葡萄不同组织多酚含量及抗氧化性的周年期变化

薛 雯，房玉林，戴 璐，唐丽丽，姚瑞祺

（1.杨凌职业技术学院，陕西 杨凌712100；2.西北农林科技大学 葡萄酒学院，陕西 杨凌712100）

0 引言

葡萄多酚（Grape procyanidins，GPC），是指存在于葡萄中所有酚类物质的总称。葡萄中含有种类繁多的多酚物质。其含量因品种、栽培条件及酿造工艺的不同在葡萄与葡萄酒中存在较大差异，而其代谢产物也具有复杂多样的生物学功能，例如可以增强植物本体抗性、抵制天敌的侵袭，还有提高植物种间竞争能力和对环境的适应力等[1]。目前，已从葡萄中分离鉴定出10余种多酚类物质，包括黄酮醇、花色素、原花色素、黄烷酮醇类、儿茶素类及白藜芦醇等[2]。

中国是葡萄科植物起源地之一，在我国葡萄栽培已有数千年的历史。改革开放以来，我国葡萄产业发展十分迅速，是近年来世界葡萄生产发展最快的国家之一[3]，在世界葡萄产业中有着举足轻重的地位，其中有40%葡萄用于酿酒，40%作为鲜食，剩下的20%用于制干和制汁[4]。葡萄树的枝条和叶片中含有丰富的多酚类物质，具有多种生物活性功能[5-8]。无论是鲜食还是酿酒葡萄，在葡萄园的常规管理中都会产生大量的农业废弃物，如修剪下来的枝条与叶片等，实际生产中大多数的处理方式就是焚烧，造成严重的环境污染。党的十八大以来，党中央、国务院对“绿色发展”高度重视，对“环境友好”也更加注重。习近平总书记反复强调：“绿水青山就是金山银山”。对酿酒葡萄“Conquister”和鲜食葡萄“井川1014”的废弃枝条与叶片中多酚物质含量与抗氧化性的季节性变化，以及葡萄植株不同部位含量的差异进行了深入探讨，旨在为葡萄园农业废弃物的原料化、基料化利用，加快建立产业化利用机制，不断提升秸秆综合利用水平提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试植物材料来源于西北农林科技大学葡萄酒学院葡萄试验站，葡萄品种为欧亚种葡萄美洲种葡萄Conquister，欧美杂交种葡萄井川1014（Yigawa 1014）。在预先选取的5株内进行随机取样。5月上旬-12月下旬，每间隔25 d左右采一次样。

1.2 试验方法

将采集的葡萄枝条、叶片、根系干燥后粉碎，过筛，备用。精确称取3 g粉末置于100 mL丝口瓶中，添加提取溶剂乙醇水溶液（体积分数为60%）36 mL，料液比为1∶12，在100 Hz超声波条件下超声辅助提取30 min，浸提温度为20℃；然后将提取液转入50 mL离心管中，置于超低温离心机中以转速5 000~8 000 r/min离心15~20 min，过滤，收集上清液，向残渣中继续加入36 mL乙醇水溶液，再次按照上述过程提取，重复2次，合并所有上清液共计72 mL于100 mL包裹锡箔纸的丝口瓶中，贮藏于-20℃条件下备用，用于测定葡萄果皮中所有酚类物质组分及抗氧化活性[9]。

葡萄枝条、叶片及根系中的总酚测定使用福林-肖卡法进行[10]，黄烷醇的测定使用p-DMACA-盐酸法进行[11]，总黄酮的测定参照李旸昕[12]的方法进行，DPPH的测定参考王晓宇[13]的方法并略有改动，羟自由基清除力的测定参考陈义磊等人[14]的方法进行，铁氰化钾还原力的测定参照韩林等人[15]的方法并略有改动。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2007和DPS 7.05数据处理软件对试验数据的方差显著性进行分析。

