葡萄不同組織多酚含量及抗氧化性的周年期變化

薛 雯，房玉林，戴 璐，唐麗麗，姚瑞祺

（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）

0 引言

葡萄多酚（Grape procyanidins，GPC），是指存在于葡萄中所有酚類物質(zhì)的總稱。葡萄中含有種類繁多的多酚物質(zhì)。其含量因品種、栽培條件及釀造工藝的不同在葡萄與葡萄酒中存在較大差異，而其代謝產(chǎn)物也具有復(fù)雜多樣的生物學(xué)功能，例如可以增強(qiáng)植物本體抗性、抵制天敵的侵襲，還有提高植物種間競爭能力和對環(huán)境的適應(yīng)力等[1]。目前，已從葡萄中分離鑒定出10余種多酚類物質(zhì)，包括黃酮醇、花色素、原花色素、黃烷酮醇類、兒茶素類及白藜蘆醇等[2]。

中國是葡萄科植物起源地之一，在我國葡萄栽培已有數(shù)千年的歷史。改革開放以來，我國葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，是近年來世界葡萄生產(chǎn)發(fā)展最快的國家之一[3]，在世界葡萄產(chǎn)業(yè)中有著舉足輕重的地位，其中有40%葡萄用于釀酒，40%作為鮮食，剩下的20%用于制干和制汁[4]。葡萄樹的枝條和葉片中含有豐富的多酚類物質(zhì)，具有多種生物活性功能[5-8]。無論是鮮食還是釀酒葡萄，在葡萄園的常規(guī)管理中都會產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，如修剪下來的枝條與葉片等，實(shí)際生產(chǎn)中大多數(shù)的處理方式就是焚燒，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。黨的十八大以來，黨中央、國務(wù)院對“綠色發(fā)展”高度重視，對“環(huán)境友好”也更加注重。習(xí)近平總書記反復(fù)強(qiáng)調(diào)：“綠水青山就是金山銀山”。對釀酒葡萄“Conquister”和鮮食葡萄“井川1014”的廢棄枝條與葉片中多酚物質(zhì)含量與抗氧化性的季節(jié)性變化，以及葡萄植株不同部位含量的差異進(jìn)行了深入探討，旨在為葡萄園農(nóng)業(yè)廢棄物的原料化、基料化利用，加快建立產(chǎn)業(yè)化利用機(jī)制，不斷提升秸稈綜合利用水平提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試植物材料來源于西北農(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美洲種葡萄Conquister，歐美雜交種葡萄井川1014（Yigawa 1014）。在預(yù)先選取的5株內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)取樣。5月上旬-12月下旬，每間隔25 d左右采一次樣。

1.2 試驗(yàn)方法

將采集的葡萄枝條、葉片、根系干燥后粉碎，過篩，備用。精確稱取3 g粉末置于100 mL絲口瓶中，添加提取溶劑乙醇水溶液（體積分?jǐn)?shù)為60%）36 mL，料液比為1∶12，在100 Hz超聲波條件下超聲輔助提取30 min，浸提溫度為20℃；然后將提取液轉(zhuǎn)入50 mL離心管中，置于超低溫離心機(jī)中以轉(zhuǎn)速5 000~8 000 r/min離心15~20 min，過濾，收集上清液，向殘渣中繼續(xù)加入36 mL乙醇水溶液，再次按照上述過程提取，重復(fù)2次，合并所有上清液共計72 mL于100 mL包裹錫箔紙的絲口瓶中，貯藏于-20℃條件下備用，用于測定葡萄果皮中所有酚類物質(zhì)組分及抗氧化活性[9]。

葡萄枝條、葉片及根系中的總酚測定使用福林-肖卡法進(jìn)行[10]，黃烷醇的測定使用p-DMACA-鹽酸法進(jìn)行[11]，總黃酮的測定參照李旸昕[12]的方法進(jìn)行，DPPH的測定參考王曉宇[13]的方法并略有改動，羥自由基清除力的測定參考陳義磊等人[14]的方法進(jìn)行，鐵氰化鉀還原力的測定參照韓林等人[15]的方法并略有改動。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007和DPS 7.05數(shù)據(jù)處理軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方差顯著性進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄不同營養(yǎng)器官多酚物質(zhì)含量的季節(jié)性變化

2.1.1 葡萄不同器官總酚含量的季節(jié)性變化

（1）Conquister不同器官總酚含量的季節(jié)性變化。Conquister屬美洲種葡萄，由佛羅里達(dá)農(nóng)工大學(xué)于1983年用純美洲種株系“Fla.E12-59×Fla.E1140”雜交選育而成，具有典型的美洲種葡萄（V.labruscaL）特點(diǎn)，狐香味濃烈、耐高溫高濕、抗真菌病害的能力較強(qiáng)。西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院于2002年自美國佛羅里達(dá)州引入楊凌，現(xiàn)定植于西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院品種示范園中。

