不同發(fā)育時(shí)期駿棗果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分及抗氧化活性的研究

艾薩江·伊卜拉伊木，仵菲，張耀輝，白紅進(jìn),*

（1塔里木盆地生物資源保護(hù)利用兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300）

（2新疆兵團(tuán)南疆化工資源利用工程實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300）

駿棗（Ziziphus jujubaMill.cv Junzao）屬于鼠李科（Rhamnaceae）棗屬（ZiziphusMill.）落葉喬木植物［1］。駿棗分為山西駿棗和新疆駿棗，相較于其他棗類，駿棗果形大、果皮薄、肉厚、口感甘甜醇厚，其糖類物質(zhì)、酚類物質(zhì)、維生素C、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)含量均高于同類產(chǎn)品，被稱為“中華第一棗”［2］，具有健脾益胃、補(bǔ)氣養(yǎng)血、緩和藥性、預(yù)防癌癥以及養(yǎng)護(hù)肝臟等功效［3-6］。

駿棗果實(shí)的顏色隨著駿棗成熟進(jìn)程而變，先是呈現(xiàn)綠色，然后變成白色，再變成黃色，最終在完全成熟時(shí)變成紅棕色。因此，駿棗果實(shí)分為坐果期、膨大期、白熟期、全紅期四個(gè)不同發(fā)育時(shí)期［7］，隨著成熟度的進(jìn)程，各種營(yíng)養(yǎng)成分的含量也隨之發(fā)生變化［8-9］。酚類物質(zhì)是植物體內(nèi)天然存在的化合物，具有一個(gè)或幾個(gè)苯環(huán)結(jié)合一個(gè)或幾個(gè)羥基的化學(xué)結(jié)構(gòu)，屬于植物次級(jí)代謝產(chǎn)物，有明顯抑制肌肉萎縮、保護(hù)胃黏膜、減輕心血管疾病、清除自由基等作用［10-12］。糖類物質(zhì)在駿棗中含量較高，占果肉干重約80%，具有提高免疫力、抗氧化活性、抗腫瘤活性及促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖的作用［13-14］。果肉中的蛋白質(zhì)提供人體內(nèi)不能合成的各類必需氨基酸［15］。維生素C作為一種很好的抗氧化劑，能有效地改善血細(xì)胞、改善血液動(dòng)力參數(shù)并減少術(shù)前心房顫動(dòng)的發(fā)生率［16-17］。DPPH自由基清除率和ABTS+自由基清除率是評(píng)價(jià)棗的體外抗氧化活性方法中一種常用且簡(jiǎn)單有效的檢測(cè)方法［18］。目前，關(guān)于新疆駿棗的研究主要集中在果實(shí)成熟后各種成分與含量的測(cè)定、果實(shí)貯藏及生物活性等方面，而關(guān)于不同發(fā)育時(shí)期營(yíng)養(yǎng)成分變化規(guī)律及抗氧化活性方面的研究報(bào)道較少。

本試驗(yàn)以不同發(fā)育時(shí)期的新疆駿棗果實(shí)為材料，分別測(cè)定其總黃酮、總酚、總糖、蛋白質(zhì)和維生素C的含量，并用t檢驗(yàn)分析多個(gè)指標(biāo)的差異性，了解不同發(fā)育時(shí)期駿棗果實(shí)內(nèi)在指標(biāo)的差異性，通過DPPH自由基清除率和ABTS+自由基清除率測(cè)定駿棗不同發(fā)育時(shí)期的抗氧化活性，為新疆南疆駿棗采收期的確定和深度開發(fā)利用提供理論依據(jù)。不同用途的加工棗需要不同的發(fā)育時(shí)期果實(shí)，以及不同的營(yíng)養(yǎng)成分，因此，分析不同發(fā)育期駿棗不同的營(yíng)養(yǎng)成分含量對(duì)駿棗種質(zhì)資源的高效加工利用及產(chǎn)品研發(fā)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與儀器設(shè)備

試驗(yàn)所用駿棗（鮮棗）采摘于阿拉爾市塔里木大學(xué)園藝試驗(yàn)站，隨機(jī)選取10株長(zhǎng)勢(shì)一致栽培管理模式相同的駿棗樹，于6月29日（坐果期）、7月21日（膨大期）、8月30日（白熟期）、9月20日（全紅期）從駿棗棗吊中部和上部位置的東、南、西、北方向摘取大小均一、健康完整的棗果。采摘后的果實(shí)迅速放入保鮮盒中帶回實(shí)驗(yàn)室，置于-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

