不同枣品种果实中 功能性成分含量的比较研究

周晓凤,郭雪飞,冯一峰,王志强,吴翠云,2,*

(1.塔里木大学植物科学学院/南疆特色果树高效优质栽培 与深加工技术国家地方联合工程实验室,新疆阿拉尔 843300;2.新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用兵团重点实验室,新疆阿拉尔 843300;3.新疆大学科学技术学院阿克苏校区,新疆阿克苏 843100)

枣(ZiziphusjujubaMill.)是国家卫生部批准的药食两用植物之一[1]。枣果实中含有多种生物活性物质,如多糖、黄酮类、三萜类、皂苷类、生物碱类等,对人体具有增强免疫力[2]、抗氧化[3]、抗肿瘤[4]等功效,是上等的膳食保健果品。枣果实成为新疆重要的林果业之一,近年来,对枣果实中功能性成分的研究已有不少工作[5-7],刘聪[8]对枣果实中不同部位的有效成分含量进行比较,发现枣皮中的总黄酮和总酚含量最高。彭艳芳[9]研究结果显示枣果实中总三萜、皂苷含量均随果实成熟而增加。但是对新疆不同品种枣果实中功能性成分含量比较分析的相关研究还鲜有报道。本文通过对新疆引进的10个品种枣果实中总黄酮、总酚、三萜、皂苷等活性成分的含量测定分析,进行枣果实功能性成分的评价,为枣果实功能性产品开发奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试材料 取自塔里木大学枣种质资源圃的伏脆蜜(鲜食)、蜂蜜罐(鲜食)、冬枣(鲜食)、京39(鲜食)、金丝小枣(制干)、灰枣优株(制干)、中枣1号(兼用)、赞2(兼用)、骏1(兼用)、骏枣(兼用)10个枣品种,2012年引进并高接于成龄大树上,至今已保存五年,2015年9月底至10月中旬,每个品种于果实完熟期从每株树的树冠中部外围采集2～4年生枣股上枣吊中部发育正常的果实,每个品种取30个果;芦丁标准品、没食子酸、熊果酸标准品、齐墩果酸 纯度>98%,上海融合医药科技发展有限公司;甲醇、乙醇、氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸铝、碳酸钠、香草醛、冰醋酸、高氯酸等 均为国产分析纯。

DHG-9145A电热鼓风干燥箱 上海—恒科学仪器有限公司;LD500摇摆式中药粉碎机长沙市岳麓区常宏制药机械设备厂;BS124S电子天平 北京赛多利斯科学仪器有限公司;TU-1901双光束紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司;KQ2200E型超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备 将采集的样品用冰盒带回实验室,依次用自来水、0.2% 盐酸、去离子水进行清洗,洗净的果实采用手工分离,用不锈钢刀去皮去核后将果肉切片置于105 ℃干燥箱中30 min,65 ℃下烘干至恒重,冷却后用粉碎机粉碎,磨粉,过40目筛,密封后置于-20 ℃的冰箱中保存,即为待测的枣粉试样。

1.2.2 总黄酮含量测定 精密称取枣粉试样1.000 g左右,于三角瓶中加入16 mL 70%乙醇,200 W超声辅助提取30 min,过滤,再用70%乙醇润洗滤渣3～5次,取滤液用70%乙醇溶液定容至25 mL,即得果肉供试品溶液,于-4 ℃冰箱保存备用。以芦丁为标准品,采用硝酸铝—亚硝酸钠比色法测定总黄酮含量[10]。总黄酮浓度在0.1～0.7 mg/mL范围内符合该线性关系:A=1.1643c-0.0233,相关系数r为0.9999,根据公式计算总黄酮含量,每份样品平行测定三次,取平均值。

样品中总黄酮含量(g/mg)=样品总黄酮浓度×稀释倍数×提取液体积/样品质量

1.2.3 总酚含量测定 试样处理同1.2.1。以没食子酸为标准品,采用福林一酚试剂法测定总酚含量[10]。总酚浓度在0.01～0.07 mg/mL范围内符合该线性关系:A=15.054c+0.0051,相关系数r为0.9994,根据公式计算总酚含量,每份样品平行测定三次,取平均值。