2 结果与分析

2.1 葡萄不同营养器官多酚物质含量的季节性变化

2.1.1 葡萄不同器官总酚含量的季节性变化

（1）Conquister不同器官总酚含量的季节性变化。Conquister属美洲种葡萄，由佛罗里达农工大学于1983年用纯美洲种株系“Fla.E12-59×Fla.E1140”杂交选育而成，具有典型的美洲种葡萄（V.labruscaL）特点，狐香味浓烈、耐高温高湿、抗真菌病害的能力较强。西北农林科技大学葡萄酒学院于2002年自美国佛罗里达州引入杨凌，现定植于西北农林科技大学葡萄酒学院品种示范园中。

Conquister葡萄不同器官总酚含量的季节性变化见图1。

图1 Conquister葡萄不同器官总酚含量的季节性变化

由图1可知，Conquister叶片中的总酚含量明显高于新梢。新梢与叶片中的总酚含量随季节变化趋势基本一致。自5月中旬开始下降，6月26日均达到最低点，分别为7.793 8 mg/g和12.341 mg/g，后又逐渐上升。新梢中的总酚含量在8月24日达到最大值17.665 mg/g，随后缓慢下降。叶片的总酚含量的高峰值则出现在10月31日，为38.001 mg/g，之后的多天时间里变化幅度较小。

（2）井川1014不同器官总酚含量的季节性变化。井川1014（Yigawa 1014）属巨峰系欧美杂交种，原产地日本，植株长势强，芽眼萌发率高，产量高，抗逆性、抗病性较强，为晚熟鲜食品种。

井川1014不同器官总酚含量的季节性变化见图2。

图2 井川1014不同器官总酚含量的季节性变化

由图2可知，井川1014叶片中的总酚含量明显高于新梢。新梢与叶片中的总酚含量随季节变化趋势基本一致，为单峰曲线。自5月中旬至7月中旬一直处于不断下降的趋势，其最低点均出现在7月15日，分别为7.966 mg/g和25.573 mg/g。之后又逐渐上升，总酚含量在8月3日达到一个高峰值，新梢中为18.107 mg/g，叶片为43.662 mg/g，随后均缓慢下降。

2.1.2 葡萄不同器官黄烷醇含量的季节性变化

（1）Conquister葡萄不同器官黄烷醇含量的季节性变化。

Conquister葡萄不同器官黄烷醇含量的季节性变化见图3。

图3 Conquister葡萄不同器官黄烷醇含量的季节性变化

由图3可知，Conquister叶片中的黄烷醇含量要高于新梢。新梢为单峰曲线，叶片则为双S曲线。自5月中旬开始，Conquister新梢的黄烷醇含量在逐渐上升，最高值出现在8月24日，达到7.020 mg/g，随后又快速下降，直到9月中下旬；9月底至12月一直表现平缓，波动较小。与新梢不同，叶片在7月15日出现第一次高峰，含量为8.982 mg/g，随后下降，到8月24日出现第二次高峰，含量为13.336 mg/g；此后便急剧下降至9月中下旬后，变化平缓，维持在2.67~2.83 mg/g。

（2）井川1014不同器官黄烷醇含量的季节性变化。

井川1014不同器官黄烷醇含量的季节性变化见图4。

图4 井川1014不同器官黄烷醇含量的季节性变化

由图4可知，井川1014叶片中的黄烷醇含量要显著高于新梢。新梢、叶片中黄烷醇的含量随季节变化趋势基本一致，呈单峰曲线。自5月中旬开始，二者均处于不断上升的趋势，在8月3日均出现最高峰值，新梢为7.889 mg/g，叶片为14.928 mg/g；此后逐渐下降，均于9月22日达到最低点0.826 mg/g，2.012 mg/g。此后，随着生长季节的推移，新梢与叶片中的黄烷醇含量均变化缓慢。

