不同品種梨果實(shí)酚類物質(zhì)和抗氧化性能分析

李麗梅，趙 哲，何近剛，關(guān)軍鋒

不同品種梨果實(shí)酚類物質(zhì)和抗氧化性能分析

李麗梅，趙 哲，何近剛，關(guān)軍鋒*

（河北省農(nóng)林科學(xué)院遺傳生理研究所，河北 石家莊 050051）

以我國(guó)北方11 個(gè)主栽梨品種黃冠、綠寶石、雪梨、鴨梨、豐水、南水、圓黃、黃金、華山、五九香和早酥的果實(shí)為試材，分別測(cè)定了果皮、果心和果肉中可溶性酚的含量，并對(duì)酚類物質(zhì)進(jìn)行了高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）分析。通過(guò)分別測(cè)定果皮、果肉、果心的乙醇提取液對(duì)DPPH自由基和羥自由基的清除能力，對(duì)其所含酚類物質(zhì)的抗氧化性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：1）梨果心酚類物質(zhì)含量高于果皮，果肉最低；2）在果心和果皮中均檢測(cè)出熊果苷、沒(méi)食子酸、兒茶素、綠原酸、咖啡酸、表兒茶素、香豆酸和蘆丁8 種酚類物質(zhì)，而在果肉中檢測(cè)出熊果苷、沒(méi)食子酸、綠原酸、表兒茶素和蘆丁5 種物質(zhì)；3）熊果苷、綠原酸和表兒茶素都為果肉和果皮的主要酚類物質(zhì)，果肉中綠原酸的含量高于熊果苷，果皮則反之，果心所含酚類物質(zhì)以綠原酸和熊果苷為主，且綠原酸的含量高于熊果苷；4）果皮、果肉、果心不同部位的酚類物質(zhì)的含量與1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力和羥自由基清除能力間均分別呈顯著正相關(guān)關(guān)系，表明酚類物質(zhì)與自由基清除能力的關(guān)系密切。

梨；酚類物質(zhì)；高效液相色譜；抗氧化性

梨是河北省優(yōu)勢(shì)果品，栽培品種多，面積大，產(chǎn)量高。目前栽培面積達(dá)到18萬(wàn) hm2，產(chǎn)量700萬(wàn) t[1]。但高產(chǎn)量并不一定意味著高收益。原因在于：一方面，惡劣天氣等因素使梨果生產(chǎn)過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)殘次果而降低商品價(jià)值，另一方面由于信息不暢使供求關(guān)系不平衡而導(dǎo)致梨果滯銷而積壓，而有限的冷藏能力又限制了梨果的及時(shí)入庫(kù)，造成了腐爛和損耗。這些方面都影響了梨果產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。加工可以消耗殘次果和滯銷果，提高產(chǎn)品的附加值，增加經(jīng)濟(jì)效益。在制取罐頭、果汁等產(chǎn)品過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生果皮、果心等廢棄物，目前主要是作為飼料或者被丟棄，還沒(méi)有更好地被開(kāi)發(fā)利用。已有的關(guān)于蘋(píng)果多酚、茶多酚、葡萄多酚的研究報(bào)道認(rèn)為，多酚具有抗氧化[2-7]、抗衰老[8]等重要的生理功能，但對(duì)梨多酚的研究剛剛開(kāi)始，目前主要集中在酚類物質(zhì)分析和果實(shí)褐變的關(guān)系方面[9-11]，并且僅限于對(duì)果肉的研究，對(duì)梨酚類物質(zhì)的抗氧化研究則鮮有報(bào)道，僅史國(guó)安等[12]報(bào)道沙梨果汁具有顯著的清除羥自由基能力和較強(qiáng)的抗氧化活性，趙金偉等[13]比較了蘋(píng)果梨幼果和成熟果果皮中提取的酚類物質(zhì)抗氧化活性，但并未涉及到常見(jiàn)的梨品種。本實(shí)驗(yàn)以北方主栽品種梨為材料，采用高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）分別對(duì)果皮、果心和果肉部分所含的酚類物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析，同時(shí)開(kāi)展了多酚提取物的抗氧化研究，旨在為梨的深加工和殘?jiān)锰峁├碚搮⒖肌?/p>

