摘要:为筛选功能性物质种质资源,综合比较25个不同新疆杏品种成熟期果实单果重、纵横径、果形指数、硬度、可溶性固形物含量、总酚及总黄酮含量。利用SPSS软件,对指标进行相关性分析和聚类分析,将25个杏品种进行逐一筛选。结果表明,不同新疆杏品种果实单果重、纵横径、果形指数、硬度、可溶性固形物含量、总酚及总黄酮含量存在显著差异(P<0.05),平均值分别为33.43 g、40.13 mm、37.90 mm、1.06、4.23 kg/cm2、18.46%、20.96 mg/100 g、17.42 mg/100 g,且不同品种间单果重与纵横径、纵径与横径、总酚含量与总黄酮含量之间呈极显著正相关关系(P<0.01)。聚类分析结果表明,25个杏品种主要聚为两大类,第1类包括22个品种,第2类仅有3个品种,且当距离系数为15时,显示紫杏单独聚为一类,其总酚含量和总黄酮含量最高,分别为62.88 mg/100 g和61.00 mg/100 g。故紫杏可作为功能性物质种质资源,为研究培育高酚高黄酮含量类杏品种提供遗传新种质。
关键词:杏;果实;生长指标;生理指标
中图分类号:S662.201 文献标志码:A
文章编号:1002-1302(2024)15-0208-05
收稿日期:2023-07-24
基金项目:新疆维吾尔自治区自然科学基金(编号:2021D01B53);中国博士后科学基金第69批面上资助“地区专项支持计划”(编号:2021M693898);新疆农业大学作物学博士后流动站项目;新疆维吾尔自治区重点研发任务专项(编号:20232115204-3);“天山英才”青年托举人才项目(编号:2023TSYCQNTJ0038)。
作者简介:陈奕琳(1998—),男,甘肃酒泉人,硕士研究生,主要从事果实品质研究。E-mail:chenyilin19981007@163.com。
通信作者:李雯雯,博士,副教授,主要从事果树果实品质方面的研究,E-mail:liwenwen0323@126.com;贾 凯,博士,讲师,主要从事设施园艺学方面的研究,E-mail:xjau_jk@163.com。
杏属蔷薇科(Rosaceae)李属(Prunus)李亚属(Prunophora Focke)杏组[Armeniaca(Lam.) Koch]植物,其果实成熟期范围广、色泽鲜艳、风味独特、酸甜适口[1-2],其内含有丰富的酚类、黄酮类物质等[3-5],其中黄酮类物质中原花青素与芸香苷含量较高,槲皮素含量较低,柚子苷未检出[6]。总酚含量在果实发育过程中逐渐上升到达峰值后迅速下降[7]。黄酮类化合物存在于植物的各个部位,是一种植物特有的代谢物,具有抗氧化、抗癌及抗衰老的功能,其功能对于人体至关重要,且通过食物摄取黄酮类化合物是最安全最健康的一种方式[8-10]。多酚类物质属于“第七类营养素”,同样具有清除自由基、抗氧化抗衰老等作用[11-13]。
杏果实单果重、硬度、可溶性固形物含量、总酚含量、总黄酮含量是判断其品质优良的重要指标,其中硬度影响果实运输和供应期[14],可溶性固形物含量、总酚含量及总黄酮含量影响果实品质。武晓红等通过对不同成熟期杏果实硬度及糖酸变化的研究,得出适宜果实运输的最佳硬度、糖酸度区间分别为1.6~3.0 kg/cm2、19.54%~21.16%[15]。与此同时,冯立娟等针对2个杏品种不同成熟期果实各项指标进行研究,发现随着成熟度的增加,仅有果实硬度和有机酸含量逐渐降低,其他指标均与其呈负相关关系,如总黄酮含量和类胡萝卜素含量等[16]。