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梨果實酚類物質組成及含量差異研究

2025-03-13 00:00:00周曉鳳李湘鈺馮嵐吳翠云
中國農業科技導報 2025年3期
關鍵詞:黃酮

摘要:為進一步明確梨果實中酚類物質含量的空間分布特征,選取晚秀和85-8-13為試材,采用紫外分光光度法及高效液相色譜法,開展梨果實不同部位總黃酮、總酚及酚類物質組成含量的分布差異研究。結果表明,晚秀和85-8-13果實不同部位的總酚、總黃酮含量均表現為果皮gt;果核gt;果肉(上、中、下、內、外),且85-18-13果實各部位的總酚、總黃酮含量均顯著高于晚秀。梨果實中檢測出熊果苷、兒茶素、綠原酸、表兒茶素、蘆丁、槲皮葡萄糖苷、槲皮素鼠李糖苷、山柰酚-雙脫氧己糖苷、山柰酚-3-O-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-6-乙酰葡萄糖苷、異鼠李素-3-O-葡糖苷、異鼠李素-3-O-蕓香糖苷、莰菲醇-3-O-蕓香糖苷共13種酚類物質,其中晚秀果實中的酚類物質的種類更多,而85-18-13酚類物質的含量更高。梨果實中各酚類物質含量均表現為果皮gt;果核gt;果肉,且近果梗處果肉的熊果苷含量均高于其他部位;其次為近萼洼處果肉的綠原酸、表兒茶素含量較高。主成分綜合評價表明,果皮得分遠高于果核及果肉,晚秀在近果心和萼洼處果肉的酚類物質含量較高,而85-8-13在近果梗和萼洼處果肉的酚類物質含量略高于其余部位。以上研究結果為梨品質調控與遺傳改良提供了補充和參考。

關鍵詞:梨;部位;黃酮;總酚;酚類物質

doi:10.13304/j.nykjdb.2023.0729

中圖分類號:S661 文獻標志碼:A 文章編號:10080864(2025)03015309

梨(Pyrus spp.)屬薔薇科蘋果亞科梨屬,為喬木落葉果樹,是我國僅次于蘋果、柑橘的第三大水果[1],因味美多汁、營養豐富而備受世界各地消費者的喜愛。梨果實中主要酚類物質包括酚酸和黃酮,如熊果苷、綠原酸、兒茶素等,具有清除自由基、抗氧化、抑菌及延緩機體衰老等生物活性功能[2-4]。研究發現,不同梨品種的酚類物質組分差異較大[5]。Li 等[6]利用高效液相色譜(highperformance liquid chromatography,HPLC)測定了10個梨品種,發現韓國、南非品種及我國貴妃梨的果皮與果肉中總酚、總黃酮含量高于其他品種。Li等[7]分析了我國8個梨品種中的總酚、總黃酮含量發現,雪花梨與南果梨中的總酚含量顯著高于碭山酥梨。Lin等[8]檢測了16種亞洲梨及西洋梨果皮中的酚類化合物,共鑒定出53 種酚類化合物,其中包括34種黃酮和19種羥基肉桂酸酯。李靜等[9]在碭山酥梨果皮中檢測到5大類共42種酚類物質,在秋白梨果皮中檢測到4大類共30種,即碭山酥梨比秋白梨多7種黃酮類物質和3種槲皮素糖苷類物質。

梨果實中酚類物質還因部位不同而表現出差異。研究表明,酚類物質含量呈現出果皮gt;果心gt;果肉[1011],且果皮中的酚類物質種類較果肉豐富[12];以我國北方11個主栽梨品種黃冠、綠寶石、雪梨、鴨梨、豐水、南水、圓黃、黃金、華山、五九香和早酥的果實為試材,通過高效液相色譜分析得出,梨果心和果皮中均檢測出熊果苷、沒食子酸、兒茶素、綠原酸、咖啡酸、表兒茶素、香豆酸和蘆丁8種酚類物質,而果肉中僅檢測出熊果苷、沒食子酸、綠原酸、表兒茶素和蘆丁5種酚類物質[13]。曾少敏[14]研究顯示,果皮中酚類物質以金水3號的含量較高(440.06 mg·kg-1),果心部位以新高的含量較高(60.32 mg·kg-1),而果肉則以紅南果的含量較高(9.20 mg·kg-1)。Andreotti等[15]研究發現,5種西洋梨果心部位的綠原酸含量較高,而其在果皮和果肉中含量較少。果肉作為主要食用部位,目前關于梨果肉不同部位酚類物質在高酚和低酚分布差異的研究尚未見報道。因此,本研究以高酚含量的85-8-13和低酚含量的晚秀梨果實為試驗材料,比較酚含量相對極端的2個梨品種(系)成熟期果實不同部位的總黃酮、總酚、酚類物質組成及含量的分布差異,為梨品質調控與遺傳改良提供一定理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