2.1.3 葡萄不同器官原花青素含量的季节性变化

（1）Conquister葡萄不同器官原花青素含量的季节性变化。

Conquister葡萄不同器官原花青素含量的季节性变化见图5。

图5 Conquister葡萄不同器官原花青素含量的季节性变化

由图5可知，Conquister叶片中的原花青素含量明显高于新梢。新梢、叶片中黄烷醇的含量随季节变化趋势不尽相同。在5月—6月下旬期间，Conquister新梢中原花青素的含量呈下降趋势，在6月26日达到此期间的最低值19.658 mg/g之后开始回升。而叶片在此阶段处于不断上升的状态，在7月15日达到第一个高峰值70.01 8mg/g，随后又缓慢下降，从8月开始出现逐渐升高的趋势；而新梢在6月26日之后一直呈缓慢上升趋势。8月24日，二者均达到最高值，分别为48.791 mg/g，111.399 mg/g；此后又出现下降趋势，在9月22日之后变化较为缓慢，波动较小。

（2）井川1014不同器官原花青素含量的季节性变化。

井川1014不同器官原花青素含量的季节性变化见图6。

图6 井川1014不同器官原花青素含量的季节性变化

由图6可知，井川1014叶片中的原花青素含量明显高于新梢。新梢中的原花青素含量在5月中旬最大，为73.929 mg/g，此后开始下降，到6月下旬又逐渐回升，直至8月24日达到第2个小高峰39.784 mg/g，接着又开始降低，9月22日之后变化趋于平稳，基本维持在10.0 mg/g。叶片的变化与新梢有些差异，自5月采样之日起，呈不断上升趋势，7月15日后随着生长季节的迁移，原花青素上升速度急速增加，最高值于8月3日出现，高达142.207 mg/g，此后又开始下滑，同新梢一样，在9月22日之后变化趋于平稳，基本维持在26.0~39.0 mg/g。

2.1.4 葡萄不同器官总黄酮含量的季节性变化

（1）Conquister葡萄不同器官总黄酮含量的季节性变化。

Conquister葡萄不同器官总黄酮含量的季节性变化见图7。

图7 Conquister葡萄不同器官总黄酮含量的季节性变化

由图7可知，Conquister叶片中的总黄酮含量明显高于新梢。新梢的总黄酮含量在5月中旬-6月下旬逐渐下降，之后开始稳步上升，直至8月24日出现最高值6.424 mg/g，然后又开始下降，9月22日之后又出现上升趋势，10月31日到达第2个小高峰

5.024 mg/g，接着又缓慢下降。Conquister叶片中的总黄酮含量与新梢变化有较大差异：在5月中旬-6月下旬呈小幅上升趋势，从6月26日开始迅速升高，于7月15日出现第一次高峰值12.152 mg/g，后又开始下降，8月上旬转为上升，8月24日出现第二高峰13.641 mg/g，然后基本维持不变，之后又出现快速上升趋势，周年期中的最高值于10月31日达到，为16.669 mg/g。

（3）井川1014不同器官总黄酮含量的季节性变化。

井川1014不同器官总黄酮含量的季节性变化见图8。

图8 井川1014不同器官总黄酮含量的季节性变化

由图8可知，井川1014叶片中的总黄酮含量明显高于新梢。在5月—8月上旬，新梢中的总黄酮含量呈先下降后上升趋势，而叶片中则一直处于逐渐升高状态，8月3日，二者都到达最高值，分别为新梢6.214 mg/g，叶片20.055 mg/g，此后又都开始下降至9月中下旬，9月22日之后变化缓慢。

2.1.5 不同品种相同部位多酚物质含量的比较

对于不同营养器官中多酚类物质的含量，2个供试品种均呈现为叶片>新梢。但多酚含量及季节性变化因品种而异，各品种不同多酚类物质在年生长周期中出现最高值的时间也不尽相同，2个品种的总酚含量的高峰值大部分在8月出现，黄烷醇与原花青素含量多集中在8月—9月，而总黄酮含量的最高值的出现日期则有较大差异。

2.2 葡萄不同营养器官抗氧化活性的季节性变化

2.2.1 Conquister不同器官抗氧化活性的季节性变化

（1）Conquister不同器官对DPPH清除力的季节性变化。

Conquister葡萄不同器官对DPPH清除力的季节性变化见图9。

图9 Conquister葡萄不同器官对DPPH清除力的季节性变化

由图9可知，清除DPPH自由基的能力随着酚类物质含量变化而变化，且变化趋势基本一致。叶片对DPPH清除力显著高于新梢。新梢在5月18日，10月31日和8月3日，8月24日之间差异不显著，但8月3日与8月24日对DPPH清除力显著高于其他时间；叶片在年周期中较高值出现在7月15日，8月30日，9月22日，10月31日，且7月15日与9月22日之间无显著性差异，与其他时间相比差异较显著。

