜愛［1-5］。

我國苦瓜品種和類型豐富多樣，按果實顏色可分為白皮苦瓜和綠皮苦瓜等，按果實形狀可分為卵形、紡錘形、圓錐形、棒形等，按果瘤可分為粗直瘤、條瘤間圓瘤、密集圓（刺）瘤等［6］。苦瓜品種具有很強的地域特色，如廣東、廣西以粗直瘤的綠色苦瓜為主，湖南、江西、四川等地喜食白皮苦瓜［7-9］。李東陽等［10］研究表明，不同產地、不同品種的苦瓜營養成分存在差異。杜小鳳等［6］發現22個不同品種（系）苦瓜營養物質存在較大差異，并認為授粉后16~17 d苦瓜品質最佳。曹晶晶等［11］研究認為不同苦瓜品種中多糖和皂苷含量存在顯著差異，認為最佳采摘期在授粉后25~30 d。由此可見，植物中的營養成分和活性物質含量會因品種和生長發育期的不同而存在一定差異。因此，研究不同苦瓜品種以及同一品種在果實不同生長發育期的營養及功能成分含量的差異對篩選具有特定功能性的苦瓜品種，以及確定每個品種的最佳采摘期具有重要的指導意義。本研究對4個不同果色苦瓜品種在不同果實生長發育期的維生素C、氨基酸、可溶性蛋白、可滴定酸、纖維素等營養物質的含量，以及苦瓜皂苷、多糖、類黃酮、總酚等功能性物質含量進行了研究，比較了不同果色品種在不同生育期的抗氧化能力差異，旨在為苦瓜品質育種、苦瓜功能性品種篩選及最佳采摘期的確定提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的4個不同果色苦瓜品種（系）由上海市農業科學院園藝研究所提供，“青脆1號”和“綠脆1號”為自有品種，K0905和K0909為自有雜交品系，各個品種（系）的基本性狀特征見表1。

表1 參試品種（系）基本性狀特征

1.2 試驗方法

試驗于2020年2~7月在上海市農業科學院莊行綜合試驗站和設施園藝技術重點實驗室進行。2月27日選取飽滿的苦瓜種子55 ℃溫燙浸種16 h，人工嗑種后置于30 ℃培養箱中催芽，出芽后播于底部鋪有電加溫線的營養缽中，基質配比為園土∶珍珠巖∶草炭=2∶1∶1，苗床溫度設置30 ℃。3月19日苦瓜苗2葉1心時定植到大棚里，株距40 cm，行距1 m，搭人字架，正常水肥管理。每個品種設3個小區，每個小區20株。在植株生長過程中去除1 m以下雌花，留中上部雌花。雌花開花當天上午授粉，授粉后掛牌標注授粉日期，分別于授粉后10、14、18、22、26 d，選取完好無病蟲害的苦瓜果實帶回實驗室，切開去瓤去籽，選取中間部位存于-40℃冰箱中保存備用。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 苦瓜果實中營養物質含量的測定 采用2，6-二氯氰酚滴定法測定維生素C含量；采用考馬斯亮藍G-250染色法測定可溶性蛋白含量；采用茚三酮溶液顯色法測定游離氨基酸含量；采用糠醛法測定纖維素含量；使用超聲波提取皂苷，利用香草醛-高氯酸顯色體系法總皂苷含量；利用水提醇沉法提取總多糖，苯酚-硫酸法測定總多糖含量；采用Al（NO3）3-NaNO2絡合法測定類黃酮含量。所用試劑盒購買于蘇州科銘生物技術有限公司。

1.3.2 苦瓜果實中總抗氧化能力的測定 苦瓜果肉的3種抗氧化能力單位均為μmol Trolox/g FW，采用蘇州科銘生物技術有限公司生產的試劑盒進行測定。在酸性環境下，抗氧化物質還原Fe3+-三吡啶三吖嗪（Fe3+-TPTZ）產生藍色的Fe2+-TPTZ的能力反映了總抗氧化能力，用從標準曲線上獲得的抗氧化劑Trolox的量來表示樣本的FRAP（鐵離子還原能力，Ferric reducing/antioxidant power）抗氧化能力。ABTS+（2，2′-聯氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸，2，2′-azinobis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid diammonium salt）抗氧化能力測定，樣品液加入ABTS+溶液后，所含抗氧化成分能與ABTS+發生反應而使反應體系褪色，在波長734 nm處檢測吸光度的變化，并以Trolox作為對照體系量化抗氧化物質的抗氧化能力。DPPH（1，1-二苯基-2-苦基苯肼自由基；1，1-diphenyl-2-picrylhydrazy）抗氧化能力測定，向DPPH溶液中加入抗氧化劑時，會發生脫色反應，用吸光度的變化并以Trolox作為對照體系量化抗氧化物質的抗氧化能力。