乙醇（分析純，純度≥99.7%）、抗壞血酸（分析純），天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；硫酸（分析純，純度95.0%～98.0%），西隴化工股份有限公司；磷酸（分析純，純度85%），Sigma-Aldrich（上海）；考馬斯亮藍(lán)G250（分析純），上海化學(xué)試劑采購(gòu)供應(yīng)站；牛血清白蛋白（分析純）、福林酚（分析純）、葡萄糖（分析純），上海源葉生物科技有限公司；硝酸鋁（分析純）、無(wú)水碳酸鈉（分析純），天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑公司。

FC-188型多歧管普通型冷凍干燥機(jī)，河北國(guó)輝實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；TGL-16M型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；UV-2600型紫外可見分光光度計(jì)，島津儀器（蘇州）有限公司；PT-3502C型全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀，北京普天新橋技術(shù)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 材料處理

將四個(gè)發(fā)育時(shí)期的新鮮駿棗樣品用自來水洗凈擦干，切成片狀后真空冷凍干燥60 h，用粉碎機(jī)粉碎，過80目篩，最后將其裝于自封袋標(biāo)記好，置于-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 總黃酮、總酚含量的測(cè)定

參考WANG B等［19］提取方法，稱取駿棗粉1.00 g，用80%乙醇溶解后定容至50 mL，靜置過夜再超聲輔助提取30 min，離心后取上清液（提取液）冷藏備用。采用紫外分光光度法測(cè)定總黃酮含量，以乙醇為對(duì)照，蘆丁作為標(biāo)準(zhǔn)品，在510 nm處測(cè)定吸光度值，并計(jì)算駿棗果實(shí)中總黃酮的含量；采用福林酚法測(cè)定總酚含量，以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品，于746 nm處測(cè)定吸光度值，并計(jì)算駿棗果實(shí)中總多酚的含量。

1.2.3 總糖的含量測(cè)定

參考WU Z等［20］研究方法提取駿棗總糖，稱取駿棗粉1.00 g，采用苯酚硫酸法測(cè)定駿棗果實(shí)中總糖含量，用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定490 nm處的吸光度值，并通過計(jì)算算出總糖含量。

1.2.4 蛋白質(zhì)含量的測(cè)定

參考張艷紅等［21］研究方法提取蛋白質(zhì)，稱取駿棗粉1.00 g，采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定駿棗中蛋白質(zhì)的含量，用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定595 nm處的吸光度值，并計(jì)算蛋白質(zhì)含量。

1.2.5 維生素C含量的測(cè)定

參考張硯壘［22］研究方法提取維生素C，稱取駿棗粉1.00 g，加入草酸-EDTA用研缽研磨成糊狀，再加入草酸-EDTA溶液，在10.0 mL的容量瓶?jī)?nèi)定容后移至離心管中，3 500 r/min離心20 min，取其上清液（提取液）備用。采用磷鉬酸法測(cè)維生素C含量，在玻璃試管中加入1.0 mL提取液后再依次加入4.0 mL草酸-EDTA溶液、0.5 mL偏磷酸乙酸、1.0 mL 5%硫酸和2.0 mL的鉬酸銨，混勻，于30℃下水浴15 min后，在245 nm下測(cè)定吸光度值，并計(jì)算維生素C含量。

1.2.6 抗氧化活性測(cè)定

參考TIAN J等［23］研究方法測(cè)定DPPH自由基清除率。測(cè)定提取液517 nm處的吸光度值，結(jié)果以μmol TE/g·DW表示。

參考FANG Z等［24］研究方法測(cè)定ABTS+自由基清除率。測(cè)定提取液734 nm處的吸光度值，使用trolox為標(biāo)準(zhǔn)品，結(jié)果以μmol TE/g·DW表示。

1.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Microsoft Office Excel 2019軟件進(jìn)行分析計(jì)算，Origin 2018軟件繪制含量變化圖，相關(guān)性分析采用SPSS 25軟件。所有數(shù)據(jù)平行測(cè)定3次，結(jié)果以±SD表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程

2.2 四個(gè)生長(zhǎng)期駿棗果實(shí)黃酮及總酚含量的變化

由圖1可知，隨著駿棗果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育，總黃酮含量呈現(xiàn)迅速下降的趨勢(shì)，其中坐果期黃酮含量最高，為(25.113 6±0.660 6)mg/g·FW，全紅期的總黃酮含量降至最低，為(0.858 6±0.209 6)mg/g·FW，全紅期總黃酮含量?jī)H為坐果期的0.03倍，具有顯著性差異。

