葡萄樹體不同組織膳食纖維含量的季節(jié)性變化

薛 雯，房玉林，袁照程

(1.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 陜西 楊凌 712100；2西北農(nóng)林科技大學(xué) 葡萄酒學(xué)院, 陜西 楊凌 712100; 3.陜西省葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研究中心,, 陜西 楊凌 712100)

膳食纖維(DF)是可食用的植物性成分、碳水化合物及其類似物質(zhì)的總稱，根據(jù)溶解性分為水溶性膳食纖維(SDF)以及水不溶性膳食纖維(IDF)。近年來(lái)，膳食纖維在人體健康中的作用引起了醫(yī)學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)及食品界的廣泛關(guān)注。膳食纖維能有效減少和預(yù)防糖尿病、冠心病、高血壓、心腦血管病等疾病的發(fā)生。1991年，在日內(nèi)瓦，世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)專家組將DF推薦入人群膳食營(yíng)養(yǎng)目標(biāo)，并將其列入繼糖、蛋白質(zhì)、脂肪、水、礦物質(zhì)以及維生素之后的“第七營(yíng)養(yǎng)素”[1～3]。一股“膳食纖維熱”在20世紀(jì)80年代后期遍及全世界。WHO建議，人均膳食纖維每天的攝取量應(yīng)該在40～60 g[4]。

在葡萄種植、采收以及葡萄酒的生產(chǎn)加工的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)、工業(yè)廢棄物，包括葡萄整形修剪時(shí)的枝條葉片以及葡萄皮渣。這些副產(chǎn)品、廢棄物一般沒(méi)有內(nèi)在的危害，并集中產(chǎn)生在一年中的特定時(shí)期，對(duì)環(huán)境造成潛在的污染問(wèn)題。葡萄工農(nóng)廢棄物中除了含有一定量的抗氧化物質(zhì)外[5,6]，還含有大量的膳食纖維[7]。研究表明，從廢棄的葡萄枝葉中提取的農(nóng)業(yè)有機(jī)物如木質(zhì)素、纖維素、半纖維素，可用作堆肥、飼料，以及食用菌栽培基質(zhì)[8,9]。今后葡萄深加工產(chǎn)業(yè)的重要方向之一就是以葡萄產(chǎn)品加工業(yè)的副產(chǎn)品、廢棄物為原料進(jìn)行生物活性物質(zhì)的開發(fā)與利用；對(duì)現(xiàn)有膳食纖維資源要加強(qiáng)高度利用，同時(shí)大力開發(fā)新的膳食纖維資源，及其在食品、醫(yī)療、保健等方面的應(yīng)用，將是今后膳食纖維的研究發(fā)展的一大趨勢(shì)。該文以歐亞種葡萄(V.viniferaL.)‘赤霞珠’(Cabernet Sauvignon)、‘白詩(shī)南’(Chenin Blanc)，美洲種葡萄(V.labruscaL.)‘Conquister’，歐美雜交種葡萄(Hybrids ofV.viniferaL. andV.labrusca)‘井川1014’(Yigawa 1014)以及山歐雜種葡萄(V.amurensisRup. r and Hybrids ofV.viniferaL.)‘北醇’(Beichun)為試驗(yàn)材料，研究了其主要營(yíng)養(yǎng)器官新梢、葉片及根系中膳食纖維類物質(zhì)含量的季節(jié)性變化，從而確定不同葡萄品種的最佳采樣時(shí)期以及葡萄不同營(yíng)養(yǎng)器官的資源價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 材料來(lái)源 供試植物材料來(lái)源于西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院葡萄試驗(yàn)站，葡萄品種為歐亞種葡萄‘赤霞珠’(Cabernet Sauvignon)、‘白詩(shī)南’(Chenin Blanc)，美洲種葡萄‘Conquister’，歐美雜交種葡萄‘井川1014’(Yigawa 1014)以及山歐雜種葡萄‘北醇’(Beichun)。供試品種均為2003年定植，株行距為1 m×1.5 m，單干雙臂整形，常規(guī)管理，所有植株生長(zhǎng)結(jié)果正常。

