棗和酸棗不同器官黃酮含量比較及抗氧化能力分析*

薛曉芳，弓桂花，趙愛玲，任海燕，王永康，李登科

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，果樹種質(zhì)創(chuàng)制和利用山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，太原 030031）

棗（Ziziphus jujubeMill.）和酸棗（Zizyphus spinosaHu.）都屬于鼠李科（Rhamnaceae）棗屬（ZiziphusMill.）植物，是棗屬植物中應(yīng)用最為廣泛和最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的2 個(gè)種[1-2]。我國棗和酸棗栽培歷史悠久，品種資源豐富，適應(yīng)范圍廣泛。酸棗是重要的野生資源之一，研究表明棗由酸棗演化而來，二者親緣關(guān)系較近[3-4]。棗和酸棗果實(shí)營養(yǎng)價(jià)值極高，富含多種功能性營養(yǎng)成分，是上等滋補(bǔ)佳品和常用的藥用材料。

黃酮類化合物廣泛存在于果樹中，是重要的次生代謝產(chǎn)物之一，植物黃酮不僅為植物自身所必需，而且具有重要的抗氧化、抗衰老、鎮(zhèn)靜催眠、降血脂、降血壓、護(hù)肝保肝、預(yù)防心腦血管疾病等多種生理功能[5-7]，因而受到研究人員的廣泛關(guān)注。黃酮類物質(zhì)是棗重要的功能性營養(yǎng)成分之一，周曉鳳等[8]采用分光光度法分析了10 個(gè)棗品種果實(shí)完熟期總黃酮含量，其平均值（干重）為3.07 mg/g。袁亞娜等[9]分析了冬棗黃酮粗提物，并測定其純化物對超氧陰離子自由基、羥基自由基和DPPH 自由基的清除能力，表明冬棗中提取的黃酮類物質(zhì)主要成分為雙黃酮類，具有很好的抗氧化效果，且存在劑量效應(yīng)關(guān)系。陳朋[10]分離純化了新疆‘駿棗’葉片中黃酮化合物，并對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在優(yōu)化的最佳工藝條件下，‘駿棗’葉片黃酮得率為15.87%。目前，對棗和酸棗不同類型種質(zhì)、不同器官間黃酮含量特征及其抗氧化活性方面的研究未見報(bào)道。本研究以酸棗、過渡（中間）類型、栽培棗共3 類種質(zhì)的5 個(gè)品種脆熟期果實(shí)、果皮、果肉、花、成熟葉片、種仁等器官為試材，采用分光光度計(jì)法分析不同類型不同器官間總黃酮含量，并測定果實(shí)黃酮提取物對·OH 清除能力，分析其相關(guān)性，旨在為加強(qiáng)棗資源的綜合開發(fā)利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取酸棗類型的野生酸棗，中間類型‘交城甜酸棗’，栽培類型的‘大荔蜂蜜罐’‘新鄭灰棗’‘圓鈴棗’等3 類種質(zhì)共5 個(gè)品種為試材。

試驗(yàn)于2016—2018 年在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所果樹種質(zhì)創(chuàng)制和利用山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。采樣樹為13 年生結(jié)果樹，栽培條件和管理水平一致。各品種分別采集盛花期的花、脆熟期（半紅至多半紅）的果實(shí)、多年生棗股上的成熟葉片，葉片均在采集果實(shí)樣品時(shí)采集。依次用自來水、蒸餾水沖洗干凈，用濾紙吸干表面水分，一部分果實(shí)將果皮和果肉分離，切成片，在65 ℃恒溫干燥箱中烘至恒重后粉碎（分別記錄鮮重和干重，并計(jì)算含水量），過80 目篩，然后置于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩７N仁取自各品種完熟期果實(shí)（全紅未軟）中，放置于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩Ｉ飳W(xué)重復(fù)3 次。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 黃酮提取液的制備

精密稱取各待測樣品（果實(shí)和果肉2.000 0±0.000 5 g，果皮、花、葉片和種仁0.500 0±0.000 5 g）3 份，加入60 %乙醇20 mL 于50 mL 離心管中，超聲提取60 min，將上清液轉(zhuǎn)移到50 mL 容量瓶中，重復(fù)提取2 次，合并上清液，用60 %乙醇定容至刻度，待測。

1.2.2 果實(shí)黃酮含量測定

黃酮含量的測定利用分光光度計(jì)，采用NaNO3-Al(NO3)3-NaOH 比色法，參照Zhao 等[11]的方法，有改動(dòng)。以蘆丁作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。線性回歸方程為Y=13.169X+0.006 3，R2=0.999 3，其中X為濃度，Y為吸光度值。

