不同品种梨果实酚类物质和抗氧化性能分析

李丽梅，赵 哲，何近刚，关军锋

不同品种梨果实酚类物质和抗氧化性能分析

李丽梅，赵 哲，何近刚，关军锋*

（河北省农林科学院遗传生理研究所，河北 石家庄 050051）

以我国北方11 个主栽梨品种黄冠、绿宝石、雪梨、鸭梨、丰水、南水、圆黄、黄金、华山、五九香和早酥的果实为试材，分别测定了果皮、果心和果肉中可溶性酚的含量，并对酚类物质进行了高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）分析。通过分别测定果皮、果肉、果心的乙醇提取液对DPPH自由基和羟自由基的清除能力，对其所含酚类物质的抗氧化性能进行了评价。结果表明：1）梨果心酚类物质含量高于果皮，果肉最低；2）在果心和果皮中均检测出熊果苷、没食子酸、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、香豆酸和芦丁8 种酚类物质，而在果肉中检测出熊果苷、没食子酸、绿原酸、表儿茶素和芦丁5 种物质；3）熊果苷、绿原酸和表儿茶素都为果肉和果皮的主要酚类物质，果肉中绿原酸的含量高于熊果苷，果皮则反之，果心所含酚类物质以绿原酸和熊果苷为主，且绿原酸的含量高于熊果苷；4）果皮、果肉、果心不同部位的酚类物质的含量与1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力和羟自由基清除能力间均分别呈显著正相关关系，表明酚类物质与自由基清除能力的关系密切。

梨；酚类物质；高效液相色谱；抗氧化性

梨是河北省优势果品，栽培品种多，面积大，产量高。目前栽培面积达到18万 hm2，产量700万 t[1]。但高产量并不一定意味着高收益。原因在于：一方面，恶劣天气等因素使梨果生产过程中不可避免地出现残次果而降低商品价值，另一方面由于信息不畅使供求关系不平衡而导致梨果滞销而积压，而有限的冷藏能力又限制了梨果的及时入库，造成了腐烂和损耗。这些方面都影响了梨果产业的经济收益。加工可以消耗残次果和滞销果，提高产品的附加值，增加经济效益。在制取罐头、果汁等产品过程中，会产生果皮、果心等废弃物，目前主要是作为饲料或者被丢弃，还没有更好地被开发利用。已有的关于苹果多酚、茶多酚、葡萄多酚的研究报道认为，多酚具有抗氧化[2-7]、抗衰老[8]等重要的生理功能，但对梨多酚的研究刚刚开始，目前主要集中在酚类物质分析和果实褐变的关系方面[9-11]，并且仅限于对果肉的研究，对梨酚类物质的抗氧化研究则鲜有报道，仅史国安等[12]报道沙梨果汁具有显著的清除羟自由基能力和较强的抗氧化活性，赵金伟等[13]比较了苹果梨幼果和成熟果果皮中提取的酚类物质抗氧化活性，但并未涉及到常见的梨品种。本实验以北方主栽品种梨为材料，采用高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）分别对果皮、果心和果肉部分所含的酚类物质进行定性和定量分析，同时开展了多酚提取物的抗氧化研究，旨在为梨的深加工和残渣利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

2012年8月和9月分别在赵县范庄、晋州市赵兰庄等地管理水平一致的果园采摘已达到商品化成熟度的黄冠、绿宝石、雪梨、鸭梨、丰水、南水、圆黄、黄金、华山、五九香、早酥共11 个品种梨，每个品种采摘50 kg。采摘后立即运回实验室，除去田间热后，分别对果皮、果心和果肉取样，液氮速冻后-80 ℃冰箱保存，用于测定。

熊果苷（纯度≥98%）、没食子酸（纯度≥99%）、绿原酸（纯度≥95%）、（+）-儿茶素（纯度≥98%）、咖啡酸（纯度≥98%）、表儿茶素（纯度≥90%）、p-香豆酸（纯度≥98%）、芦丁（纯度≥94%）、槲皮素（纯度≥95%）标准品 美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

