油梨果實不同組織發(fā)育期脂肪酸和可溶性糖成分的含量變化

葛宇 臧小平 楊瑩 唐語琪 徐梓寧 馬蔚紅

(中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院?？趯嶒炚?海南?？?571101)

油 梨（Persea americanaMill.） 為 樟 科（Lauraceae）鱷梨屬（Persea）植物，又名鱷梨、牛油果，是著名的熱帶、亞熱帶果樹，同時也是木本油料樹種之一［1］。油梨果實富含脂肪酸、可溶性糖、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素及其它營養(yǎng)和活性物質(zhì)［2-7］。油梨果實脂肪酸含量僅低于油橄欖和棕櫚的果實［8］。鑒于不同的品種、季節(jié)、栽培條件等，油梨果實脂肪酸含量能達到鮮重的5%～30%［9-11］。油梨果實脂肪酸中50%～60%為單不飽和脂肪酸，10%～15%為多不飽和脂肪酸［12-15］。與脂肪酸含量相反，油梨果實可溶性糖含量相對較低［9，16-17］。油梨果肉和種子中主要的可溶性糖成分為甘露庚酮糖和甘露庚糖醇，其次為果糖和葡萄糖［17-18］。甘露庚酮糖是油梨的初級光合產(chǎn)物，而甘露庚糖醇是甘露庚酮糖的還原態(tài)多元醇［19］。前期研究表明，甘露庚酮糖具有存儲能量、轉(zhuǎn)運糖和抗氧化物質(zhì)及延遲油梨果實成熟的功能，而甘露庚糖醇具有存儲能量、轉(zhuǎn)運碳水化合物及延遲油梨果實成熟的功能［19-20］。此外，在食品營養(yǎng)與健康方面，甘露庚酮糖和甘露庚糖醇還能抑制胰島素分泌，并具有抗癌活性，因此，油梨適于糖尿病患者食用［9，21］。脂肪酸和可溶性糖成分是油梨果實中的重要營養(yǎng)組分，但其在油梨果實各組織中不同發(fā)育期間含量變化尚不清楚。本研究采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用和高效液相色譜技術(shù)，分別對油梨果實4 個組織4 個發(fā)育期的脂肪酸和可溶性糖成分含量進行分析，以期為今后深入研究其分子機理及深加工利用提供一定理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗材料

試驗材料來源于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院海口實驗站海南儋州果樹基地，選取長勢大小一致的3株5年生油梨品種桂墾大2號作為取樣植株。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀為Agilent7890B-7000B，色譜柱DB-5MS，柱長60 m，直徑0.25 mm，膜厚0.25 μm。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集

在果實發(fā)育過程中，根據(jù)花朵授粉時間將果實發(fā)育分成4 個時期，分別為授粉后第65 天（SI）、第85 天（S-II）、第105 天（S-III）和第125天（成熟期）。每個發(fā)育期每株采集3個果實，3株共采集9個油梨果實作為一組樣品，每個發(fā)育期采集3組樣品作為生物重復(fù)；在每組樣品測定果實長寬后，分離油梨果皮、果肉、種皮和種子，同一組織混樣放置于凍存管中，直接用液氮冷凍并研磨，然后置于存有干冰的泡沫盒內(nèi)，運輸至中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院?？趯嶒炚具M行脂肪酸和可溶性糖成分分析。

1.2.2 果實長寬度測定

用數(shù)顯游標卡尺測量果實長度和寬度，以長度和寬度的比值表示果形指數(shù)。每個果實均重復(fù)測定3次。

1.2.3 干物質(zhì)含量測定

分別稱取每個油梨組織樣品各2 g，置于105℃烘箱中4～6 h，至恒重為止，計量干重。每份樣品均重復(fù)測定3次。

1.2.4 脂肪酸成分測定

脂肪酸成分測定參照Ge等［22］的方法。采用索氏抽提法提取樣品油脂，取40 μL 油脂進行皂化與甲酯化等反應(yīng)。采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測定，測試分析方法為內(nèi)標法，內(nèi)標為碳十九酸甲脂。每份樣品均重復(fù)測定3次。

1.2.5 可溶性糖成分測定

可溶性糖成分測定參照葛宇等［17］的方法。每份樣品稱取0.50 g，加入提取液振蕩提取、離心，收集上清液過濾后待測。色譜柱：Penomenex 氨基柱（250 mm×4.6 mm）；柱溫：25℃；檢測器：蒸發(fā)光檢測器（ELSD）；流動相：B 為乙腈，C 為超純水。測試分析方法采用內(nèi)標法，內(nèi)標為麥芽糖。每份樣品均重復(fù)測定3次。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 17.0 軟件進行Duncan 多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 油梨果實發(fā)育期果實形狀和干物質(zhì)含量分析

