特早熟早熟荔枝种质果实可溶性糖组分及含量分析

董 晨,郑雪文,王 弋,全振炫,李伟才,胡桂兵

(1 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,广东湛江,524091;2 华南农业大学园艺学院,广州,510642)

荔枝LitchichinensisSonn.属于无患子科(Sapindaceae)荔枝属常绿果树。我国是世界上栽培荔枝最早和最多的国家,已有2 200多年栽培历史,种质资源丰富,拥有种质600多个,占全世界总数的60%。糖是果实风味物质和品质指标,也是色素、氨基酸、维生素和芳香物质等其他营养成分合成的基础原料。根据成熟过程果实中糖分的积累特点大致可以将果实分为淀粉转化型、糖直接积累型和中间型3类[1]。荔枝属于糖直接积累型,光合产物仅在果实发育早期以极少量的淀粉积累,其余均以可溶性糖输入果实并贮藏在液泡中。在果实成熟时积累的糖分主要有蔗糖和还原糖(葡萄糖和果糖),还有少量的山梨醇、肌醇、白坚木皮醇及三糖等[2-3]。根据还原糖与蔗糖比可将荔枝果实分为3类糖积累类型,即蔗糖型(蔗糖含量为还原糖的1.5倍以上)、中间型(1<己糖/蔗糖<2,还原糖与蔗糖含量相当)、还原糖型(还原糖含量为蔗糖的1.5倍以上)[4]。不同荔枝品种果实中糖的组分不同,如无核荔、糯米糍和鸡嘴荔等以积累蔗糖为主,妃子笑和黑叶等以积累还原糖(葡萄糖和果糖)为主[2],三月红和大红荔为中间型[5]。目前对特早熟早熟荔枝种质资源果实可溶性糖组分及含量的研究还鲜见报道,因此本研究以特早熟早熟荔枝种质资源为材料,评价分析其果实中可溶性糖组分及含量,为筛选利用特早熟早熟荔枝优异种质资源及新品种选育等提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

中国热带农业科学院南亚热带作物研究所特早熟早熟荔枝种质圃部分种质供试,具体情况见表l。为了尽量减少采样误差,样品采集均由同一人完成,于特早熟早熟荔枝成熟期采摘果实,每份种质选取大小一致、无病害果实10个带回实验室,采用四分法取果肉,液氮速冻后粉碎混匀,放置于-80 ℃超低温冰箱保存备用。糖标样均购自Sigma公司。

表1 供试特早熟/早熟荔枝种质来源及采样时间

1.2 方法

果肉可溶性糖提取方法参照王惠聪等[2]的方法并略改进,称量果肉1 g微波杀酶后加超纯水2 mL匀浆,用超纯水清洗研钵两次后定容至10 mL,取提取液2 mL,13 000 g离心15 min,上清液过Sep-Pak®1cc(100 mg) C18 Cartridges(Waters)后,使用Angilent 1200 HPLC system配视差检测器RID (G1362A)、柱温箱测定蔗糖、葡萄糖和果糖含量,每样品重复3次。色谱柱为Coregel 87 C (Transgenomic CHO-99-5860),色谱条件为流动相为纯水,流速0.6 mL/min,柱温80 ℃。使用蔗糖、葡萄糖和果糖分析纯做标准样,确定出峰时间和制定标准曲线。每份种质平行测定重复3次,总糖含量和甜度的计算参照文献[6]。可溶性糖含量为果糖、葡萄糖和蔗糖之和,以蔗糖的甜度值为1.00,果糖为1.75,葡萄糖为0.70,计算甜度,甜度=果糖含量×1.75+葡萄糖含量×0.70+蔗糖含量×1.00。

数据采用Excel 2003和SPSS 17.0软件处理,采用Person进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 糖分组成与含量

从表2和表3可见,8份特早熟早熟荔枝种质果实中果糖含量为19.42～55.28 mg/g·FW,平均38.26 mg/g·FW,变异系数为35.10%,果糖含量由高到低依次为四月红>KOM>D13>楠西早生>9918>三月红>9919>D11。其中,KOM和四月红的果糖含量无显著性差异,与其他种质存在显著性差异;D13和楠西早生的果糖含量无显著性差异,9918、9919、三月红之间的果糖含量无显著性差异。