UV-2100分光光度计 美国Unico公司；L-2000高效液相色谱仪（配备L-2400 UV检测器，Lachrom C18色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）） 日本Hitachi公司；3K30高速离心机 美国Sigma公司。

1.3 方法

1.3.1 酚类物质的含量测定

参照鞠志国[14]的Folin-酚方法测定。以绿原酸为标样建立标准曲线，于765 nm波长处测定OD值计算酚类物质的含量。

1.3.2 酚类物质定性和定量分析

提取物处理：分别称取适量果皮、果肉、果心，加入一定体积的乙醇溶液高速匀浆提取，离心后取上清液过固相C18萃取小柱，以甲醇淋洗，过0.45 μm滤膜，马上进行HPLC检测。根据标准物质的保留时间对酚类物质进行定性。各种酚类物质的含量采用HPLC法测定[15]。

色谱条件：HITACHI L-2000高效液相色谱仪器自带的反相LachromC18色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），检测波长280 nm，柱温30 ℃，流动相为5%冰醋酸水溶液（A）、乙腈（B）。采用梯度洗脱程序，洗脱程序为0～20 min，5%～15% B，21～40 min，15%～45% B，流速为1.0 mL/min，进样体积为10 μL。

1.3.3 抗氧化性能评价

以无水乙醇为溶剂分别对不同品种梨的果皮、果心和果肉进行提取，采用清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基法[16]和铁氧化邻二氮菲法[17]测定羟自由基清除能力进行抗氧化性能评价。分别以Trolox和VC为标准物质，做其质量浓度和DPPH自由基、羟自由基清除率的标准曲线，建立方程，由被测溶液的DPPH自由基、羟自由基清除率计算出Trolox当量抗氧化能力（trolox equivalent antioxidant capacity，TEAC）（μg/g，即每克样品鲜质量相当于每微克Trolox的抗氧化能力）[18]和VC当量的抗氧化能力（ascorbic acid equivalent antioxidant capacity，AEAC）（mg/g，即每克样品鲜质量相当于每毫克VC的抗氧化能力）[19]。TEAC或AEAC值越高则对DPPH自由基、羟自由基的清除能力越强。

1.4 数据分析

采用统计分析软件SPSS18.0对实验数据进行显著性检验和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种梨果实酚类物质的含量比较

图1 不同品种梨果心、果皮、果肉酚类物质含量比较Fig.1 Comparison of soluble phenolic compound content in core, peel and flesh from different pear cultivars

由图1可知，与果皮和果心相比，果肉酚类物质的含量最低，平均值仅为果皮的16.3%，果心的10.9%。果肉酚的含量的变异系数为37.6%，品种间差异较大，其中五九香和早酥果肉中酚的含量最高；果心中酚的含量的变异系数为41.1%，品种间差异明显，绿宝石和雪梨果心中酚的含量最高；果皮中酚的含量的变异系数为16.3%，品种间差异小于果心和果肉，早酥和南水果皮中酚的含量最高。

2.2 不同品种梨果实酚类物质的HPLC检测分析

图2 酚类标准物质的HPLC色谱图Fig.2 HPLC chromatograms of phenolic compounds in mixed standard sample

图2显示了各种酚类标准物质的出峰时间和峰型图，峰型锐利，各个样品可以完全分离，说明色谱条件可以满足酚类物质检测的需要。由图3可知此条件可以满足样品分析的需要。

图3 五九香梨果皮的酚类物质HPLC色谱图Fig.3 HPLC chromatograms of phenolic compounds in the peel of Wujiuxiang pear

