金刺梨果實發育期間營養成分及抗氧化能力變化

謝國芳 王玉波 孔德銀 周笑犁 汪莉蓉 趙治兵

(1. 貴陽學院食品與制藥工程學院，貴州 貴陽 550005；2. 貴州省果品加工工程技術研究中心， 貴州 貴陽 550005；3. 貴州醫科大學神奇民族醫藥學院，貴州 貴陽 550005)

金刺梨(RosasterilisD.shi)又稱無籽刺梨，薔薇科薔薇屬多年生灌木，為貴州省特有種系。果實含有蛋白質、糖、維生素、氨基酸、總酚、微量元素和SOD等功效成分[1-3]。無論鮮銷、貯藏還是加工，金刺梨果實成熟度直接影響其品質，雖然目前已明確了刺梨果實發育過程中抗壞血酸[4-5]、總酚、總黃酮、總三萜等主要活性物質[6]、礦質元素[7]、內源激素[8]和鈣調素[9]等變化規律，但由于刺梨與金刺梨主要營養和理化成分存在一定差異[10-12]，截至目前，金刺梨果實發育過程中營養成分的變化特點及其抗氧化能力尚不清楚。因此，本試驗擬通過研究金刺梨果實發育期間纖維素、還原糖、抗壞血酸、可溶性蛋白質、總黃酮、總酚等主要營養成分和抗氧化能力(DPPH、ABTS和FRAP)的變化，分析抗氧化能力的主要成分，以期對金刺梨合理采收、開發、挖掘保健價值及其調控等具有一定的指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金刺梨鮮果：采于貴州安順普定金刺梨種植基地，共選40株長勢良好、產量穩定的金刺梨植株用于試驗采樣，根據果皮和果肉色澤選擇5個不同發育期(圖1)，分別記為R1～R5，每個成熟期隨機選8株采集大小、色澤基本一致的果實，采后當天運回實驗室，液氮冷凍打漿，超低溫冰箱貯存備用；

蘆丁、焦性沒食子酸、2,4,6-三吡啶基三嗪(TPTZ)、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、水溶性維生素E(Trolox)：美國Sigma公司；

其他化學試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

電子天平：YH-A 6002型，瑞安市英衡電器有限公司；

超高速冷凍離心機：TGL-166RS型，上海安亭科學儀器廠；

超聲清洗器：KQ5200DE型，昆山市超聲儀器有限公司；

紫外分光光度計：UV-2550型，日本島津公司。

圖1 不同成熟期金刺梨果實Figure 1 Fruits of Rosa sterilis D.Shi during development

1.3 金刺梨主要營養成分分析方法

1.3.1 纖維素 采用繆穎等[13]的方法。

1.3.2 還原糖 采用Xie等[14]的方法。

1.3.3 抗壞血酸 采用Xie等[15]的方法。

1.3.4 蛋白質 采用Xie等[14]的方法。

1.3.5 總酚 采用Nuncio-Jauregui等[16]的方法。

1.3.6 總黃酮 采用DragoviC-Uzelac等[17]的方法。

1.4 金刺梨抗氧化能力分析方法

1.4.1 DPPH自由基清除能力(DPPH) 采用Tauchen等[18]的方法。

1.4.2 ABTS自由基清除能力(ABTS) 采用Schaich等[19]的方法。

1.4.3 Fe3+還原抗氧化能力(FRAP) 采用Todorovic等[20]的方法。

1.5 數據處理

試驗采用3組平行的隨機組合設計，試驗結果采用Microsoft Excel軟件進行整理，并以(平均值±標準偏差)表示，采用IBM SPSS 22軟件進行Duncan’s間差異顯著性統計、Pearson’s相關性分析和主成分分析，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 金刺梨發育期營養成分分析

由表1可知，不同成熟階段金刺梨果實的主要營養成分均呈顯著變化。其中，纖維素和蛋白質含量均隨果實的成熟呈先降后升的趨勢，分別在R4和R3時到達低峰；而還原糖和抗壞血酸含量隨著果實的成熟呈持續上升趨勢，均在R5時到達最大值，分別是R1的1.7，4.3倍，說明金刺梨果實中還原糖含量的積累規律與金櫻子[21]一致，抗壞血酸含量積累規律與刺梨一致，但顯著低于刺梨果實[6,8-9]；總酚含量在R1至R2期間顯著上升，在R3時到達最大值，是R1的1.3倍，隨后略微下降，與刺梨果實總酚積累規律完全相反，且顯著低于刺梨[9]，說明金刺梨與刺梨果實中的酚類組分存在差異；金刺梨果實的總黃酮含量則隨果實的成熟無明顯變化趨勢，但在R4時顯著低于其他成熟階段，與刺梨果實發育期總黃酮積累規律一致[9]。

