金刺梨果實(shí)發(fā)育期間營養(yǎng)成分及抗氧化能力變化

謝國芳 王玉波 孔德銀 周笑犁 汪莉蓉 趙治兵

(1. 貴陽學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院，貴州 貴陽 550005；2. 貴州省果品加工工程技術(shù)研究中心， 貴州 貴陽 550005；3. 貴州醫(yī)科大學(xué)神奇民族醫(yī)藥學(xué)院，貴州 貴陽 550005)

金刺梨(RosasterilisD.shi)又稱無籽刺梨，薔薇科薔薇屬多年生灌木，為貴州省特有種系。果實(shí)含有蛋白質(zhì)、糖、維生素、氨基酸、總酚、微量元素和SOD等功效成分[1-3]。無論鮮銷、貯藏還是加工，金刺梨果實(shí)成熟度直接影響其品質(zhì)，雖然目前已明確了刺梨果實(shí)發(fā)育過程中抗壞血酸[4-5]、總酚、總黃酮、總?cè)频戎饕钚晕镔|(zhì)[6]、礦質(zhì)元素[7]、內(nèi)源激素[8]和鈣調(diào)素[9]等變化規(guī)律，但由于刺梨與金刺梨主要營養(yǎng)和理化成分存在一定差異[10-12]，截至目前，金刺梨果實(shí)發(fā)育過程中營養(yǎng)成分的變化特點(diǎn)及其抗氧化能力尚不清楚。因此，本試驗(yàn)擬通過研究金刺梨果實(shí)發(fā)育期間纖維素、還原糖、抗壞血酸、可溶性蛋白質(zhì)、總黃酮、總酚等主要營養(yǎng)成分和抗氧化能力(DPPH、ABTS和FRAP)的變化，分析抗氧化能力的主要成分，以期對金刺梨合理采收、開發(fā)、挖掘保健價值及其調(diào)控等具有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金刺梨鮮果：采于貴州安順普定金刺梨種植基地，共選40株長勢良好、產(chǎn)量穩(wěn)定的金刺梨植株用于試驗(yàn)采樣，根據(jù)果皮和果肉色澤選擇5個不同發(fā)育期(圖1)，分別記為R1～R5，每個成熟期隨機(jī)選8株采集大小、色澤基本一致的果實(shí)，采后當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，液氮冷凍打漿，超低溫冰箱貯存?zhèn)溆茫?/p>

蘆丁、焦性沒食子酸、2,4,6-三吡啶基三嗪(TPTZ)、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、水溶性維生素E(Trolox)：美國Sigma公司；

其他化學(xué)試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平：YH-A 6002型，瑞安市英衡電器有限公司；

超高速冷凍離心機(jī)：TGL-166RS型，上海安亭科學(xué)儀器廠；

超聲清洗器：KQ5200DE型，昆山市超聲儀器有限公司；

紫外分光光度計：UV-2550型，日本島津公司。

圖1 不同成熟期金刺梨果實(shí)Figure 1 Fruits of Rosa sterilis D.Shi during development

1.3 金刺梨主要營養(yǎng)成分分析方法

1.3.1 纖維素 采用繆穎等[13]的方法。

1.3.2 還原糖 采用Xie等[14]的方法。

1.3.3 抗壞血酸 采用Xie等[15]的方法。

1.3.4 蛋白質(zhì) 采用Xie等[14]的方法。

1.3.5 總酚 采用Nuncio-Jauregui等[16]的方法。

1.3.6 總黃酮 采用DragoviC-Uzelac等[17]的方法。

1.4 金刺梨抗氧化能力分析方法

1.4.1 DPPH自由基清除能力(DPPH) 采用Tauchen等[18]的方法。

1.4.2 ABTS自由基清除能力(ABTS) 采用Schaich等[19]的方法。

1.4.3 Fe3+還原抗氧化能力(FRAP) 采用Todorovic等[20]的方法。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)采用3組平行的隨機(jī)組合設(shè)計，試驗(yàn)結(jié)果采用Microsoft Excel軟件進(jìn)行整理，并以(平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差)表示，采用IBM SPSS 22軟件進(jìn)行Duncan’s間差異顯著性統(tǒng)計、Pearson’s相關(guān)性分析和主成分分析，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 金刺梨發(fā)育期營養(yǎng)成分分析

由表1可知，不同成熟階段金刺梨果實(shí)的主要營養(yǎng)成分均呈顯著變化。其中，纖維素和蛋白質(zhì)含量均隨果實(shí)的成熟呈先降后升的趨勢，分別在R4和R3時到達(dá)低峰；而還原糖和抗壞血酸含量隨著果實(shí)的成熟呈持續(xù)上升趨勢，均在R5時到達(dá)最大值，分別是R1的1.7，4.3倍，說明金刺梨果實(shí)中還原糖含量的積累規(guī)律與金櫻子[21]一致，抗壞血酸含量積累規(guī)律與刺梨一致，但顯著低于刺梨果實(shí)[6,8-9]；總酚含量在R1至R2期間顯著上升，在R3時到達(dá)最大值，是R1的1.3倍，隨后略微下降，與刺梨果實(shí)總酚積累規(guī)律完全相反，且顯著低于刺梨[9]，說明金刺梨與刺梨果實(shí)中的酚類組分存在差異；金刺梨果實(shí)的總黃酮含量則隨果實(shí)的成熟無明顯變化趨勢，但在R4時顯著低于其他成熟階段，與刺梨果實(shí)發(fā)育期總黃酮積累規(guī)律一致[9]。