1.2.3 ·OH 清除能力的測定

果實(shí)黃酮提取液對·OH 的清除能力的測定參照李會(huì)端等[12]和馮濤等[13]的方法，有改動(dòng)。配制8 mmol/L 的FeSO4溶液，20 mmol/L 的H2O2溶液，3 mmol/L 的水楊酸乙醇溶液。反應(yīng)體系為：2 mL 稀釋后的黃酮提取液＋0.6 mL FeSO4溶液＋0.5 mL H2O2振搖，然后加入1.0 mL 水楊酸乙醇引發(fā)反應(yīng)，37 ℃水浴保溫 30 min，然后加入0.9 mL 蒸餾水，測定510 nm 處的吸光度值記為A0，空白以60%乙醇代替黃酮提取液，其吸光度值記為At。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)結(jié)果以鮮重（FW）計(jì)，采用Excel 2007和SPSS 18.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型種質(zhì)脆熟期果實(shí)總黃酮含量比較

由圖1 可看出，酸棗類型的野生酸棗脆熟期果實(shí)總黃酮含量最高（3.55 mg/g），顯著高于其他2個(gè)類型；中間類型的‘交城甜酸棗’總黃酮含量（2.03 mg/g）顯著高于栽培類型；栽培類型的3 份種質(zhì)果實(shí)總黃酮含量最低，其中‘新鄭灰棗’含量最低（0.89 mg/g），顯著低于其他2 份種質(zhì)，‘大荔蜂蜜罐’和‘圓鈴棗’間差異不顯著。5 個(gè)品種脆熟期果實(shí)總黃酮含量的平均值為1.94 mg/g，3 類種質(zhì)間果實(shí)總黃酮含量存在顯著差異。

圖1 不同類型種質(zhì)果實(shí)總黃酮含量比較

2.2 不同類型種質(zhì)果皮總黃酮含量比較

由圖2 可看出，3 類種質(zhì)5 個(gè)品種果皮總黃酮含量最高的是栽培類型的‘圓鈴棗’（8.21 mg/g），顯著高于其他4 份種質(zhì)；其次是酸棗類型的野生酸棗，含量為6.10 mg/g，顯著高于中間類型的‘交城甜酸棗’（5.29 mg/g），栽培類型的 ‘新鄭灰棗’果皮總黃酮含量最低。5 個(gè)品種果皮總黃酮含量的平均值為5.73 mg/g。

圖2 不同類型種質(zhì)果皮總黃酮含量比較

2.3 不同類型種質(zhì)果肉總黃酮含量比較

由圖3 可知，3 類種質(zhì)5 個(gè)品種果肉總黃酮含量最高的是酸棗類型的野生酸棗，含量為1.07 mg/g，顯著高于其他類型和其他品種，其次是中間類型的‘交城甜酸棗’和栽培類型的‘圓鈴棗’，二者間果肉總黃酮含量差異不顯著，含量最低的是栽培類型的 ‘新鄭灰棗’（0.17 mg/g ）。5 個(gè)品種果肉總黃酮含量的平均值為0.66 mg/g。總體來說，3類種質(zhì)間果肉總黃酮含量為酸棗類型＞中間類型＞栽培類型，栽培類型中也存在黃酮含量較高的資源，如‘圓鈴棗’。

圖3 不同類型種質(zhì)果肉總黃酮含量比較

2.4 不同類型種質(zhì)花總黃酮含量比較

由圖4 可看出，3 類種質(zhì)5 個(gè)品種花中總黃酮含量最高的是栽培類型的‘新鄭灰棗’（7.38 mg/g），顯著高于其他類型和其他品種，其次是野生類型的野生酸棗（6.19 mg/g），中間類型的‘交城甜酸棗’和栽培類型的‘圓鈴棗’2 個(gè)品種間含量差異不顯著，栽培類型的‘大荔蜂蜜罐’花中總黃酮含量最低（3.47 mg/g），5 個(gè)品種花中總黃酮含量的平均值為5.50 mg/g。3 類種質(zhì)間總黃酮含量不存在顯著差異。

圖4 不同類型種質(zhì)花總黃酮含量比較

2.5 不同類型種質(zhì)葉片總黃酮含量比較

由圖5 可知，3 類種質(zhì)5 個(gè)品種成熟葉片中總黃酮含量比較接近，其中含量最高的是野生類型的野生酸棗（9.02 mg/g），其次是中間類型的‘交城甜酸棗’（8.96 mg/g），二者之間差異不顯著，且二者總黃酮含量顯著高于栽培類型的3 個(gè)品種。栽培類型的3 個(gè)品種總黃酮含量由高到低依次為‘圓鈴棗’‘大荔蜂蜜罐’‘新鄭灰棗’，三者之間差異不顯著。5 個(gè)品種葉片中總黃酮含量的平均值為7.98 mg/g。

圖5 不同類型種質(zhì)葉片總黃酮含量比較

2.6 不同類型種質(zhì)種仁總黃酮含量比較

由圖6 可看出，3 類種質(zhì)5 個(gè)品種種仁中總黃酮含量最高的是栽培類型的‘圓鈴棗’（14.00 mg/g），顯著高于其他種質(zhì)，其次是酸棗類型的野生酸棗和中間類型的‘交城甜酸棗’，二者間差異不顯著，‘交城甜酸棗’和栽培類型的‘新鄭灰棗’間差異不顯著，種仁中總黃酮含量最低的是栽培類型的‘大荔蜂蜜罐’，含量為6.55 mg/g。5 個(gè)品種種仁中總黃酮含量的平均值為11.43 mg/g。

