葡萄樹體不同組織膳食纖維含量的季節性變化

薛 雯，房玉林，袁照程

(1.楊凌職業技術學院, 陜西 楊凌 712100；2西北農林科技大學 葡萄酒學院, 陜西 楊凌 712100; 3.陜西省葡萄與葡萄酒工程技術研究中心,, 陜西 楊凌 712100)

膳食纖維(DF)是可食用的植物性成分、碳水化合物及其類似物質的總稱，根據溶解性分為水溶性膳食纖維(SDF)以及水不溶性膳食纖維(IDF)。近年來，膳食纖維在人體健康中的作用引起了醫學、營養學及食品界的廣泛關注。膳食纖維能有效減少和預防糖尿病、冠心病、高血壓、心腦血管病等疾病的發生。1991年，在日內瓦，世界衛生組織(World Health Organization，WHO)專家組將DF推薦入人群膳食營養目標，并將其列入繼糖、蛋白質、脂肪、水、礦物質以及維生素之后的“第七營養素”[1～3]。一股“膳食纖維熱”在20世紀80年代后期遍及全世界。WHO建議，人均膳食纖維每天的攝取量應該在40～60 g[4]。

在葡萄種植、采收以及葡萄酒的生產加工的過程中，會產生大量的農業、工業廢棄物，包括葡萄整形修剪時的枝條葉片以及葡萄皮渣。這些副產品、廢棄物一般沒有內在的危害，并集中產生在一年中的特定時期，對環境造成潛在的污染問題。葡萄工農廢棄物中除了含有一定量的抗氧化物質外[5,6]，還含有大量的膳食纖維[7]。研究表明，從廢棄的葡萄枝葉中提取的農業有機物如木質素、纖維素、半纖維素，可用作堆肥、飼料，以及食用菌栽培基質[8,9]。今后葡萄深加工產業的重要方向之一就是以葡萄產品加工業的副產品、廢棄物為原料進行生物活性物質的開發與利用；對現有膳食纖維資源要加強高度利用，同時大力開發新的膳食纖維資源，及其在食品、醫療、保健等方面的應用，將是今后膳食纖維的研究發展的一大趨勢。該文以歐亞種葡萄(V.viniferaL.)‘赤霞珠’(Cabernet Sauvignon)、‘白詩南’(Chenin Blanc)，美洲種葡萄(V.labruscaL.)‘Conquister’，歐美雜交種葡萄(Hybrids ofV.viniferaL. andV.labrusca)‘井川1014’(Yigawa 1014)以及山歐雜種葡萄(V.amurensisRup. r and Hybrids ofV.viniferaL.)‘北醇’(Beichun)為試驗材料，研究了其主要營養器官新梢、葉片及根系中膳食纖維類物質含量的季節性變化，從而確定不同葡萄品種的最佳采樣時期以及葡萄不同營養器官的資源價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 材料來源 供試植物材料來源于西北農林科技大學葡萄酒學院葡萄試驗站，葡萄品種為歐亞種葡萄‘赤霞珠’(Cabernet Sauvignon)、‘白詩南’(Chenin Blanc)，美洲種葡萄‘Conquister’，歐美雜交種葡萄‘井川1014’(Yigawa 1014)以及山歐雜種葡萄‘北醇’(Beichun)。供試品種均為2003年定植，株行距為1 m×1.5 m，單干雙臂整形，常規管理，所有植株生長結果正常。

1.1.2 樣品采集 ‘赤霞珠’為試驗站主栽品種，在預先選取的60株內隨機取樣。5月上旬至12月下旬，每間隔15 d左右采一次樣。采集長勢一致的當年生健壯新梢(去掉梢尖、卷須與葉片)，以及長勢旺盛的‘赤霞珠’葡萄樹的根系，每次取樣量為50 g左右；葉片為自枝條基部起第5～8節位的成熟葉片，每次30枚左右。采樣時間為上午9：00-10：30。

‘白詩南’、‘Conquister’、‘井川1014’以及‘北醇’在試驗站的栽種數量較少，在預先選取的5株內進行隨機取樣。5月上旬至12月下旬，每間隔25 d左右采一次樣。采集長勢一致的當年生健壯新梢，去掉梢尖、卷須與葉片，每次取樣時，不同部位各取50 g左右的樣品，葉片為自枝條基部起第5～8節位的成熟葉片，每次30枚左右。采樣時間為上午9：00-10：30。