圖1 四個(gè)生長(zhǎng)期駿棗果實(shí)總黃酮含量的變化

由圖2可知，駿棗果實(shí)在生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)總酚含量變化趨勢(shì)與總黃酮相似，但下降趨勢(shì)較緩慢，坐果期總酚含量最高，為(10.809 0±0.508 7)mg/g·FW，全紅期的含量到達(dá)最低，為(5.646 0±0.399 3)mg/g·FW，全紅期總酚含量是坐果期的0.52倍，具有顯著性差異。

圖2 四個(gè)生長(zhǎng)期駿棗果實(shí)總酚含量的變化

綜上，在駿棗果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過程中，總黃酮和總酚的含量表現(xiàn)為坐果期>膨大期>白熟期>全紅期，對(duì)于含量最高的坐果期駿棗可進(jìn)行功能性成分的提取，應(yīng)用于保健品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域。

2.3 四個(gè)生長(zhǎng)期駿棗果實(shí)可溶性糖含量的變化

由圖3可知，隨著駿棗果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育，其可溶性糖的含量呈先下降后上升的趨勢(shì)，在坐果期到果實(shí)膨大期可溶性糖含量下降，果實(shí)膨大期至全紅期呈上升趨勢(shì)，在全紅期可溶性糖含量達(dá)到最高，為(7.359 4±0.692 7)mg/g·FW，全紅期可溶性糖含量是果實(shí)膨大期的3.25倍具有顯著差異性。

圖3 四個(gè)生長(zhǎng)期駿棗果實(shí)可溶性糖含量的變化

2.4 四個(gè)生長(zhǎng)期駿棗果實(shí)蛋白質(zhì)含量的變化

由圖4可知，隨著駿棗果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育，蛋白質(zhì)含量在白熟期最高，為(0.064 0±0.007 5)mg/g·FW，在坐果期、膨大期和全紅期蛋白質(zhì)含量差異不顯著，蛋白質(zhì)含量在(0.038 1±0.001 0)～(0.0302 5±0.001 8)mg/g·FW之間，研究表明，膨大期和白熟期蛋白質(zhì)在糖代謝過程中非常顯著，且蛋白質(zhì)在白熟期中表達(dá)量均較高，而在膨大期中幾乎不表達(dá)，說明蛋白質(zhì)可能與蔗糖積累密切相關(guān)。

圖4 四個(gè)生長(zhǎng)期駿棗果實(shí)蛋白質(zhì)含量的變化

2.5 四個(gè)生長(zhǎng)期駿棗果實(shí)維生素C含量的變化

由圖5可知，隨著駿棗果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育，駿棗果實(shí)的維生素C含量逐漸呈先增后減的趨勢(shì)，從坐果期到膨大期的維生素C含量上升至最高，為(0.333 8±0.012 7)mg/g·FW，膨大期之后維生素C含量開始逐漸下降，在全紅期達(dá)到最低，為(0.098 2±0.053 0)mg/g·FW，全紅期維生素C含量是膨大期的0.29倍。

圖5 四個(gè)生長(zhǎng)期駿棗果實(shí)維生素C含量的變化

2.6 四個(gè)生長(zhǎng)期駿棗果實(shí)的抗氧化活性的變化

由圖6可知，隨著駿棗果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育，駿棗果實(shí)的DPPH自由基清除能力和ABTS+自由基清除能力呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，均在坐果期清除能力最強(qiáng)，ABTS+自由基清除能力高于DPPH自由基清除能力，分別為(16.278 0±0.174 0)μmol TE/g·DW和(12.662 0±0.129 0)μmol TE/g·DW，在全紅期抗氧化能力較弱，分別為(14.894 5±0.951 0)μmol TE/g·DW 和(7.667 5±0.296 0)μmol TE/g·DW，全紅期的抗氧化能力分別是坐果期的0.92倍和0.61倍。