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

2012年8月和9月分別在趙縣范莊、晉州市趙蘭莊等地管理水平一致的果園采摘已達(dá)到商品化成熟度的黃冠、綠寶石、雪梨、鴨梨、豐水、南水、圓黃、黃金、華山、五九香、早酥共11 個(gè)品種梨，每個(gè)品種采摘50 kg。采摘后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，除去田間熱后，分別對(duì)果皮、果心和果肉取樣，液氮速凍后-80 ℃冰箱保存，用于測(cè)定。

熊果苷（純度≥98%）、沒(méi)食子酸（純度≥99%）、綠原酸（純度≥95%）、（+）-兒茶素（純度≥98%）、咖啡酸（純度≥98%）、表兒茶素（純度≥90%）、p-香豆酸（純度≥98%）、蘆丁（純度≥94%）、槲皮素（純度≥95%）標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-2100分光光度計(jì) 美國(guó)Unico公司；L-2000高效液相色譜儀（配備L-2400 UV檢測(cè)器，Lachrom C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）） 日本Hitachi公司；3K30高速離心機(jī) 美國(guó)Sigma公司。

1.3 方法

1.3.1 酚類物質(zhì)的含量測(cè)定

參照鞠志國(guó)[14]的Folin-酚方法測(cè)定。以綠原酸為標(biāo)樣建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，于765 nm波長(zhǎng)處測(cè)定OD值計(jì)算酚類物質(zhì)的含量。

1.3.2 酚類物質(zhì)定性和定量分析

提取物處理：分別稱取適量果皮、果肉、果心，加入一定體積的乙醇溶液高速勻漿提取，離心后取上清液過(guò)固相C18萃取小柱，以甲醇淋洗，過(guò)0.45 μm濾膜，馬上進(jìn)行HPLC檢測(cè)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的保留時(shí)間對(duì)酚類物質(zhì)進(jìn)行定性。各種酚類物質(zhì)的含量采用HPLC法測(cè)定[15]。

色譜條件：HITACHI L-2000高效液相色譜儀器自帶的反相LachromC18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm，柱溫30 ℃，流動(dòng)相為5%冰醋酸水溶液（A）、乙腈（B）。采用梯度洗脫程序，洗脫程序?yàn)?～20 min，5%～15% B，21～40 min，15%～45% B，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣體積為10 μL。

1.3.3 抗氧化性能評(píng)價(jià)

以無(wú)水乙醇為溶劑分別對(duì)不同品種梨的果皮、果心和果肉進(jìn)行提取，采用清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基法[16]和鐵氧化鄰二氮菲法[17]測(cè)定羥自由基清除能力進(jìn)行抗氧化性能評(píng)價(jià)。分別以Trolox和VC為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，做其質(zhì)量濃度和DPPH自由基、羥自由基清除率的標(biāo)準(zhǔn)曲線，建立方程，由被測(cè)溶液的DPPH自由基、羥自由基清除率計(jì)算出Trolox當(dāng)量抗氧化能力（trolox equivalent antioxidant capacity，TEAC）（μg/g，即每克樣品鮮質(zhì)量相當(dāng)于每微克Trolox的抗氧化能力）[18]和VC當(dāng)量的抗氧化能力（ascorbic acid equivalent antioxidant capacity，AEAC）（mg/g，即每克樣品鮮質(zhì)量相當(dāng)于每毫克VC的抗氧化能力）[19]。TEAC或AEAC值越高則對(duì)DPPH自由基、羥自由基的清除能力越強(qiáng)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS18.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種梨果實(shí)酚類物質(zhì)的含量比較