由表1可知，与果皮和果心相比，果肉所含酚类物质种类较少，共检出熊果苷、绿原酸和表儿茶素、没食子酸和芦丁5 种物质，其中熊果苷、绿原酸和表儿茶素在11 个品种中都有检出，且为果肉中主要的酚类物质。除圆黄和华山果肉的绿原酸和熊果苷的含量相近外，其余品种绿原酸的含量均高于熊果苷，并以五九香和早酥中绿原酸的含量最高；早酥梨中熊果苷的含量最高；早酥和五九香梨中表儿茶素的含量最高。

在果皮中共检出熊果苷、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、香豆酸、芦丁和没食子酸8 种酚类物质，其中熊果苷、儿茶素、绿原酸、表儿茶素和香豆酸在所测品种中都有检出，并且前三者是果皮的主要酚类物质，其余则含量较低，且分布在不同品种梨的果皮中。除鸭梨外，其余品种果皮中熊果苷的含量均高于绿原酸，其中熊果苷含量最高的品种是南水，其次是早酥；鸭梨果皮中绿原酸的含量最高；五九香和早酥果皮中表儿茶素的含量最高。

果心中共检出熊果苷、没食子酸、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、香豆酸和芦丁8 种酚类物质，其中熊果苷、绿原酸和表儿茶素在所检测品种中都有检出，且前两者为果心的主要酚类物质。除丰水、早酥和黄金的果心中熊果苷和绿原酸的含量相近外，其余品种中绿原酸的含量均高于熊果苷。绿宝石和雪梨的果心中熊果苷和绿原酸的含量最高；五九香果心中表儿茶素的含量最高。没食子酸、芦丁、儿茶素、咖啡酸和香豆酸分布在不同品种梨的果心中，且含量很低。

表1 不同品种梨酚类物质HPLC分析结果Table 1 HPLC analysis results of phenolic compounds in different pear cultivars

2.3 不同品种梨果实提取液对DPPH自由基清除能力

由图4A可知，圆黄和早酥果皮的乙醇提取液对DPPH自由基清除能力最强，黄冠果皮的清除能力最差；由图4B可知，雪梨、鸭梨、黄冠、华山、南水、绿宝石和早酥果心对DPPH自由基的清除能力强，而丰水最弱；由图4C可知，早酥果肉对DPPH自由基的清除能力最强，其次是五九香，鸭梨和雪梨再次之，其余品种的清除能力接近。

所试品种的果肉TEAC都明显低于果皮和果心，说明果肉对DPPH自由基清除能力低于果皮和果心；果皮和果心对DPPH自由基清除能力因品种而异，圆黄、五九香、黄金和丰水的果皮TEAC高于果心，其余品种则果心高于果皮（图4D）。

图4 不同品种梨果皮（A）、果心（B）、果肉（C）清除DPPH自由基能力和TEAC（D）ACDFig.4 DPPH radial scavenging activity of peel (A), core (B), flesh (C) from different pear cultivars and trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) (D)

2.4 不同品种梨果实提取液对羟自由基清除能力

图5 不同品种梨果皮（A）、果心（B）、果肉（C）清除羟自由基能力和AEAC（D）ACDFig.5 Hydroxyl radial scavenging activity of peel (A), core (B), flesh (C) from different pear cultivars and ascorbic acid equivalent antioxidant capacity (AEAC) (D)

由图5A可知，五九香梨果皮对羟自由基的清除能力最强，鸭梨和早酥次之，黄金再次之，其余品种的清除能力相当；由图5B可知，黄冠、雪梨、早酥、鸭梨、华山和绿宝石的果心清除羟自由基能力最强，圆黄次之，南水、五九香和黄金、丰水清除能力较弱；由图5C可知，早酥果肉清除羟自由基的能力最强，五九香次之，其余品种清除能力接近。

所试品种果肉的AEAC都远低于果皮和果心，说明果肉清除羟自由基能力不如果皮和果心。除五九香、黄金和丰水外，其他品种的果心AEAC都高于果皮，说明果心清除羟自由基的能力高于果皮。五九香果皮的AEAC高于其他品种，说明清除羟自由基能力较强（图5D），值得关注。