Conquister葡萄不同器官總酚含量的季節(jié)性變化見圖1。

圖1 Conquister葡萄不同器官總酚含量的季節(jié)性變化

由圖1可知，Conquister葉片中的總酚含量明顯高于新梢。新梢與葉片中的總酚含量隨季節(jié)變化趨勢基本一致。自5月中旬開始下降，6月26日均達(dá)到最低點(diǎn)，分別為7.793 8 mg/g和12.341 mg/g，后又逐漸上升。新梢中的總酚含量在8月24日達(dá)到最大值17.665 mg/g，隨后緩慢下降。葉片的總酚含量的高峰值則出現(xiàn)在10月31日，為38.001 mg/g，之后的多天時間里變化幅度較小。

（2）井川1014不同器官總酚含量的季節(jié)性變化。井川1014（Yigawa 1014）屬巨峰系歐美雜交種，原產(chǎn)地日本，植株長勢強(qiáng)，芽眼萌發(fā)率高，產(chǎn)量高，抗逆性、抗病性較強(qiáng)，為晚熟鮮食品種。

井川1014不同器官總酚含量的季節(jié)性變化見圖2。

圖2 井川1014不同器官總酚含量的季節(jié)性變化

由圖2可知，井川1014葉片中的總酚含量明顯高于新梢。新梢與葉片中的總酚含量隨季節(jié)變化趨勢基本一致，為單峰曲線。自5月中旬至7月中旬一直處于不斷下降的趨勢，其最低點(diǎn)均出現(xiàn)在7月15日，分別為7.966 mg/g和25.573 mg/g。之后又逐漸上升，總酚含量在8月3日達(dá)到一個高峰值，新梢中為18.107 mg/g，葉片為43.662 mg/g，隨后均緩慢下降。

2.1.2 葡萄不同器官黃烷醇含量的季節(jié)性變化

（1）Conquister葡萄不同器官黃烷醇含量的季節(jié)性變化。

Conquister葡萄不同器官黃烷醇含量的季節(jié)性變化見圖3。

圖3 Conquister葡萄不同器官黃烷醇含量的季節(jié)性變化

由圖3可知，Conquister葉片中的黃烷醇含量要高于新梢。新梢為單峰曲線，葉片則為雙S曲線。自5月中旬開始，Conquister新梢的黃烷醇含量在逐漸上升，最高值出現(xiàn)在8月24日，達(dá)到7.020 mg/g，隨后又快速下降，直到9月中下旬；9月底至12月一直表現(xiàn)平緩，波動較小。與新梢不同，葉片在7月15日出現(xiàn)第一次高峰，含量為8.982 mg/g，隨后下降，到8月24日出現(xiàn)第二次高峰，含量為13.336 mg/g；此后便急劇下降至9月中下旬后，變化平緩，維持在2.67~2.83 mg/g。

（2）井川1014不同器官黃烷醇含量的季節(jié)性變化。

井川1014不同器官黃烷醇含量的季節(jié)性變化見圖4。

圖4 井川1014不同器官黃烷醇含量的季節(jié)性變化

由圖4可知，井川1014葉片中的黃烷醇含量要顯著高于新梢。新梢、葉片中黃烷醇的含量隨季節(jié)變化趨勢基本一致，呈單峰曲線。自5月中旬開始，二者均處于不斷上升的趨勢，在8月3日均出現(xiàn)最高峰值，新梢為7.889 mg/g，葉片為14.928 mg/g；此后逐漸下降，均于9月22日達(dá)到最低點(diǎn)0.826 mg/g，2.012 mg/g。此后，隨著生長季節(jié)的推移，新梢與葉片中的黃烷醇含量均變化緩慢。

2.1.3 葡萄不同器官原花青素含量的季節(jié)性變化

（1）Conquister葡萄不同器官原花青素含量的季節(jié)性變化。

Conquister葡萄不同器官原花青素含量的季節(jié)性變化見圖5。

圖5 Conquister葡萄不同器官原花青素含量的季節(jié)性變化

由圖5可知，Conquister葉片中的原花青素含量明顯高于新梢。新梢、葉片中黃烷醇的含量隨季節(jié)變化趨勢不盡相同。在5月—6月下旬期間，Conquister新梢中原花青素的含量呈下降趨勢，在6月26日達(dá)到此期間的最低值19.658 mg/g之后開始回升。而葉片在此階段處于不斷上升的狀態(tài)，在7月15日達(dá)到第一個高峰值70.01 8mg/g，隨后又緩慢下降，從8月開始出現(xiàn)逐漸升高的趨勢；而新梢在6月26日之后一直呈緩慢上升趨勢。8月24日，二者均達(dá)到最高值，分別為48.791 mg/g，111.399 mg/g；此后又出現(xiàn)下降趨勢，在9月22日之后變化較為緩慢，波動較小。