圖1 不同品種梨果心、果皮、果肉酚類物質(zhì)含量比較Fig.1 Comparison of soluble phenolic compound content in core, peel and flesh from different pear cultivars

由圖1可知，與果皮和果心相比，果肉酚類物質(zhì)的含量最低，平均值僅為果皮的16.3%，果心的10.9%。果肉酚的含量的變異系數(shù)為37.6%，品種間差異較大，其中五九香和早酥果肉中酚的含量最高；果心中酚的含量的變異系數(shù)為41.1%，品種間差異明顯，綠寶石和雪梨果心中酚的含量最高；果皮中酚的含量的變異系數(shù)為16.3%，品種間差異小于果心和果肉，早酥和南水果皮中酚的含量最高。

2.2 不同品種梨果實(shí)酚類物質(zhì)的HPLC檢測(cè)分析

圖2 酚類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的HPLC色譜圖Fig.2 HPLC chromatograms of phenolic compounds in mixed standard sample

圖2顯示了各種酚類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的出峰時(shí)間和峰型圖，峰型銳利，各個(gè)樣品可以完全分離，說(shuō)明色譜條件可以滿足酚類物質(zhì)檢測(cè)的需要。由圖3可知此條件可以滿足樣品分析的需要。

圖3 五九香梨果皮的酚類物質(zhì)HPLC色譜圖Fig.3 HPLC chromatograms of phenolic compounds in the peel of Wujiuxiang pear

由表1可知，與果皮和果心相比，果肉所含酚類物質(zhì)種類較少，共檢出熊果苷、綠原酸和表兒茶素、沒(méi)食子酸和蘆丁5 種物質(zhì)，其中熊果苷、綠原酸和表兒茶素在11 個(gè)品種中都有檢出，且為果肉中主要的酚類物質(zhì)。除圓黃和華山果肉的綠原酸和熊果苷的含量相近外，其余品種綠原酸的含量均高于熊果苷，并以五九香和早酥中綠原酸的含量最高；早酥梨中熊果苷的含量最高；早酥和五九香梨中表兒茶素的含量最高。

在果皮中共檢出熊果苷、兒茶素、綠原酸、咖啡酸、表兒茶素、香豆酸、蘆丁和沒(méi)食子酸8 種酚類物質(zhì)，其中熊果苷、兒茶素、綠原酸、表兒茶素和香豆酸在所測(cè)品種中都有檢出，并且前三者是果皮的主要酚類物質(zhì)，其余則含量較低，且分布在不同品種梨的果皮中。除鴨梨外，其余品種果皮中熊果苷的含量均高于綠原酸，其中熊果苷含量最高的品種是南水，其次是早酥；鴨梨果皮中綠原酸的含量最高；五九香和早酥果皮中表兒茶素的含量最高。

果心中共檢出熊果苷、沒(méi)食子酸、兒茶素、綠原酸、咖啡酸、表兒茶素、香豆酸和蘆丁8 種酚類物質(zhì)，其中熊果苷、綠原酸和表兒茶素在所檢測(cè)品種中都有檢出，且前兩者為果心的主要酚類物質(zhì)。除豐水、早酥和黃金的果心中熊果苷和綠原酸的含量相近外，其余品種中綠原酸的含量均高于熊果苷。綠寶石和雪梨的果心中熊果苷和綠原酸的含量最高；五九香果心中表兒茶素的含量最高。沒(méi)食子酸、蘆丁、兒茶素、咖啡酸和香豆酸分布在不同品種梨的果心中，且含量很低。

表1 不同品種梨酚類物質(zhì)HPLC分析結(jié)果Table 1 HPLC analysis results of phenolic compounds in different pear cultivars