2.5 不同品种梨果实酚类物质含量与DPPH自由基清除能力、羟自由基清除能力的关系

为研究酚含量与DPPH自由基清除能力、羟自由基清除能力的关系，分别就酚含量和不同品种梨的果皮、果肉和果心的DPPH自由基清除率、羟自由基清除率之间做了相关性分析，结果见表2。

表2 不同品种梨果皮、果心和果肉中酚含量与DPPH自由基清除率、羟自由基清除率的相关性分析Table 2 Correlation analysis of soluble phenolic compound contents with DPPH and hydroxyl radical scavenging activities for peel, core and flesh from different pear cultivars

由表2可知，果肉酚含量与DPPH自由基清除能力和羟自由基清除能力间，以及果皮酚含量与DPPH自由基清除能力间均分别达到了极显著正相关；果心酚含量与DPPH自由基清除能力和羟自由基清除能力间，果皮酚含量与羟自由基清除能力间均达到显著正相关。这表明酚类物质与DPPH自由基和羟自由基的清除能力关系密切，具有抗氧化性。

3 讨 论

自由基是由生物体在生命活动过程中的生物化学反应所产生的中间产物。在某些病理情况下自由基在机体内积累，因其具有很高的反应活性，会在分子、细胞乃至器官水平给机体造成损伤，从而加快机体的衰老过程，并可诱导癌症、心血管疾病等发生。在众多的自由基中，羟自由基是最活泼的，也是对机体危害最大的一种自由基[20]。因此天然提取产物具有清除羟自由基能力的特性越来越引起人们的重视，是不可小觑的宝贵资源，等待被开发利用。而清除DPPH自由基是最为常见的体外检测抗氧化剂清除自由基的方法[16,21-23]，用以筛选抗氧化剂。分别比较果皮、果心、果肉的DPPH自由基清除能力和羟自由基清除能力，发现不同品种在两者的排序不一致，可能与实验中酚类物质清除DPPH自由基[24]和羟自由基[17]的原理不同有关。在本实验中，分别采用Trolox和VC做为清除DPPH自由基和羟自由基的标准物质，而非统一采用Trolox为标准物质，原因在于测定清除羟自由基实验时，当Trolox质量浓度从0.01 mg/mL增加到10 mg/mL时仍检测不到清除能力，推测Trolox可能不具备清除羟自由基的能力，尽管其清除DPPH自由基能力很强。说明同一种抗氧化剂对不同自由基清除能力不同[25]。由本实验结果可知，果皮、果心中酚类物质的含量远高于果肉，且同时具有较强的清除DPPH自由基和羟自由基的作用，因此值得开发利用。

为了进一步确定参与自由基清除活动的酚类物质种类，以含量较高且每个品种、部位都含有的熊果苷、绿原酸和表儿茶素为例，分别做了与DPPH自由基清除能力、羟自由基清除能力的相关性分析，结果显示仅果皮中含有的表儿茶素与两种自由基清除能力呈显著正相关，果肉中的绿原酸和表儿茶素与两种自由基清除能力呈显著正相关，其余则没有达到显著相关水平，特别是熊果苷，尽管含量较高，但似乎与自由基清除关系并不密切。赵金伟等[13]用熊果苷和绿原酸纯品对DPPH自由基和羟自由基的清除能力实验验证了熊果苷的清除能力明显低于绿原酸。Galvis Sáchez等[26]的研究也表明熊果苷与抗氧化能力关系不密切，他认为抗氧化能力不是由某个酚所决定。说明清除自由基可能是多种酚类物质共同作用的结果，低含量的酚类物质对自由基的清除作用也不容忽视。