（2）Conquister不同器官羟自由基清除力的季节性变化。

Conquister葡萄不同器官对羟自由基清除力的季节性变化见图10。

由图10可知，Conquister新梢对羟自由基清除力在5月-8月上旬呈稳步上升趋势，且显著高于叶片，于8月3日到达最高值53.931%，显著高于其他时间，之后开始下降，10月31日锐减至11.093%后又开始出现上升趋势；除6月26日，7月15日，8月24日之间差异不显著之外，其余时间均呈显著性差异。叶片则在5月-8月中旬变现平缓，基本在40%左右波动，9月22出现最高峰48.853%，显著高于其他时间，之后趋于下降；9月中下旬至10月底期间，叶片对羟自由基清除力反超枝条，平均比枝条高出52.214%；与新梢一致，叶片在6月26日与7月15日差异不显著，其余均存在显著性差异。

图10 Conquister葡萄不同器官对羟自由基清除力的季节性变化

（3）Conquister不同器官对铁氰化钾还原力的季节性变化。

Conquister葡萄不同器官对铁氰化钾还原力的季节性变化见图11。

图11 Conquister葡萄不同器官对铁氰化钾还原力的季节性变化

由图11可知，叶片对铁氰化钾还原力显著高于枝条。Conquister不同器官的铁氰化钾还原力的变化趋势与对DPPH清除力相似，但新梢的表现一直比较平稳，波动较小，除6月26日，9月22日和12月13日差异不显著，其余均存在显著差异。叶片在周年期中各个阶段均存在显著性差异，最高值出现在10月31日，高达0.957，显著高于其他时间。

（4）Conquister多酚类物质含量与抗氧化能力间相关性分析。

Conquister葡萄不同器官多酚与抗氧化活性相关性分析见表1。

由表1可知，Conquister新梢中总酚与总黄酮、原花青素与黄烷醇之间呈极显著正相关，总黄酮与黄烷醇达显著相关，DPPH与总酚、总黄酮呈极显著正相关，而与黄烷醇、原花青素呈显著正相关，羟自由基清除力与黄烷醇、原花青素、铁氰化钾还原力与总酚之间呈显著正相关；Conquister叶片中的总酚与总黄酮、原花青素与黄烷醇之间呈极显著正相关，总黄酮与原花青素之间呈显著正相关，DPPH与总酚之间达显著水平，而与总黄酮之间达极显著水平，铁氰化钾还原力与总酚、总黄酮、DPPH之间呈极显著正相关。

表1 Conquister葡萄不同器官多酚与抗氧化活性相关性分析

2.2.2 井川1014不同器官抗氧化活性的季节性变化

（1）井川1014不同器官对DPPH自由基清除力的季节性变化。

井川1014不同器官对DPPH自由基清除力的季节性变化见图12。

图12 井川1014不同器官对DPPH自由基清除力的季节性变化

由图12可知，井川1014的叶片对DPPH自由基清除力显著高于新梢。新梢的变化趋势与总酚基本一致，呈先下降后上升、再下降、后趋于平缓。最高值同样出现在8月3日，为84.869%，显著高于其他时间；6月26日，7月15日，8月24日和9月22日，10月31日，12月13日之间不存在显著性差异。而叶片的变化较为平缓，波动较小，基本维持在89.214%~97.421%，年周期中大部分时间均存在显著差异。

（2）井川1014不同器官对羟自由基清除力的季节性变化。

井川1014不同器官对羟自由基清除力的季节性变化见图13。

图13 井川1014不同器官对羟自由基清除力的季节性变化

由图13可知，井川1014对的新梢对羟自由基的清除力在经过5月-7月的上升期后，处于基本稳定的状态，维持在55%左右，其中5月18日，6月26日与7月15日，8月24日之间无显著性差异；直到8月中下旬开始出现下降趋势，10月底锐减至21.371%，显著低于其他时间，随后又出现升高趋势。井川叶片在5月-8月上旬一直稳步上升，8月3日出现最高值56.276%，随后开始下降至8月24日之后，继而开始上升，9月22日到达第2个小高峰45.160%，之后又出现下降趋势；各时间段中均存在显著性差异。

