趙愛玲　薛曉芳　王永康　隋串玲　任海燕　李登科

(山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所/果樹種質(zhì)創(chuàng)制和利用山西省重點實驗室，山西 太原 030815)

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棗和酸棗果實糖酸組分及含量特征分析

趙愛玲薛曉芳王永康隋串玲任海燕李登科*

(山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所/果樹種質(zhì)創(chuàng)制和利用山西省重點實驗室，山西 太原 030815)

本研究選取了酸棗、棗和中間類型的7份種質(zhì)，采用國標法測定分析了可溶性固形物和可滴定酸的含量；并利用高效液相色譜法分析了完熟期果實中糖和有機酸的組分及含量。結(jié)果表明：可溶性固形物含量在不同種質(zhì)類型間差異達顯著水平，從高到低依次為：棗、中間類型和酸棗；可滴定酸的含量在不同種質(zhì)類型間差異達極顯著水平，從高到低依次為：酸棗、中間類型和棗；果實不同發(fā)育期的可溶性固形物和可滴定酸含量都呈上升趨勢。3個種質(zhì)類型的果實中都含有果糖、葡萄糖、蔗糖等3種糖組分和蘋果酸、檸檬酸、奎寧酸、琥珀酸、酒石酸和山楂酸等12種有機酸的組分。但不同種質(zhì)類型間同一組分的含量差異顯著。從酸棗到棗糖含量顯著增加，蔗糖含量增幅最大，糖的組分由單糖積累型過渡到蔗糖積累型；總有機酸含量顯著降低，主要由檸檬酸和蘋果酸的降低而引起；從酸棗到棗種質(zhì)的有機酸組分由檸檬酸和蘋果酸為主轉(zhuǎn)變成蘋果酸和奎寧酸為主。

棗； 酸棗； 糖； 有機酸； 含量分析

棗(Zizyphus jujube Mill)和酸棗(Z.spinosus Hu)是棗屬植物中應(yīng)用最為廣泛和最有價值的兩個種，二者的種質(zhì)資源都非常豐富，且分布廣泛。果實富含多種營養(yǎng)成分，具有很高的營養(yǎng)和藥用價值。文獻資料證明棗由酸棗演化而來[1,2]，有非常近的親緣關(guān)系，但在很多方面又存在差異[3]。棗與酸棗的主要區(qū)別在于，棗的葉片大，針刺不發(fā)達，為栽培類型，棗果一般果實大，可食率高而酸棗的葉片小，針刺發(fā)達，且果個小，可食率低，口感較差，但也存在一些大果類型，表現(xiàn)可食率高，且酸甜爽口，適宜直接栽培利用。酸棗多為野生灌木類型，主要用作棗的砧木。

糖和有機酸是棗和酸棗果實最重要的營養(yǎng)成分，也是影響風味的主要物質(zhì)。劉冬芝[4]比較了3個酸棗與棗種質(zhì)果實的可溶性糖和可滴定酸，發(fā)現(xiàn)酸棗的可溶性糖含量與棗種質(zhì)接近，可滴定酸含量明顯高于棗種質(zhì)。孫延芳[5]用陜北酸棗的干樣和鮮樣進行了高效液相色譜法測定酒石酸、蘋果酸、乳酸、乙酸、檸檬酸、琥珀酸和抗壞血酸等7種有機酸的方法初探。但對于棗和酸棗等不同種質(zhì)類型果實糖酸組分及其含量特征的系統(tǒng)分析比較尚未見報道。本研究以酸棗、中間類型和棗等3大種質(zhì)類型共7份種質(zhì)的果實為試材，采用高效液相色譜法研究分析了不同種質(zhì)類型果實的糖酸組分及其含量特征，為不同類型種質(zhì)資源的高效利用提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗材料與樣品采集