2.3 不同品種梨果實(shí)提取液對(duì)DPPH自由基清除能力

由圖4A可知，圓黃和早酥果皮的乙醇提取液對(duì)DPPH自由基清除能力最強(qiáng)，黃冠果皮的清除能力最差；由圖4B可知，雪梨、鴨梨、黃冠、華山、南水、綠寶石和早酥果心對(duì)DPPH自由基的清除能力強(qiáng)，而豐水最弱；由圖4C可知，早酥果肉對(duì)DPPH自由基的清除能力最強(qiáng)，其次是五九香，鴨梨和雪梨再次之，其余品種的清除能力接近。

所試品種的果肉TEAC都明顯低于果皮和果心，說(shuō)明果肉對(duì)DPPH自由基清除能力低于果皮和果心；果皮和果心對(duì)DPPH自由基清除能力因品種而異，圓黃、五九香、黃金和豐水的果皮TEAC高于果心，其余品種則果心高于果皮（圖4D）。

圖4 不同品種梨果皮（A）、果心（B）、果肉（C）清除DPPH自由基能力和TEAC（D）ACDFig.4 DPPH radial scavenging activity of peel (A), core (B), flesh (C) from different pear cultivars and trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) (D)

2.4 不同品種梨果實(shí)提取液對(duì)羥自由基清除能力

圖5 不同品種梨果皮（A）、果心（B）、果肉（C）清除羥自由基能力和AEAC（D）ACDFig.5 Hydroxyl radial scavenging activity of peel (A), core (B), flesh (C) from different pear cultivars and ascorbic acid equivalent antioxidant capacity (AEAC) (D)

由圖5A可知，五九香梨果皮對(duì)羥自由基的清除能力最強(qiáng)，鴨梨和早酥次之，黃金再次之，其余品種的清除能力相當(dāng)；由圖5B可知，黃冠、雪梨、早酥、鴨梨、華山和綠寶石的果心清除羥自由基能力最強(qiáng)，圓黃次之，南水、五九香和黃金、豐水清除能力較弱；由圖5C可知，早酥果肉清除羥自由基的能力最強(qiáng)，五九香次之，其余品種清除能力接近。

所試品種果肉的AEAC都遠(yuǎn)低于果皮和果心，說(shuō)明果肉清除羥自由基能力不如果皮和果心。除五九香、黃金和豐水外，其他品種的果心AEAC都高于果皮，說(shuō)明果心清除羥自由基的能力高于果皮。五九香果皮的AEAC高于其他品種，說(shuō)明清除羥自由基能力較強(qiáng)（圖5D），值得關(guān)注。

2.5 不同品種梨果實(shí)酚類物質(zhì)含量與DPPH自由基清除能力、羥自由基清除能力的關(guān)系

為研究酚含量與DPPH自由基清除能力、羥自由基清除能力的關(guān)系，分別就酚含量和不同品種梨的果皮、果肉和果心的DPPH自由基清除率、羥自由基清除率之間做了相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同品種梨果皮、果心和果肉中酚含量與DPPH自由基清除率、羥自由基清除率的相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of soluble phenolic compound contents with DPPH and hydroxyl radical scavenging activities for peel, core and flesh from different pear cultivars

由表2可知，果肉酚含量與DPPH自由基清除能力和羥自由基清除能力間，以及果皮酚含量與DPPH自由基清除能力間均分別達(dá)到了極顯著正相關(guān)；果心酚含量與DPPH自由基清除能力和羥自由基清除能力間，果皮酚含量與羥自由基清除能力間均達(dá)到顯著正相關(guān)。這表明酚類物質(zhì)與DPPH自由基和羥自由基的清除能力關(guān)系密切，具有抗氧化性。

