不同甜樱桃品种抗氧化物质及抗氧化活性分析

1.四川农业大学 园艺学院,四川 成都 611130

2.四川农业大学 果蔬研究所,四川 成都 611130

3.四川汉源农业局,四川 汉源 625300

*通信作者,梁东,E-mail: liangeast@sina.com

作者简介:高帆(1993—),女,河南安阳人,硕士研究生,主要从事果树生物技术研究。E-mail: 18227551150@163.com

收稿日期: 2017-01-22

基金资助:

四川省教育厅基础研究重点项目(16ZA0024)

中图分类号:S662.5文献标志码:A文章编号:1004-1524(2017)06-0926-07doi: 10.3969/j.issn.1004-1524.2017.06.10

1.College of Horticulture, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China

2.Institute of Pomology and Olericulture, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China

3.Hanyuan Agricultural Bureau, Sichuan Province, Hanyuan 625300,China

Keyword:sweet cherry;antioxidant active components;antioxidant capacity;radical scavenging

甜樱桃(Cerasus avium L.)是欧洲甜樱桃的简称, 又称大樱桃、西洋樱桃, 属蔷薇科(Rosaceae)李属(Prunus L.)樱亚属(Cerasus Pers)植物。甜樱桃果实形状为球形或卵形, 果皮有黄色、粉红色、红色和近黑色[1], 味美多汁, 风味极佳。甜樱桃单果质量为6~15 g, 是中国樱桃的2~4倍, 颜色鲜艳, 酸甜适度、风味浓, 成熟期比中国樱桃稍晚, 耐贮运, 经济效益好。甜樱桃果实不仅含有丰富的维生素C、蛋白质、脂肪、氨基酸, 而且富含钙、铁等矿物质, 而且具有较高的抗氧化能力[2]。

近年来, 随着人们物质生活水平和对生活质量要求的不断提高, 人们对于果蔬的要求不仅仅满足于外观和基础营养品质, 更注重其保健功能和天然的抗氧化物质含量, 其中多酚类化合物备受世界营养和医学界关注[3]。酚类化合物是植物体内分布广泛、种类繁多的一种次生代谢物, 是形成水果口感和色泽的一个重要因素, 同时又具有极高的抗氧化活性和清除自由基的能力, 可有效预防一些慢性病的发生[4]。目前关于水果抗氧化活性的研究大多集中在苹果[26]、草莓[5]、脐橙[6]等水果上, 而关于甜樱桃的研究还较少, 现有的研究多以樱桃果汁、樱桃酒等加工制品及樱桃果皮色素为主[7, 8, 9], 并且多局限于抗氧化物质的提取和分离[9, 10], 对于甜樱桃不同品种酚类化合物和抗氧化活性等的分析鲜有报道。本试验采用那翁、拉宾斯、佐藤锦、雷尼和红灯为试材, 分析其主要色度、抗氧化物质含量与抗氧化活性的差异, 以期为甜樱桃产业开发和消费者日常膳食提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用果实采自四川省雅安市汉源县九襄镇5~7年生甜樱桃树, 共5个品种, 分别为那翁、拉宾斯、佐藤锦、雷尼和红灯。每一品种选取长势一致的三棵树, 于果实成熟期在每棵树上采20个果实, 共60个果, 混匀, 一部分用于色度测定, 另一部分去核后保存于-80 ℃冰箱用于抗氧化物质和抗氧化活性测定。

1.2 甜樱桃果实色度测定

果实色度用柯尼卡美能达CM-2600d测色仪测定, 每个品种测10个果实, 重复3次。

1.3 甜樱桃果实抗氧化物质的测定

1.3.1 多酚类物质的提取

多酚类物质的提取参考杜国荣[11]的方法。提取液为70%的甲醇(内含2%的甲酸)。称取果肉0.5 g, 加5 mL提取液在0 ℃下进行研磨提取, 研磨后转移到离心管中, 加1 mL提取液充分冲洗研钵后, 并入离心管。将离心管在30 ℃下400 r· min-1振荡2~3 h, 以充分提取。8 000 g离心10 min, 上清液用0.45 μ m的滤膜过滤后待用。