表1 金刺梨發育期營養成分分析?Table 1 Analysis of nutrients of Rosa sterilis D.Shi during development

? 同列不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。

2.2 金刺梨發育期抗氧化能力分析

由表2可知，金刺梨果實發育期對DHHP、ABTS自由基清除能力和FRAP存在較大差異。金刺梨果實對DPPH自由基清除能力隨果實的成熟呈先降后增的趨勢，在R3時到達最小值，與刺梨果實抗氧化能力變化規律一致[9]；金刺梨果實對ABTS自由基清除能力隨果實的成熟呈先增后降的趨勢，在R4時到達最大值，分別是R1的2.0倍，隨后顯著下降，R5時僅為R4時的54%；金刺梨果實對FRAP隨果實的成熟呈持續上升趨勢，在R5時到達最大值，是R1時的1.6倍，在成熟果實中含量最高，與還原糖含量和抗壞血酸含量的變化規律一致，主要是由于多糖和抗壞血酸具有較強的抗氧化能力[3,22-23]；金刺梨果實對ABTS自由基清除能力和FRAP與刺梨果實存在一定差異[9]，主要是由其營養成分差異引起的。

表2金刺梨發育期抗氧化能力分析?

Table 2 Analysis of antioxidant activity ofRosasterilisD.Shi during development mmol/g

? 同列不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3 金刺梨營養成分與抗氧化能力相關性分析

金刺梨果實主要營養成分與抗氧化能力相關性分析結果見表3。

表3 營養成分與抗氧化能力相關性分析?Table 3 Correlation coefficient among nutrients and antioxidant activity

? *和**分別表示在P<0.05和P<0.01水平上顯著相關。

由表3可知，還原糖和抗壞血酸含量與FRAP呈現極顯著正相關關系，說明抗壞血酸和糖類物質是金刺梨果實的主要抗氧化成分，與前期研究[3,22]結果一致；蛋白質與DPPH呈現顯著正相關性，總酚與DPPH、ABTS和FRAP均具有一定的正相關性，但不顯著，可能與金刺梨果實中抗壞血酸含量顯著高于總酚有關[3]，而刺梨果實中總酚則為主要活性物質[9]，說明刺梨和金刺梨果實中活性物質呈現較大差異；由于金刺梨果實發育期間纖維素和總黃酮含量與3種抗氧化能力呈現不同的變化趨勢，以致呈現負相關性。

2.4 金刺梨6種營養成分的主成分分析

通過對金刺梨果實的6種主要營養成分進行主成分分析，結果如表4和圖2所示，前3個主成分的累計方差貢獻率達到92.379%，幾乎反應了原始6個指標的全部信息，表明主要營養成分對抗氧化能力的貢獻較為集中。其中主成分1代表性指標為纖維素、抗壞血酸和還原糖，主要為抗氧化能力指標，抗壞血酸和還原糖在主成分1正方向上有較高載荷，纖維素在主成分1負方向上有較高載荷；主成分2代表性指標為總黃酮和可溶性蛋白質，均在主成分2正方向上具有較高載荷；主成分3代表性指標為總酚，在主成分3正方向上具有較高載荷?？梢酝茢?，主成分1綜合反映了金刺梨具有較強抗氧化能力的營養成分。

表4 主成分因子載荷矩陣Table 4 Component load matrix after principal component analysis

3 結論

通過對發育期間金刺梨果實中纖維素、還原糖、蛋白質、抗壞血酸、總黃酮、總酚及體外抗氧化能力進行研究發現，纖維素和蛋白質含量隨著果實的發育呈先降后增趨勢，在幼果和成熟果中含量較高；還原糖和抗壞血酸含量和FRAP隨著果實的發育呈持續上升趨勢，在成熟果實中含量最高；而總酚則隨著果實的發育呈先增后降的趨勢，總黃酮含量在整個發育期均維持較高的水平；DPPH維持相對穩定，ABTS則呈先增后降的趨勢。整體而言，成熟果實具有較高的營養成分和抗氧化能力，具有較高的綜合營養價值，是功能食品、藥品開發的優質原料。

圖2 主成分因子旋轉示意圖Figure 2 Rotation schematic of principal component