四川省不同地理環(huán)境下辣椒果實辣椒堿及V C含量差異

李莎，楊苗，南羽，李煥秀，唐懿，汪志輝，李瑜，賴云松

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院果蔬所，成都，611130）

辣椒（Capsicum annuumL.）果實中辣味的物質(zhì)基礎(chǔ)是辣椒堿（Capsaicinoids）。辣椒堿組分復(fù)雜，由一系列結(jié)構(gòu)、性質(zhì)相似的同系物組成，如辣椒素（Capsaicin）、二氫辣椒素（Dihydrocapsaicin）、降二氫辣椒素（Nordihydrocapsaicin）、高二氫辣椒素（Homodihydrocapsaicin）、高辣椒素（Homcapsaicin）等，其中辣椒堿和二氫辣椒堿含量通常占辣椒堿類物質(zhì)總量的90%，因此，二者含量高低決定了辣味強弱。辣椒辣味性狀的分子遺傳基礎(chǔ)已相當(dāng)清楚。辣椒素由硫代酸酯-CoA和香草基胺在辣椒素合成酶CS（AT3或Pun1）催化下合成[1～3]。辣椒基因組測序及重測序的研究表明，辣椒合成辣椒堿能力不同于其他茄科植物的關(guān)鍵因素就是CS基因[2，3]；CS基因序列的多樣性與辣椒辣度的多樣性存在顯著相關(guān)[3，4]。辣椒堿的積累既與遺傳背景有關(guān)，還受光照、溫度、肥、水等環(huán)境因素的影響[5～8]。有研究表明，夜溫與辣椒堿的積累呈正相關(guān)[9]，夜溫25℃下辣椒堿迅速增多，而夜溫15℃下辣椒堿含量最低[10]。光照對辣椒堿的合成有促進(jìn)作用[11]，但是適度遮蔭更有利于辣椒堿的積累[12，13]。部分研究還表明，環(huán)境脅迫能增加辣椒堿的含量，如水分脅迫[14]和土壤肥力失衡[15]。Tewksbury等[16]研究表明，隨海拔升高，辣椒堿含量增加。

富含VC是辣椒又一重要的商品特性，辣椒被譽為蔬菜中的VC之王。VC的積累與品種、果實成熟度、果實新鮮度以及環(huán)境因子有關(guān)[17，18]。Martines等[19]認(rèn)為，光照是促進(jìn)VC合成的有效因子，在一定條件下，光照強度減弱，會導(dǎo)致辣椒果實中VC含量減少[20]。Mditshwa等[21]研究結(jié)果表明，在高海拔和強光照條件下，辣椒果實合成較多VC。

四川省地理、氣候、生態(tài)環(huán)境類型多樣，為我國辣椒主產(chǎn)區(qū)之一，該省辣椒種植面積占我國辣椒總種植面積的5.1%，其中南部的攀枝花、西昌及成都平原和周邊丘陵為主要產(chǎn)區(qū)。本研究評價了相同辣椒品種在四川不同產(chǎn)地的辣度和VC含量差異，以期為辣椒產(chǎn)地的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2個線椒品種鐵血狼和二金條，1個牛角椒品種王者歸來，種子均從市面上購買。選成都雙流、遂寧射洪、西昌寧南和攀枝花米易4個種植地。栽培條件參考當(dāng)?shù)卦耘嗔?xí)慣。成都和遂寧采取露地栽培，于2014年3月上旬播種，7月中旬采收果實；西昌和攀枝花采用標(biāo)準(zhǔn)大棚，于2013年11月中旬播種，2014年2月中旬采收。每個品種每個種植點設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)50株。

