橘紅心黃瓜類胡蘿卜素的積累與變化規(guī)律探究

摘 要： 為研究橘紅心黃瓜果實(shí)類胡蘿卜素積累過程及變化規(guī)律，以橘紅心水果黃瓜和旱黃瓜為研究對(duì)象，以與其生長習(xí)性類似的普通黃瓜為對(duì)照，利用分光光度計(jì)法對(duì)上述材料的類胡蘿卜素含量分別進(jìn)行測定，并利用RHS植物比色卡對(duì)各材料瓤色進(jìn)行比較分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同黃瓜材料的類胡蘿卜素含量存在顯著差異。其中材料‘JHH-3在果實(shí)發(fā)育40 d時(shí)類胡蘿卜素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)252.95 mg·L-1，而從果實(shí)瓤色看，當(dāng)果實(shí)發(fā)育40 d時(shí)材料‘JHS-1和‘JHH-3瓤色最深，說明黃瓜果實(shí)瓤色與類胡蘿卜素含量存在正相關(guān)。而在眾多材料中材料‘JHS-3轉(zhuǎn)色最早，材料‘JHS-1次之。

關(guān)鍵詞： 黃瓜；橘紅心；果實(shí)； 類胡蘿卜素

Abstract： The orange flesh fruit cucumber and dry land cucumber were used as the materials to investigate the accumulation and variation of Carotenoids in orange flesh cucumber fruit. Common cucumber with the similar growth habit was used as control， carotenoid contents were determined by spectrophotography， the flesh color was compared by RHS color card. The results showed that carotenoid contents were significantly different among the different kinds of cucumber. 40 d after bloom， the carotenoid content was up to 252.95 mg·L-1 in ‘JHH-3 fruit， and the flesh color was darkest in ‘JHS-1 and ‘JHH-3， which indicated that the flesh color of cucumber was positively correlated with carotenoid content. ‘JHS-3 appeared the earliest coloring stage， followed by ‘JHS-1.

Key words： Cucumber； Orange flesh； Fruit； Carotenoid

橘紅心黃瓜是由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝分院獨(dú)家育成的黃瓜新品系[1]，該品系果實(shí)中心橘紅色，果肉細(xì)膩，味道清香，口感可與水果相媲美，橘紅心性狀為單基因控制[2]。在營養(yǎng)品質(zhì)方面，橘紅心黃瓜富含類胡蘿卜素、維生素C等多種營養(yǎng)成分，嫩果期外觀商品性極佳，成熟后果實(shí)從果肉到胎座均為橙黃色。能夠呈現(xiàn)如此獨(dú)特的性狀，主要是由于果實(shí)成熟過程中類胡蘿卜素的大量積累。

類胡蘿卜素（carotenoids）是廣泛存在于自然界的一類脂溶性色素[3]，其功能為吸收和傳遞光能，保護(hù)葉綠素。目前已發(fā)現(xiàn) 600多種天然類胡蘿卜素，絕大多數(shù)呈現(xiàn)絢麗多彩的顏色[4-5]。類胡蘿卜素具有廣泛的生物功能，對(duì)人體健康起著重要作用，能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫力，有效抑制多種疾病的發(fā)生[6-8]。近年來，人們對(duì)類胡蘿卜素的需求量逐漸增大，雖然可以通過化學(xué)合成進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，有試驗(yàn)證明，化學(xué)合成的類胡蘿卜素對(duì)人體健康沒有負(fù)面影響，但目前尚未清楚是否具有其他副作用[9-11]。因此，天然類胡蘿卜素受到人們的極大重視。橘紅心黃瓜含有大量的天然類胡蘿卜素，是補(bǔ)充類胡蘿卜素的佳品。但由于橘紅心黃瓜剛剛培育成功，對(duì)其研究僅停留在品種抗性和產(chǎn)量上，對(duì)橘紅心黃瓜中類胡蘿卜素積累與變化情況尚未有明確的研究與解釋，同時(shí)對(duì)其果實(shí)中其他營養(yǎng)成分的變化規(guī)律也沒有明確的研究[12]。更為關(guān)鍵的是，在現(xiàn)有材料中，瓤色變橘紅這一優(yōu)良性狀僅在果實(shí)成熟后才表現(xiàn)出來，而在嫩果期，其果肉顏色與普通黃瓜無異。因此，筆者以橘紅心黃瓜為試驗(yàn)材料，以普通黃瓜為對(duì)照，研究黃瓜在坐果后果實(shí)類胡蘿卜素的積累過程以及變化規(guī)律，研究在轉(zhuǎn)色前到轉(zhuǎn)色后類胡蘿卜素的積累過程，以期為橘紅心黃瓜品質(zhì)育種和品質(zhì)鑒定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