1.1.2 樣品采集 ‘赤霞珠’為試驗(yàn)站主栽品種，在預(yù)先選取的60株內(nèi)隨機(jī)取樣。5月上旬至12月下旬，每間隔15 d左右采一次樣。采集長(zhǎng)勢(shì)一致的當(dāng)年生健壯新梢(去掉梢尖、卷須與葉片)，以及長(zhǎng)勢(shì)旺盛的‘赤霞珠’葡萄樹的根系，每次取樣量為50 g左右；葉片為自枝條基部起第5～8節(jié)位的成熟葉片，每次30枚左右。采樣時(shí)間為上午9：00-10：30。

‘白詩(shī)南’、‘Conquister’、‘井川1014’以及‘北醇’在試驗(yàn)站的栽種數(shù)量較少，在預(yù)先選取的5株內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)取樣。5月上旬至12月下旬，每間隔25 d左右采一次樣。采集長(zhǎng)勢(shì)一致的當(dāng)年生健壯新梢，去掉梢尖、卷須與葉片，每次取樣時(shí)，不同部位各取50 g左右的樣品，葉片為自枝條基部起第5～8節(jié)位的成熟葉片，每次30枚左右。采樣時(shí)間為上午9：00-10：30。

1.2 試驗(yàn)方法

葡萄枝條、葉片以及根系的SDF和IDF參考孫艷[10]的方法進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016和DPS 7.05數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方差顯著性進(jìn)行分析。

2 結(jié)果分析

2.1 ‘赤霞珠’不同器官膳食纖維含量的季節(jié)性變化

(1)赤霞珠不同器官SDF含量的季節(jié)性變化

圖1為‘赤霞珠’不同器官的SDF含量的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化圖。由圖1可知，‘赤霞珠’葉片中的SDF含量顯著高于新梢與根系。隨著葡萄生長(zhǎng)季節(jié)的不斷推移，‘赤霞珠’新梢、葉片、根系中SDF的含量也在不斷變化，三者的季節(jié)性變化趨勢(shì)基本一致，即先上升、后下降、再上升、又下降，但又不盡相同。在不斷上升的過(guò)程中，‘赤霞珠’根系最早出現(xiàn)最高峰值，即7月15日65.490 mg·g-1，接著是葉片與8月3日到達(dá)最高峰81.447 mg·g-1，最晚的是新梢，最高值為50.793 mg·g-1，在9月22日出現(xiàn)。

圖1 赤霞珠不同器官SDF含量的季節(jié)性變化

(2)‘赤霞珠’不同器官IDF含量的季節(jié)性變化

圖2為‘赤霞珠’不同器官的IDF含量的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化圖。由圖2可知，‘赤霞珠’根系中的IDF含量要顯著高于新梢與葉片?！嘞贾椤律?、葉片、根系的季節(jié)性變化趨勢(shì)基本一致，高峰值均在6月26日出現(xiàn)，分別為新梢810.263 mg·g-1、葉片710.275 mg·g-1、根系935.835 mg·g-1，此后葉片與根系均緩慢下降，后趨于平穩(wěn)；而新梢自8月上旬又出現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，于10月31日出現(xiàn)第二個(gè)高峰值860.069mg·g-1，比第一次高峰值多5.79%，此后也開始表現(xiàn)平穩(wěn)，波動(dòng)不大。

圖2 赤霞珠不同器官IDF含量的季節(jié)性變化

2.2 ‘白詩(shī)南’不同器官膳食纖維含量的季節(jié)性變化

(1)‘白詩(shī)南’不同器官SDF含量的季節(jié)性變化。

圖3為‘白詩(shī)南’不同器官的SDF含量的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化圖。由圖3可知，‘白詩(shī)南’葉片中的SDF含量要顯著高于新梢。隨著葡萄生長(zhǎng)季節(jié)的不斷推移，‘白詩(shī)南’新梢與葉片中SDF含量也在隨之改變，即先穩(wěn)步上升，到達(dá)最高點(diǎn)后逐漸下降，之后又開始回升，最后不斷下降。在8月3日，新梢與葉片均達(dá)到一個(gè)高峰值，分別為51.54 mg·g-1和93.85mg·g-1，之后均不斷下降。葉片在下降至8月中下旬后開始回升，而新梢一直下降至9月22日，后迅速上升，直到10月31日，出現(xiàn)最高值69.517 mg·g-1，之后又開始銳減。