1.2 HPLC法測定辣椒堿

參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21266-2007規(guī)定的方法測定辣椒堿含量，略作修改。每個重復(fù)隨機挑選40株，每株取1個果實，剪碎混勻后準(zhǔn)確稱量10.000 g。加入適量石英砂，在研缽中磨碎，再轉(zhuǎn)移至250 mL錐形瓶，加入甲醇/四氫呋喃（V∶V=50∶50）混合液25 mL，在35℃下，搖床振蕩1 h，離心后轉(zhuǎn)移上清液，重復(fù)提取3次。將收集到的上清液用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至40～50 mL，用甲醇/四氫呋喃定容至50 mL，最后用0.45 μm有機濾膜過濾，濾液用于HPLC檢測。采用Agilent1260液相色譜系統(tǒng)（安捷倫，美國），色譜柱為ZORBAX SBC18（安捷倫，美國），紫外檢測波長為280 nm，柱溫為 30℃。流動相，V（水）∶V（甲醇）=20∶80，進(jìn)樣量為10 μL，流速為0.8 mL/min。以辣椒素、二氫辣椒素標(biāo)準(zhǔn)樣品各2 mg代替辣椒果實樣品，從研磨開始，完全同上述提取、檢測方法，計算辣椒堿的試驗損失率，重復(fù)3次。

標(biāo)準(zhǔn)樣品辣椒素和二氫辣椒素均從Sigma購買，純度分別為95%和90%。標(biāo)準(zhǔn)樣品用甲醇溶解，儲藏濃度1 mg/mL，工作濃度0.1 mg/mL。按照標(biāo)樣稀釋 6.75、12.5、25、50、100 μg/mL 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3 VC含量的測定

參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB 12392-90測定VC含量，測定方法為2，4-二硝基苯肼法，略作修改。試驗材料處理同1.2。準(zhǔn)確稱量50.000 g辣椒果實碎片，加入適量石英砂和50 mL 2%草酸溶液在研缽中磨碎，轉(zhuǎn)移勻漿至100 mL容量瓶，用1%草酸溶液稀釋至刻度，混勻，然后用布氏漏斗過濾，之后步驟同GB 12392-90的描述。稱取100 mg抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)品代替辣椒果實樣品，從研磨開始，完全同上述提取、檢測方法，計算VC的試驗損失率，重復(fù)3次。

加2 g活性炭于50 mL抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)液（1 mg/mL）中，振蕩 1 min，過濾。取 10 mL濾液于500 mL容量瓶中，加5.0 g硫脲，用1%草酸溶液稀釋至刻度，抗壞血酸濃度為20 μg/mL。分 別 取 5、10、20、25、40、50、60 mL稀釋液于100 mL容量瓶中，用1%硫脲溶液稀釋至刻度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用Excel和SPSS 2.0軟件處理，Duncan's多重比較。辣椒素含量氫辣椒素含量，式中：C1、C2分別為辣椒素和二氫辣椒素濃度，V為樣品定容體積，95%、90%為標(biāo)樣純度。辣椒堿總含量X（%）=（X1+X2）/90%。斯科維爾指數(shù)（SHU）計算：SHU=（X1+X2）×16.1×103×0.9+（X1+X2）×0.1×9.3×103，式 中 ：16.1×103為每1 mg辣椒素或二氫辣椒素的斯科維爾指數(shù)；0.9為辣椒素類物質(zhì)總量的折算系數(shù)；0.1為其余辣椒素類物質(zhì)總量的折算系數(shù)；9.3×103為每1 mg其余辣椒素的斯科維爾指數(shù)；90%、10%為規(guī)定常數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 HPLC檢測辣椒堿含量的差異

根據(jù)辣椒素及二氫辣椒素的混合標(biāo)樣色譜圖以及單獨標(biāo)樣色譜圖可知，辣椒素的保留時間為3.475 min，二氫辣椒素的保留時間為4.147 min。測得辣椒素標(biāo)準(zhǔn)曲線y=8.137x+12.395（R2=0.999 7），二氫辣椒素的標(biāo)準(zhǔn)曲線y=6.071 3x-0.868 3（R2=0.999 7）。從樣品中檢測辣椒素及二氫辣椒素，峰形良好（圖1）。辣椒素及二氫辣椒素標(biāo)準(zhǔn)樣品在試驗過程的回收率分別為94.2%±1.3%和92.6%±1.8%。

王者歸來在4個地區(qū)均未檢測出或只檢測到痕量辣椒素，因此表中未列出。由表1可知，4個地點栽培的二金條果實內(nèi)辣椒素含量均高于二氫辣椒素；成都、遂寧栽培的鐵血狼果實內(nèi)辣椒素含量高于二氫辣椒素，但西昌、攀枝花地區(qū)栽培的鐵血狼則相反。