在杏果实整个生育期总黄酮含量呈降低趋势,但在成熟期不同阶段其变化可能相反,表现为增加[16]。贾爱军等对香白杏、银白杏、红杏3个杏品种的果实品质进行评价时发现,红杏的可溶性固形物含量、可滴定酸含量、维生素C含量、黄酮含量和总酚含量最高,分别为16.5%、1.32%、476.74 mg/100 g、3.71 mg/mL和 2.12 mg/mL,果实重量、硬度、水分含量和糖酸比适宜,分别为 65.4 g、2.33 kg/cm2、58.57%和12.5,适宜鲜食[17]。目前,关于多个新疆杏果实生长指标、总酚含量及总黄酮含量还未见系统分析,高黄酮高酚含量种质资源还有待开发。本研究以25个新疆杏品种成熟期果实为试材,通过测定生长指标及其总酚含量、总黄酮含量,筛选出总酚含量和总黄酮含量较高的品种,为研究功能性物质种植资源开发提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验材料取自新疆维吾尔自治区农业科学院轮台果树资源圃(84°13′E,41°47′N),该资源圃地处天山南麓东端,塔里木盆地边缘,属暖温带干旱大陆性气候,年平均气温10.60 ℃,年平均降水量 52 mm,年蒸发量2 072 mm,年日照时数2 783 h,年平均太阳总辐射量577.6 kJ/cm2。
1.2 试验材料
供试材料为25份新疆杏品种,树龄15年,长势中庸,管理水平中等。于2021年6—7月,每个品种选择3株样树,在每株样树上随机挂牌标记5个果实,其生长指标及生理指标试材均为杏果实成熟期(花后90 d)。供试品种为苏陆克、库买提、索格佳娜丽、脆佳娜丽、洛浦洪待克、库尔勒托拥、阿克达拉孜、皮乃孜、克孜玛伊桑、早熟黑叶杏、库车白杏、卡拉玉吕克、赛买提、牙合里克玉吕克、赛来克玉吕克、大果胡安娜、晚熟黑叶杏、晚熟胡安娜、旦杏、辣椒杏、轮台白杏、紫杏、佳娜丽、馒头玉吕克、阿克牙格勒克。
数显游标卡尺(得力集团有限公司,DL91150)、电子秤(深圳市帝衡电子有限公司,DH-668)、数显糖度计(AIOK,AK002B)、分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司,JH754PC)、高速冷冻离心机(Thermo Scientific Micro 21R)、摇床(上海智城分析仪器制造有限公司,ZWYR-200D)。
1.3 试验方法
1.3.1 果实单果重、纵横径、硬度及可溶性固形物含量的测定
参考赵世荣等的方法[18],利用电子秤(0.01 g)测量果实单果重;利用数显游标卡尺(0.01 mm)测量果实纵、横径,并计算果形指数(纵径/横径);利用数显糖度计测量可溶性固形物含量。
1.3.2 总酚含量测定
杏果实总酚含量测定试验的试剂为苏州科铭生物技术有限公司的植物总酚(TP)测试盒(货号:TP-2-G)。每个材料取约 0.5 g 制备好的样品,加入1 mL提取液,60 ℃振荡提取2 h。离心速率为12 000 r/min,25 ℃离心 10 min,取上清液,并用提取液定容至2.5 mL,待测。以ΔD(D测定-D对照)为y轴绘制标准曲线。根据试剂标准曲线,取出待测液,在波长760 nm处测定吸光度,根据标准曲线算出总酚含量。
1.3.3 总黄酮含量测定
杏果实总黄酮含量测定试验的试剂为苏州科铭生物技术有限公司的植物总黄酮(TF)测试盒(货号:TF-2-G)。每个材料取约0.5 g制备好的样品,加入1 mL提取液,60 ℃振荡提取2 h。离心速率为12 000 r/min,25 ℃离心10 min,取上清液,根据说明书操作加入待测液、试剂一、试剂二、试剂三。以ΔD(D测定-D对照)为y轴绘制标准曲线。根据试剂标准曲线,取出待测液,在波长510 nm处测定吸光度,根据标准曲线算出总黄酮含量。