3 討 論

自由基是由生物體在生命活動(dòng)過(guò)程中的生物化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的中間產(chǎn)物。在某些病理情況下自由基在機(jī)體內(nèi)積累，因其具有很高的反應(yīng)活性，會(huì)在分子、細(xì)胞乃至器官水平給機(jī)體造成損傷，從而加快機(jī)體的衰老過(guò)程，并可誘導(dǎo)癌癥、心血管疾病等發(fā)生。在眾多的自由基中，羥自由基是最活潑的，也是對(duì)機(jī)體危害最大的一種自由基[20]。因此天然提取產(chǎn)物具有清除羥自由基能力的特性越來(lái)越引起人們的重視，是不可小覷的寶貴資源，等待被開(kāi)發(fā)利用。而清除DPPH自由基是最為常見(jiàn)的體外檢測(cè)抗氧化劑清除自由基的方法[16,21-23]，用以篩選抗氧化劑。分別比較果皮、果心、果肉的DPPH自由基清除能力和羥自由基清除能力，發(fā)現(xiàn)不同品種在兩者的排序不一致，可能與實(shí)驗(yàn)中酚類物質(zhì)清除DPPH自由基[24]和羥自由基[17]的原理不同有關(guān)。在本實(shí)驗(yàn)中，分別采用Trolox和VC做為清除DPPH自由基和羥自由基的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，而非統(tǒng)一采用Trolox為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，原因在于測(cè)定清除羥自由基實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)Trolox質(zhì)量濃度從0.01 mg/mL增加到10 mg/mL時(shí)仍檢測(cè)不到清除能力，推測(cè)Trolox可能不具備清除羥自由基的能力，盡管其清除DPPH自由基能力很強(qiáng)。說(shuō)明同一種抗氧化劑對(duì)不同自由基清除能力不同[25]。由本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，果皮、果心中酚類物質(zhì)的含量遠(yuǎn)高于果肉，且同時(shí)具有較強(qiáng)的清除DPPH自由基和羥自由基的作用，因此值得開(kāi)發(fā)利用。

為了進(jìn)一步確定參與自由基清除活動(dòng)的酚類物質(zhì)種類，以含量較高且每個(gè)品種、部位都含有的熊果苷、綠原酸和表兒茶素為例，分別做了與DPPH自由基清除能力、羥自由基清除能力的相關(guān)性分析，結(jié)果顯示僅果皮中含有的表兒茶素與兩種自由基清除能力呈顯著正相關(guān)，果肉中的綠原酸和表兒茶素與兩種自由基清除能力呈顯著正相關(guān)，其余則沒(méi)有達(dá)到顯著相關(guān)水平，特別是熊果苷，盡管含量較高，但似乎與自由基清除關(guān)系并不密切。趙金偉等[13]用熊果苷和綠原酸純品對(duì)DPPH自由基和羥自由基的清除能力實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了熊果苷的清除能力明顯低于綠原酸。Galvis Sáchez等[26]的研究也表明熊果苷與抗氧化能力關(guān)系不密切，他認(rèn)為抗氧化能力不是由某個(gè)酚所決定。說(shuō)明清除自由基可能是多種酚類物質(zhì)共同作用的結(jié)果，低含量的酚類物質(zhì)對(duì)自由基的清除作用也不容忽視。

在本實(shí)驗(yàn)中，梨果肉檢測(cè)出熊果苷、沒(méi)食子酸、綠原酸、表兒茶素和蘆丁5 種物質(zhì)，其中，綠原酸和表兒茶素是果肉的主要酚類物質(zhì)，與Tanrioven等[27]的報(bào)道一致；熊果苷也是梨果肉中的主要酚類成分，與趙金偉等[28]的報(bào)道一致。果皮中檢出熊果苷、綠原酸、表兒茶素、咖啡酸、兒茶素、香豆酸和蘆丁，其中熊果苷和綠原酸是果皮的主要酚類物質(zhì)，與趙金偉等[28]研究的蘋(píng)果梨、李磊等[29]研究的黃冠梨的結(jié)果一致。