以塔里木大學種質資源圃梨品種晚秀和梨品系85-8-13(庫爾勒香梨×早酥梨)為材料,樹齡20 a,株行距為2 m×4 m,果園土肥水管理較好,園相整齊,地勢平坦。于果實成熟期(花后170 d)分別采集大小一致、無病蟲害的成熟果實各10個備用。

熊果苷、兒茶素、綠原酸、表兒茶素、蘆丁、槲皮葡萄糖苷、槲皮素鼠李糖苷、山柰酚-雙脫氧己糖苷、山柰酚-3-O-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-6-乙酰葡萄糖苷、異鼠李素-3-O-葡糖苷、異鼠李素-3-O-蕓香糖苷、莰菲醇-3-O-蕓香糖苷等HPLC級酚類標準品(純度gt;98%)購自Sigma-Aldrich 公司(St.Louis, MO, USA);甲醇、乙腈和甲酸購自美國天地有限公司(Fairfield, CT, USA);Folin-Ciocalteu 試劑和其他化學品均購自國藥集團化學試劑有限公司(中國上海)。

試驗儀器包括269 5-248 9 Waters 高效液相色譜儀(美國沃特世公司)、LC-20A 液相色譜和RID20A 檢測器(日本島津公司)、C18 色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm,安捷倫科技有限公司)、SB25-12DTD超聲波清洗機(寧波新芝生物科技股份有限公司)、TGL-16M超低溫冷凍離心機(湖南長沙湘儀檢測設備有限公司)、CP224S電子天平(北京賽多利斯儀器系統有限公司)、UV-6100紫外可見分光光度計(上海元析儀器有限公司)。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品制備 將采摘的果實帶回實驗室,清洗表面的污泥,于低溫條件下按果皮、果核(去籽)、果實外部果肉(靠近果皮)、中部果肉、內部果肉(近果核處)、上部果肉(近果梗處)、下部果肉(近萼洼處)進行切分,混合相同部位樣品,共7組,每組重復3次。利用凍干技術去除樣品中水分,然后用家用攪拌機(JYL-C022E,中國九陽)磨樣混勻,并將粉末裝入密閉的聚乙烯袋,放置于-4 ℃冰箱中保存備用。

1.2.2 提取液制備 準確稱取1.0 g 凍干粉,用25 mL 80%甲醇溶解,常溫輔助40 kHz、300 W超聲提取20 min,4 000 r·min-1 離心10 min,收集上清液即為提取液,用于總酚、總黃酮及多酚類物質的測定。

1.2.3 總酚和總黃酮含量測定 總酚、總黃酮的提取及測定參照姜喜等[16]的方法并稍加改動,分別以沒食子酸與蘆丁為標準品。結果分別以每克梨果含毫克沒食子酸(mg GAE·g-1 DW)和每克梨果含毫克蘆丁表示(mg RE·g-1 DW)。通過標準品建立線性總酚和總黃酮的回歸方程如下。

y 總酚= 0.000 3x + 0.000 8( R2=0.998 9) (1)

y 總黃酮= 0.007 2x + 0.016 6( R2=0.997 8) (2)

1.2.4 酚類物質含量的測定 參照Pu 等[17]的方法并稍加改動,分別以熊果苷、兒茶素、綠原酸、表兒茶素、蘆丁、槲皮葡萄糖苷、槲皮素鼠李糖苷、山柰酚-雙脫氧己糖苷、山柰酚-3-O-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-6-乙酰葡萄糖苷、異鼠李素-3-O-葡糖苷、異鼠李素-3-O-蕓香糖苷、莰菲醇-3-O-蕓香糖苷為標準品。將提取液過0.45 μm 濾膜,采用ZORBAX SB-C18 (250×4.6 mm,id) 色譜柱(Agilent,USA),分別在吸光度253、279、284、310、324、327、355 和370 nm 處檢測。流動相為0.5%甲酸(洗脫液B)和甲醇(洗脫液A),流速為0.7mL·min-1,進樣量10 μL,柱溫30 ℃左右。樣品的梯度程序為:0—6 min,90%B;6—10 min,90%~80%B;10—11 min,80%~75%B;11—15 min,75%~70%B;15—25 min,70%~60%B;25—32min,60%~45%B;32—40 min,45%~0%B;40—50min,0%B;50—51 min,0%~90%B;51—60 min,90%B。將測得的各組分保留時間與標準譜圖對比,對各化合物進行定性分析,采用峰面積按外標法,根據標準曲線計算樣品中的酚類物質含量,以μg·g-1 DW表示。

