膨大處理對紅地球葡萄酚類物質及抗氧化活性的影響

劉金串，孟江飛，郭志君，耿萬剛，喬 玲，張 昂，張振文,2，房玉林,2,*

(1.西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西 楊凌 712100；2.陜西省葡萄與葡萄酒工程技術研究中心，陜西 楊凌 712100)

膨大處理對紅地球葡萄酚類物質及抗氧化活性的影響

劉金串1，孟江飛1，郭志君1，耿萬剛1，喬 玲1，張 昂1，張振文1,2，房玉林1,2,*

(1.西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西 楊凌 712100；2.陜西省葡萄與葡萄酒工程技術研究中心，陜西 楊凌 712100)

以紅地球葡萄為研究對象，對葡萄進行膨大處理后，定期采樣，測定處理組和對照組的總酚、總黃酮、總黃烷醇以及銅離子還原力、鐵氰化鉀還原力、DPPH自由基清除率、金屬螯合力、羥自由基(·OH)清除率，用DPS軟件對處理組和對照組之間的差異及酚類物質與抗氧化活性之間的相關性進行分析。結果表明：膨大處理可增加紅地球葡萄酚類物質含量并增強其抗氧化活性；膨大處理對紅地球葡萄總酚、總黃酮、總黃烷醇、銅離子還原力、鐵氰化鉀還原力的影響較大，對DPPH自由基清除率、金屬螯合力、·OH清除率的影響較小。銅離子還原力、鐵氰化鉀還原力與酚類物質(總酚、總黃酮、總黃烷醇)含量均呈極顯著正相關；金屬螯合力、DPPH自由基清除率與酚類物質含量均無顯著相關性，·OH清除率與酚類物質含量呈極顯著負相關。銅離子還原力與鐵氰化鉀還原力呈極顯著正相關；與DPPH自由基清除率呈顯著正相關。銅離子還原力與·OH清除率、鐵氰化鉀還原力與·OH清除率呈極顯著負相關。

鮮食葡萄；膨大處理；酚類物質；抗氧化活性

紅地球葡萄(Vitis vinifera cv. Red globe)，又稱“美國紅提”、“全球紅”、“晚紅”，屬歐亞葡萄品種。由于該品種具有豐產、品質優良、耐儲運等特點，在我國的栽培面積快速發展，已成為我國鮮食葡萄第二大主栽品種。近年來，隨著我國鮮食葡萄產業的迅速發展，膨大劑在葡萄生產中的使用日益受到人們的關注。研究表明，膨大劑處理可以有效促進紅地球果粒膨大，提高果實產量，但同時也會對葡萄的其他品質產生影響。前人關于膨大劑對葡萄影響的研究一般包括果實大小及果形、色澤、糖分、有機酸、成熟期等[1-3]，有關膨大劑對紅地球葡萄酚類成分及抗氧化活性的研究至今還未發現。

酚類物質是指含有酚官能基團的物質，葡萄中含有豐富的酚類物質，它們是葡萄中重要的次生代謝產物，與葡萄的抗病性、采后生理、貯存、保鮮密切相關[4]。酚類物質因品種、栽培條件、氣候條件等不同在葡萄中存在較大的差異[5]。大量研究表明，葡萄酚類物質具有顯著的抗氧化、清除自由基的作用，因此具有預防多種疾病、延緩衰老、護膚美容等保健功能[6-9]。抗氧化能力是衡量果蔬營養及保健價值的重要指標之一[10]，葡萄的抗氧化活性與其所含的酚類物質，特別是類黃酮物質密切相關[11-12]。因此，研究膨大劑對葡萄酚類及抗氧化活性的影響具有重要的意義。

本實驗選用紅地球葡萄為研究對象，對其進行膨大處理，在果實成熟過程中定期取樣，研究膨大劑處理對葡萄中酚類物質和抗氧化活性的影響，以期為生產高質量的鮮食葡萄提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗地點為陜西省涇陽縣白王鎮，實驗材料為10年生紅地球葡萄，株行距0.8m×2.5m。選取長勢良好、一致的葡萄植株各10株，分為處理組和對照組。其中處理組為生產者實際生產中的常規膨大處理，對照組不經膨大處理，二者均采用常規土、肥、水管理。2010年7月2日(幼果期)，將奇寶(質量分數為20%的赤霉素制劑)和益果靈(質量分數為0.2%的噻苯隆制劑)按1:1混合后，稀釋10000倍，對葡萄浸穗處理1次。2010年7月6日開始取樣，選取生長方位、高度一致的果穗取樣，每穗每次隨機取果實2～3粒，每6d取1次，至葡萄采收，共10次。