表2 8个特早熟早熟荔枝种质果实可溶性糖组分及含量比较

表3 8个特早熟早熟荔枝种质果实可溶性糖组分变异情况

8份种质果实中葡萄糖含量为20.07～81.29 mg/g· FW,平均42.14 mg/g· FW,变异系数为46.83%,葡萄糖含量由高到低依次为KOM>四月红>D13>楠西早生>9918>三月红>9919>D11。其中,KOM的果糖含量与其他种质存在显著性差异,D13和楠西早生的葡萄糖含量无显著性差异;9918的葡萄糖含量与三月红无显著性差异,但与9919、D11存在显著性差异。

8份种质果实中蔗糖含量为6.43～82.57 mg/g· FW,平均44.26 mg/g· FW,变异系数为60.17%,蔗糖含量由高到低依次为9919>三月红> D11>9918>楠西早生> D13>KOM>四月红。其中,9919的蔗糖含量与其他种质存在显著性差异,D11与三月红、9918与楠西早生、D13和KOM的蔗糖含量无显著性差异。

8份种质果实中总糖含量为102.66～150.98 mg/g· FW,平均124.66 mg/g· FW,变异系数为12.25%,总糖含量由高到低依次为KOM>楠西早生>9919>三月红>D13>四月红>9918>D11。其中,KOM与楠西早生的总糖含量无显著性差异,与其他种质存在显著性差异;D11 、D13、四月红与9918的总糖含量无显著性差异。

8份种质果实甜度111.20～166.39,平均为140.71,变异系数为12.08%,甜度从高到低依次为KOM>楠西早生>9919>三月红>四月红>D13>9918>D11。

以蔗糖与还原糖(果糖+葡萄糖)含量比可明显划分供试种质果实为3种类型,即蔗糖积累型(蔗糖含量为还原糖的1.5倍以上)、还原糖积累型(还原糖含量为蔗糖的1.5倍以上)和中间积累型(还原糖与蔗糖含量相当)。其中,9919和D11为蔗糖积累型,三月红为中间型,9918、四月红、D13、楠西早生、KOM均为还原糖积累型。

2.2 糖组分构成比及相关性分析

不同糖组分含量在供试种质果实总糖的占比不同,果糖、葡萄糖、蔗糖分别占比30.55%、33.23%和36.22%,蔗糖占比最高。不同种质中蔗糖含量占总糖含量比例为5.47%～62.34%,种质间变异系数为61.11%。不同种质中葡萄糖含量占总糖含量比例为18.48%～53.84%,种质间变异系数为38.73%。不同种质中果糖含量占总糖含量的18.91%～47.08%,种质间变异系数为32.85%。从表4可见,果糖与葡萄糖极显著正相关,与蔗糖极显著负相关;蔗糖与葡萄糖显著负相关;果糖、葡萄糖与总糖正相关,蔗糖与总糖负相关。

表4 8个不同特早熟早熟荔枝种质果实糖组分相关性分析

3 讨论与结论

荔枝果肉主要含有蔗糖、果糖、葡萄糖,其含量约占果肉鲜质量的15%,不同荔枝品种间蔗糖、葡萄糖和果糖含量存在差异[4-7]。夏威夷的“陈紫”果实成熟时双糖/单糖比为1∶4,而广东的品种“水东”则为1∶2,“桂味”为1∶1[8]。胡志群等[9]用高效液相色谱测定妃子笑和糯米糍荔枝果肉可溶性糖发现,妃子笑果肉主要为还原糖,而糯米糍中主要为蔗糖,结果与王惠聪等[2]研究发现一致。陈洁珍等[10]研究发现15份荔枝资源果实成熟进程中糖变化分为蔗糖积累型和还原糖积累型两类,还原糖积累型又细分为4个亚类,不同资源间成熟果实中还原糖和蔗糖含量差异显著,大部分荔枝资源果实主要积累还原糖。本研究通过高效液相色谱法对8份特早熟早熟荔枝种质的可溶性糖组分及含量进行测定分析,明确了特早熟早熟荔枝种质果实成熟果肉中可溶性糖的组分和含量,特早熟早熟荔枝种质均含有果糖、葡萄糖和蔗糖,其中蔗糖含量平均值最高,葡萄糖次之,果糖最低。8份特早熟早熟荔枝种质中根据蔗糖和还原糖比例的不同,将其划分归类为3种糖积累类型,其中9919和D11为蔗糖积累型,三月红为中间积累型,9919、四月红、D13、楠西早生和KOM为还原糖积累型;分别占比25%、12.5%和62.5%。