1.4 数据处理
利用Excel 2016、SPSS 19进行数据分析。
2 结果与分析
2.1 不同杏果实成熟期基本外观及品质性状
供试25个杏品种中,果实外观及品质性状,如单果重、纵横径、果形指数、硬度、可溶性固形物含量、总酚含量及总黄酮含量均存在较大的品种差异(表2)。不同杏品种中,成熟期单果重为13.40~62.08 g,其中平均单果重为33.43 g;总酚含量、总黄酮含量分别为9.87~62.88、6.13~61.00 mg/100 g,其平均值分别为20.96、17.42 mg/100 g;相较于总酚含量和总黄酮含量,硬度和可溶性固形物含量变化区间较小,分别为2.00~7.24 kg/cm2、10.72%~22.35%,平均值分别为4.23 kg/cm2、18.46%。
2.2 不同杏品种成熟期果实生长指标及生理指标比较
由表3可知,大部分供试品种成熟期果实单果重分布在20~50 g之间,其中单果重最大的品种为晚熟黑叶杏,达62.08 g,最小值为赛买提,仅有13.40 g 两者之间差异显著(P<0.05)。晚熟胡安娜、早熟黑叶杏、苏陆克和馒头玉吕克之间,皮乃牧、牙合里克玉吕克、赛来克玉吕克、佳娜丽和阿克牙格勒克之间均无显著差异。果形指数大多集中于0.97~1.20之间,其中果形指数最大的品种为库尔勒托拥,达1.28,最小的品种为洛浦洪待克、旦克、皮乃牧,仅有0.93。大部分果实硬度在2~5 kg/cm2 之间,果实硬度达6 kg/cm2以上的品种仅有4个,分别为库买提、晚熟胡安娜、阿克达拉孜和库尔勒托拥;硬度最大的品种为库尔勒托拥,达7.24 kg/cm2,最小的品种为克孜玛伊桑,仅有 2.00 kg/cm2。不同品种的可溶性固形物含量相差较大,最大的品种为轮台白杏,达22.35%,最小的品种为索格佳娜丽,仅有10.72%。总酚含量和总黄酮含量在不同品种间存在几乎相同的变化趋势,总酚和总黄酮含量最大的品种均为紫杏,分别达62.88 mg/100 g和 61.00 mg/100 g。但也存在不同,比如总酚含量最小的品种为佳娜丽,仅有 9.87 mg/100 g,总黄酮含量最小的品种为索格佳娜丽,仅6.13 mg/100 g。与此同时,不同品种间总酚和总黄酮含量并非全部差异显著,如索格佳娜丽、阿克牙格勒克和馒头玉吕克之间,赛来克玉吕克和大果胡安娜之间总酚含量差异不显著,轮台白杏、佳娜丽、阿克牙格勒克和早熟黑夜杏之间总黄酮含量几乎一致。
将25个杏品种的单果重、纵径、横径、果形指数(纵/横)、硬度、可溶性固形物含量、总酚含量及总黄酮含量进行相关性分析(表4),发现不同品种成熟期果实单果重与纵横径之间,纵径与横泾之间,总酚含量与总黄酮含量之间均极显著正相关(P<0.01)。同时,可溶性固形物含量与硬度、总酚含量、总黄酮含量呈正相关关系,果形指数与硬度同样呈正相关关系。
2.3 聚类分析
将供试杏果实成熟期总酚含量、总黄酮含量及可溶性固形物相对含量为变量进行聚类分析,具体如图1所示。当距离系数为15时,可分为5类。苏陆克和脆佳娜丽归为第1类,属中可溶性固形物含量中酚含量中黄酮含量类型;紫杏单独归为一类,属中可溶性固形物含量高酚含量高黄酮含量类型;索格佳娜丽、洛浦洪待克、阿克达拉孜、克孜玛伊桑、库车白杏、赛买提、赛来克玉吕克、晚熟黑叶杏、轮台白杏、佳娜丽、阿克牙格勒克、库尔勒托拥、牙合里克玉吕克、大果胡安娜、辣椒杏和馒头玉吕克归为一类,属高可溶性固形物含量低酚含量低黄酮含量类型;旦杏、库买提、皮乃孜和卡拉玉吕克归为一类,属高可溶性固形物含量中酚含量中黄酮含量类型;最后早熟黑叶杏和晚熟胡安娜归为一类,属中可溶性固形物含量中酚含量低黄酮含量类型。