（2）井川1014不同器官原花青素含量的季節(jié)性變化。

井川1014不同器官原花青素含量的季節(jié)性變化見圖6。

圖6 井川1014不同器官原花青素含量的季節(jié)性變化

由圖6可知，井川1014葉片中的原花青素含量明顯高于新梢。新梢中的原花青素含量在5月中旬最大，為73.929 mg/g，此后開始下降，到6月下旬又逐漸回升，直至8月24日達(dá)到第2個小高峰39.784 mg/g，接著又開始降低，9月22日之后變化趨于平穩(wěn)，基本維持在10.0 mg/g。葉片的變化與新梢有些差異，自5月采樣之日起，呈不斷上升趨勢，7月15日后隨著生長季節(jié)的遷移，原花青素上升速度急速增加，最高值于8月3日出現(xiàn)，高達(dá)142.207 mg/g，此后又開始下滑，同新梢一樣，在9月22日之后變化趨于平穩(wěn)，基本維持在26.0~39.0 mg/g。

2.1.4 葡萄不同器官總黃酮含量的季節(jié)性變化

（1）Conquister葡萄不同器官總黃酮含量的季節(jié)性變化。

Conquister葡萄不同器官總黃酮含量的季節(jié)性變化見圖7。

圖7 Conquister葡萄不同器官總黃酮含量的季節(jié)性變化

由圖7可知，Conquister葉片中的總黃酮含量明顯高于新梢。新梢的總黃酮含量在5月中旬-6月下旬逐漸下降，之后開始穩(wěn)步上升，直至8月24日出現(xiàn)最高值6.424 mg/g，然后又開始下降，9月22日之后又出現(xiàn)上升趨勢，10月31日到達(dá)第2個小高峰

5.024 mg/g，接著又緩慢下降。Conquister葉片中的總黃酮含量與新梢變化有較大差異：在5月中旬-6月下旬呈小幅上升趨勢，從6月26日開始迅速升高，于7月15日出現(xiàn)第一次高峰值12.152 mg/g，后又開始下降，8月上旬轉(zhuǎn)為上升，8月24日出現(xiàn)第二高峰13.641 mg/g，然后基本維持不變，之后又出現(xiàn)快速上升趨勢，周年期中的最高值于10月31日達(dá)到，為16.669 mg/g。

（3）井川1014不同器官總黃酮含量的季節(jié)性變化。

井川1014不同器官總黃酮含量的季節(jié)性變化見圖8。

圖8 井川1014不同器官總黃酮含量的季節(jié)性變化

由圖8可知，井川1014葉片中的總黃酮含量明顯高于新梢。在5月—8月上旬，新梢中的總黃酮含量呈先下降后上升趨勢，而葉片中則一直處于逐漸升高狀態(tài)，8月3日，二者都到達(dá)最高值，分別為新梢6.214 mg/g，葉片20.055 mg/g，此后又都開始下降至9月中下旬，9月22日之后變化緩慢。

2.1.5 不同品種相同部位多酚物質(zhì)含量的比較

對于不同營養(yǎng)器官中多酚類物質(zhì)的含量，2個供試品種均呈現(xiàn)為葉片>新梢。但多酚含量及季節(jié)性變化因品種而異，各品種不同多酚類物質(zhì)在年生長周期中出現(xiàn)最高值的時間也不盡相同，2個品種的總酚含量的高峰值大部分在8月出現(xiàn)，黃烷醇與原花青素含量多集中在8月—9月，而總黃酮含量的最高值的出現(xiàn)日期則有較大差異。

2.2 葡萄不同營養(yǎng)器官抗氧化活性的季節(jié)性變化

2.2.1 Conquister不同器官抗氧化活性的季節(jié)性變化

（1）Conquister不同器官對DPPH清除力的季節(jié)性變化。

Conquister葡萄不同器官對DPPH清除力的季節(jié)性變化見圖9。

圖9 Conquister葡萄不同器官對DPPH清除力的季節(jié)性變化

由圖9可知，清除DPPH自由基的能力隨著酚類物質(zhì)含量變化而變化，且變化趨勢基本一致。葉片對DPPH清除力顯著高于新梢。新梢在5月18日，10月31日和8月3日，8月24日之間差異不顯著，但8月3日與8月24日對DPPH清除力顯著高于其他時間；葉片在年周期中較高值出現(xiàn)在7月15日，8月30日，9月22日，10月31日，且7月15日與9月22日之間無顯著性差異，與其他時間相比差異較顯著。