表1 金刺梨發(fā)育期營養(yǎng)成分分析?Table 1 Analysis of nutrients of Rosa sterilis D.Shi during development

? 同列不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。

2.2 金刺梨發(fā)育期抗氧化能力分析

由表2可知，金刺梨果實(shí)發(fā)育期對DHHP、ABTS自由基清除能力和FRAP存在較大差異。金刺梨果實(shí)對DPPH自由基清除能力隨果實(shí)的成熟呈先降后增的趨勢，在R3時到達(dá)最小值，與刺梨果實(shí)抗氧化能力變化規(guī)律一致[9]；金刺梨果實(shí)對ABTS自由基清除能力隨果實(shí)的成熟呈先增后降的趨勢，在R4時到達(dá)最大值，分別是R1的2.0倍，隨后顯著下降，R5時僅為R4時的54%；金刺梨果實(shí)對FRAP隨果實(shí)的成熟呈持續(xù)上升趨勢，在R5時到達(dá)最大值，是R1時的1.6倍，在成熟果實(shí)中含量最高，與還原糖含量和抗壞血酸含量的變化規(guī)律一致，主要是由于多糖和抗壞血酸具有較強(qiáng)的抗氧化能力[3,22-23]；金刺梨果實(shí)對ABTS自由基清除能力和FRAP與刺梨果實(shí)存在一定差異[9]，主要是由其營養(yǎng)成分差異引起的。

表2金刺梨發(fā)育期抗氧化能力分析?

Table 2 Analysis of antioxidant activity ofRosasterilisD.Shi during development mmol/g

? 同列不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3 金刺梨營養(yǎng)成分與抗氧化能力相關(guān)性分析

金刺梨果實(shí)主要營養(yǎng)成分與抗氧化能力相關(guān)性分析結(jié)果見表3。

表3 營養(yǎng)成分與抗氧化能力相關(guān)性分析?Table 3 Correlation coefficient among nutrients and antioxidant activity

? *和**分別表示在P<0.05和P<0.01水平上顯著相關(guān)。

由表3可知，還原糖和抗壞血酸含量與FRAP呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明抗壞血酸和糖類物質(zhì)是金刺梨果實(shí)的主要抗氧化成分，與前期研究[3,22]結(jié)果一致；蛋白質(zhì)與DPPH呈現(xiàn)顯著正相關(guān)性，總酚與DPPH、ABTS和FRAP均具有一定的正相關(guān)性，但不顯著，可能與金刺梨果實(shí)中抗壞血酸含量顯著高于總酚有關(guān)[3]，而刺梨果實(shí)中總酚則為主要活性物質(zhì)[9]，說明刺梨和金刺梨果實(shí)中活性物質(zhì)呈現(xiàn)較大差異；由于金刺梨果實(shí)發(fā)育期間纖維素和總黃酮含量與3種抗氧化能力呈現(xiàn)不同的變化趨勢，以致呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性。

2.4 金刺梨6種營養(yǎng)成分的主成分分析

通過對金刺梨果實(shí)的6種主要營養(yǎng)成分進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如表4和圖2所示，前3個主成分的累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)到92.379%，幾乎反應(yīng)了原始6個指標(biāo)的全部信息，表明主要營養(yǎng)成分對抗氧化能力的貢獻(xiàn)較為集中。其中主成分1代表性指標(biāo)為纖維素、抗壞血酸和還原糖，主要為抗氧化能力指標(biāo)，抗壞血酸和還原糖在主成分1正方向上有較高載荷，纖維素在主成分1負(fù)方向上有較高載荷；主成分2代表性指標(biāo)為總黃酮和可溶性蛋白質(zhì)，均在主成分2正方向上具有較高載荷；主成分3代表性指標(biāo)為總酚，在主成分3正方向上具有較高載荷?？梢酝茢啵鞒煞?綜合反映了金刺梨具有較強(qiáng)抗氧化能力的營養(yǎng)成分。

表4 主成分因子載荷矩陣Table 4 Component load matrix after principal component analysis

3 結(jié)論

通過對發(fā)育期間金刺梨果實(shí)中纖維素、還原糖、蛋白質(zhì)、抗壞血酸、總黃酮、總酚及體外抗氧化能力進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，纖維素和蛋白質(zhì)含量隨著果實(shí)的發(fā)育呈先降后增趨勢，在幼果和成熟果中含量較高；還原糖和抗壞血酸含量和FRAP隨著果實(shí)的發(fā)育呈持續(xù)上升趨勢，在成熟果實(shí)中含量最高；而總酚則隨著果實(shí)的發(fā)育呈先增后降的趨勢，總黃酮含量在整個發(fā)育期均維持較高的水平；DPPH維持相對穩(wěn)定，ABTS則呈先增后降的趨勢。整體而言，成熟果實(shí)具有較高的營養(yǎng)成分和抗氧化能力，具有較高的綜合營養(yǎng)價值，是功能食品、藥品開發(fā)的優(yōu)質(zhì)原料。

圖2 主成分因子旋轉(zhuǎn)示意圖Figure 2 Rotation schematic of principal component