1.3.2 总酚含量的测定

总酚含量(TPC)的测定采用Folin-Ciocalteu[12]方法, 稍有改动。果实提取液20 μ L, 1.58 mL蒸馏水, 加入0.1 mL Folin-Ciocalteu 试剂(用前1∶ 1稀释), 在离心管中摇匀, 1 min之后, 加入20%的饱和Na2CO3溶液1.5 mL, 混匀, 避光反应2 h, 以提取溶剂为对照, 用分光光度计在765 nm波长下比色反应, 测定吸光度, 每个处理重复3次, 以没食子酸为标准(50~1 000 mg· L-1), 结果以没食子酸等价值(gallic acid equivalents, GAE)表示。

1.3.3 总黄酮含量的测定

总黄酮含量(TFC)的测定参考 Yong等[13]的方法, 稍有改动。果实提取液75 μ L, 675 μ L甲醇, 50 μ L NaNO2(0.5 mol· L-1), 50 μ L AlCl3(0.3 mol· L-1), 离心管中混匀。静置5 min之后, 加入250 μ L NaOH(1 mol· L-1), 510 nm下测定吸光度, 以芦丁为标准(20~100 mg· L-1), 结果以芦丁等价值(rutin equivalents, RE)表示。

1.3.4 总黄烷醇含量的测定

总黄烷醇含量(TFAC)的测定使用的是p-DMACA方法, 参照Li等[14], 稍有改动。果实提取液0.1 mL, 与3 mL p-DMACA溶液在离心管中混匀。10 min后, 640 nm下测定吸光度, 以儿茶素为标准(6.25~200 mg· L-1), 结果以儿茶素等价值(catechin equivalents, CE)表示。

1.4 抗氧化能力的测定

1.4.1 DPPH

DPPH清除能力测定采用Brandwilliams等[15]的方法, 稍有改动。25 μ L样品提取液添加到2 mL DPPH甲醇溶液(6.25× 10-5 mol· L-1)中, 避光反应20 min后在517 nm处测定吸光值, 对照以相同体积的提取溶剂代替样品提取液, 最终结果以μ mol· L-1 Trolox等量抗氧化能力(Trolox equal antioxidant capacity, TEAC)表示。

1.4.2 ABTS

ABTS测定采用Re 等[16]的方法, 并参考杜国荣[11]的方法稍有改动。ABTS· +由5 mL 7 mmol· L-1 ABTS溶液和88 μ L 140 mmol· L-1 K2S2O8水溶液避光反应12 h后生成, 该溶液提前1 d配制, 并且必须当天使用。25 μ L样品提取液加到2 mL ABTS· +溶液中避光反应6 min进行吸光值测定, 最终结果以μ mol· L-1 Trolox等量抗氧化能力(Trolox equal antioxidant capacity, TEAC)表示。

1.4.3 FRAP

FRAP测定采用Benzie等[17]的方法, 果实提取液10倍稀释(看具体情况吸光值过大或者过小调整稀释倍数)后, 取0.3 mL加入2.7 mL TPTZ工作液, 混匀后于37 ℃反应10 min, 在593 nm比色, 3次平行实验, 求平均值。根据反应后A值, 在标准曲线上求得相应的Fe2SO4浓度(μ mol· L-1), 定义为FRAP值。FRAP值越大, 抗氧化活性越强。

1.5 数据分析

数据均采用平均值± 标准差(SD)表示, 使用SPSS 17.0的单因素方差分析和Duncan方法进行显著性分析, 使用Pearson 检验进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 果实色度分析

本试验中, 拉宾斯和红灯是红肉品种, 其成熟期颜色为深紫红色; 那翁、 雷尼和佐藤锦为黄肉品种, 其中那翁为较明显的黄色, 雷尼和佐藤锦为浅红橙色(图1)。进一步用色差仪对其颜色参数进行测定, 结果如表1所示:那翁的亮度值L* 最高, 为50.29, 显著高于其他品种; 拉宾斯和红灯的红色度a* 值最高, 三个黄色品种较低; b* 代表黄蓝轴色品指数, 正值越大表示颜色越偏向黄色, 负值越小表示颜色偏向蓝色, 黄色品种的b* 较大, 其中那翁最大(20.73), 红灯最小(0.10)。