1.2 試劑與儀器

p-DMACA、雙氧水、氯化鋁、亞硝酸鈉、硫酸銅、醋酸銨、三氯乙酸、氯化鐵、氯化亞鐵、水楊酸 天津博迪化工有限公司；蘆丁、沒食子酸、兒茶素、鐵氰化鉀、新亞銅、Trolox、Ferrozine、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 美國Sigma公司；其他所有試劑均為分析純。

UV-2450型紫外-可見分光光度計 日本島津公司；Sorvall RC 5C Plus 高速冷凍離心機 美國Kendro公司；HH·W21·600S數顯式電熱恒溫水溫箱 上海躍進醫療器械廠。

1.3 方法

1.3.1 酚類物質的提取

隨機取30粒葡萄果實，每粒葡萄取約1/4(去掉種子)，加入液氮并迅速研成粉末，稱取粉末5.00g，加30mL 80%的酸化甲醇-0.1% HCl(體積比8:2)溶液，25℃條件下超聲波提取30min，8000×g離心15min。殘渣再分別用30mL和20mL酸化甲醇在相同條件下提取，合并3次上清液，保存在－20℃冰箱中待測。

1.3.2 酚類物質測定

總酚含量測定：采用Folin-Ciocalteu法[13]，以沒食子酸為標準樣；總黃酮含量測定：采用AlCl3比色法[14]，以蘆丁為標準樣；總黃烷醇含量測定：采用DMACA法[15]，以兒茶素為標準樣。各指標重復測量3次。

1.3.3 抗氧化活性測定

1.3.3.1 銅離子還原力

參照Apak等[10]的方法并略有改動。取0.1mL提取液，依次加入1mL 5mmol/L CuSO4、1mL 3.75mmol/L新亞銅試劑和1mL NH4Ac (1mmol/L，pH7.0)緩沖液，最后加入1mL蒸餾水，37℃反應30min，于450nm波長處測定吸光度。以Trolox作為標準品，重復3次。

1.3.3.2 鐵氰化鉀還原力

參照Jayaprakasha等[16]的方法并略有改動。取1mL提取液，加入2.5mL磷酸緩沖液(0.2mol/L，pH6.6)，加入2.5mL質量分數為1%鐵氰化鉀溶液，混勻，50℃水浴20min，快速冷卻后加入2.5mL質量分數10%的三氯乙酸，6000r/min離心10min，取上清液2.5mL，依次加入2.5mL蒸餾水、0.5mL質量分數0.1%的三氯化鐵，反應5min，于700nm波長處測吸光度，以吸光度(A700nm)表示還原能力大小，重復3次。

1.3.3.3 DPPH自由基清除能力

參照Brandwilliams等[17]的方法并略有改動。取100μL稀釋5倍的提取液，加入3.9mL 6.25×10-5mol/L DPPH溶液，避光反應30min，于517nm波長處測吸光度(Ai)。同時測100μL甲醇和3.9mL DPPH混合液的吸光度(Ac)。計算如公式(1)，重復3次。

1.3.3.4 金屬螯合力

參照楊少輝等[18]的方法并略有改動。將0.5mL提取液與 0.1mL 2mmol/L FeCl2混合，加入5.0mL蒸餾水，最后加入0.2mL 5mmol/L Ferrozine試劑，充分混勻。室溫條件下反應20min后，在562nm波長處測吸光度(Ai)；同時用甲醇代替提取液測對照Ac。計算如公式(2)，重復3次。

1.3.3.5 ·OH清除能力

參照Sroka等[19]的方法并略有改動。取1mL提取液，依次加入3mL蒸餾水、100μL 0.02mol/L FeSO4溶液、45μL 0.15% H2O2、1mL 8mmol/L水楊酸，于37℃恒溫水浴中放置30min，在510nm波長處測吸光度(Ai)；同時用甲醇代替提取液測對照Ac。計算如公式(3)，重復3次。