1.3 數據分析

應用SPSS 24.0統計軟件進行數據分析處理,使用t 檢驗法進行顯著性檢驗,采用Excel 2010軟件進行數據分析及圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 梨品種(系)果實不同部位總酚和總黃酮含量差異分析

由圖1可知,2個梨品種(系)果實不同部位的總酚、總黃酮含量均表現為果皮gt;果核gt;果肉(上、中、下、內、外),其中近果梗、萼洼處的果肉總酚、總黃酮含量均高于其他果肉部位,近果心處的果肉總酚含量最低。85-18-13 果實不同部位的總酚、總黃酮含量均離雷達中心最遠,說明85-18-13果實各部位的總酚、總黃酮含量均顯著高于晚秀,且85-8-13 整個果實的總酚、總黃酮含量分別為4.9 mg GAE·g-1 DW、17.43 mg RE·g-1 DW,分別是晚秀果實總酚、總黃酮含量的1.54、1.69倍。

2.2 2 個梨品種(系)果實酚類物質組分及含量差異分析

由表1可知,2個梨品種(系)果實中酚類物質的分布存在差異,另2個梨品種果實中均檢測出熊果苷、兒茶素、綠原酸、表兒茶素、蘆丁、槲皮素鼠李糖苷、山柰酚-雙脫氧己糖苷、山柰酚-3-O-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-6-乙酰葡萄糖苷、異鼠李素-3-O-葡糖苷、莰菲醇-3-O-蕓香糖苷共11種酚類物質,其中85-18-13梨果實中的熊果苷、綠原酸、表兒茶素、蘆丁、莰菲醇-3-O-蕓香糖苷、山柰酚-3-O-6-乙酰葡萄糖苷、異鼠李素-3-O-葡糖苷含量均極顯著高于晚秀,而晚秀中除上述11種酚類物質外還檢測出槲皮葡萄糖苷、異鼠李素-3-O-蕓香糖苷。2個梨品種(系)果實中熊果苷、表兒茶素、綠原酸、兒茶素為主要的酚類物質,且晚秀梨果實的熊果苷含量是其余組分總和的1.20倍,85-18-13梨果實熊果苷含量占酚類物質含量的46.97%。綜上說明,晚秀果實中的酚類物質種類更多,而85-18-13果實中的酚類物質含量更高,其酚類物質總量是晚秀的1.47倍,說明酚類物質含量是造成2個梨品種酚類物質差異的主要原因。

2.3 梨果實不同部位酚類物質組成與含量差異分析

梨果實不同部位4 種主要酚類物質的含量差異如圖2所示。晚秀、85-18-13梨果皮與果核中的4種主要酚類物質含量均顯著高于果肉,而不同部位果肉的4 種主要酚類物質含量的差異顯著性不同。晚秀不同部位果肉的熊果苷含量表現為上部gt;外部gt;下部gt;內部gt;中部,而85-18-13表現為上部gt;下部gt;外部gt;中部gt;內部,說明近果梗處果肉的熊果苷含量均高于其他部位,但差異不顯著。晚秀不同部位果肉的綠原酸含量表現為下部gt;外部gt;上部gt;內部gt;中部,而85-18-13表現為下部gt;上部gt;外部gt;中部gt;內部,說明近萼洼處果肉的綠原酸含量顯著較高,且85-18-13梨果實中的綠原酸含量均明顯高于晚秀。85-18-13梨果實各部位均檢測出表兒茶素,且果肉下部(近萼洼處)的表兒茶素含量顯著高于其余部位,而晚秀果實上部、中部均未檢測出表兒茶素。晚秀不同部位果肉的兒茶素含量表現為中部gt;內部gt;下部gt;外部gt;上部,而85-18-13表現為下部gt;上部gt;中部gt;外部gt;內部,其中晚秀梨果實中的兒茶素含量高于85-18-13。綜上表明,綠原酸、表兒茶素含量是造成2個梨品種果實中酚類物質含量差異的主要原因,且果肉是造成差異分布的主要部位。