3 结论与讨论
前人研究发现,总酚和总黄酮含量不仅仅对果实生长发育及品质有影响,对人体而言,具有很好的医疗保健作用,如抗氧化、防癌、抗癌、预防慢性疾病等[19-20]。本研究以不同新疆杏品种成熟期果实为试材,研究其单果重、果形指数、硬度、可溶性固形物含量、总酚含量及总黄酮含量。结果表明,不同杏品种之间果实生长发育存在较大差异,且生长指标与总酚含量、总黄酮含量均对果实品质及耐储性有较大影响[21]。同时在研究过程中还发现,个别品种某一指标存在相似,比如总酚和总黄酮含量。通过对25个新疆栽培杏成熟期果实生长指标、总酚含量及总黄酮含量的研究发现,单果重较大的果实,其纵横径必定较大,但硬度与总酚含量及总黄酮含量的变化几乎没有规律 总酚及总黄酮含量最高的品种,其硬度是最小。将生长指标、总酚及总黄酮含量进行相关性分析,发现纵横径与单果重相关性极高,这与董胜军等的研究结果[22]一致。最后本研究通过对25个杏品种综合分析发现,总酚含量及总黄酮含量之间呈极显著正相关关系,且有一个品种(紫杏)总酚含量及总黄酮含量极高,但其他指标表现不佳,故该品种可作为种质材料进一步利用。
总酚含量和总黄酮含量是反映果实抗氧化能力的重要指标,其具有极高的营养价值和医学保健功能[23-26]。现根据可溶性固形物含量、总酚含量及总黄酮含量对25个新疆杏品种成熟期果实进行聚类。同样发现,紫杏单独聚为一类,属高酚含量高黄酮含量类,其总酚和总黄酮含量均属于25个品种之最,但其硬度极低,故运输性极差。故得出紫杏可作为高酚和高黄酮含量类物质的优质杏品种资源。本研究认为,紫杏可为研究功能性物质种植资源开发提供参考。
本研究通过对25个杏品种成熟期果实各项指标的研究分析,各品种的单果重、纵横径、果形指数、硬度、可溶性固形物、总酚及总黄酮含量存在显著差异,单果重与果实纵横径、纵径与横径、总酚含量与总黄酮含量呈极显著正相关关系。同时,将可溶性固形物、总酚及总黄酮含量进行聚类分析,结果表明紫杏单独聚为一类,属于高酚高黄酮含量类品种,故本研究认为其可作为研究功能性物质种植资源进一步利用。
参考文献:
[1]王玉柱,孙浩元,杨 丽. 国内外杏研究最新进展[J]. 北方果树,2003(2):1-2.
[2]李 海. 杏树丰产栽培的关键技术[J]. 农业技术与装备,2018(11):47-49.
[3]Dragovicuzelac V,Levaj B,Mrkic V,et al. The content of polyphenols and carotenoids in three apricot cultivars depending on stage of maturity and geographical region[J]. Food Chemistry,2007,102(3):966-975.
[4]Hegedüs A,Pfeiffer P,Papp N,et al. Accumulation of antioxidants in apricot fruit through ripening:characterization of a genotype with enhanced functional properties[J]. Biological Research,2011,44(4):339-344.