選取3種類型7份種質(zhì)的果實為試材，一個普通酸棗品種，北京酸棗和北京老虎眼2個中間類型的品種和贊皇大棗、新鄭灰棗、山東梨棗和大荔蜂蜜罐等4個棗品種。

試驗于2012～2013年在山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所進行。采樣地為矮化密植栽培，株行距2. 5 m×3. 0 m，栽培條件和管理水平一致，樣本樹為8年生的結(jié)果樹。每種質(zhì)依據(jù)棗果實發(fā)育階段，在白熟期(果實青綠色逐漸褪去果皮泛白至梗洼出現(xiàn)紅圈)、脆熟期(半紅或花紅)、完熟期(全紅未軟)分別進行取樣。每次選3株樣本樹，每株樹采集1份樣品，每份樣品采集60～80個果實。

將采集的樣品切成薄片，在60 ℃干燥箱中烘干至恒重后粉碎，(記錄干燥前鮮樣的重量和干燥后的重 量，以便計算含水量)過80目篩后裝入塑封袋，放置于干燥器中儲存，以待進行糖組分測定。

用于有機酸分析的樣品，切成薄片直接裝入塑封袋，置于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2試驗方法

1.2.1可溶性固形物和可滴定酸的測定

可溶性固形物的測定采用國標法GB/T 12295-90，可滴定酸的測定采用國標法GB/T 12293-1990，采集鮮樣立即測定。

1.2.2可溶性糖組分及含量的測定

糖組分的提取參考陳美霞[6]、彭艷芳[7]的方法并進行改良，采用50%的乙腈作為提取液。取5 mL提取液于15 mL離心管中，再稱取1 g干粉樣品，溶解后定容到10 mL。于50 ℃條件下超聲20 min進行提取，后10 000 r離心15 min，轉(zhuǎn)移上清液至25 mL容量瓶。濾渣重復(fù)提取1次，離心后合并上清液，定容至25 mL后過濾，取少量濾液過SPE小柱，再過0. 22 μm濾膜待測。

測定分析采用超高效液相色譜法，參考楊俊[8]、蔡欣欣[9]和Waters公司提供的方法資料，并進行改進。儀器為Waters公司UPLC ACQUITY H-Class超高效液相色譜，F(xiàn)TN自動進樣器，樣品室溫度設(shè)為30 ℃，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為Empower 2。ACQUITY ELSD蒸發(fā)光散射檢測器，ACQUITY UPLC BEH Amide 1. 7 μm 2. 1×100 mm的糖柱。流動相為乙腈和水(72:28)，0. 22 μm的濾膜抽濾。檢測條件：柱溫 35 ℃，流速0. 15mL·min-1，增益50，載氣是高純氮氣(99. 99%)，氣壓 40 psi，飄移管 80 ℃，噴霧器60 ℃。進樣量 5 μL，樣品運行時間 8 min。樣品各組分相對保留時間精密度RSD為 0. 021%～0. 147%，加標回收率為 96. 71%～103. 42%。

1.2.3有機酸組分及含量的測定

有機酸組分分為水溶性和醇溶性分別進行提取和測定。儀器采用Waters公司UPLC ACQUITY H-Class超高效液相色譜，選用ACQUITY TUV 紫外檢測器，ACQUITY UPLC HSS T3 1. 8 μm 2. 1× 100 mm的柱子，檢測波長210 nm，增益50，進樣量5 μL。標樣為Sigma公司產(chǎn)品。分析測定所用甲醇和乙腈為Grace品牌，樣品提取試劑為分析醇。超純水為Heal Force制水機制備，離心機為Sigma 3-18K。

水溶性有機酸：參考牛景[10]、張麗麗[11]的提取方法用0. 02 mol·L-1KH2PO4水溶液提取，取50 g冷凍果肉加200 mL提取液進行勻漿，漿液在室溫條件下超聲20 min后過濾，取少量濾液過混合陰離子小柱，再過0. 22 μm濾膜待測。水溶性有機酸組分的測定參考關(guān)秀杰[12]、陸新華[13]的方法。流動相為甲醇和0. 02 mol·L-1的KH2PO4水溶液(H3PO4調(diào)PH值至2. 38)梯度檢測，先加入4. 0%的甲醇運行，3. 0～3. 5 min逐漸變?yōu)?00%的KH2PO4水溶液，樣品運行時間12 min。流速0. 11 mL·min-1，柱溫30 ℃。