表1 甜樱桃品种成熟期CIE色度测定值 Table 1 The CIE values in different ripe sweet cherry varieties

2.2 果实抗氧化物质含量

2.2.1 总酚

由图2-A可知, 总酚含量在不同品种之间差异显著。其含量范围在0.146~0.467 mg· g-1。

Figure Option 图2 不同品种甜樱桃果实总酚 (A) 、总黄酮 (B)和总黄烷醇 (C)含量Fig.2 Contents of total phenolics (A), flavonoids (B) and flavones (C) in different sweet cherry fruit

果实颜色鲜艳的红灯品种的总酚含量4.67 mg· g-1为最高, 而含量最低的是黄肉品种佐藤锦, 为1.46 mg· g-1。总酚含量的排序为, 红灯> 拉宾斯> 雷尼> 那翁> 佐藤锦。

2.2.2 总黄酮

由图2-B可知, 总黄酮的含量范围在1.96~5.97 mg· g-1。其中, 红灯和拉宾斯的总黄酮含量较高, 分别为5.97和5.50 mg· g-1, 均约为含量最低的佐藤锦(1.96 mg· g-1)的3倍, 雷尼和那翁的总黄酮含量差异不显著且显著低于红灯和拉宾斯。

2.2.3 总黄烷醇

由图2-C可知, 5种不同品种甜樱桃的总黄烷醇含量相差不大, 其中雷尼、红灯和那翁总黄烷醇含量较高, 均在2.84 mg· g-1以上。而红肉品种拉宾斯和黄肉品种佐藤锦的含量较低, 分别为2.45和1.84 mg· g-1。

2.3 果实抗氧化能力分析

不同的抗氧化测定方法的侧重点不同, 单独一种方法无法全面评定抗氧化能力。本次试验共采用了三种方法(DPPH、ABTS、FRAP值)对不同品种的甜樱桃果实进行了分析, 如图3所示。从图3-A中可以看出, 根据DPPH抗氧化能力测定方法, 清除率越大代表抗氧化能力越高。红灯的清除率是最大的, 说明其抗氧化能力是最强的, 其次是雷尼、拉宾斯、佐藤锦, 那翁清除率最低。ABTS测定方法清除能力最强的是红灯, 最低的是佐藤锦 (图3-B)。FRAP法测定五种品种抗氧化能力差异较大(图3-C), 最强的是红灯, 最弱的是那翁和佐藤锦。综合上述结果, 不论使用哪一种方法, 红灯的抗氧化能力均最高, 而黄肉品种佐藤锦和那翁最低, 这可能与其酚类物质含量的差异有关。

2.2.4 抗氧化物质与抗氧化能力相关性分析

使用SPSS17.0对所有品种的酚类物质含量和抗氧化能力进行了相关性分析, 结果见表2。所有相关系数均为正值, 其中ABTS值和FRAP值的相关系数达到最高, 为0.983。绝大多数相关系数均呈显著或极显著水平, 仅有的几个不显著相关的均与总黄烷醇有关。DPPH法、ABTS法和FRAP法测定抗氧化能力间相关系数均为0.96以上, 并呈极显著正相关。同时, 甜樱桃果实总酚、总黄酮和总黄烷醇含量之间均呈显著相关。

表2 抗氧化物质与抗氧化活性的相关性分析 Table 2 Relation coefficients among the level of antioxidant substances and antioxidant activity in sweet cherry fruit

3 讨论

本试验通过不同测定方法对5个甜樱桃品种中抗氧化物质进行检测, 结果表明, 5个不同品种甜樱桃果实的总酚、总黄酮、总黄烷醇的含量均有不同。其中, 红肉品种红灯和拉宾斯的总酚、总黄酮含量均显著高于黄肉品种, 且佐藤锦的上述各指标均最低, 由此可看出, 黄肉品种果实中的多酚类物质含量低于红肉品种。这与Sun-Waterhouse等[18]在苹果汁上的研究结果一致, 他发现非红肉品种的苹果汁中酚类含量低于红肉品种。另外, 汪晓谦[26]也证明, 红肉苹果Roberts Crab的总酚和总黄酮含量显著高于非红肉品种。所以, 我们推测, 具有高酚类含量的红肉甜樱桃, 可以成为抗氧化物质的重要来源。