样品中总酚含量(g/mg)=样品总酚浓度×稀释倍数×提取液体积/样品质量

1.2.4 三萜含量测定 精密称取枣粉试样1.000 g左右,于三角瓶中加入20 mL甲醇,超声辅助提取30 min,过滤,再用甲醇润洗滤渣3～5次,取滤液用甲醇溶液定容至25 mL,即得果肉供试品溶液,于-4 ℃冰箱保存备用。以熊果酸为标准品,采用紫外分光光度法测定三萜含量[10]。三萜浓度在0.01～0.12 mg/mL范围内符合该线性关系:A=8.6201c-0.0361,相关系数r为0.9994,根据公式计算三萜含量,每份样品平行测定三次,取平均值。

样品中三萜含量(g/mg)=样品三萜浓度×稀释倍数×提取液体积/样品质量

1.2.5 皂苷含量测定 试样处理同1.2.3。以齐墩果酸为标准品,采用紫外分光光度法测定皂苷含量[10]。皂苷浓度在0.01～0.1 mg/mL范围内符合该线性关系:A=9.069c-0.0106,相关系数r为0.9993,根据公式计算皂苷含量,每份样品平行测定三次,取平均值。

样品中皂苷含量(g/mg)=样品皂苷浓度×稀释倍数×提取液体积/样品质量

1.2.6 枣果实中功能性成分含量进行相关性分析 对10个枣品种果实中功能性成分含量(总黄酮,总酚,三萜,皂苷)的相关性分析。

1.2.7 枣果实中功能性成分含量对应分析 对10个品种枣和4个有效成分含量进行对应分析,双标图能够更好的体现出功能性含量突出品种。

1.2.8 枣果实中功能性成分含量的灰色关联度分析 对10种枣果实中功能性成分含量进行灰色关联度分析,筛选出表现较好的品系。

1.3 数据分析

采用Excel 2003进行数据的整理和简单计算,再用DPS 7.05软件进行方差分析、相关性分析及灰色关联度分析,最后用DPS 7.55软件进行对应分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种枣果实中总黄酮含量比较分析

由图1可以看出,供试的10个品种枣果实中总黄酮含量平均值为(3.07±0.26) mg/g。其中,灰枣优株、赞2果实中总黄酮含量最高,分别为(5.63±0.19)、(5.11±0.10) mg/g,两者无显著性差异,但均极显著高于其它各品种;冬枣果实总黄酮含量次之(3.78±1.01) mg/g,显著高于除灰枣优株、赞2外的其它品种;而伏脆蜜果实中的总黄酮含量最低,极显著低于除骏枣、骏1和中枣1号外的其它品种,而与这三个品种存在显著性差异。

图1 10个枣品种果实中总黄酮的含量比较Fig.1 The comparison of the total flavonoids contents in the fruit of 10 jujube varieties注:不同小写字母表示显著差异(p<0.05);不同大写字母表示极显著差异(p<0.01);图2～5同。

2.2 不同品种枣果实中总酚含量比较分析

10个品种枣果实中总酚含量分布在12.28～23.70 mg/g之间,平均值为(17.39±1.26) mg/g(图2)。其中,京39、中枣1号(21.95±1.43) mg/g与赞2(20.47±1.17) mg/g果实中总酚含量最高,三者无显著差异,但均极显著高于除灰枣优株外的其他品种。金丝小枣、蜂蜜罐与伏脆蜜等3个品种果实中总酚含量最低,且它们之间无显著性差异。

图2 10个枣品种果实中总酚的含量比较Fig.2 The comparison of the total phenols contents in the fruit of 10 jujube varieties

2.3 不同品种枣果实中三萜含量比较分析

图3结果显示,10个品种枣果实中三萜含量平均值为(39.45±2.46) mg/g,含量最高的为赞2(64.35±5.67) mg/g,其次为骏1(56.88±3.78) mg/g,两者之间存在极显著差异,且均极显著高于其它品种;灰枣优株和伏脆蜜果实中三萜含量位于第三,金丝小枣果实中的三萜含量最低,极显著低于除京39、骏枣和蜂蜜罐外的其它品种,且与这3个品种无显著性差异。

图3 10个枣品种果实中三萜的含量比较Fig.3 The comparison of the triterpene contents in the fruit of 10 jujube varieties

