烟台不同优系富士品种的酚类物质和褐变关系探讨

2019-04-01慈志娟宋来庆田利光张序张振英刘大亮姜中武

山东农业科学 2019年1期

关键词：富士

慈志娟宋来庆田利光张序张振英刘大亮姜中武

摘要：为探讨苹果果实酚类物质组成与褐变的相关性，本研究以响富、烟富8、烟富10和普通苹果为试材，测定果实褐变度及总酚含量，并采用超高效液相色谱（UPLC）及液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）对苹果中儿茶素、绿原酸、隐绿原酸、表儿茶素、根皮苷、根皮素、原花青素B2、原花青素B4、槲皮素3-半乳糖苷、槲皮苷10种酚类的组成和含量进行分析。结果表明，烟富10的总酚含量以及褐变度较高，且仅在烟富10中检测到槲皮素3-半乳糖苷;不同品种中绿原酸含量均最高，根皮苷、表儿茶素含量较高，为主要的酚类物质;3个优系富士品种果实的褐变度与总酚含量、儿茶素、表儿茶素、根皮苷、绿原酸、槲皮素3-半乳糖苷均呈极显著正相关，果实总酚含量对褐变度影响最大。

关键词：富士; 酚类物质; 褐变

中图分类号：S661.101 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2019）01-0046-05

Study on Relationship of Polyphenolic Compounds

and Browning of Fuji Apple Varieties in Yantai

Ci Zhijuan Song Laiqing Tian Liguang 2， Zhang Xu 1，Zhang Zhenying Liu Daliang Jiang Zhongwu 1

（1.Yantai Academy of Agricultural Sciences， Yantai 265500， China; 2.Yantai Fruit and Tea Station， Yantai 264008， China）

Abstract In order to clear the relationship of polyphenol compounds and browning in apple fruits， 3 apple varieties， named Xiangfu， Yantai Fuji 8 and Yantai Fuji 10， were used as materials to detect the fruit browning degrees and total phenolics contents. Among them， the contents of polyphenol compounds including catechin， chlorogenic acid， cryptochlorogenic acid， epicatechin， phloridzin， phloretin， procyanidin B2， procyanidin B4， quercetin 3-galactoside and quercetin were analyzed by ultra performance liquid chromatography （UPLC） and liquid chromatography-mass spectrometry （LC-MS）. The results were as follows. The content of total phenolics and browning degree of Yantai Fuji 10 were significantly higher， and quercetin 3-galactoside was only detected from Yantai Fuji 10. The content of chlorogenic acid was the highest in different varieties followed by phloridzin and epicatechin in sequence， which were the main composition of phenolic substances in Fuji apple. The contents of total phenolics， catechin， epicatechin， phloridzin， chlorogenic acid and quercetin 3-galactoside had extremely significant positive relationships with fruit browning， and total phenolics showed the largest effects on the browning degree.

Keywords Fuji; Polyphenolic compounds; Browning

酚類物质是苹果的次生代谢产物 [1]，由于它具有很好的抗氧化能力，可以延缓衰老和预防多种疾病，对人体有着极好的保健作用，近年来受到国内外营养学家的普遍关注[2，3]。但酚类物质含量过高会引起苹果口感发涩，并且酚类物质是引起果实发生酶促褐变的重要因素之一，在多酚氧化酶的催化下能够氧化形成褐色物质[4]。酶促褐变是苹果贮运和加工过程中普遍存在的生理问题，使果品贮藏期缩短、易腐烂，直接影响果实保鲜和加工品质，导致营养和商品价值降低[4，5]。

烟台市位于山东省胶东苹果主产区的中心地带，苹果栽培历史悠久，其中富士苹果的栽培面积最大[6]，占苹果栽培总量的85.7%[7]。近年来，陆续出现的几个富士红色芽变优系品种如烟富8、烟富10和响富[8-10]等，深受广大果农喜爱，栽培面积逐年增长。本研究以上述3个优系富士品种为试材，以普通富士为对照，测定4个品种果实褐变度与总酚含量，采用超高效液相色谱（UPLC）及液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）检测分析果实的酚类物质种类和含量，并研究酚类物质与褐变的关系，旨在为筛选功能性苹果、优系富士果实采后贮藏以及制定相应的防褐变技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2017年在烟台市农业科学研究院进行。采样圃位于山东省威海市文登区张家产果园。果园土质为砂壤土，地势平坦，土层深厚，管理水平较好。2017年于果实成熟期，随机选择长势均匀、大小一致的普通富士、响富、烟富8和烟富10各15 个果，采回立即测定褐变度、总酚含量。测定酚类物质组分的样品用液氮冷冻研磨，将粉末装入密封袋中于-80℃保存。

1.2 测定方法

1.2.1 褐变度测定参照乜兰春等[11]的方法。

1.2.2 总酚提取与测定采用 Folin-酚比色法[12]。

1.2.3 标准样品标准品纯度不低于98%。儿茶素（catechin）、绿原酸（chlorogenic acid）、隐绿原酸（cryptochlorogenic acid）、表儿茶素（epicatechin）、根皮苷（phloridzin）、根皮素（phloridsin）购于Sigma-Aldrich公司;原花青素B2（procyanidin B2）、原花青素B4（procyanidin B4）、槲皮素3-半乳糖苷（quercetin 3-galactoside）、槲皮苷（quercetzin）购于ChromaDex公司。