1.4 數據分析

采用Excel 2003處理數據，用軟件DPS 7.55對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 膨大處理對紅地球葡萄酚類物質的影響

2.1.1 膨大處理對紅地球葡萄總酚含量的影響

圖1 膨大處理對紅地球葡萄總酚含量的影響Fig.1 Effect of enlargement treatment on the content of total polyphenols in red globe grapes

由圖1可知，在紅地球葡萄的成熟過程中，其總酚含量是逐漸下降的。膨大處理后的紅地球葡萄除了在處理后32、45d兩處總酚含量略低于未處理紅地球葡萄，其他時間總酚含量均大于對照組樣品，且在4、17、54、60d處存在顯著差異(P＜0.05)，分別增加了36.60%、19.02%、14.99%、38.96%。總體來看，膨大處理可促使紅地球葡萄總酚含量增加。

2.1.2 膨大處理對紅地球葡萄總黃酮含量的影響

圖2 膨大處理對紅地球葡萄總黃酮含量的影響Fig.2 Effect of enlargement treatment on the content of total flavonoids in red globe grapes

由圖2可知，紅地球葡萄的總黃酮含量隨著成熟過程的延長逐漸下降。經過膨大處理的紅地球葡萄總黃酮整體大于未處理紅地球葡萄，且在處理后4、10、17、32、38、45、60d處存在顯著差異。總體來看，膨大處理可使紅地球葡萄總黃酮含量增加。

2.1.3 膨大處理對紅地球葡萄總黃烷醇含量的影響

圖3 膨大處理對紅地球葡萄總黃烷醇含量的影響Fig.3 Effect of enlargement treatment on the content of total flavanols in red globe grapes

由圖3可知，在紅地球葡萄的成熟過程中，其總黃烷醇含量也呈現下降的趨勢。膨大處理對紅地球葡萄中總黃烷醇含量的影響與總黃烷醇含量的變化一致，在處理后4、10、17、32、38、45、60d處存在顯著差異。總體來看，膨大處理可使紅地球葡萄總黃烷醇含量增加。

2.2 膨大處理對紅地球葡萄抗氧化活性的影響

2.2.1 膨大處理對紅地球葡萄銅離子還原力的影響

圖4 膨大處理對紅地球葡萄銅離子還原力的影響Fig.4 Effect of enlargement treatment on cupric ion reducing capacity of red globe grapes

由圖4可知，在紅地球葡萄的成熟過程中，其銅離子還原能力逐漸下降。在處理后32、45d，對照組的銅離子還原能力大于處理組，其他時間處理組樣品均大于對照組，并且在4、10、17、38、54、60d處存在顯著差異。總體來看，膨大處理可以增強紅地球葡萄銅離子還原能力。

2.2.2 膨大處理對紅地球葡萄鐵氰化鉀還原力的影響

圖5 膨大處理對紅地球葡萄鐵氰化還原力的影響Fig.5 Effect of enlargement treatment on potassium ferricyanide reducing activity of red globe grapes

由圖5可知，在紅地球葡萄的成熟過程中，鐵氰化鉀還原力是逐漸下降的。在處理后32、45d對照組的鐵氰化鉀還原力大于處理組，其他時間處理組的鐵氰化鉀還原力均大于對照組，并且在4、10、17、38、54、60d存在顯著差異。總體來看，膨大處理可使紅地球鐵葡萄氰化鉀還原力增強。

2.2.3 膨大處理對紅地球葡萄DPPH自由基清除能力的影響

由圖6可知，在紅地球葡萄的成熟過程中，DPPH自由基清除率無明顯變化。且膨大處理對紅地球葡萄DPPH自由基清除力的影響較小，大部分對照組和處理組樣品之間的差異不顯著。除了在處理后4、17、45d對照組樣品的DPPH自由基清除率大于處理組，其他時間處理組樣品均大于對照組，并且在24、65d處存在顯著差異。總體來看，膨大處理可使紅地球葡萄DPPH自由基清除率增強。

圖6 膨大處理對紅地球葡萄DPPH自由基清除率的影響Fig.6 Effect of enlargement treatment on DPPH scavenging capacity of red globe grapes