圖3 白詩(shī)南不同器官SDF含量的季節(jié)性變化

(2)‘白詩(shī)南’不同器官IDF含量的季節(jié)性變化。

圖4為‘白詩(shī)南’不同器官的IDF含量的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化圖。由圖4可知，‘白詩(shī)南’新梢中IDF含量顯著高于葉片。從5月中旬到7月中旬，隨著葡萄生長(zhǎng)季節(jié)的不斷推移，‘白詩(shī)南’新梢中IDF含量在不斷上升，之后開始下降，8月下旬之后又出現(xiàn)上升趨勢(shì)，在9月中下旬開始表現(xiàn)平緩。葉片從5月中旬到7月中旬也在不斷上升，7月15日之后出現(xiàn)小幅下降趨勢(shì)，自8月上旬開始便趨于平穩(wěn)，波動(dòng)不大。

圖4 白詩(shī)南不同器官IDF含量的季節(jié)性變化

2.3 ‘Conquister’不同器官膳食纖維含量的季節(jié)性變化

(1)‘Conquister’不同器官SDF含量的季節(jié)性變化。

圖5為‘Conquister’不同器官的SDF含量的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化圖。由圖5可知，‘Conquister’葉片中IDF含量顯著高于新梢。新梢從5月中下旬到7月中旬一直處于下降趨勢(shì)8月3日到達(dá)最高值42.92 mg·g-1后開始回升，8月上旬又出現(xiàn)下降趨勢(shì)，10月底之后開始變平緩。葉片在5月到8月上旬期間一直處于上升趨勢(shì)，于8月3日出現(xiàn)第一個(gè)高峰67.233 mg·g-1，此后不斷下降，直到8月24日之后又出現(xiàn)上升趨勢(shì)，且在10月31日最后一次采樣出現(xiàn)最高值83.623 mg·g-1。

圖5 Conquister 葡萄不同器官SDF含量的季節(jié)性變化

(2)‘Conquister’不同器官IDF含量的季節(jié)性變化。

圖6為‘Conquister’不同器官的IDF含量的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化圖。由圖6可知，總體來(lái)看，‘Conquister’新梢與葉片的季節(jié)性變化趨勢(shì)均表現(xiàn)平平，波動(dòng)均不大，新梢中IDF含量顯著高于葉片，平均高出12.51%。

圖6 Conquister葡萄不同器官IDF含量的季節(jié)性變化

2.4 ‘井川1014’不同器官膳食纖維含量的季節(jié)性變化

(1)‘井川1014’不同器官SDF含量的季節(jié)性變化。

圖7為‘井川1014’不同器官的SDF含量的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化圖。由圖7可知，‘井川1014’葉片中的SDF含量顯著高于新梢。隨著生長(zhǎng)季節(jié)的推移，新梢與葉片中的SDF含量也不斷發(fā)生變化。井川新梢自5月中旬開始下降，7月中旬之后出現(xiàn)上升趨勢(shì)；8月3日出現(xiàn)年周期中的最高值52.473 mg·g-1，之后又開始緩慢下降；8月下旬變化平緩；10月底至12月中旬快速下降，12月13日銳減至13.35 mg·g-1。井川葉片的變化與新梢不盡相同，成雙S曲線，出現(xiàn)兩次高峰值，第一次在8月3日，為79.277 mg·g-1，第二次出現(xiàn)在9月22日，高達(dá)87.613 mg·g-1，比第一次高出9.51%。

圖7 井川1014 不同器官SDF含量的季節(jié)性變化

(2)‘井川1014’不同器官IDF含量的季節(jié)性變化。

圖8為‘井川1014’不同器官的IDF含量的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化圖。由圖8可知，‘井川1014’新梢中的IDF含量要顯著高于葉片。新梢與葉片整體的變化趨勢(shì)基本一致，即先升高、后降低、再升高、又降低、又升高，但變化幅度較小，表現(xiàn)平緩。新梢中的IDF含量最高值出現(xiàn)在12月3日，為840.02mg·g-1；葉片則早在6月26日就到達(dá)最高峰，為710.175mg·g-1。

圖8 井川1014 不同器官IDF含量的季節(jié)性變化

2.5 ‘北醇’不同器官膳食纖維含量的季節(jié)性變化

(1)‘北醇’不同器官SDF含量的季節(jié)性變化。

圖9為‘北醇’不同器官的SDF含量的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化圖。由圖9可知，‘北醇’葉片中的SDF含量顯著高于新梢。隨著葡萄生長(zhǎng)季節(jié)的推移，新梢與葉片中的SDF含量也不斷發(fā)生變化。自5月中旬至8月中下旬，新梢與葉片中的SDF含量的變化趨勢(shì)一直，即先小幅上升，后逐漸下降7月15日之后又不斷上升，8月3日同時(shí)到達(dá)最高峰，分別為38.927mg·g-1和82.727mg·g-1，此后同時(shí)開始下降，直到8月24日；新梢此后便一直處于下降趨勢(shì)，9月下旬表現(xiàn)平緩，而葉片在8月24日之后又出現(xiàn)不斷上升趨勢(shì)，直到最后一次采樣(10月31日)，高達(dá)78.617mg·g-1。