由表2可知,除在晚秀果核中檢測到微量異鼠李素-3-O-葡糖苷,85-18-13梨果實下部果肉中檢測到微量蘆丁、莰菲醇-3-O-蕓香糖苷、山柰酚3-O-葡萄糖苷外,9種占比較小的酚類物質主要分布在果皮中。晚秀果皮中槲皮葡萄糖苷含量為120.76 μg·g-1 DW,而85-18-13果皮中未檢測到槲皮葡萄糖苷。晚秀、85-18-13果皮中的山柰酚-雙脫氧己糖苷含量分別為66.31、0.18 μg·g-1 DW,兩者相差368.39倍。85-18-13果皮中的山柰酚-3-O-葡萄糖苷、蘆丁含量分別為620.85、236.27 μg·g-1 DW,分別是晚秀的12.02、12.88倍。由此可見,梨果皮富含多種酚類物質,且晚秀果皮中的酚類物質種類較85-18-13更豐富,而85-18-13果皮酚類物質含量較晚秀高,其中山柰酚-3-O-葡萄糖苷、蘆丁含量是造成二者差異的主要原因。

2.4 梨果實酚類物質含量主成分分析

對2個梨品種(系)果實不同部位的13種酚類物質含量進行主成分分析,結果(圖3)表明,當成分數為2時,特征值突降,之后表現平穩,說明晚秀、85-8-13均以第1種主成分即可有效反映梨果實酚類物質的含量差異。由表3可知,晚秀和85-8-13的第1主成分(Y1)貢獻率分別為93.45%和95.99%。

根據貢獻率,構建綜合得分(D)模型,晚秀梨果實不同部位綜合得分如公式(3)所示,85-8-13梨果實不同部位綜合得分如公式(4)所示。

D=93.448%×Y(i,2) (3)

D=95.993%×Y(i,2) (4)

計算梨果實不同部位酚類物質的綜合得分,如表4所示。梨果實不同部位酚類物質含量的得分均表現為果皮gt;果核gt;果肉(上、中、下、內、外),而果肉的不同部位又表現為晚秀近果心和萼洼處果肉的酚類物質含量較高,85-8-13近果梗和萼洼處果肉的酚類物質含量高于其余部位。

3 討論

酚類物質是植物重要的次生代謝產物之一[18],具有較強的功能活性[1920]。研究顯示,梨果肉中酚類物質與抗氧化指標的關聯度均表現為總酚gt;總黃酮gt;綠原酸gt;熊果苷,酚類物質總含量是果肉提取物抗氧化能力形成的主要因素,在篩選高抗氧化活性鮮食品種時,可以高總酚含量作為簡化條件[14]。本研究中,85-18-13梨果實各部位的總酚、總黃酮含量均顯著高于晚秀,說明85-8-13可作為培育高抗氧化活性鮮食良種以及研究梨果實抗氧化活性遺傳特性的重要種質資源。

酚類物質是水果果實中重要的生物活性物質和營養物質,其組成和豐度是表征果實品質的關鍵指標,也是決定口感的重要因素[21-23]。本研究供試梨果實中共檢測出熊果苷、兒茶素、綠原酸、表兒茶素、蘆丁等13種酚類物質,其中熊果苷含量最高,其次為綠原酸、表兒茶素,這與姜喜等[16]和黃怡等[10]的研究結果相似,說明熊果苷和綠原酸為梨果實中主要的酚類物質[8,24]。綠原酸等酚類物質己被確定為梨果實或果汁褐變的重要底物[2526],其經多酚氧化酶作用極易形成褐色的醌類物質。本研究表明,梨果肉中綠原酸、表兒茶素含量的差異是造成2個梨品種酚類物質差異的主要原因,且85-8-13梨果肉中綠原酸、表兒茶素含量分別是晚秀的4.36、76.79倍,由此推測晚秀梨果實發生褐變的可能性較小。酚類化合物還與水果的澀味、苦味等風味有關[27],這與本研究中梨果核風味偏酸澀的特點相符,此外近萼洼處果肉的綠原酸含量較高,綠原酸是否直接影響果實風味還需進一步研究。

通過對成熟果實的果皮、果肉細胞超微結構分析發現,果皮中大部分細胞器解體,其中以淀粉粒的解體現象最顯著,但內質網仍較豐富,內質網是有機物的合成車間,由此認為內質網在合成和運輸分泌物質方面起著關鍵作用[28];果肉薄壁細胞發生細胞質退化和淀粉粒降解,而線粒體和質膜結構保持完整性[2930]。線粒體是有氧呼吸的主要場所,能將有機物氧化分解,但不能合成有機物。本研究中梨果實的總酚、黃酮及各酚類物質組分的含量均表現為:果皮gt;果心gt;果肉,這可能是由于果皮中內質網豐富,有利于有機物的合成,而果肉與其相反,且線粒體持續完整不能合成有機物,故導致果皮的酚類物質種類優于果肉。此外,本研究還發現,梨近果梗和萼洼處果肉的酚類物質含量略高于其余部位,推測酚類物質的合成運輸集中于果實垂直方向。以上研究結果為梨品質調控與遺傳改良提供了補充和參考。

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