圖6 四個(gè)生長(zhǎng)期駿棗果實(shí)抗氧化活性的變化

2.7 駿棗果實(shí)5種營(yíng)養(yǎng)成分與抗氧化活性的相關(guān)性分析

使用SPSS 25軟件對(duì)駿棗的5種營(yíng)養(yǎng)成分與抗氧化活性進(jìn)行相關(guān)性分析。由表2可知，體外抗氧化活性（DPPH自由基清除能力和ABTS+自由基清除能力）與總黃酮、總酚及維生素C含量呈正相關(guān)，其中ABTS+自由基清除能力與總黃酮含量呈顯著正相關(guān)，且ABTS+自由基清除能力與總酚和總黃酮的相關(guān)性高于DPPH自由基清除能力，DPPH自由基清除能力與維生素C含量的相關(guān)性高于ABTS+自由基清除能力；抗氧化能力與可溶性糖和蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)，表明總黃酮、總酚及維生素C在駿棗果實(shí)的抗氧化能力中發(fā)揮著重要作用。

表2 駿棗果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分與抗氧化活性的相關(guān)性分析

3 討論

酚類物質(zhì)是植物中分布最廣泛的重要次生代謝產(chǎn)物，其可參與植物生長(zhǎng)發(fā)育，協(xié)助植物抗逆，各類植物在不同的生長(zhǎng)期表現(xiàn)出不同的酚類物質(zhì)含量積累［25］。本研究結(jié)果表明，不同時(shí)期的駿棗總黃酮和總酚的含量表現(xiàn)為坐果期>膨大期>白熟期>全紅期，導(dǎo)致酚類化合物含量下降的原因除了與成熟階段有關(guān)外，還與果實(shí)在成熟期呈現(xiàn)的棕紅色有關(guān)［26］。黃酮類物質(zhì)含量變化趨勢(shì)與李希等［27］研究結(jié)果一致，酚類物質(zhì)含量變化趨勢(shì)與劉杰超等［28］研究結(jié)果一致?？扇苄蕴呛砍尸F(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，在全紅期可溶性糖含量達(dá)到最高，這與張慧艷等［29］對(duì)山西駿棗的可溶性糖含量的變化趨勢(shì)的研究結(jié)果一致，糖不僅含有令人愉快的甜味，而且也是水果和蔬菜香氣的主要前體，在酶的作用中，葡萄糖等糖可以通過生物合成途徑形成酯［30］，總糖中的可溶性糖包括蔗糖、葡萄糖、果糖，棗類果實(shí)發(fā)育初期主要是還原糖的積累為主，蔗糖含量很低，從膨大期開始蔗糖逐漸積累，在全紅期達(dá)到最高，導(dǎo)致果實(shí)在成熟過程中甜味逐漸增加［31］。陳昕等［32］研究表明棗中蛋白質(zhì)含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，與本研究結(jié)果基本一致，在果實(shí)成熟的最后階段，由于酶的作用，蛋白質(zhì)的含量減少［15］。維生素C含量在膨大期最高，這與張慧艷等［29］、HUANG J X等［33］對(duì)駿棗的維生素C含量變化趨勢(shì)研究結(jié)果一致。

駿棗發(fā)育階段抗氧化活性隨生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，這與SHI Q等［26］對(duì)棗果實(shí)發(fā)育過程中的抗氧化活性趨勢(shì)研究結(jié)果一致，說明成熟期抗氧化活性的高低取決于果實(shí)成熟期內(nèi)在抗氧化成分的種類與含量高低熟度。駿棗在成熟過程中不會(huì)失去抗氧化能力，這意味著駿棗對(duì)健康有益，可作為天然抗氧化劑的重要膳食來源，可以預(yù)防氧化應(yīng)激引起的疾?。?4］。

4 結(jié)論

總黃酮、總酚、可溶性糖、蛋白質(zhì)及維生素C的含量高低是評(píng)價(jià)駿棗果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的主要指標(biāo)。在駿棗果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育期間，總酚和總黃酮在坐果期含量最高，隨后含量逐漸下降，與抗氧化活性表現(xiàn)出較高的正相關(guān)；在果實(shí)膨大期維生素C含量最高，與抗氧化活性表現(xiàn)出正相關(guān)；在全紅期可溶性糖的含量最高，蛋白質(zhì)含量在白熟期最高，之后呈逐漸下降的趨勢(shì)，二者與抗氧化活性表現(xiàn)出較低水平的負(fù)相關(guān)。駿棗果實(shí)中總酚、總黃酮、可溶性糖、蛋白質(zhì)、維生素C含量及抗氧化活性均受發(fā)育階段的影響。發(fā)育階段中酚類物質(zhì)、棗果顏色和抗氧化性能之間有一定的關(guān)系，本研究將為駿棗資源的高效利用和相關(guān)功能產(chǎn)品的深入研發(fā)提供理論參考依據(jù)。