白花刺蔷薇种子和果实的形态与组分
2011-10-10徐宁伟郭振清刘艳芳徐兴友
徐宁伟,李 津,郭振清,刘 静,刘艳芳,徐兴友*
(1河北农业大学园林与旅游学院,河北保定,071000;2河北大学生命科学学院;3河北科技师范学院野生植物资源应用研究所)
我国野生蔷薇属资源丰富,多数花繁叶茂,气味芬芳,常作为花架、长廊、假山石壁的垂直绿化材料,也是城市园林美化绿化以及高速公路护坡的重要材料[1,2];野生蔷薇的果实维生素含量高,营养全面,可酿酒、作饮料、制果脯和罐头[3],同时还含有甾醇、单宁、超氧化物歧化酶等多种生物活性物质,具有降血压、防治坏血病以及增强人体免疫功能等药效,可制成多种医药保健制剂[4]。白花刺蔷薇(Rosa acicularis Lindl.f.alba Z.Wang et Q.L.Wang)作为蔷薇科(Rosaceae)蔷薇属(Rosa)刺蔷薇(Rosa acicularis Lindl.)的一变种[5],在燕山东段有大片分布,笔者对白花刺蔷薇种子和果实的形态与内含物组分进行了分析,旨在为其开发利用提供基础资料。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验所用的白花刺蔷薇果实于2009年9月底采于河北省青龙县祖山,并装入密封袋中于4℃温度下储存备用;试验所用的白花刺蔷薇种子是将采回的白花刺蔷薇果实用水搓洗,去除果皮及果肉留下饱满的种子,在实验室中自然风干后去杂,保存广口瓶中备用。白花刺蔷薇果实形态与组分试验于2009年10月初进行,白花刺蔷薇种子形态与组分试验于2010年2月进行。
1.2 方法
1.2.1 白花刺蔷薇种子的形态与组分研究
种子的外部形态:结合解剖镜观察种子的形状、颜色、纹饰及附属物、种脐、种孔的形状和位置[6]。
种子大小及单粒重的测定:随机抽取50粒种子,用游标卡尺和分析天平准确测定种子的大小和重量,3次重复。
种子可溶性糖含量测定:蒽酮比色法[7]。
种子蛋白质含量的测定:考马斯亮蓝法[7]。
种子游离氨基酸含量的测定:茚三酮显色法[7]。
种子总糖含量的测定:3,5-二硝基水杨酸法[7]。
种子粗脂肪含量的测定:残余法[7]。
罗译:The tradition of learning from the teacher has long been neglected.[6]63
种子灰分含量测定:采用马福炉灰化法,600℃下灰化,以样品干重为基础计算样品中灰分含量[8]。
1.2.2 白花刺蔷薇果实形态与果肉的组分研究
果实大小的测定:随机抽取50个果实,用游标卡尺准确测定果实的大小,3次重复。
果肉中蛋白质含量的测定:考马斯亮蓝法[7]。
果肉中游离氨基酸含量的测定:茚三酮显色法[7]。
果肉中色氨酸含量的测定:二羟基乙酸盐法[7]。
果肉中赖氨酸含量的测定:茚三酮溶液显色法[7]。
果肉中总糖含量的测定:3,5-二硝基水杨酸法[7]。
果肉中单宁含量的测定:Folin-Denis法[9]。
果肉中SOD含量的测定:氮蓝四唑(NBT)还原法[7]。
果肉中有机酸含量的测定:用水将果肉中的有机酸浸提出来,然后用碱滴定[10]。
果肉中花色素含量的测定:用比色法[7]。
果肉中Vc含量的测定:2,6-二氯酚靛酚滴定法[7]。
果肉中可溶性固形物含量的测定:利用阿贝折射仪测定折射率,根据折射率与可溶性固形物换算表得出可溶性固形物的质量分数。
白花刺蔷薇种子与果肉矿质元素含量测定:种子样品用高氯酸消化,矿质元素含量用原子吸收法测定[8,10]。
2 结果与分析
2.1 白花刺蔷薇果实及种子形态特征
白花刺蔷薇果是由花托发育而成的肉质浆果,红色,表面无毛,长椭圆形、长卵形、倒卵状或长圆形,长1.5~2.5 cm,径0.8~1.0 cm,内含种子1~12粒不等,种子外部有一层白色薄膜包络。种子近似卵形,顶端钝或尖,基部圆钝,两端具簇毛;种皮土黄色或褐色,表面较平滑,坚硬,具光泽。长3.66~5.44 mm,直径1.64 ~3.00 mm。
2.2 白花刺蔷薇种子大小及单粒质量、千粒质量
白花刺蔷薇种子大小及单粒质量分布较为集中(表1)。大约86%种子长度分布在4.0~5.2 mm范围内;98%的种子的最大直径分布在1.6~2.8 mm范围内。而单粒质量分布较为均匀,4~8 mg和8~12 mg范围内的种子数所占百分比较小,分别为16%和20%,而12~16 mg和16~20 mg范围内的种子数所占百分比稍大,均为32%。种子尺寸平均为4.58 mm×2.21 mm,单粒质量平均为12.82 mg,千粒质量平均为12.55 g。