（3）井川1014不同器官对铁氰化钾还原力的季节性变化。

井川1014不同器官对铁氰化钾还原力的季节性变化见图14。

图14 井川1014不同器官对铁氰化钾还原力的季节性变化

由图14可知，井川1014叶片对铁氰化钾还原力显著高于新梢。不同器官的铁氰化钾还原力的季节性变化趋势与对DPPH自由基清除力相似。新梢的动态变化为先下降后上升、再下降、后趋于平缓，整体看来波动幅度不大，除8月24日与9月22日之间差异不显著之外，其他时间均存在显著性差异。叶片在整个周年期的表现与新梢不尽相同，其最高值出现在8月3日，为1.289，显著高于其他时间，各个时期中的铁氰化钾还原力均存在显著性差异。

（4）井川1014多酚类物质含量与抗氧化能力间相关性分析。

井川1014不同器官多酚与抗氧化活性相关性分析见表2。

由表2可知，对于井川新梢，总黄酮与总酚、原花青素、DPPH、铁氰化钾还原力之间均呈极显著正相关，原花青素与总酚、黄烷醇、铁氰化钾还原力呈显著正相关，铁氰化钾还原力与总酚、DPPH呈极显著正相关；井川叶片中的总酚与原花青素、总黄酮呈显著正相关，黄烷醇与原花青素、总黄酮呈极显著正相关，原花青素与总黄酮之间呈极显著正相关，DPPH与总黄酮之间呈显著正相关，羟自由基清除力与总黄酮、DPPH之间呈极显著正相关，铁氰化钾还原力除与总酚、黄烷醇之间呈显著正相关之外，与其他指标均达到极显著水平。

3 结论

（1）对于不同组织中多酚类物质的含量，2个品种均呈现为叶片>新梢。但多酚含量及周年期变化因品种而异。

总酚含量的周年期变化总体趋势为：5月中旬至7月上旬缓慢下降，7月中旬开始升高，2个品种中不同营养器官分别在8月3日、8月24日出现高峰值，之后缓慢下降；总体来看，井川1014新梢和叶片中的总酚含量在相应的时期中均高于Conquister。

黄烷醇含量的周年期变化总体趋势为：5月中旬至7月下旬5个品种不同营养器官中黄烷醇含量的变化各不相同，叶片的最高值在8月3日、8月24日相继出现，此后迅速下降，均在9月22日降至最低点，之后变化缓慢。总体来看，井川1014新梢和叶片中的黄烷醇含量在相应的时期中均高于Conquister。

原花青素含量的周年期变化总体趋势与黄烷醇极其相似，各品种不同部位中原花青素与黄烷醇均呈显著或极显著正相关；总体来看，井川1014新梢和叶片中的原花青素含量高于Conquister。

总黄酮含量的周年期变化总体趋势与总酚相似。2个供试品种不同营养器官总黄酮含量最高值出现的时间有很大差异，且总黄酮与总酚、黄烷醇基本上都表现为显著或极显著正相关，总黄酮与原花青素在白诗南叶片、井川1014新梢和叶片中呈极显著正相关；总体来看，Conquiter新梢、井川1014新梢和叶片中总黄酮含量较高。

（2）不同营养器官对DPPH清除力（DPPH）、羟自由基清除力（HRSC）、铁氰化钾还原力（FRAP）存在差异。DPPH自由基清除力和铁氰化钾还原力的周年期变化趋势与总酚类似；各品种不同器官中HRSC的动态变化则差异较大。相关分析表明，2个供试品种不同营养器官的抗氧化活性与其所含酚类物质含量呈显著或极显著正相关，其中铁氰化钾还原力与总黄酮之间的相关性最显著。