在本实验中，梨果肉检测出熊果苷、没食子酸、绿原酸、表儿茶素和芦丁5 种物质，其中，绿原酸和表儿茶素是果肉的主要酚类物质，与Tanrioven等[27]的报道一致；熊果苷也是梨果肉中的主要酚类成分，与赵金伟等[28]的报道一致。果皮中检出熊果苷、绿原酸、表儿茶素、咖啡酸、儿茶素、香豆酸和芦丁，其中熊果苷和绿原酸是果皮的主要酚类物质，与赵金伟等[28]研究的苹果梨、李磊等[29]研究的黄冠梨的结果一致。

综上可知，梨果皮、果心由于酚类物质的含量远高于果肉，且所含的酚类物质具有抗氧化性，所以梨的多酚物质具有提取利用的价值。通过对梨加工后废弃的果心、果皮进行多酚的提取，对资源的合理有效开发利用，减少浪费和保护环境具有非常重要的意义。

4 结 论

4.1 梨果心中酚类物质的含量高于果皮，果肉中的含量最低。可以利用果皮和果心提取酚类物质。

4.2 梨果心和果皮均检测出熊果苷、没食子酸、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、香豆酸和芦丁8 种酚类物质，而果肉只检测出熊果苷、没食子酸、绿原酸、表儿茶素和芦丁5 种酚类物质。

4.3 果肉所含酚类含量较高的梨品种依次是早酥、五九香、雪梨和黄冠，以绿原酸、熊果苷和表儿茶素为主，且绿原酸的含量高于熊果苷；果皮所含酚类含量较高的品种依次是南水、鸭梨、早酥、五九香和圆黄，以熊果苷、绿原酸和表儿茶素为主，且熊果苷的含量高于绿原酸；果心所含酚类物质含量较高的品种是雪梨和绿宝石，以绿原酸和熊果苷为主，且绿原酸的含量高于熊果苷。

4.4 梨多酚的含量分别与DPPH自由基清除能力和羟自由基清除能力呈密切正相关，具有抗氧化性。

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Analysis of Phenolic Compounds and Their Antioxidant Activity in Fruits from Different Pear Cultivars

LI Li-mei, ZHAO Zhe, HE Jin-gang, GUAN Jun-feng*
(Institute of Genetics and Physiology, Hebei Academy of Agricultural and Forestry Science, Shijiazhuang 050051, China)

The contents and composition of soluble phenolic compounds in pear peel, core and flesh from 11 major cultivars in northern China were determined and analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). Meanwhile, the antioxidant activities of their ethanol extracts were evaluated by DPPH and hydroxyl scavenging radical assays. Results indicated that: 1) the highest contents of soluble phenolic compounds were found in the core, followed by the peel and flesh; 2) 8 kinds of phenolic compounds, i.e., arbutin, gallic acid, catechinic acid, chlorogenic acid, caffeic acid, epicatechin, cumaric acid and rutin were detected in both the core and peel, while 5 kinds of phenolic compounds, i.e., arbutin, gallic acid, chlorogenic acid, caffeic acid and epicatechin were detected in the fl esh; 3) chlorogenic acid, arbutin and epicatechin were the major phenolic compounds in the peel and fl esh with higher content of chlorogenic acid than arbutin in the flesh and the opposite result for the peel. At the same time, the main phenolic constituents of the core were chlorogenic acid and arbutin with higher level of the former when compared with the latter; 4) for each of the three fruit tissues, significant positive correlations between phenolic compound contents and DPPH and hydroxyl radical scavenging activities were observed, suggesting the close association of phenolic c ompounds with free radical scavenging activity.

pear; phenolic compounds; high performance liquid chromatography; antioxidant activity

S609.9

A

1002-6630（2014）17-0083-06

10.7506/spkx1002-6630-201417017

2013-10-10

国家现代农业（梨）产业技术体系建设专项（CARS-29-20）；河北省农林科学院基金项目（A2012110302）

李丽梅（1972—），女，副研究员，硕士，研究方向为梨采后生理与贮藏加工。E-mail：lilimeizhang@163.com

*通信作者：关军锋（1966—），男，研究员，博士，研究方向为梨采后生理与品质。E-mail：junfeng-guan@263.net