2.2.4 膨大處理對紅地球葡萄金屬螯合力的影響

圖7 膨大處理對紅地球葡萄金屬螯合力的影響Fig.7 Effect of enlargement treatment on ferrous iron chelating capacity of red globe grapes

由圖7可知，在紅地球葡萄的成熟過程中，金屬螯合率變化趨勢也不明顯。另外，與DPPH自由基清除力相似，膨大處理對金屬螯合率的影響較小，大部分對照組和處理組樣品之間的差異不顯著。除了在處理后17、38d對照組樣品的金屬螯合率大于處理組，其他時間處理組均大于對照組，并且在45d與65d時存在顯著差異。總體來看，膨大處理可使紅地球葡萄金屬螯合率增強。

2.2.5 膨大處理對紅地球葡萄·OH清除能力的影響

圖8 膨大處理對紅地球葡萄·OH清除能力的影響Fig.8 Effect of enlargement treatment on hydroxyl radical scavenging activity of red globe grapes

由圖8可知，在成熟過程中，紅地球葡萄·OH清除能力變化趨勢不明顯。另外，膨大處理對·OH的影響也較小，大部分對照組和處理組樣品之間的差異不顯著。在處理后4、32、38、54d，對照組的·OH清除率大于處理組，其他時間處理組樣品均大于對照組，并且在60d與65d時存在顯著差異。總體來看，膨大處理可使紅地球葡萄·OH清除率增強。

2.3 酚類物質與抗氧化活性的相關性分析

表1 酚類物質與抗氧化活性的相關性分析Table 1 Correlation coefficients between phenolic compounds and antioxidant capacity

從表1可以看出，銅離子還原力與總酚含量、總黃酮含量、總黃烷醇含量的相關系數分別為1.00、0.99、0.99，均呈極顯著正相關。鐵氰化鉀還原力與總酚含量、總黃酮含量、總黃烷醇含量的相關系數分別為0.98、0.99、0.99，也均呈極顯著正相關。金屬螯合力與總酚含量、總黃酮含量、總黃烷醇含量的相關系數分別為0.05、0.08、0.11，無顯著相關性。DPPH自由基清除率與總酚含量、總黃酮含量、總黃烷醇含量的相關系數分別為0.43、0.41、0.42，無顯著相關性。·OH清除率與總酚含量、總黃酮含量、總黃烷醇含量的相關系數分別為－0.77、－0.76、－0.73，均呈極顯著負相關。

表2 不同抗氧化活性之間的相關性分析Table 2 Correlation coefficients among different methods for quantifying antioxidant capacity

由表2可見，在銅離子還原力、鐵氰化鉀還原力、DPPH自由基清除率、金屬螯合力、·OH清除率5種抗氧化活性中，銅離子還原力與鐵氰化鉀還原力的相關系數為0.98，呈極顯著正相關；銅離子還原力與DPPH自由基清除率的相關系數為0.44，呈顯著正相關。銅離子還原力與金屬螯合力、鐵氰化鉀還原力與金屬螯合力、鐵氰化鉀還原力與DPPH自由基清除率、金屬螯合力與DPPH自由基清除率、金屬螯合力與·OH清除率、DPPH自由基清除率與·OH清除率的相關系數分別為0.08、0.1、0.39、0.3、0.08、－0.38，無顯著性差異。銅離子還原力與·OH清除率、鐵氰化鉀還原力與·OH清除率的相關系數分別為－0.77、－0.76，呈極顯著負相關。

3 結 論

膨大劑的主要成分是植物生長調節劑，生產上常用的膨大劑為多為赤霉素(GA3)或GA3與其他激素的混合物。膨大劑的作用機理主要是促進細胞分裂和細胞延伸生長，由于外源植物生調節劑的施用會影響果實生長發育過程中內源激素的變化，因此使用膨大劑還會對果實的其他品質產生影響，但影響結果因生長調節劑的種類、濃度以及施用時間不同而有所差異。雷鳴等[20]在轉熟期用1g/L的脫落酸(ABA)對紅地球進行處理，可促進果實著色和改善風味。陳錦永等[21]在紅地球葡萄果粒橫徑在15～16mm時，用40～60mg/L的GA3水溶液浸穗處理一次，可顯著增大果粒，但對果穗其他性狀，成熟期和可溶性固形物影響不大。何娟等[22]研究發現，花前5d與盛花后3d用50mg/kg的GA3對紅地球各進行一次微噴處理，可顯著增大果粒，提高果實的含糖量。劉耀光等[23]花后10～15d以10～20mg/kg氯吡苯脲(CPPU)對紅地球進行浸穗處理，可使坐果率、單果質量、穗質量及果粒縱橫徑明顯增加，而可溶性固形物含量略有下降。何進尚等[24]研究表明，膨大劑處理會使紅地球葡萄整個生育期延長，成熟期較對照推遲。