綜上可知，梨果皮、果心由于酚類物質(zhì)的含量遠(yuǎn)高于果肉，且所含的酚類物質(zhì)具有抗氧化性，所以梨的多酚物質(zhì)具有提取利用的價(jià)值。通過(guò)對(duì)梨加工后廢棄的果心、果皮進(jìn)行多酚的提取，對(duì)資源的合理有效開(kāi)發(fā)利用，減少浪費(fèi)和保護(hù)環(huán)境具有非常重要的意義。

4 結(jié) 論

4.1 梨果心中酚類物質(zhì)的含量高于果皮，果肉中的含量最低。可以利用果皮和果心提取酚類物質(zhì)。

4.2 梨果心和果皮均檢測(cè)出熊果苷、沒(méi)食子酸、兒茶素、綠原酸、咖啡酸、表兒茶素、香豆酸和蘆丁8 種酚類物質(zhì)，而果肉只檢測(cè)出熊果苷、沒(méi)食子酸、綠原酸、表兒茶素和蘆丁5 種酚類物質(zhì)。

4.3 果肉所含酚類含量較高的梨品種依次是早酥、五九香、雪梨和黃冠，以綠原酸、熊果苷和表兒茶素為主，且綠原酸的含量高于熊果苷；果皮所含酚類含量較高的品種依次是南水、鴨梨、早酥、五九香和圓黃，以熊果苷、綠原酸和表兒茶素為主，且熊果苷的含量高于綠原酸；果心所含酚類物質(zhì)含量較高的品種是雪梨和綠寶石，以綠原酸和熊果苷為主，且綠原酸的含量高于熊果苷。

4.4 梨多酚的含量分別與DPPH自由基清除能力和羥自由基清除能力呈密切正相關(guān)，具有抗氧化性。

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Analysis of Phenolic Compounds and Their Antioxidant Activity in Fruits from Different Pear Cultivars

LI Li-mei, ZHAO Zhe, HE Jin-gang, GUAN Jun-feng*
(Institute of Genetics and Physiology, Hebei Academy of Agricultural and Forestry Science, Shijiazhuang 050051, China)

The contents and composition of soluble phenolic compounds in pear peel, core and flesh from 11 major cultivars in northern China were determined and analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). Meanwhile, the antioxidant activities of their ethanol extracts were evaluated by DPPH and hydroxyl scavenging radical assays. Results indicated that: 1) the highest contents of soluble phenolic compounds were found in the core, followed by the peel and flesh; 2) 8 kinds of phenolic compounds, i.e., arbutin, gallic acid, catechinic acid, chlorogenic acid, caffeic acid, epicatechin, cumaric acid and rutin were detected in both the core and peel, while 5 kinds of phenolic compounds, i.e., arbutin, gallic acid, chlorogenic acid, caffeic acid and epicatechin were detected in the fl esh; 3) chlorogenic acid, arbutin and epicatechin were the major phenolic compounds in the peel and fl esh with higher content of chlorogenic acid than arbutin in the flesh and the opposite result for the peel. At the same time, the main phenolic constituents of the core were chlorogenic acid and arbutin with higher level of the former when compared with the latter; 4) for each of the three fruit tissues, significant positive correlations between phenolic compound contents and DPPH and hydroxyl radical scavenging activities were observed, suggesting the close association of phenolic c ompounds with free radical scavenging activity.

pear; phenolic compounds; high performance liquid chromatography; antioxidant activity

S609.9

A

1002-6630（2014）17-0083-06

10.7506/spkx1002-6630-201417017

2013-10-10

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（梨）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-29-20）；河北省農(nóng)林科學(xué)院基金項(xiàng)目（A2012110302）

李麗梅（1972—），女，副研究員，碩士，研究方向?yàn)槔娌珊笊砼c貯藏加工。E-mail：lilimeizhang@163.com

*通信作者：關(guān)軍鋒（1966—），男，研究員，博士，研究方向?yàn)槔娌珊笊砼c品質(zhì)。E-mail：junfeng-guan@263.net