1.2 試驗方法

葡萄枝條、葉片以及根系的SDF和IDF參考孫艷[10]的方法進行。

1.3 數據分析

采用Microsoft Excel 2016和DPS 7.05數據處理軟件對實驗數據的方差顯著性進行分析。

2 結果分析

2.1 ‘赤霞珠’不同器官膳食纖維含量的季節性變化

(1)赤霞珠不同器官SDF含量的季節性變化

圖1為‘赤霞珠’不同器官的SDF含量的季節性動態變化圖。由圖1可知，‘赤霞珠’葉片中的SDF含量顯著高于新梢與根系。隨著葡萄生長季節的不斷推移，‘赤霞珠’新梢、葉片、根系中SDF的含量也在不斷變化，三者的季節性變化趨勢基本一致，即先上升、后下降、再上升、又下降，但又不盡相同。在不斷上升的過程中，‘赤霞珠’根系最早出現最高峰值，即7月15日65.490 mg·g-1，接著是葉片與8月3日到達最高峰81.447 mg·g-1，最晚的是新梢，最高值為50.793 mg·g-1，在9月22日出現。

圖1 赤霞珠不同器官SDF含量的季節性變化

(2)‘赤霞珠’不同器官IDF含量的季節性變化

圖2為‘赤霞珠’不同器官的IDF含量的季節性動態變化圖。由圖2可知，‘赤霞珠’根系中的IDF含量要顯著高于新梢與葉片。‘赤霞珠’新梢、葉片、根系的季節性變化趨勢基本一致，高峰值均在6月26日出現，分別為新梢810.263 mg·g-1、葉片710.275 mg·g-1、根系935.835 mg·g-1，此后葉片與根系均緩慢下降，后趨于平穩；而新梢自8月上旬又出現明顯上升趨勢，于10月31日出現第二個高峰值860.069mg·g-1，比第一次高峰值多5.79%，此后也開始表現平穩，波動不大。

圖2 赤霞珠不同器官IDF含量的季節性變化

2.2 ‘白詩南’不同器官膳食纖維含量的季節性變化

(1)‘白詩南’不同器官SDF含量的季節性變化。

圖3為‘白詩南’不同器官的SDF含量的季節性動態變化圖。由圖3可知，‘白詩南’葉片中的SDF含量要顯著高于新梢。隨著葡萄生長季節的不斷推移，‘白詩南’新梢與葉片中SDF含量也在隨之改變，即先穩步上升，到達最高點后逐漸下降，之后又開始回升，最后不斷下降。在8月3日，新梢與葉片均達到一個高峰值，分別為51.54 mg·g-1和93.85mg·g-1，之后均不斷下降。葉片在下降至8月中下旬后開始回升，而新梢一直下降至9月22日，后迅速上升，直到10月31日，出現最高值69.517 mg·g-1，之后又開始銳減。

圖3 白詩南不同器官SDF含量的季節性變化

(2)‘白詩南’不同器官IDF含量的季節性變化。

圖4為‘白詩南’不同器官的IDF含量的季節性動態變化圖。由圖4可知，‘白詩南’新梢中IDF含量顯著高于葉片。從5月中旬到7月中旬，隨著葡萄生長季節的不斷推移，‘白詩南’新梢中IDF含量在不斷上升，之后開始下降，8月下旬之后又出現上升趨勢，在9月中下旬開始表現平緩。葉片從5月中旬到7月中旬也在不斷上升，7月15日之后出現小幅下降趨勢，自8月上旬開始便趨于平穩，波動不大。

圖4 白詩南不同器官IDF含量的季節性變化

2.3 ‘Conquister’不同器官膳食纖維含量的季節性變化

(1)‘Conquister’不同器官SDF含量的季節性變化。

圖5為‘Conquister’不同器官的SDF含量的季節性動態變化圖。由圖5可知，‘Conquister’葉片中IDF含量顯著高于新梢。新梢從5月中下旬到7月中旬一直處于下降趨勢8月3日到達最高值42.92 mg·g-1后開始回升，8月上旬又出現下降趨勢，10月底之后開始變平緩。葉片在5月到8月上旬期間一直處于上升趨勢，于8月3日出現第一個高峰67.233 mg·g-1，此后不斷下降，直到8月24日之后又出現上升趨勢，且在10月31日最后一次采樣出現最高值83.623 mg·g-1。

圖5 Conquister 葡萄不同器官SDF含量的季節性變化

(2)‘Conquister’不同器官IDF含量的季節性變化。

圖6為‘Conquister’不同器官的IDF含量的季節性動態變化圖。由圖6可知，總體來看，‘Conquister’新梢與葉片的季節性變化趨勢均表現平平，波動均不大，新梢中IDF含量顯著高于葉片，平均高出12.51%。

圖6 Conquister葡萄不同器官IDF含量的季節性變化

2.4 ‘井川1014’不同器官膳食纖維含量的季節性變化

(1)‘井川1014’不同器官SDF含量的季節性變化。

圖7為‘井川1014’不同器官的SDF含量的季節性動態變化圖。由圖7可知，‘井川1014’葉片中的SDF含量顯著高于新梢。隨著生長季節的推移，新梢與葉片中的SDF含量也不斷發生變化。井川新梢自5月中旬開始下降，7月中旬之后出現上升趨勢；8月3日出現年周期中的最高值52.473 mg·g-1，之后又開始緩慢下降；8月下旬變化平緩；10月底至12月中旬快速下降，12月13日銳減至13.35 mg·g-1。井川葉片的變化與新梢不盡相同，成雙S曲線，出現兩次高峰值，第一次在8月3日，為79.277 mg·g-1，第二次出現在9月22日，高達87.613 mg·g-1，比第一次高出9.51%。