在油梨果實發(fā)育期大部分階段，果皮、果肉、種皮和種子的干物質(zhì)含量均呈上升趨勢，但增加速度存在差異（圖1）。其中，果肉的干物質(zhì)含量增長最快，從S-I 期的9.45 g 到成熟期的54.75 g；而果皮、種皮和種子的干物質(zhì)含量變化呈現(xiàn)兩個明顯階段，從S-I 期到S-III 期增速較快，S-III期到成熟期增速較慢。

在油梨果實發(fā)育期間，果實長度和寬度顯著增加（圖2-A），從S-I 期到S-III 期增速較快，SIII 期到成熟期增速較慢。果形指數(shù)從S-I 期到SIII期持續(xù)變小，而從S-III期到成熟期緩慢變大，在S-III 期，果形指數(shù)最小為1.33（圖2-B）。因此，油梨果實從S-I 期到S-III 期主要是橫向生長，而從S-III期到成熟期變?yōu)榭v向生長。

圖1 油梨果實發(fā)育期不同組織干物質(zhì)含量變化

圖2 油梨果實發(fā)育期果形大小和果形指數(shù)變化

2.2 油梨果實發(fā)育期總脂肪酸和總可溶性糖含量分析

在油梨果實發(fā)育期間，4 個組織的總脂肪酸含量呈現(xiàn)不同的變化趨勢（圖3-A）。從S-I 期到SII 期，果肉和種皮中的總脂肪酸含量緩慢上升，而果皮和種子中的總脂肪酸含量緩慢下降。從SII期到S-III期，果肉中的總脂肪酸含量繼續(xù)緩慢上升，但其它3個組織的總脂肪酸含量呈現(xiàn)少許下降。從S-III 期到成熟期，4 個組織中的總脂肪酸含量均增加，但在果肉中的總脂肪酸含量增長率高于其它3個組織。在成熟期，果皮、果肉、種皮和種子中的總脂肪酸含量均達最大值，干重分別為498.19、11 116.30、1 143.64 和593.63 mg/hg。在油梨果實發(fā)育期間，4 個組織的總可溶性糖含量均呈現(xiàn)上升趨勢（圖3-B）。其中，果皮、果肉和種皮中，總可溶性糖含量持續(xù)增加，直至成熟期，最終干重分別達到147.12、85.29 和330.27 mg/hg。種子中的總可溶性糖含量在S-III 期達到最高值，為121.26 mg/hg；而從S-III 期到成熟期，種子中的總可溶性糖含量有少許下降。

圖3 油梨果實發(fā)育期總脂肪酸和總可溶性糖含量變化

2.3 油梨果實發(fā)育期各脂肪酸成分含量分析

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，從油梨果實4個組織中共檢測出肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和花生酸等8種脂肪酸成分（圖4）。從S-I 期到S-III 期，油梨果實主要脂肪酸成分為棕櫚酸、亞油酸和亞麻酸，而從S-III期到成熟期，油梨果實主要脂肪酸成分為棕櫚酸、油酸、亞油酸和亞麻酸。成熟期，棕櫚酸、油酸和亞油酸含量分別為6 454.44，3 926.44和1 457.19 mg/hg，占總脂肪酸含量的48%、29%和11%。4 種主要脂肪酸成分中，從S-I 期到S-III期，棕櫚酸在果皮、種皮和種子中逐漸減少；而從S-III 期到成熟期，三者棕櫚酸含量卻顯著增加。棕櫚酸含量在果肉整個發(fā)育期間一直增加，在成熟期含量達到最高值，即5 597.97 mg/hg。在成熟期，棕櫚酸含量在果皮、果肉、種皮和種子中均比其它脂肪酸含量高，分別達到總脂肪酸含量的43%、50%、39%和34%（圖4-B）。從S-I 期到S-III期，油酸在果皮和種子中迅速減少，而從SIII 期到成熟期其含量又快速增加。油酸在果肉中從S-II 期開始逐漸積累，從S-II 期到成熟期，含量增加了70 倍。在種皮中，油酸在成熟期才開始積累。從S-I 期到S-III 期，亞油酸和亞麻酸在果皮和種子中迅速減少，而從S-III期到成熟期又快速增加（圖4-E）。亞油酸含量在果肉整個發(fā)育期呈先減少后增加的變化趨勢，在成熟期含量達到最高，為932.22 mg/hg（圖4-F）。相反，亞麻酸含量在果肉整個發(fā)育期持續(xù)減少（圖4-G）。在種皮中，亞油酸從S-I 期到S-III 期迅速減少，而從S-III 期到成熟期又緩慢增加。在種皮中，亞麻酸含量從S-I 期到S-II 期迅速升高，而后又快速下降。