（2）Conquister不同器官羥自由基清除力的季節(jié)性變化。

Conquister葡萄不同器官對羥自由基清除力的季節(jié)性變化見圖10。

由圖10可知，Conquister新梢對羥自由基清除力在5月-8月上旬呈穩(wěn)步上升趨勢，且顯著高于葉片，于8月3日到達(dá)最高值53.931%，顯著高于其他時間，之后開始下降，10月31日銳減至11.093%后又開始出現(xiàn)上升趨勢；除6月26日，7月15日，8月24日之間差異不顯著之外，其余時間均呈顯著性差異。葉片則在5月-8月中旬變現(xiàn)平緩，基本在40%左右波動，9月22出現(xiàn)最高峰48.853%，顯著高于其他時間，之后趨于下降；9月中下旬至10月底期間，葉片對羥自由基清除力反超枝條，平均比枝條高出52.214%；與新梢一致，葉片在6月26日與7月15日差異不顯著，其余均存在顯著性差異。

圖10 Conquister葡萄不同器官對羥自由基清除力的季節(jié)性變化

（3）Conquister不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節(jié)性變化。

Conquister葡萄不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節(jié)性變化見圖11。

圖11 Conquister葡萄不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節(jié)性變化

由圖11可知，葉片對鐵氰化鉀還原力顯著高于枝條。Conquister不同器官的鐵氰化鉀還原力的變化趨勢與對DPPH清除力相似，但新梢的表現(xiàn)一直比較平穩(wěn)，波動較小，除6月26日，9月22日和12月13日差異不顯著，其余均存在顯著差異。葉片在周年期中各個階段均存在顯著性差異，最高值出現(xiàn)在10月31日，高達(dá)0.957，顯著高于其他時間。

（4）Conquister多酚類物質(zhì)含量與抗氧化能力間相關(guān)性分析。

Conquister葡萄不同器官多酚與抗氧化活性相關(guān)性分析見表1。

由表1可知，Conquister新梢中總酚與總黃酮、原花青素與黃烷醇之間呈極顯著正相關(guān)，總黃酮與黃烷醇達(dá)顯著相關(guān)，DPPH與總酚、總黃酮呈極顯著正相關(guān)，而與黃烷醇、原花青素呈顯著正相關(guān)，羥自由基清除力與黃烷醇、原花青素、鐵氰化鉀還原力與總酚之間呈顯著正相關(guān)；Conquister葉片中的總酚與總黃酮、原花青素與黃烷醇之間呈極顯著正相關(guān)，總黃酮與原花青素之間呈顯著正相關(guān)，DPPH與總酚之間達(dá)顯著水平，而與總黃酮之間達(dá)極顯著水平，鐵氰化鉀還原力與總酚、總黃酮、DPPH之間呈極顯著正相關(guān)。

表1 Conquister葡萄不同器官多酚與抗氧化活性相關(guān)性分析

2.2.2 井川1014不同器官抗氧化活性的季節(jié)性變化

（1）井川1014不同器官對DPPH自由基清除力的季節(jié)性變化。

井川1014不同器官對DPPH自由基清除力的季節(jié)性變化見圖12。

圖12 井川1014不同器官對DPPH自由基清除力的季節(jié)性變化

由圖12可知，井川1014的葉片對DPPH自由基清除力顯著高于新梢。新梢的變化趨勢與總酚基本一致，呈先下降后上升、再下降、后趨于平緩。最高值同樣出現(xiàn)在8月3日，為84.869%，顯著高于其他時間；6月26日，7月15日，8月24日和9月22日，10月31日，12月13日之間不存在顯著性差異。而葉片的變化較為平緩，波動較小，基本維持在89.214%~97.421%，年周期中大部分時間均存在顯著差異。

（2）井川1014不同器官對羥自由基清除力的季節(jié)性變化。

井川1014不同器官對羥自由基清除力的季節(jié)性變化見圖13。

圖13 井川1014不同器官對羥自由基清除力的季節(jié)性變化

由圖13可知，井川1014對的新梢對羥自由基的清除力在經(jīng)過5月-7月的上升期后，處于基本穩(wěn)定的狀態(tài)，維持在55%左右，其中5月18日，6月26日與7月15日，8月24日之間無顯著性差異；直到8月中下旬開始出現(xiàn)下降趨勢，10月底銳減至21.371%，顯著低于其他時間，隨后又出現(xiàn)升高趨勢。井川葉片在5月-8月上旬一直穩(wěn)步上升，8月3日出現(xiàn)最高值56.276%，隨后開始下降至8月24日之后，繼而開始上升，9月22日到達(dá)第2個小高峰45.160%，之后又出現(xiàn)下降趨勢；各時間段中均存在顯著性差異。