1.2.4 UPLC和LC-MS条件采用美国Waters公司的UPLC超高效液相色谱仪（ultra performance liquid chromatography）定量，配有PDA eλ检测器。色谱柱是美国Waters公司的Atlantis T3 LP-C18，规格为250 mm×4.6 mm， 5 μm; 固相萃取小柱为美国Waters公司的Oasis HLB， 6cc， 200 mg。UPLC条件为：流速0.3 mL/min; 进样量2.0 μL; 柱温40℃; 波长扫描范围200～600 nm; 定量检测波长280、320、360 nm和520 nm; 流动相A为乙腈，流动相B为0.5%甲酸溶液，梯度洗脱[A液：100%（0 min）→95%（1 min）→95%（2 min）→90%（5 min）→90%（6 min）→80%（10 min）→80%（11 min）→70%（15 min）→70%（16 min）→60%（20 min）→20%（25 min）→20%（26 min）→100%（27 min）→100%（40 min）]，回到初始状态。LC-MS条件参照王大江等[13]的方法。

1.2.5 多酚提取及檢测样品处理及多酚物质含量测定参考聂继云等[14]的方法，略有改动。称取冷冻研磨后的苹果样品5.0 g，加入80%乙醇25 mL，摇匀后放置在超声波中超声20 min， 11 500×g离心5 min，收集上清液，用80%乙醇20 mL重复提取1次，合并2次提取的上清液，用80%乙醇定容至10.0 mL。吸取5 mL提取液在40℃旋转蒸发仪上蒸发除去乙醇，剩余2～3 mL水相过OasisHLB固相萃取小柱。首先用10 mL甲醇和10 mL纯净水活化固相萃取小柱，然后倒入样品提取液，用10 mL水分2次淋洗固相萃取小柱，弃去水相， 10 mL甲醇分2次淋洗固相萃取小柱，收集滤液， 40℃C旋转蒸发仪上蒸发至近干，甲醇定容至5 mL，过0.22 μm有机相滤膜，待测。均设3次重复。

1.3 数据统计分析

采用Microsoft Excel 2010、SPSS 22.0软件对数据进行方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 4个品种果实的褐变度、总酚含量比较

4个苹果品种果实的褐变度差异较大，OD 420 值变化范围为0.25～0.48，其中烟富10的褐变度明显高于其它品种，烟富8的最低（图1）。

4个苹果品种的总酚含量明显不同，含量范围为130.44～214.7 μg/g（图2）。

由图1、图2可以看出，4个品种的总酚含量与褐变度的变化规律相似，褐变度高的总酚含量也高，即烟富10的总酚含量明显高于其它品种，烟富8的最低。

2.2 4个品种果实酚类物质组分及含量分析

由表1可知， 4个富士品种果实的酚类物质以绿原酸、根皮苷、表儿茶素为主，且绿原酸在不同品种中的含量均最高，此外还检测到原花青素B4、根皮素等。不同品种的酚类物质组分和含量存在差异，与对照相比，各品种均检测出的酚类物质包括绿原酸、根皮苷、表儿茶素、根皮素、隐绿原酸。烟富10苹果检出了儿茶素、绿原酸、隐绿原酸、表儿茶素、根皮苷、根皮素、原花青素B2、原花青素B4、槲皮素3-半乳糖苷、槲皮苷这10种酚类物质（图3），且仅在烟富10中检测到槲皮素 3- 半乳糖苷，其它品种中均未检测出;除隐绿原酸、原花青素B4外，烟富10中检测出的各酚类物质的含量均高于对照。除原花青素B2、根皮素外，烟富8中各酚类物质的含量均低于对照。除槲皮苷、儿茶素外，响富中检测出的各酚类物质组分及含量与普通富士无明显差异。

2.3 苹果果实酚类物质与褐变度的相关性

由表2可知，果实总酚含量与褐变度呈极显著正相关，且相关系数高达0.948;酚类各组分中儿茶素、表儿茶素、根皮苷、绿原酸、槲皮素3-半乳糖苷与褐变度呈极显著正相关，相关性最高的是儿茶素，达到0.887;原花青素B4、原花青素B2、根皮素、隐绿原酸、槲皮苷与褐变度的相关性不显著。

3 讨论与结论

水果发生酶促褐变后，酚类物质会被氧化为醌。作为影响酶促褐变的物质之一，酚类物质的种类和含量对褐变特性有着重要意义[15]。乜兰春等[11]研究表明，富士果实中绿原酸和表儿茶素含量高。本研究结果与之基本相符，并进一步证明绿原酸、表儿茶素、根皮苷是3个优系富士品种果实含量最多的酚类物质，并且不同品种间酚类组分和含量存在差异，且仅在烟富10中检测到槲皮素3-半乳糖苷。槲皮素及其糖苷衍生物是一类在植物中广泛分布的天然生物活性物质，具有降糖降脂功效[16]。富士系其它品种是否含有槲皮素3-半乳糖苷，这有待进一步深入研究。

3个优系富士品种果实褐变与酚类化合物的检测结果表明，烟富10的总酚含量最高，本试验总酚变化范围为130.44～214.7 μg/gFW，远低于新疆野苹果品种。王大江等[13]认为苹果由野生到栽培的遗传演化过程中，多酚的含量呈降低趋势，本试验支持这一观点。烟富10、烟富8、响富的可溶性固形物含量在14.2%～16.0%[8-10]。由于甜味苹果的酚类物质含量低于涩味和酸味苹果[5]，综合考虑，为了让消费者从富士苹果中摄取足够的多酚，可以将富士与酚类含量多的苹果进行杂交，选育多酚含量高且具有富士优点的苹果新品种，进一步优化品种结构。

本试验结果表明，3个优系富士果实的褐变度与总酚含量、儿茶素、表儿茶素、根皮苷、绿原酸、槲皮素3-半乳糖苷均呈极显著正相关。因此，不同优系富士品种贮藏过程中可以针对总酚和上述5种酚类物质的特性，科学采取措施，以防止其对果实鲜食品质产生影响。

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