2.4 油梨果實發(fā)育期各可溶性糖成分含量分析

在油梨果實發(fā)育期間，果實可溶性糖各成分含量高低依次為甘露庚酮糖、果糖、甘露庚糖醇和葡萄糖（圖5）。從S-I 期到S-II 期，果糖含量在果皮中逐漸減少，而后逐漸增加，在成熟期達到最高值。與此相反，從S-I 期到S-II 期，果糖含量在果肉中稍微增加，而后逐漸減少，在成熟期達到最低值，為6.77 mg/hg。在種皮中，果糖含量在整個發(fā)育期持續(xù)增加，在成熟期達到最高值，為57.16 mg/hg，高于其它3 個組織在成熟期的含量。果糖含量在種子整個發(fā)育期呈升-降的變化趨勢，其中在S-II 期含量達到最高（圖5-A）。從SI期到S-II期，葡萄糖含量在果皮中逐漸減少，而后明顯增加，在成熟期達到最高值。葡萄糖含量在果肉整個發(fā)育期持續(xù)減少，在成熟期達到最低值。在種皮中，葡萄糖含量從S-I 期到S-III 期迅速增加，而后少量減少。在種子中，葡萄糖含量在整個發(fā)育期呈升-降的變化趨勢（圖5-B）。

圖4 油梨果實發(fā)育期脂肪酸成分含量變化

甘露庚酮糖在果皮整個發(fā)育期持續(xù)增加，在成熟期達到最高值，為108.26 mg/hg。在果肉中，甘露庚酮糖前期略微減少，而后逐漸增加，直到成熟期。甘露庚酮糖含量在種皮整個發(fā)育期呈升-降-升的變化趨勢，在成熟期達到最大值，為183.11 mg/hg。在種子中，甘露庚酮糖含量快速增加，直到S-III期，而后略微減少（圖5-C）。甘露庚糖醇含量在果皮整個發(fā)育期呈升-降-升的變化趨勢，在成熟期達到最大值，為22.45 mg/hg。在果肉中，甘露庚糖醇緩慢增加，直到S-III期，而后減少。在整個發(fā)育期，甘露庚糖醇含量在種皮和種子中持續(xù)增加，在成熟期達到最大值，分別為74.87和17.53 mg/hg（圖5-D）。

圖5 油梨果實發(fā)育期可溶性糖成分含量變化

3 討論與結(jié)論

本研究分別采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用和高效液相色譜技術(shù)，對油梨品種桂墾大2 號果皮、果肉、種皮和種子發(fā)育期脂肪酸和可溶性糖含量變化進行分析。結(jié)果從油梨果實4個組織中共檢測出肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和花生酸共8種脂肪酸成分，果糖、葡萄糖、甘露庚酮糖和甘露庚糖醇共4種可溶性糖成分。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，油梨桂墾大2號脂肪酸和可溶性糖含量在果皮、果肉、種皮和種子各組織不同發(fā)育期間呈現(xiàn)差異。

Schaffer 等［23］發(fā)現(xiàn)，油梨果實形狀多樣性較高，比如油梨品種Bacon 和Hass 為卵圓形，Et‐tinger 為梨形。從本實驗果形指數(shù)分析可知，油梨品種桂墾大2號成熟果形指數(shù)為1.40，接近于卵圓形。本研究發(fā)現(xiàn)，在油梨果實發(fā)育期間，果肉中的總脂肪酸含量持續(xù)上升，特別是從S-III期到成熟期，幾乎增加7 倍。相反，其它3 個組織中的總脂肪酸含量在S-III 期達到最低，從S-III 期到成熟期，才開始緩慢增加。與油梨相似，在油棕果實發(fā)育中期到后期，果肉中的總脂肪酸含量也增加了6～7 倍，而種子中的總脂肪酸含量僅少量增加［24-26］。但油梨發(fā)育期各組織總可溶性糖含量變化趨勢卻與油棕果肉不同，油棕果肉中的總可溶性糖含量隨著果實發(fā)育逐漸下降［24］。

在油梨果實發(fā)育期大部分階段，4 個組織中的棕櫚酸、油酸、亞油酸和亞麻酸含量均較高。前期研究同樣發(fā)現(xiàn)，棕櫚酸、油酸和亞油酸是油梨成熟果實中的主要脂肪酸成分［9，11-16，27］。在果實成熟期，棕櫚酸、油酸和亞油酸在果肉中的含量是果皮、種皮和種子中的3～50 倍，但成熟期種皮中，亞麻酸含量遠超過其它脂肪酸成分含量。采用高效液相色譜技術(shù)，從油梨果實4個組織中共檢測出果糖、葡萄糖、甘露庚酮糖和甘露庚糖醇共4種可溶性糖成分，這與前期研究結(jié)果相一致［9，16-17］。本研究發(fā)現(xiàn)，在果皮、種皮和種子中，甘露庚酮糖含量在整個發(fā)育期遠超過其他3種可溶性糖含量。在油梨果肉發(fā)育期中后期，果糖和葡萄糖含量均呈下降趨勢，而其它果實果糖和葡萄糖含量在成熟期有所增加，諸如蘋果［28］、枸杞［29］和葡萄［30］。