圖7 井川1014 不同器官SDF含量的季節性變化

(2)‘井川1014’不同器官IDF含量的季節性變化。

圖8為‘井川1014’不同器官的IDF含量的季節性動態變化圖。由圖8可知，‘井川1014’新梢中的IDF含量要顯著高于葉片。新梢與葉片整體的變化趨勢基本一致，即先升高、后降低、再升高、又降低、又升高，但變化幅度較小，表現平緩。新梢中的IDF含量最高值出現在12月3日，為840.02mg·g-1；葉片則早在6月26日就到達最高峰，為710.175mg·g-1。

圖8 井川1014 不同器官IDF含量的季節性變化

2.5 ‘北醇’不同器官膳食纖維含量的季節性變化

(1)‘北醇’不同器官SDF含量的季節性變化。

圖9為‘北醇’不同器官的SDF含量的季節性動態變化圖。由圖9可知，‘北醇’葉片中的SDF含量顯著高于新梢。隨著葡萄生長季節的推移，新梢與葉片中的SDF含量也不斷發生變化。自5月中旬至8月中下旬，新梢與葉片中的SDF含量的變化趨勢一直，即先小幅上升，后逐漸下降7月15日之后又不斷上升，8月3日同時到達最高峰，分別為38.927mg·g-1和82.727mg·g-1，此后同時開始下降，直到8月24日；新梢此后便一直處于下降趨勢，9月下旬表現平緩，而葉片在8月24日之后又出現不斷上升趨勢，直到最后一次采樣(10月31日)，高達78.617mg·g-1。

圖9 北醇不同器官SDF含量的季節性變化

(2)‘北醇’不同器官IDF含量的季節性變化。

圖10為‘北醇’不同器官的IDF含量的季節性動態變化圖。由圖10可知，‘北醇’新梢中IDF的含量要顯著高于葉片。新梢與葉片的季節性變化總體來說表現較為平緩，基本上波動不大。新梢的變化趨勢為：先緩慢上升，后不斷下降，到最低點之后又開始不斷升高；葉片在開始時也呈現小幅上升趨勢，之后緩慢下降，到最低點后又逐漸升高，隨后再次下降。

圖10 北醇不同器官IDF含量的季節性變化

3 結論

不同營養器官中可溶性膳食纖維(SDF)與不溶性膳食纖維(IDF)的含量隨葡萄生長季節而變化。供試5個品種均為葉片中的SDF含量最高，但品種之間存在差異。第一個高峰值除‘北醇’出現在6月26日、‘赤霞珠’根系出現在7月15日之外，其余均在8月3日出現，且在8月3日出現的高峰值中，新梢中的SDF含量由高到低的順序依次為：‘井川1014’>‘白詩南’>‘Conquister’>‘北醇’>‘赤霞珠’；葉片中的SDF含量由高到低的順序依次為：‘白詩南’>‘北醇’>‘赤霞珠’>‘井川1014’>‘Conquister’。

5個品種不同器官中的IDF在整個年周期中的變化都較平穩，波動不大，除‘赤霞珠’根系外，均是枝條中的IDF含量顯著高于葉片。新梢中的IDF含量基本維持在680～880 mg·g-1之間，葉片則在580～760 mg·g-1之間波動。

4 討論

目前，我國的許多研究大多集中在葡萄皮渣膳食纖維提取工藝的優化，如微生物發酵法、化學試劑法、酶法等，從而提高其產量[11～15]，以及葡萄皮渣中膳食纖維對動物的影響[16,17]，而國內對葡萄廢棄物中新梢(枝條)及葉片中膳食纖維的季節性變化，以及葡萄植株不同部位含量的差異的研究鮮少。因此，對葡萄酒從“土地”到“餐桌”產生的廢料，以及由于葡萄園更新換代而廢棄的老葡萄樹的枝條、葉片以及根部的利用問題進行深化研究，旨在更好的挖掘葡萄園與葡萄酒釀造過程中的廢棄資源，開發葡萄枝條、葉片以及根系中的膳食纖維，尋求合理有效的葡萄廢棄物資源綜合利用途徑，拓寬葡萄的深加工，減輕對環境的污染，生產出高附加值的產品，應用于食品、醫療保健等行業中，對于建設葡萄酒產業循環經濟和葡萄園的可持續發展模式具有深遠的意義。葡萄的新梢(枝條)、葉片、根系中含有豐富的膳食纖維資源，不同葡萄品種的不同營養器官中可溶性膳食纖維(SDF)與不溶性膳食纖維(IDF)的含量隨葡萄生長季節而變化，其變化趨勢大致相同，但種間差異明顯，建議在各個品種出現峰值的時間采樣為宜。