圖9 北醇不同器官SDF含量的季節(jié)性變化

(2)‘北醇’不同器官IDF含量的季節(jié)性變化。

圖10為‘北醇’不同器官的IDF含量的季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化圖。由圖10可知，‘北醇’新梢中IDF的含量要顯著高于葉片。新梢與葉片的季節(jié)性變化總體來(lái)說(shuō)表現(xiàn)較為平緩，基本上波動(dòng)不大。新梢的變化趨勢(shì)為：先緩慢上升，后不斷下降，到最低點(diǎn)之后又開始不斷升高；葉片在開始時(shí)也呈現(xiàn)小幅上升趨勢(shì)，之后緩慢下降，到最低點(diǎn)后又逐漸升高，隨后再次下降。

圖10 北醇不同器官IDF含量的季節(jié)性變化

3 結(jié)論

不同營(yíng)養(yǎng)器官中可溶性膳食纖維(SDF)與不溶性膳食纖維(IDF)的含量隨葡萄生長(zhǎng)季節(jié)而變化。供試5個(gè)品種均為葉片中的SDF含量最高，但品種之間存在差異。第一個(gè)高峰值除‘北醇’出現(xiàn)在6月26日、‘赤霞珠’根系出現(xiàn)在7月15日之外，其余均在8月3日出現(xiàn)，且在8月3日出現(xiàn)的高峰值中，新梢中的SDF含量由高到低的順序依次為：‘井川1014’>‘白詩(shī)南’>‘Conquister’>‘北醇’>‘赤霞珠’；葉片中的SDF含量由高到低的順序依次為：‘白詩(shī)南’>‘北醇’>‘赤霞珠’>‘井川1014’>‘Conquister’。

5個(gè)品種不同器官中的IDF在整個(gè)年周期中的變化都較平穩(wěn)，波動(dòng)不大，除‘赤霞珠’根系外，均是枝條中的IDF含量顯著高于葉片。新梢中的IDF含量基本維持在680～880 mg·g-1之間，葉片則在580～760 mg·g-1之間波動(dòng)。

4 討論

目前，我國(guó)的許多研究大多集中在葡萄皮渣膳食纖維提取工藝的優(yōu)化，如微生物發(fā)酵法、化學(xué)試劑法、酶法等，從而提高其產(chǎn)量[11～15]，以及葡萄皮渣中膳食纖維對(duì)動(dòng)物的影響[16,17]，而國(guó)內(nèi)對(duì)葡萄廢棄物中新梢(枝條)及葉片中膳食纖維的季節(jié)性變化，以及葡萄植株不同部位含量的差異的研究鮮少。因此，對(duì)葡萄酒從“土地”到“餐桌”產(chǎn)生的廢料，以及由于葡萄園更新?lián)Q代而廢棄的老葡萄樹的枝條、葉片以及根部的利用問(wèn)題進(jìn)行深化研究，旨在更好的挖掘葡萄園與葡萄酒釀造過(guò)程中的廢棄資源，開發(fā)葡萄枝條、葉片以及根系中的膳食纖維，尋求合理有效的葡萄廢棄物資源綜合利用途徑，拓寬葡萄的深加工，減輕對(duì)環(huán)境的污染，生產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品，應(yīng)用于食品、醫(yī)療保健等行業(yè)中，對(duì)于建設(shè)葡萄酒產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和葡萄園的可持續(xù)發(fā)展模式具有深遠(yuǎn)的意義。葡萄的新梢(枝條)、葉片、根系中含有豐富的膳食纖維資源，不同葡萄品種的不同營(yíng)養(yǎng)器官中可溶性膳食纖維(SDF)與不溶性膳食纖維(IDF)的含量隨葡萄生長(zhǎng)季節(jié)而變化，其變化趨勢(shì)大致相同，但種間差異明顯，建議在各個(gè)品種出現(xiàn)峰值的時(shí)間采樣為宜。