目前大量研究表明, 花色素类和黄酮类是果蔬色泽的重要决定因子之一, 其中花色素可形成果蔬红色、紫色、蓝色及诸多中间色素; 黄酮类色素主要为黄色色素, 主要包括黄酮、黄酮醇、黄烷酮和黄烷醇[4]。本试验对5个品种甜樱桃分别进行了总黄酮、总黄烷醇含量测定和CIE色度测定, 结果表明, 红肉品种a* 值最大, b* 值很低, 呈现明显的红色; 而黄肉品种那翁的a* 值较小, b* 值最大, 所以呈现较为明显的黄色, 雷尼和佐藤锦则a* 值较小, b* 值较大, 呈现浅红橘色, 与图1相符。除此之外, 红肉品种的总黄酮含量均显著高于黄肉品种, 红肉品种红灯和黄肉品种雷尼、那翁的总黄烷醇含量显著高于拉宾斯和佐藤锦, 所以我们推测, 黄酮类色素不是决定甜樱桃色泽的重要因子, 这与Tomas-Barberan 等[4]的研究相一致, 苹果、杏、甜樱桃等果实的红色主要由矢车菊色素决定, 柑橘、洋葱和姜的黄色由类黄酮类物质决定。

Lachman等[19]证明了紫肉马铃薯的抗氧化能力是显著高于黄肉品种的, 并且与总酚含量是显著相关的。本试验结果与其是一致的, 采用了三种方法(DPPH、ABTS、FRAP)对不同品种的甜樱桃果实进行分析, 均显示红肉品种红灯抗氧化能力最高, 拉宾斯和雷尼次之, 最弱的是那翁和佐藤锦。因此, 可以证明红肉甜樱桃的果肉的抗氧化能力显著高于黄肉品种。加之试验中证明了红灯品种酚类物质较高, 佐藤锦含量低, 整体来看, 红灯具有最高的总酚、总黄酮和最强的抗氧化能力, 而佐藤锦的总酚和总黄酮含量及抗氧化能力均为最低。

红肉甜樱桃的果肉的抗氧化能力和酚类物质含量均显著高于非红肉品种。相关性分析则表明, 抗氧化能力(DPPH、ABTS、FRAP)与总酚含量是显著相关的。近年来一些研究表明, 水果中多酚类抗氧化物质的含量与水果的抗氧化活性呈显著相关关系, 如Sun等[20]对11种水果的抗氧化活性及其多酚含量进行了测定, 结果发现两者高度相关(r2=0.978 8), 其他研究小组[21, 22]的研究结果也表明水果中的酚类物质含量越高, 水果的抗氧化能力越强。关于果实抗氧化能力与果实中活性物质的相关性, 前人曾有较多的研究, 但结果不一。经相关性分析, 大多数研究结果显示, 果实中的酚类化合物与其抗氧化能力有很好的相关性。如Kim等[23]通过对4种莓类水果的研究后认为, 总抗氧化能力与总酚和花色苷含量显著相关, 相关系数分别为0.83和0.90, 同时认为不同品种水果的总抗氧化能力不同。Lee等[24]得出葡萄的抗氧化活性与总酚含量的相关系数为0.89。Tribble等[25]对28种果蔬和谷物等植物产品测定后也认为, 总抗氧化活性与总酚含量呈显著相关。本试验对5个甜樱桃品种的酚类物质含量和抗氧化能力进行相关性分析, 同样证明了甜樱桃果实中酚类物质与抗氧化活性显著相关, 且总酚对抗氧化活性的影响最大。所以, 同前人推测的一致[26], 具有高酚类含量的红肉甜樱桃, 可以成为抗氧化物质的重要来源。基于以上结果, 我们认为红灯具有良好的保健价值和应用价值。另外, 其他品种的酚类物质含量及抗氧化能力相对较高, 也是功能性食品的良好资源。

The authors have declared that no competing interests exist.

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