1.4 數據處理

采用Excel 2003處理數據，采用SPSS 20軟件對數據進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 果實發育期對不同果色苦瓜品種營養物質含量的影響

從圖1可以看出，果實發育期對苦瓜果實中的維生素C、可溶性蛋白、氨基酸和纖維素的含量具有顯著的影響，不同品種的營養物質含量隨果實發育期的延長而出現上下波動趨勢。K1和K2的維生素C含量在授粉后18 d出現最高峰值，K1為125.83 μg/g，K2為158.65 μg/g，顯著高于其他品種。可溶性蛋白含量隨果實發育期變化而表現得比較復雜，不同品種差異較大。K2在授粉后18 d出現最高峰值，為11.52 mg/g，K3在授粉后14 d峰值最高，為11.77 mg/g，K4的最高峰值在授粉后26 d，K1的可溶性蛋白含量在授粉后14~26 d的含量顯著低于其他品種。在果實發育階段不同品種苦瓜果實氨基酸含量出現峰值有所不同，K1和K4的氨基酸含量在授粉后14 d達到最高峰，分別為1.16 mg/g和2.39 mg/g，K2和K3的氨基酸含量在授粉后18 d達到最高峰，分別為2.06 mg/g和2.39 mg/g。苦瓜果實的纖維素含量隨果實發育期呈現先升高后降低的趨勢，K2和K3在授粉后22 d的纖維素含量最高，K1的最高值出現在授粉后14 d，K4的最高值出現在授粉后18 d。

圖1 授粉后天數對不同果色苦瓜營養成分含量的影響

2.2 果實發育期對不同果色苦瓜品種功能性物質含量的影響

由圖2可知，授粉后不同天數采摘期對不同果色苦瓜的皂苷、多糖、類黃酮和總酚的含量具有顯著的影響。皂苷含量除了K4先增加后降低外，其他3個品種隨著授粉天數增加而逐漸降低。K2在整個果實發育期的皂苷含量明顯高于其他3個品種，授粉后10 d的皂苷含量最高，為17.16 mg/g，授粉后18 d的皂苷含量為9.34 mg/g。多糖含量除了K4外，其他3個品種都表現為先上升后下降，不同品種多糖最高值出現的生育期不同，K4在授粉后10 d的多糖含量最高，為42.87 mg/g，顯著高于其他品種。K2在授粉后18 d的多糖含量為39.41 mg/g，高于其他品種，K4的多糖含量最低，為28.21 mg/g。不同品種苦瓜的類黃酮含量呈現出先降后升的趨勢，K1在整個生育期都保持著較高的類黃酮含量。除K2之外，其他3個品種的類黃酮含量在授粉后18 d降到最低值，K3的類黃酮含量為1.83 mg/g，明顯低于其他品種。K2苦瓜果實在授粉后14 d以后的總酚含量都高于其他3個品種，最高峰值為10.86 mg/g，K3在授粉后10 d總酚含量達到最高值8.53 mg/g，K4在授粉后18 d總酚含量達到最高值8.08 mg/g，果實最適宜采收期18 d時，K2和K4的總酚含量較高。

圖2 授粉后天數對不同果色苦瓜皂苷、多糖、類黃酮和總酚含量的影響

2.3 果實發育期對不同果色苦瓜品種DPPH自由基清除能力的影響

從圖3可知，不同果色苦瓜品種的DPPH自由基清除能力隨著果實發育期的延長呈現上下波動現象。K2的整體抗氧化性高于其他3個品種，授粉后18 d時K2的DPPH抗氧化值最高，為2.36 μmol Trolox/g，其次較高的是K1（2.08 μmol Trolox/g），K4的DPPH抗氧化值在授粉后18 d時最低，為1.30μmol Trolox/g。

圖3 授粉后天數對不同果色苦瓜DPPH抗氧化值的影響

2.4 果實發育期對不同果色苦瓜品種ABTS自由基清除能力的影響

從圖4可以看出，不同果色苦瓜品種中的ABTS抗氧化值隨著果實發育期呈現上下浮動變化，K2在果實發育期保持著較高的ABTS自由基清除能力，授粉后14 d時的ABTS抗氧化值最高，為93.43 μmol Trolox/g；其 次 是K4，為90.26 μmol Trolox/g，之后K4抗氧化值開始下降；K1的ABTS抗氧化值顯著低于其他品種。