醇溶性有機酸：提取和測定參考Li Jin-Wei[14]和周春華[15]的方法。 取10 g冷凍果肉研磨，用20 mL甲醇轉(zhuǎn)移至50 mL離心管中，室溫超聲20 min后，轉(zhuǎn)移上清液到50 mL容量瓶中，濾渣再加20 mL甲醇重復(fù)提取后合并上清液定容至50 mL，取少量提取液過0. 22 μm濾膜待測。醇溶性有機酸組分的測定流動相也是甲醇和0. 02 mol·L-1的KH2PO4水溶液(PH值2. 38)，體積比為90:10，等度檢測，流速0. 18 mL·min-1，柱溫33 ℃，樣品運行時間8 min。樣品各組分(除L-抗壞血酸外)相對保留時間精密度RSD為0. 029%～0. 542%，加標回收率為94. 68%～107. 34%。

試驗設(shè)3次重復(fù)，采用外標法進行定量，含量以鮮重計，結(jié)果統(tǒng)計分析采用Excell和SAS軟件。

2　結(jié)果與分析

2.1不同種質(zhì)果實可溶性固形物含量比較

棗、酸棗和中間類型種質(zhì)的果實可溶性固形物的含量，結(jié)果顯示(圖1)：從高到低依次為棗、中間類型和酸棗。試驗還分析了不同類型種質(zhì)果實的可溶性固形物在白熟、脆熟和完熟3個果實發(fā)育期的動態(tài)變化，結(jié)果顯示不同種質(zhì)類型果實的可溶性固形物含量均呈上升趨勢，每種類型果實不同發(fā)育時期可溶性固形物的含量均達顯著水平。而且棗果實在不同發(fā)育時期的可溶性固形物含量均高于同期的中間類型和酸棗的果實，以新鄭灰棗、北京老虎眼和酸棗為例進行比較，白熟期新鄭灰棗的可溶性固形物含量為18. 60%，北京老虎眼和酸棗分別是16. 00%和13. 20%；脆熟期新鄭灰棗為27. 25%，北京老虎眼和酸棗分別是26. 00%和25. 20%；完熟期新鄭灰棗為37. 20%，北京老虎眼和酸棗分別是28. 40%和27. 80%。

圖1　不同種果實可溶性固形物的動態(tài)變化

圖2　不同種果實可滴定酸的動態(tài)變化

2.2不同種質(zhì)果實可滴定酸含量比較

棗、酸棗和中間類型種質(zhì)的果實可滴定酸的含量差異比可溶性固形物大，且變化規(guī)律相反，從高到低依次為酸棗、中間類型和棗。試驗還分析了不同類型種質(zhì)果實的可滴定酸在白熟、脆熟和完熟3個果實發(fā)育期的動態(tài)變化，結(jié)果顯示(圖2)不同種質(zhì)類型果實的可滴定酸均呈上升趨勢，酸棗和中間類型果實不同發(fā)育時期可溶性固形物的含量均達顯著水平，棗果實可滴定酸含量在白熟期和脆熟期間存在顯著差異，脆熟期和完熟期差異不顯著。棗果實在不同發(fā)育時期的可滴定酸含量均極顯著低于同期中間類型和酸棗種質(zhì)的果實，以山東梨棗、北京酸棗和酸棗為例進行比較，白熟期山東梨棗的可滴定酸含量為0. 326%，北京酸棗和酸棗分別是1. 150%和1. 343%；脆熟期山東梨棗為0. 425%，北京酸棗和酸棗分別為1. 419%和2. 267%；完熟期棗山東梨棗為0. 452%，北京酸棗和酸棗分別為1. 550%和3. 252%。

2.3不同種質(zhì)果實糖的組分及含量特點

以不同類型種質(zhì)完熟期的果實為試材了進行糖的組分分析。結(jié)果表明(圖3)，每種類型種質(zhì)的果實都含有果糖、葡萄糖和蔗糖3種糖組分，麥芽糖在所測樣品中未檢測到。