表1 白花刺蔷薇果实和种子形态及单粒质量
对所测的白花刺蔷薇种子大小及单粒质量做相关性分析可以看出,白花刺蔷薇种子长度、直径及单粒质量各性状之间均呈极显著的正相关,并且单粒质量与长度、直径相关性都较大,近0.7(表2)。因此在筛选分级时,长度、直径、单粒质量这3个性状均可作为分离白花刺蔷薇种子的依据。
2.3 白花刺蔷薇种子的营养物质含量
白花刺蔷薇种子含水量较高,质量分数为172.3 mg/g(表3)。几种营养物质中,总糖含量最高,质量分数为 124.2 mg/g,其次是粗脂肪,为 71.0 mg/g,灰分为 16.5 mg/g,可溶性糖为 11.7 mg/g,而游离氨基酸和蛋白质的含量则很低,分别为0.2 mg/g和1.7 mg/g。
表2 白花刺蔷薇种子大小和单粒质量之间的相关性
表3 白花刺蔷薇种子营养物质含量
2.4 白花刺蔷薇果实果肉的营养物质含量
白花刺蔷薇果实果肉中营养物质含量测定结果见表4。质量分数大小排序为总糖(44.6 mg/g)>酒石酸(4.5 mg/g)>赖氨酸(4.1 mg/g)>苹果酸(4.0 mg/g)>单宁(3.3 mg/g)>色氨酸(1.8 mg/g) >蛋白质(1.2 mg/g) >游离氨基酸(0.4 mg/g)。在这些内含物中,总糖的含量最高,且远远高于其它内含物含量。除此之外,鲜果肉中超氧化物歧化酶(SOD)含量为1 482.3 U/g,色素含量为1.9单位/g,可溶性固形物质量分数为73.0 mg/g,Vc 质量分数为 2.7 mg/g。
表4 白花刺蔷薇果实果肉中营养物质的含量
表5 白花刺蔷薇果实种子和果肉中矿质元素的质量分数 mg/g
2.5 白花刺蔷薇种子和果肉中矿质元素的含量
白花刺蔷薇种子和果肉中矿质元素含量见表5。可以看出白花刺蔷薇种子中Ca的质量分数最高,其次是Mg的质量分数,分别为1.394和0.518 mg/g;明显高于Zn,Mn的质量分数。果肉中Ca的质量分数最高,为3.372 mg/g;明显高于Mg,Mn的质量分数。
3 结论与讨论
3.1 白花刺蔷薇种子较小
白花刺蔷薇种子尺寸为4.58 mm ×2.21 mm,单粒质量12.82 mg,属小型种子[11]。
3.2 白花刺蔷薇种子营养物含量较少
白花刺蔷薇种子中三大营养物质的质量分数排序为总糖的质量分数>脂肪的质量分数>蛋白质的质量分数。总糖的质量分数最高,但含量远远不及甜杏仁、核桃仁、花生仁、瓜子仁等常见可食种子中总糖的质量分数[8]。
3.3 白花刺蔷薇果实果肉中Vc的质量分数极高
白花刺蔷薇果肉中Vc的质量分数极高,达2.7 mg/g,远远高于蔷薇科多种水果,如沈农2号苹果(Vc 的质量分数为 0.01 mg/g)[10]、金秋梨(Vc 的质量分数为 0.008 mg/g)[12]、杏(Vc 的质量分数为0.100 ~0.240 mg/g)[13]、木瓜(Vc 的质量分数为 0.508 ~ 2.031 mg/g)[14]、山楂(Vc 的质量分数为0.374 ~1.397 mg/g[15]),比柑橘、猕猴桃 Vc含量高30 ~40 倍[16],实为植物性“Vc之王”。
Vc是人类营养中最重要的维生素之一,缺乏Vc将引发坏血病。据近年来研究结果表明,Vc可增强机体对肿瘤的抵抗能力,并对化学致癌有阻断作用。而且从营养学的观点来说,2~3个蔷薇果足够人体一昼夜对Vc的需求[17,18]。因此,白花刺蔷薇作为富含Vc的野生果,以其为原料进行天然Vc的医药制剂和营养食品的工业化生产,有广阔的开发前景。
3.4 白花刺蔷薇果实果肉中超氧化物歧化酶(SOD)含量丰富
白花刺蔷薇鲜果肉中SOD含量达1 482.3 U/g,远远高于公认的SOD含量丰富的水果——刺梨(最高达495 U/g)[19],更高于同科常见水果果肉中的含量,如山楂(300.6 U/g)、樱桃(146.2 U/g)、梨(86.9 U/g)、苹果(82.5 U/g)等[20]。与目前所知的 SOD 含量最高的野木瓜[21](3 227 U/g)相比,几乎达到其含量的1/2。