2.4 不同品种枣果实中皂苷含量比较分析

供试的10个品种枣果实中皂苷含量主要分布在20.36～55.18 mg/g之间,平均值为(30.50±2.02) mg/g(图4)。其中,赞2果实中皂苷含量最高为(55.18±3.02) mg/g,其次为骏1(48.20±4.96) mg/g,两者之间存在极显著差异,且均极显著高于其它品种;京39、蜂蜜罐与骏枣等3个品种果实中皂苷含量最低,且它们之间无显著差异。

图4 10个枣品种果实中皂苷的含量比较Fig.4 The comparison of the saponin contents in the fruit of 10 jujube varieties

2.5 不同品种枣果实中功能性成分含量相关性分析

从表1可以看出,三萜含量与皂苷含量呈极显著的正相关(R=0.96),其余指标之间无显著相关性。

表1 10个枣品种果实中功能性成分含量相关性分析Table 1 The correlation matrix of feature components contents in the fruit of 10 jujube varieties

2.6 不同品种枣果实中功能性成分含量对应分析

由图5可知,将这10个品种和4个性状分为4类:第一类为骏1、赞2果实中三萜、皂苷含量较高;第二类为灰枣优株果实中总黄酮含量较高;第三类为京39果实中总酚含量较高;第四类为中枣1号,伏脆蜜、骏枣、金丝小枣、蜂蜜罐、冬枣,与其他品种相比,它们和指标之间的特征关联度较小,果实中功能性成分的含量不突出。(见图5)

图5 10个品种枣果实中功能性成分含量对应分析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,载荷量。

2.7 不同品种枣果实中功能性成分含量的灰色关联度分析

从表2可以看出,灰色系统理论认为关联度越大的品种与“理想品种”越相近,现将各品种的关联度进行排序,从排序情况可以看出,等权关联序排名前三的品种为赞2、灰枣优株、骏1,加权关联序排名前三的品种为赞2、灰枣优株、京39。等权关联度是给各性状的权重定为一样,而在实际中,各性状主次程度不一样,权重也不一样,故枣品种排序时以加权关联度为主。因此表现较好的品系依次有赞2、灰枣优株、京39、中枣1号、骏1。

表2 10个枣品种果实中功能性成分灰色关联度分析Table 2 The gray-related degree analysis of feature components contents in the fruit of 10 jujube varieties

3 讨论与结论

不同水果中同一功能性成分含量差异较大。郭长江[11]等采用高效液相色谱法测定了38种水果中的黄酮类化合物,结果表明石榴、山植、红提中最为丰富,含量高达0.062、0.042、0.040 mg/g,而远远低于枣果实中黄酮的含量。黄酮类化合物能够通过对炎症因子的调节起到抗炎、调节免疫系统活性的作用[12]。本研究结果表明,灰枣优株与赞2的总黄酮含量最高适合开发增强人体免疫力的枣黄酮提取物产品。已有文献报道,油梨[13]、猕猴桃[14]、杏[15]、番茄[16]等果实中都含有总酚成分,但枣果实中总酚含量是它们的2～20倍。枣果实中多酚粗提物是一种良好的天然抗氧化剂和自由基清除剂,可用来减缓人体衰老进程、预防疾病的发生[7]。本研究结果表明,京39与中枣1号的总酚含量最高,可作为以总酚为开发目标的最佳品种。三萜类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,供试10个枣果实中三萜含量的平均值为39.45 mg/g,高于枇杷[18]、刺梨[19]等水果,其中,赞2和骏1枣果实中三萜、皂苷的含量均为最高,可作为开发枣保健品的最佳品种。

基于南疆独特的地域与气候条件,枣中多种功能性成分含量难免与疆外枣果实具有一定的差异。前人研究表明,金丝小枣总黄酮[20]、三萜[21]及皂苷[9]的含量分别为1.07、0.148、3.03 mg/g,而本研究中,金丝小枣总黄酮、三萜及皂苷的含量分别为以上地区的2倍、193倍、8倍。本区冬枣果实中皂苷含量是河北地区[9]的8倍,说明新疆的地域条件可能更有利于其果实功能性成分含量的积累。

本实验研究结果表明,10个品种枣果实中功能性成分含量总体表现为赞2>灰枣优株>京39>中枣1号>骏1>冬枣>骏枣>蜂蜜罐>伏脆蜜>金丝小枣,且果实中三萜含量与皂苷含量呈极显著的正相关。其中,枣果实中总黄酮与总酚含量最高的品种分别为灰枣优株、京39,三萜与皂苷含量最高均为赞2与骏1。