1果糖 Fructose 2 葡萄糖 Glucose 3 蔗糖 Susrose 4 麥芽糖 Maltose

統(tǒng)計分析結(jié)果(表1)表明：果實中 3 種糖總含量(以下簡稱總糖)的變化范圍為：83. 08～393. 68 mg·g-1，不同類型種質(zhì)之間總糖存在顯著差異，其中棗的含量最高，可達 316. 22 mg·g-1，酸棗含量最低，僅為 83. 08 mg·g-1。各糖組分的含量在不同類型的種質(zhì)間差異都達顯著水平，但各糖組分在不同類型種質(zhì)果實間的含量高低順序不同。酸棗中的果糖、葡萄糖和蔗糖含量都最低，且3種糖組分中蔗糖含量明顯低于果糖和葡萄糖，僅為 2. 08 mg·g-1，占總糖的 2. 50%；中間類型的種質(zhì)其各糖組分的含量都比酸棗高，蔗糖在總糖的占比變?yōu)?22. 22%；蔗糖含量依然低于果糖和葡萄糖，但糖組分間的含量差異逐漸變小，3個類型比較，棗果實中蔗糖含量最高，果糖含量略低于中間類型的種質(zhì)，葡萄糖略高于中間類型的種質(zhì)。3種組分中蔗糖含量明顯高于果糖和葡萄糖?？偺侵姓崽撬嫉谋壤?yōu)?52. 77%。

總之，從酸棗到棗，糖含量顯著增加，蔗糖含量增幅最大。糖積累型從單糖積累型過渡到蔗糖積累型。

表1　不同種質(zhì)的棗果實糖組分及含量　(mg·g-1 ·FW)

注: Duncanps顯著性檢驗。不同字母表示差異顯著, 小寫( P < 0. 05),下同。

2.4不同種質(zhì)果實有機酸的組分及含量特點

以完熟期果實進行不同類型種質(zhì)果實有機酸組分的分析。測得樣品果實中含有酒石酸、奎寧酸、蘋果酸、抗壞血酸、乙酸、馬來酸、檸檬酸、富馬酸和琥珀酸等9種水溶性有機酸，但抗壞血酸在試驗過程中易分解，重復(fù)性差，不適宜利用此方法進行分析。測得樣品果實中含有山楂酸、樺木酸、齊墩果酸和熊果酸4種醇溶性有機酸組分(圖5)，含量從高到低依次為山楂酸、樺木酸、齊墩果酸和熊果酸。

所測有機酸組分中含量較高的是檸檬酸、蘋果酸、奎寧酸、琥珀酸和酒石酸5種，而乙酸、馬來酸和富馬酸含量極少。檸檬酸、蘋果酸、奎寧酸等3種有機酸組分可占總有機酸含量的82% 以上。

統(tǒng)計分析結(jié)果(表2)表明：棗、酸棗和中間類型的種質(zhì)成熟果實中的有機酸總含量(以下簡稱總酸)及其組分都存在顯著差異。從酸棗到棗(除北京老虎眼外)總酸含量逐漸降低，棗的平均值為5 918. 44 μg·g-1，酸棗的總酸含量是棗種質(zhì)的3～5倍。北京老虎眼的總酸含量最高達26 007. 45 μg·g-1。

酸棗的檸檬酸含量在3種類型中最高達11 494. 58 μg·g-1，大荔蜂蜜罐的檸檬酸含量最低僅為293. 10 μg·g-1，酸棗中的檸檬酸含量是棗種質(zhì)的8～38倍。但酸棗中的奎寧酸的含量在3種類型中最低僅為892. 44 μg·g-1，棗和中間類型的奎寧酸含量因種質(zhì)不同而異。北京酸棗的蘋果酸含量最高達9 796. 55 μg·g-1，其次是酸棗為9 091. 36 μg·g-1，從酸棗到棗蘋果酸含量逐漸降低，但與檸檬酸相比,蘋果酸含量在不同類型及種質(zhì)間的差異相對較小。