橘紅心旱黃瓜3份（代號(hào)分別為：‘JHH-1‘JHH-2‘JHH-3），橘紅心水果黃瓜5份（代號(hào)分別為：‘JHS-1‘JHS-2‘JHS-3‘JHS-4‘JHS-5），并以生長習(xí)性和性狀較接近的普通旱黃瓜（‘L-31）和普通水果黃瓜（‘13L-89）為對(duì)照。以上黃瓜材料由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝分院提供。該品系植株以主蔓結(jié)瓜為主，長勢強(qiáng)，無刺，嫩果皮色為綠色，質(zhì)較密，商品瓜成熟時(shí)瓤色為橘紅色，耐貯運(yùn)；抗霜霉病、枯萎??；667 m2產(chǎn)量在5 000 kg左右，適合溫室栽培。

1.2 方法

材料采用直播的方式于2014年10月中旬播種于黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝分院溫室內(nèi)，每份材料24株，設(shè)3次重復(fù)。在黃瓜生長過程中分別對(duì)每個(gè)材料內(nèi)每一個(gè)瓜的坐果時(shí)間進(jìn)行標(biāo)注。在試驗(yàn)過程中，每個(gè)材料取生長勢基本一致、坐果時(shí)間接近、結(jié)果節(jié)位相近的果實(shí)進(jìn)行測定。在果實(shí)達(dá)到商品果至果實(shí)成熟期間（坐果后10～40 d），對(duì)果實(shí)類胡蘿卜素進(jìn)行測定，并在果實(shí)成熟期對(duì)各材料果肉和胎座分別進(jìn)行類胡蘿卜素含量的測定；同時(shí)利用比色卡（英國皇家園林協(xié)會(huì)RHS植物比色卡）比較果實(shí)瓤色，是GB/T 19557.1-2004《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南總則》規(guī)定的記錄目測性狀顏色數(shù)據(jù)普遍采用的方法。endprint

類胡蘿卜素含量測定：將樣品放至搗碎機(jī)搗碎后，用紗布擠汁。用移液管吸取20 mL樣品汁液置于50 mL燒杯中。在燒杯中加入3 g石英砂，搖動(dòng)后用布氏漏斗過濾（布氏漏斗預(yù)先鋪有無灰濾紙，上鋪有2 g石英砂），然后再用5 mL蒸餾水沖洗濾渣3次。在250 mL的分液漏斗中倒入濾液，再加入20 mL萃取劑，振搖后靜置，收集下部分有機(jī)相，再用20 mL萃取劑提取2次，將3次萃取所得有機(jī)相合并，用萃取劑定容至100 mL。在（440±10）nm波長下測定提取液的最大吸光度A。類胡蘿卜素總量用μg·g-1表示，按下式計(jì)算：類胡蘿卜素（μg·g-1）=A×20。式中：A為測定的最大吸光度； 20為換算系數(shù)。該計(jì)算公式是以公認(rèn)的類胡蘿卜素分子平均吸收系數(shù)250為依據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

測定的數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同黃瓜材料各時(shí)期果實(shí)瓤色比較