圖1 遂寧二金條的液相色譜

表1 相同辣椒品種在不同種植點的辣椒堿、辣椒素等含量比較

表2 4個種植點的辣椒的VC含量差異

二金條的辣度從高到低依次為遂寧、成都、攀枝花、西昌；而鐵血狼的辣度從高到低依次為遂寧、成都、西昌、攀枝花。相同地點不同品種的辣度表現(xiàn)為鐵血狼高于二金條，西昌和攀枝花地區(qū)的除外。

2.2 VC含量比較

利用抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行檢測，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=0.023 5x+0.064 5（R2=0.999 4），這表明在 1～12 μg/mL范圍內(nèi)VC濃度與吸光度呈良好的線性關(guān)系?？箟难針?biāo)準(zhǔn)品在試驗過程的回收率為78.9%±2.7%。

王者歸來和鐵血狼VC含量均表現(xiàn)為攀枝花和西昌地區(qū)的最多，在成都和遂寧的最少；二金條VC含量則表現(xiàn)為遂寧地區(qū)的最高，成都的最低。這表明，VC含量在4個地方的變化趨勢與辣椒堿相反，且不同品種差異較明顯。二金條、王者歸來和鐵血狼果實內(nèi)的最高VC含量與最低VC含量的比值分別為1.5、2.0、2.5，表明環(huán)境對VC積累的影響不如對辣椒堿含量的那么大。

3 討論與結(jié)論

辣味是辣椒最重要的商品性狀之一。已經(jīng)有不少報道研究了品種、栽培條件、生態(tài)環(huán)境以及品種-環(huán)境互作對辣味的影響。產(chǎn)地對辣椒辣味的影響也有報道，安士影等[22]對21個省區(qū)的24批辣椒樣品進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，江西、云南產(chǎn)的辣椒辣椒堿含量最高[22]。

四川辣椒產(chǎn)區(qū)主要位于成都平原和攀西高原，其中攀西高原以反季節(jié)設(shè)施栽培為主。川南的攀西高原海拔高，氣候特征綜合了高原氣候以及亞熱帶季風(fēng)氣候，有晝夜溫差大、年氣溫變化小、光照強、濕度小等特點，與光照條件弱、夏季高溫高濕的成都平原氣候形成鮮明對比。本研究結(jié)果表明，西昌、攀枝花所產(chǎn)辣椒辣椒堿含量顯著低于其他種植地點，這可能是因為這2個地方的光照條件非常好，而Jinap 等[23]、狄云等[24]、肖春林等[25]、張珍[26]則認(rèn)為辣椒堿含量隨光照強度減弱而減弱，因為將果實置于光下可誘導(dǎo)辣椒堿的合成[27]。但是高妍萍等[28]研究表明，遮光增加了辣椒堿的含量，并得出在綠熟期遮光效果最好，辣椒堿合成積累較快。其次，攀西高原年溫差變化小，但是晝夜溫差大，2013年11月至2014年2月，攀枝花和西昌的日最低溫度均低于2014年3～7月的成都。Otha[9]的研究表明夜溫較高有利于辣椒堿的合成，而攀西兩地的晝夜溫差大，夜溫較低，可能不利于辣椒堿的積累。最后，本研究中攀西兩地辣椒的栽培方式為溫室大棚，已有研究表明保護(hù)地栽培會降低辣椒的辣味[29]。

與環(huán)境對辣椒堿的影響相比，環(huán)境對VC含量的影響較小，且不同的品種表現(xiàn)有差異。但是，王者歸來和鐵血狼VC含量均表現(xiàn)為攀枝花和西昌的高于成都和遂寧的，與高懷春[30]的研究結(jié)果一致，王金玲[12]也發(fā)現(xiàn)辣椒進(jìn)行遮光處理，VC含量會降低；且發(fā)現(xiàn)VC含量變化趨勢剛好與辣椒堿相反，猜測辣椒堿和VC的代謝途徑在能量和碳源分配上存在競爭。因此，攀西的優(yōu)良光照條件更利于VC的積累。

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