從主要有機酸組分所占總酸的比例可以看出，從酸棗、中間類型到棗，奎寧酸所占比例不斷升高，而檸檬酸所占比例顯著降低，蘋果酸則略有上升?？鼘幩帷⑻O果酸和檸檬酸在酸棗中所占比例分別為4. 01%、40. 83%和51. 62%，中間類型中分別為11. 35%、47. 75% 和22. 98%，棗中為23. 55%、51. 07%和11. 20%。說明，從酸棗到棗主要有機酸由檸檬酸與蘋果酸為主變?yōu)橐蕴O果酸與奎寧酸為主。

中間類型的種質(zhì)琥珀酸含量最高，尤其是北京老虎眼琥珀酸含量最高達3 634. 04 μg·g-1是其他種質(zhì)的4～8倍，酸棗和棗之間沒有顯著差異，只因種質(zhì)不同而有差異。北京老虎眼酒石酸含量最高為3 360. 55 μg·g-1，極顯著高于其他種質(zhì)，是其他種質(zhì)的18～88倍，除北京老虎眼外，3種類型比較沒有顯著差異。

山楂酸、樺木酸、齊墩果酸和熊果酸在不同類型間無顯著差異，也是因種質(zhì)不同而異。

表2　不同種質(zhì)果實有機酸組分及含量 　(μg·g-1·FW)

注: “-”表示未檢測到。

3　討論與結(jié)論

棗、酸棗和中間類型種質(zhì)比較，棗果中的可溶性固形物含量最高，可滴定酸含量最低。酸棗果實中的可滴定酸含量最高，可溶性固形物含量最低。這與劉冬芝[4]的研究結(jié)果一致。本研究還表明，白熟、脆熟和完熟3個果實發(fā)育時期棗的可溶性固形物和可滴定酸含量與酸棗和中間類型的種質(zhì)都存在顯著差異。

棗、酸棗和中間類型種質(zhì)果實的糖主要組分都是果糖、葡萄糖和蔗糖，這與前人在其它樹種上得出的結(jié)論一致，但不同樹種果實中糖的組分存在較大差異，蘋果[16]、梨[17]中以果糖含量最高，杏果實[15]中以蔗糖含量最高，同一種內(nèi)不同類群的果實糖含量也存在差異。牛景[10]對不同類群杏的研究表明，中國育成種質(zhì)和歐美及日本鮮食種質(zhì)果糖含量要顯著高于中國地方種質(zhì)和野生種質(zhì)。陸新華[13]對不同菠蘿種質(zhì)糖酸分析表明，菠蘿種質(zhì)根據(jù)糖積累可分為蔗糖積累型和單糖積累型。本研究表明棗也有不同的糖積累型。根據(jù)完熟期果實蔗糖含量所占比例不同，可分為蔗糖積累型和單糖積累型。酸棗果實不僅總糖含量顯著低于棗和中間類型的種質(zhì)，其糖組分中果糖和葡萄糖的含量顯著高于蔗糖，占總糖的97. 50 %屬單糖積累型。棗的果實不僅總糖含量顯著高于中間類型和酸棗，蔗糖含量顯著高于果糖和葡萄糖，占總糖的52. 77 %，屬蔗糖積累型。這是造成酸棗、中間類型和棗口感風味差異的一個主要原因，這種差異與種質(zhì)資源的特性有關(guān)，這與Mikio Shiraishi[18]在葡萄上得出的結(jié)論一致。