[5]Sharma S,Thakur A D,Chauhan P,et al. Studies on phytochemical and antioxidant activity of wild apricot (Prunus armeniaca L.) and pomegranate (Punica granatum)[J]. International Journal of Economic Plants,2017,4(3):98-101.
[6]戴小华,谷虹霏,金科旭,等. 应用RP-HPLC法测定野山杏果肉黄酮类化合物[J]. 新疆农业科学,2021,58(8):1476-1485.
[7]张俊环,杨 丽,孙浩元,等. 不同品种杏果实发育进程中多酚与类黄酮物质含量的变化[J]. 北方园艺,2012(24):1-5.
[8]Huang R,Zhang Y,Shen S Y,et al. Antioxidant and pancreatic lipase inhibitory effects of flavonoids from different citrus peel extracts:an in vitro study[J]. Food Chemistry,2020,326:126785.
[9]Gürler S B,Kiraz Y,Baran Y. Flavonoids in cancer therapy:current and future trends[M]//Biodiversity and biomedicine.Amsterdam:Elsevier,2020:403-440.
[10]Ouyang Y,Li J J,Chen X Y,et al. Chalcone derivatives:role in anticancer therapy[J]. Biomolecules,2021,11(6):894.
[11]郑红梅,王少英,史新娥. 植物多酚的抗氧化作用及其改善肉质的机制[J]. 动物营养学报,2020,32(5):2037-2045.
[12]姜 楠,王 蒙,韦迪哲,等. 植物多酚类物质研究进展[J]. 食品安全质量检测学报,2016,7(2):439-444.
[13]徐 颖,樊明涛,程拯艮,等. 7种苹果叶多酚的抗氧化性及抗菌性研究[J]. 食品工业科技,2015,36(10):90-94.
[14]贾云云,马之胜,王越辉,等. 不同条件下美锦桃果实硬度变化规律研究[J]. 河北农业科学,2010,14(2):13-14.
[15]武晓红,赵习平,李立颖,等. 成熟期杏果实可溶性固形物酸含量和硬度的变化规律及相关性分析[J]. 河北农业科学,2017,21(5):35-37,41.
[16]冯立娟,苑兆和,尹燕雷,等. 2个杏品种不同成熟期果实品质变化研究[J]. 中国农学通报,2010,26(16):206-210.
[17]贾爱军,郭兴科,白亚辉,等. 不同品种杏果实品质的评价[J]. 河北果树,2023(2):6-9.
[18]赵世荣,廖 康,安晓芹 等. 极晚熟杏品种冬杏果实生长发育动态及模型研究[J]. 新疆农业大学学报,2013,36(3):207-212.
[19]张加延. 杏的营养成分与医疗保健作用[J]. 干果研究进展,2001(2):131-135.
[20]张志刚,刘玉芳,李长城,等. 不同成熟度对杏果实品质的影响[J]. 浙江农业学报,2021,33(8):1402-1408.
[21]黄芳芳,熊立瑰,李 莹,等. 春夏季茶树儿茶素生物合成基因表达差异[J]. 食品科学,2022,43(4):80-87.
[22]董胜君,常鸿韬,颜 君,等. 新疆野杏果实表型性状多样性研究[J]. 沈阳农业大学学报,2020,51(5):513-521.
[23]Panche A N,Diwan A D,Chandra S R. Flavonoids:an overview[J]. Journal of Nutritional Science,2016,5:e47.
[24]Song Q L,Ji K,Yu X R,et al. Dynamic metabolic and transcriptomic profiling reveal synthetic characters and regulators of flavonoid biosynthesis in Camellia oleifera seeds[J]. Industrial Crops and Products,2022,186:115295.
[25]郭长江,徐 静,韦京豫,等. 我国常见蔬菜类黄酮物质的含量[J]. 营养学报,2009,31(2):185-190.
[26]宋立江,狄 莹,石 碧. 植物多酚研究与利用的意义及发展趋势[J]. 化学进展,2000,12(2):161-170.