圖4 授粉后天數對不同果色苦瓜ABTS抗氧化值的影響

2.5 果實發育期對不同果色苦瓜品種FRAP抗氧化能力的影響

由圖5可知，在授粉后14~26 d，K2保持著較高的FRAP抗氧化值，授粉后22 d最高，為19.86μmol Trolox/g；K4的FRAP抗氧化值在授粉后18 d最高，為14.77 μmol Trolox/g；K3在授粉后10 d的FRAP抗氧化值最高，為17.28 μmol Trolox/g，之后開始下降，授粉后22 d稍有回升；K1在授粉后22 d的FRAP抗氧化值最高，為11.89 μmol Trolox/g。

圖5 授粉后天數對不同果色苦瓜FRAP抗氧化值的影響

3 討論

苦瓜由于具有豐富的營養物質和極高的藥用價值而日益引起人們的重視，目前中國各地均有栽培。大量研究證明，品種差異和果實采摘期對苦瓜品質影響較大［6，10-15］。江定等［16］研究了14個品種苦瓜果實營養物質含量之間的差異，不同苦瓜果肉中的維生素C、可溶性糖含量變幅分別為（36.7~71.0） mg/100 g、（0.28~0.65） g/100 g，兩者均存在顯著差異。杜小鳳等［6］認為22個不同苦瓜品種的營養成分存在較大差異，其維生素C、纖維素、多糖、黃酮和皂苷的平均含量分別為8.34 mg/100 g FW、2.33%、8.8 mg/g FW、105.99 mg/100 g FW和53.36 mg/100 g FW，并且認為授粉后16~17 d的苦瓜果實品質最佳。曹晶晶等［11］也認為不同苦瓜品種間多糖和皂苷含量存在顯著差異，根據兩者隨著果實發育期的變化，認為“如玉5號”和“早碧綠”2個品種的最佳采摘期分別在授粉后25 d和25~30 d。

本研究表明，在授粉后不同時期，4個不同果色苦瓜品種果實中的營養物質和功能性物質含量存在顯著差異，不同品種營養物質和功能物質含量隨果實發育期的延長而出現上下波動的變化。綜合來看，K2在授粉后18 d 具有較高含量的維生素C（158.65 μg/g）、可溶性蛋白（11.52 mg/g）和氨基酸（2.06 mg/g），而纖維素含量較低，皂苷、多糖、總酚等功能性物質含量較高，因此，授粉后18 d是K2苦瓜果實的最佳采摘期，K3的最佳采摘期為授粉后22 d。本試驗中測定的苦瓜果實維生素C含量小于江定等［16］測定的維生素C含量，與杜小鳳等［6］的測定值相近；皂苷含量測定值小于杜小鳳等［6］的測定值，與劉慧娟等［17］的測定值基本一致，這種含量差異可能與苦瓜的遺傳基因、栽培條件、生態環境等有一定的關系。

抗氧化能力是苦瓜果實中功能性物質的一個重要作用，篩選功能性物質含量高、抗氧化能力強的苦瓜品種，對苦瓜功能性食品開發以及深加工具有重要意義［18-21］。許多研究認為苦瓜果肉中多酚物質與其抗氧化能力密切相關，是苦瓜抗氧化的重要物質基礎之一［18，22-24］。鄧媛元等［25］認為多糖也是苦瓜抗氧化活性的主要貢獻物質。劉慧娟等［17］認為皂苷不是苦瓜果肉抗氧化活性的主要物質基礎，但仍具有一定的抗氧化活性，并且抗氧化能力高于苦瓜多糖。說明苦瓜果肉中功能性物質含量與其抗氧化能力密切相關。FRAP法可以反映苦瓜果肉對鐵離子的還原能力，DPPH和ABTS法可以用來評價其對自由基的清除能力。

本研究采用DPPH、ABTS、FRAP等3種方法，評價了不同果色苦瓜在果實發育期的抗氧化能力，可以比較全面地反映苦瓜果實抗氧化功效［26-27］。K2在 授 粉 后14~26 d的 果 實 發 育 期，DPPH、ABTS、FRAP 3種抗氧化值都明顯高于其他3個品種，有著較強的抗氧化能力，這與K2苦瓜果實中皂苷、多糖、總酚等功能性物質含量高有一定的關系。

不同果色苦瓜品種的營養物質、功能性物質含量及抗氧化能力在不同采摘期具有較大的差異。白色苦瓜品種K2的營養含量和抗氧化能力都較高，因此品質最佳，最適宜的采摘期是授粉后18 d，這對篩選鮮食苦瓜以及加工專用品種具有一定的指導意義和參考價值。