陳美霞[6]和張麗麗[11]對杏的研究表明杏果實中的主要有機酸是蘋果酸、檸檬酸和奎寧酸，并根據(jù)各組分酸占有機酸總量的不同，將杏劃分為蘋果酸和檸檬酸2種類型。陸新華對不同菠蘿種質(zhì)有機酸的分析把菠蘿種質(zhì)劃分為蘋果酸型和檸檬酸型。本研究表明酸棗、中間類型和棗果實的含有蘋果酸、檸檬酸、奎寧酸、琥珀酸、酒石酸、山楂酸、樺木酸等13種有機酸組分，主要的有機酸組分也是蘋果酸、檸檬酸和奎寧酸。酸棗的總酸含量是棗種質(zhì)的3 ～ 5倍，且酸棗以檸檬酸和蘋果酸為主，棗果實以蘋果酸和奎寧酸為主?？傆袡C酸及其組分含量在不同種質(zhì)間存在顯著差異，這與Darko Preiner[19]在葡萄和Cevdet Nergiz[20]在橄欖上得到的結(jié)論一致。檸檬酸比蘋果酸酸味刺激性較強[21]，這也許是影響酸棗果實口感風味的另一個主要原因。

酸棗類型中有口感風味不同的種質(zhì)，本研究選用的酸棗是一份普通酸棗種質(zhì)，口感風味甜酸。而中間類型的種質(zhì)北京老虎眼不僅總有機酸含量極高，而且酒石酸、奎寧酸、琥珀酸等有機酸組分在所測種質(zhì)中都最高，乙酸、馬來酸和富馬酸也顯著高于其他類型種質(zhì)。這一種質(zhì)口感風味極酸，是一份特殊種質(zhì)資源，以致對研究可滴定酸和有機酸的規(guī)律性有一定的影響，需要在以后的研究中進一步證實。

試驗采用先進的UPLC分析方法和Waters糖、酸分析專用柱，測定了棗果中的主要糖和有機酸。明確了鮮棗果中的主要糖和有機酸組分，并比較了不同類型種質(zhì)間的差異，明確棗和酸棗糖、酸組分的含量特征，為棗和酸棗種質(zhì)高效利用提供了依據(jù)。

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Characteristic Analysis of Sugars and Organic Acids Components and Contents of Chinese Jujube and Wild Jujube Fruits

Zhao AilingXue XiaofangWang YongkangSui ChuanlingRen HaiyanLi Dengke*

(Research Institute of Pomology, Shanxi Academy of Agricultural Science / Shanxi Key Laboratory of Germplasm lmprovement and Utilization in Pomology, Taiyuan, Shanxi 030815)

As 7 germplasms containing wild jujube, Chinese jujube and intermediate type materials, the contents of soluble solids(SS) and titratable acids(TA) were analyzed by Nationol standard method analysis, sugars and organic acids components were analyzed by UPLC in full ripeness stage. The results showed that the SS contents of different germplasms had significant differences, Wild jujube was of the highest levels, followed by intermediate type and Chinese jujube. TA contents of 3 types had extremely significant differences, from high to low in turn was wild jujube, intermediate type and Chinese jujube. The contents of SS and TA were rising along with the development of the fruits. There were 3 sugars containing fructose, glucose, sucrose and 12 organic acids containing malic acid, citric acid, quinic acid, succinic acid, tartaric acid, hawthorn acid in 3 type germplasms respectively. Different types, whose sugars and organic acids component contents had significant differences. Sugar contents increased significantly, the largest rise was sucrose content,sugar components changed to from monosaccharide oic increase transition to sucronse oic increase；total organic acid contents significantly decreased, mainly caused by the decrease of citric acid and malic acid. From Wild jujube to Chinese jujube, organic acids mainly composed by citric acid and malic acid changed into malic acid and quinic acid.

ziziphus jujuba; wild jujube; sugars; organic acids; content analysis

2015-08-01

國家科技支撐計劃(2013BAD14B030101);山西省科技創(chuàng)新團隊(2013131017);山西省資源平臺建設(shè)項目(2015091004-0105);國家農(nóng)業(yè)部農(nóng)作物種質(zhì)資源保護項目(NB2014-2130135-02)。

趙愛玲(1978-), 女，碩士，副研究員，從事棗種質(zhì)資源和育種研究。E-mail：zhyb186@126.com

?E-mail：ldkzao@126.com

1009-0568(2016)03-0029-08

S665.1

ADOI：10.3969/j.issn.1009-0568.2016.03.006