圖6 不同類型種質(zhì)種仁總黃酮含量比較

2.7 不同類型種質(zhì)果實(shí)抗氧化能力比較

圖7 是不同類型種質(zhì)不同品種脆熟期果實(shí)黃酮提取液對·OH 清除能力的測試結(jié)果，可以看出，果實(shí)黃酮提取液對·OH 的清除率在3 類種質(zhì)5 個(gè)品種間差異顯著。其中清除率最高的為酸棗類型的野生酸棗（78.15%），其次是中間類型的‘交城甜酸棗’（55.23%），栽培類型的3 份種質(zhì)清除率較低，其中最低的是‘新鄭灰棗’（8.42%）。由此可知，3類種質(zhì)的果實(shí)黃酮提取液抗氧化能力強(qiáng)弱依次為：酸棗類型最強(qiáng)，中間類型次之，栽培類型最低。

圖7 不同類型種質(zhì)羥基自由基（·OH）清除率比較

2.8 不同類型不同器官總黃酮含量及果實(shí)黃酮提取液與抗氧化能力相關(guān)性分析

不同類型種質(zhì)不同器官間總黃酮含量的相關(guān)性分析結(jié)果如表1 所示，可以看出，果實(shí)總黃酮含量與果肉總黃酮含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.889；其他器官間總黃酮含量的相關(guān)性均未達(dá)顯著水平。

由棗和酸棗果實(shí)黃酮提取液與·OH 清除能力間的相關(guān)性分析結(jié)果（表1）可知，二者之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.911。

3 討論與結(jié)論

本研究通過比較酸棗、過渡（中間）類型和栽培品種3 類種質(zhì)共5 個(gè)品種不同器官總黃酮含量，為提高棗資源綜合利用率提供了理論參考。研究結(jié)果表明，同一類型不同器官、同一器官不同類型間總黃酮含量差異很大。果實(shí)、果肉和葉片中都是酸棗類型含量最高，中間類型次之，栽培品種含量最少。這可能是由于棗較酸棗進(jìn)化，在酸棗進(jìn)化為棗的過程中一些代謝物的代謝途徑或者環(huán)境條件等因素發(fā)生了變化。

表1 不同類型不同器官總黃酮含量及果實(shí)黃酮提取液與抗氧化能力相關(guān)性

另外，果實(shí)總黃酮含量與初級代謝產(chǎn)物糖和有機(jī)酸含量存在一定關(guān)聯(lián)。張萍等[14]對灰棗16 個(gè)營養(yǎng)品質(zhì)特性間的相關(guān)性分析結(jié)果表明，12 個(gè)營養(yǎng)物質(zhì)因子間的相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著水平，其中總糖與總黃酮含量成反比，總酸與總黃酮含量成正比。果實(shí)糖和有機(jī)酸與黃酮代謝的機(jī)理及相關(guān)性有待于今后進(jìn)一步研究。

以3 類種質(zhì)5 個(gè)品種各器官總黃酮含量的平均值進(jìn)行排序，不同類型種質(zhì)不同器官間總黃酮含量順序?yàn)椋悍N仁＞葉片＞果皮＞花＞果實(shí)＞果肉，種仁、葉片等部位總黃酮含量很高。酸棗仁可治療失眠[15]，然而發(fā)揮治療作用的具體成分有待于今后深入研究。葉片黃酮等次生代謝物具有很強(qiáng)的抗氧化活性[16-17]。楊增等[18]研究了棗渣在肉羊育肥中的應(yīng)用效果，結(jié)果表明，30%棗渣添加試驗(yàn)組經(jīng)濟(jì)效益高于對照組。本研究發(fā)現(xiàn)種仁、葉片、花等部位黃酮類物質(zhì)含量高于果實(shí)，因此由于其營養(yǎng)成分豐富且價(jià)格低廉，如能同利用果渣一樣，合理發(fā)掘種仁、葉片和花等部位的利用價(jià)值，將會(huì)大大提高果樹植物的附加值。

不同類型種質(zhì)各部位間總黃酮含量的相關(guān)性分析結(jié)果表明，果實(shí)和果肉呈顯著正相關(guān)，其他相關(guān)性均未達(dá)顯著水平。這可能是由于黃酮類物質(zhì)的代謝受多種因素共同調(diào)控，如遺傳因素和環(huán)境條件。果實(shí)黃酮提取液與·OH 清除能力呈顯著正相關(guān)，這與鄒曼[19]、蔡雨晴等[20]、Zhang 等[21]的研究結(jié)果一致。酸棗果實(shí)在3 個(gè)類型中總黃酮含量最高，且抗氧化活性最強(qiáng)，可作為一種天然抗氧化劑進(jìn)行開發(fā)利用。今后應(yīng)開展棗不同種質(zhì)或不同器官黃酮類物質(zhì)代謝的分子機(jī)理研究，為資源高效利用和高黃酮含量種質(zhì)創(chuàng)制提供參考依據(jù)。