本實驗在幼果期使用GA3與噻苯隆的混合劑對紅地球葡萄進行浸穗處理1次，發現膨大處理對紅地球葡萄酚類物質及抗氧化活性都有一定的影響。總體來看，膨大處理可增加紅地球葡萄酚類物質并增強其抗氧化活性，這有助于紅地球葡萄品質的提高。另外，膨大處理對紅地球葡萄總酚含量、總黃酮含量、總黃烷醇含量、銅離子還原力、鐵氰化鉀還原力的影響比較大(總體差異顯著)，而對金屬螯合力、DPPH自由基清除率、·OH清除率的影響較小(總體差異不顯著)。對以上指標進行相關性分析表明，銅離子還原力、鐵氰化鉀還原力與酚類物質相關性較好；金屬螯合力、DPPH自由基清除率與酚類物質相關性較差；·OH清除率與酚類物質呈極顯著負相關。

在實際生產中，應全面考慮膨大處理對葡萄品質的影響，在此實驗基礎上選擇最佳的處理方式，力爭從各方面提高紅地球葡萄的品質。

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Effect of Enlargement Treatment on Phenolic Content and Antioxidant Activities of Red Globe Grape

LIU Jin-chuan1，MENG Jiang-fei1，GUO Zhi-jun1，GENG Wan-gang1，QIAO Ling1，ZHANG Ang1，ZHANG Zhen-wen1,2，FANG Yu-lin1,2,*
(1. College of Enology, Northwest A&F University, Yangling 712100, China；2. Shaanxi Engineering Research Center for Viti-vinicalture, Yangling 712100, China)

The effect of enlargement treatment on total phenols and antioxidant activities of red globe grapes were determined in this study. The phenolic compounds and antioxidant activities were investigated during the berry growth and maturation after enlargement treatments. The difference between the treatment and the control, the correlation coefficients between phenolic compositions and antioxidant capacity, as well as the correlation coefficients among different methods for quantifying antioxidant capacity were analyzed based on DPS. The results showed that the content of total phenols and antioxidant activities of red globe grapes could be increased by enlargement treatments. The effect of enlargement treatment on total polyphenols, total flavonoids, total flavanols, cupric reducing power, potassium ferricyanide reducing power were higher than on DPPH radical scavenging capacity, ferrous ion chelating capacity and hydroxyl radical scavenging activity. The phenolic compounds had a significant positive correlation with cupric reducing power and potassium ferricyanide reducing power, but a significant negative correlation with hydroxyl radical scavenging activity. Both DPPH radical scavenging capacity and ferrous ion chelating capacity had no positive correlation with phenolic compounds. A significant positive correlation between cupric reducing power and potassium ferricyanide reducing power, and positive correlation between cupric reducing power and DPPH radical scavenging capacity were observed. The potassium ferricyanide reducing power and cupric reducing power had a significant negative correlation with hydroxyl radical scavenging activity.

table grape；enlargement treatment；phenolic compounds；antioxidant activity

2011-03-03

國家現代農業(葡萄)產業技術體系項目(nycytx-30-2p-04)；國家林業局“948”項目(2009-04-09)；西安市科技創新支撐計劃項目(NC10003)；農業部楊凌苗木繁殖基地項目

劉金串(1983—)，女，碩士研究生，研究方向為葡萄與葡萄酒學。E-mail：wondefuL_2006@yahoo.com.cn

*通信作者：房玉林(1973—)，男，副教授，博士，研究方向為葡萄的種質資源與利用。E-mail：fangyuLin@nwsuaf.edu.cn

S663.1

A

1002-6630(2012)05-0007-06