如表1所示，不同黃瓜各時(shí)期果實(shí)瓤色存在較大差異，其中坐果后10 d果實(shí)已經(jīng)達(dá)到商品果標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)果實(shí)瓤色差異不大，均為綠色或淡綠色；坐果后20 d果實(shí)瓤色開始發(fā)生變化，其中材料‘JHS-1‘JHS-3果實(shí)瓤色由綠色轉(zhuǎn)為黃白色，其他材料由綠色轉(zhuǎn)為白綠色；坐果后30 d果實(shí)瓤色除‘JHS-1‘JHS-3外，‘JHH-3也逐漸向橘黃色轉(zhuǎn)變，而‘JHS-4‘JHH-2‘L-31‘13L-89則逐漸轉(zhuǎn)為白色，其他材料變?yōu)辄S白色；坐果后40 d，‘JHS-1‘JHS-3‘JHH-3果實(shí)瓤色全部轉(zhuǎn)為橘紅色。

2.2 不同黃瓜材料各時(shí)期果實(shí)類胡蘿卜素含量

如表2所示，不同黃瓜材料各時(shí)期果實(shí)類胡蘿卜素含量存在一定差異，坐果后10 d，黃瓜果實(shí)達(dá)到商品果標(biāo)準(zhǔn)，可以采收，而此時(shí)‘JHS-3類胡蘿卜素含量高于‘JHS-1且顯著高于其他材料，而2個(gè)對(duì)照材料類胡蘿卜素含量顯著低于其他材料；坐果后20 d，果實(shí)類胡蘿卜素含量呈上升趨勢，‘JHS-1顯著高于其他材料，而2個(gè)對(duì)照顯著低于其他材料，此時(shí)材料‘JHS-3‘JHH-3類胡蘿卜素含量分別增加169.11%、190.70%；坐果后30 d，類胡蘿卜素含量急速上升，‘JHS-1顯著高于其他材料，2個(gè)對(duì)照材料的含量增加不多，顯著低于其他材料；坐果后40 d，各材料類胡蘿卜素含量仍逐漸升高，其中‘JHS-1顯著高于其他材料，‘JHH-2和2個(gè)對(duì)照顯著低于其他材料。由此可見，當(dāng)黃瓜長至30 d以后類胡蘿卜素含量增加的速度逐漸減慢，橘紅心黃瓜與對(duì)照相比，類胡蘿卜素含量快速上升。

3 討論與結(jié)論

類胡蘿卜素含量是決定蔬菜、水果營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。普通黃瓜中缺少高類胡蘿卜素含量的種質(zhì)資源，因而相關(guān)方面的研究報(bào)道較少[13]。類胡蘿卜素中的β-胡蘿卜素是合成維生素A的前體，具有抗癌和提高免疫力等功效，而在普通黃瓜中的含量極低[3]。據(jù)已公布數(shù)據(jù)，每100 g黃瓜中含有9 mg維生素C、2.9 g碳水化合物、90 μg類胡蘿卜素[14]。

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在黃瓜坐果后10～20 d，橘紅心黃瓜與普通黃瓜果實(shí)類胡蘿卜素含量相差不大，但從坐果后20～30 d開始，橘紅心黃瓜材料‘JHS-1‘JHS-2‘JHS-3‘JHH-3果實(shí)類胡蘿卜素含量增長迅速，而各黃瓜材料長至30 d后類胡蘿卜素提升速度逐漸減慢。最終，橘紅心黃瓜老熟果實(shí)中類胡蘿卜素含量均顯著高于普通黃瓜中類胡蘿卜素含量。

不同黃瓜材料類胡蘿卜素含量存在差異。其中‘JHS-1在果實(shí)發(fā)育40 d時(shí)類胡蘿卜素含量高達(dá)252.95 mg·L-1，而從果實(shí)瓤色看，當(dāng)果實(shí)發(fā)育40 d時(shí)，‘JHS-1和‘JHH-3瓤色最深，說明黃瓜果實(shí)瓤色與果實(shí)中類胡蘿卜素含量呈正相關(guān)。而在各試驗(yàn)材料中，‘JHS-3轉(zhuǎn)色最早，材料‘JHS-1次之。

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