（3）井川1014不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節(jié)性變化。

井川1014不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節(jié)性變化見圖14。

圖14 井川1014不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節(jié)性變化

由圖14可知，井川1014葉片對鐵氰化鉀還原力顯著高于新梢。不同器官的鐵氰化鉀還原力的季節(jié)性變化趨勢與對DPPH自由基清除力相似。新梢的動態(tài)變化為先下降后上升、再下降、后趨于平緩，整體看來波動幅度不大，除8月24日與9月22日之間差異不顯著之外，其他時間均存在顯著性差異。葉片在整個周年期的表現(xiàn)與新梢不盡相同，其最高值出現(xiàn)在8月3日，為1.289，顯著高于其他時間，各個時期中的鐵氰化鉀還原力均存在顯著性差異。

（4）井川1014多酚類物質(zhì)含量與抗氧化能力間相關(guān)性分析。

井川1014不同器官多酚與抗氧化活性相關(guān)性分析見表2。

由表2可知，對于井川新梢，總黃酮與總酚、原花青素、DPPH、鐵氰化鉀還原力之間均呈極顯著正相關(guān)，原花青素與總酚、黃烷醇、鐵氰化鉀還原力呈顯著正相關(guān)，鐵氰化鉀還原力與總酚、DPPH呈極顯著正相關(guān)；井川葉片中的總酚與原花青素、總黃酮呈顯著正相關(guān)，黃烷醇與原花青素、總黃酮呈極顯著正相關(guān)，原花青素與總黃酮之間呈極顯著正相關(guān)，DPPH與總黃酮之間呈顯著正相關(guān)，羥自由基清除力與總黃酮、DPPH之間呈極顯著正相關(guān)，鐵氰化鉀還原力除與總酚、黃烷醇之間呈顯著正相關(guān)之外，與其他指標(biāo)均達(dá)到極顯著水平。

3 結(jié)論

（1）對于不同組織中多酚類物質(zhì)的含量，2個品種均呈現(xiàn)為葉片>新梢。但多酚含量及周年期變化因品種而異。

總酚含量的周年期變化總體趨勢為：5月中旬至7月上旬緩慢下降，7月中旬開始升高，2個品種中不同營養(yǎng)器官分別在8月3日、8月24日出現(xiàn)高峰值，之后緩慢下降；總體來看，井川1014新梢和葉片中的總酚含量在相應(yīng)的時期中均高于Conquister。

黃烷醇含量的周年期變化總體趨勢為：5月中旬至7月下旬5個品種不同營養(yǎng)器官中黃烷醇含量的變化各不相同，葉片的最高值在8月3日、8月24日相繼出現(xiàn)，此后迅速下降，均在9月22日降至最低點(diǎn)，之后變化緩慢?？傮w來看，井川1014新梢和葉片中的黃烷醇含量在相應(yīng)的時期中均高于Conquister。

原花青素含量的周年期變化總體趨勢與黃烷醇極其相似，各品種不同部位中原花青素與黃烷醇均呈顯著或極顯著正相關(guān)；總體來看，井川1014新梢和葉片中的原花青素含量高于Conquister。

總黃酮含量的周年期變化總體趨勢與總酚相似。2個供試品種不同營養(yǎng)器官總黃酮含量最高值出現(xiàn)的時間有很大差異，且總黃酮與總酚、黃烷醇基本上都表現(xiàn)為顯著或極顯著正相關(guān)，總黃酮與原花青素在白詩南葉片、井川1014新梢和葉片中呈極顯著正相關(guān)；總體來看，Conquiter新梢、井川1014新梢和葉片中總黃酮含量較高。

（2）不同營養(yǎng)器官對DPPH清除力（DPPH）、羥自由基清除力（HRSC）、鐵氰化鉀還原力（FRAP）存在差異。DPPH自由基清除力和鐵氰化鉀還原力的周年期變化趨勢與總酚類似；各品種不同器官中HRSC的動態(tài)變化則差異較大。相關(guān)分析表明，2個供試品種不同營養(yǎng)器官的抗氧化活性與其所含酚類物質(zhì)含量呈顯著或極顯著正相關(guān)，其中鐵氰化鉀還原力與總黃酮之間的相關(guān)性最顯著。