SOD作为一种专一性的超氧自由基清除剂,可以防御超氧阴离子的毒性,维持细胞正常的生理代谢,减轻或消除超氧阴离子自由基对机体的损害。因其延缓衰老、防治肿瘤、防辐射的独特功能,在医疗、化妆品、食品保健等领域应用广泛[22]。白花刺蔷薇作为富含SOD的野生果具有重要的开发价值。
3.5 矿质元素Ca含量丰富
白花刺蔷薇不论是在种子中,还是在果肉中,与其它元素相比,Ca的质量分数都是最高的。种子中为1.394 mg/g,高于甜杏仁(0.526 0 mg/g)、花生仁(0.771 mg/g)中Ca的质量分数,略低于核桃仁中Ca 的质量分数(1.600 mg/g)[8,23]。白花刺蔷薇果肉中 Ca 的质量分数为3.372 mg/g,远远高于木瓜(0.169 ~0.433 mg/g)[14]和山楂(0.424 ~1.060 mg/g)的含量[15]。
白花刺蔷薇果实中的高Ca含量,连同丰富的Vc等营养成分,对高血脂、心绞痛等心血管疾病和缺钙症具有良好的防治作用[24]。另外,果实中的Mn,Zn等矿质成分还具有抗癌的药理活性,因此,开发利用白花刺蔷薇意义深远。
[1]王奎玲,唐启和,刘庆超,等.山东蔷薇属植物资源及其园林应用的调查研究[J].安徽农业科学,2007,35(7):1 988-1 989.
[2]王昌腾.浙江省蔷薇科野生观赏植物资源及园林应用[J].安徽农业科学,2007,35(23):7 162-7 165.
[3]王春景,周守标,黄文江,等.安徽蔷薇属植物资源及其开发利用[J].中国野生植物资源,2005,24(1):32-35.
[4]何永华,曹亚玲,皮力东,等.我国22种野生蔷薇果实主要经济性状及重要维生素含量[J].园艺学报,1994,21(2):158-164.
[5]林湘,林玉立,林腩,等.刺蔷薇一新变种[J].植物研究,1992,12(4):377-378.
[6]刘长江,林祁,贺建秀.中国植物种子形态学研究方法和术语[J].西北植物学报,2004,24(1):178-188.
[7]刘永军,郭守华,杨晓玲.植物生理生化试验[M].北京:中国农业科技出版社,2002.
[8]王淑英,温哲屹,李慧颖.我国甜杏仁营养成分含量分析[J].北京农业,2008(9):13-16.
[9]李静,聂继云,李海飞,等.苹果果实单宁Folin-Denis测定法[J].中国果树,2006(5):57-59.
[10]李艳梅,赵福顺,赵丽华.沙果123苹果沈农2号苹果营养成分分析[J].农产品加工·学刊,2009(2):79-81.
[11]胡晋,王建华,胡伟民.种子生物学[M].北京:高等教育出版社,2006.
[12]吕金海,伍贤进,周书伟,等.金秋梨果实发育中生长速率及主要营养成分的变化[J].中国农学通报,2004,20(5):35-36,44.
[13]张君萍,高疆生,李疆,等.新疆杏与华北杏果实主要营养成分比较分析[J].新疆农业科学,2006,43(2):140-144.
[14]王蕊.木瓜的营养保健功能及其产品的开发研究[J].食品研究与开发,2006,27(1):125-127.
[15]柏素花,朱月英.不同山楂品种的营养品质分析[J].中国农学通报,2008,24(4):144-146.
[16]刘士侠.第三代水果后起之秀“VC”王——蔷薇果[J].新疆农业,1999(2):33.
[17]邓炳生.野蔷薇——天然维C之源[J].中国水土保持,1985,12(11):122-123.
[18]高缘,张建军,屠锡德.抗坏血酸的新应用[J].药学进展,2000(1):24-27.
[19]黄桔梅,罗松,徐飞英.刺梨果实中SOD含量与生态气候研究[J].贵州气象,2003,27(5):32-35.
[20]吴国荣,魏锦城,程光宇,等.水果超氧物歧化酶活性及性质[J].南京师大学报:自然科学版,1994,17(2):113-120.
[21]龙立力,张维广,谢小林.野木瓜在食品工业中的应用前景[J].饮料工业,2009,12(1):10-13.
[22]迟玉杰,王明丽,孙艳红.SOD对人体的营养保健作用[J].中国乳品工业,2000,28(4):27-29.
[23]杨春,卢健鸣,梁霞,等.杏仁的营养价值与开发利用[J].山西食品工业,1999(2):23-25,32.
[24]马清温,万鹏,孙震晓.山东药用植物[M].济南:山东科学技术出版社,1998.