葡萄不同組織多酚含量及抗氧化性的周年期變化

薛 雯，房玉林，戴 璐，唐麗麗，姚瑞祺

（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）

0 引言

葡萄多酚（Grape procyanidins，GPC），是指存在于葡萄中所有酚類物質的總稱。葡萄中含有種類繁多的多酚物質。其含量因品種、栽培條件及釀造工藝的不同在葡萄與葡萄酒中存在較大差異，而其代謝產物也具有復雜多樣的生物學功能，例如可以增強植物本體抗性、抵制天敵的侵襲，還有提高植物種間競爭能力和對環境的適應力等[1]。目前，已從葡萄中分離鑒定出10余種多酚類物質，包括黃酮醇、花色素、原花色素、黃烷酮醇類、兒茶素類及白藜蘆醇等[2]。

中國是葡萄科植物起源地之一，在我國葡萄栽培已有數千年的歷史。改革開放以來，我國葡萄產業發展十分迅速，是近年來世界葡萄生產發展最快的國家之一[3]，在世界葡萄產業中有著舉足輕重的地位，其中有40%葡萄用于釀酒，40%作為鮮食，剩下的20%用于制干和制汁[4]。葡萄樹的枝條和葉片中含有豐富的多酚類物質，具有多種生物活性功能[5-8]。無論是鮮食還是釀酒葡萄，在葡萄園的常規管理中都會產生大量的農業廢棄物，如修剪下來的枝條與葉片等，實際生產中大多數的處理方式就是焚燒，造成嚴重的環境污染。黨的十八大以來，黨中央、國務院對“綠色發展”高度重視，對“環境友好”也更加注重。習近平總書記反復強調：“綠水青山就是金山銀山”。對釀酒葡萄“Conquister”和鮮食葡萄“井川1014”的廢棄枝條與葉片中多酚物質含量與抗氧化性的季節性變化，以及葡萄植株不同部位含量的差異進行了深入探討，旨在為葡萄園農業廢棄物的原料化、基料化利用，加快建立產業化利用機制，不斷提升秸稈綜合利用水平提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

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美洲種葡萄Conquister，歐美雜交種葡萄井川1014（Yigawa 1014）。在預先選取的5株內進行隨機取樣。5月上旬-12月下旬，每間隔25 d左右采一次樣。

1.2 試驗方法

將采集的葡萄枝條、葉片、根系干燥后粉碎，過篩，備用。精確稱取3 g粉末置于100 mL絲口瓶中，添加提取溶劑乙醇水溶液（體積分數為60%）36 mL，料液比為1∶12，在100 Hz超聲波條件下超聲輔助提取30 min，浸提溫度為20℃；然后將提取液轉入50 mL離心管中，置于超低溫離心機中以轉速5 000~8 000 r/min離心15~20 min，過濾，收集上清液，向殘渣中繼續加入36 mL乙醇水溶液，再次按照上述過程提取，重復2次，合并所有上清液共計72 mL于100 mL包裹錫箔紙的絲口瓶中，貯藏于-20℃條件下備用，用于測定葡萄果皮中所有酚類物質組分及抗氧化活性[9]。

葡萄枝條、葉片及根系中的總酚測定使用福林-肖卡法進行[10]，黃烷醇的測定使用p-DMACA-鹽酸法進行[11]，總黃酮的測定參照李旸昕[12]的方法進行，DPPH的測定參考王曉宇[13]的方法并略有改動，羥自由基清除力的測定參考陳義磊等人[14]的方法進行，鐵氰化鉀還原力的測定參照韓林等人[15]的方法并略有改動。

1.3 數據分析

采用Microsoft Excel 2007和DPS 7.05數據處理軟件對試驗數據的方差顯著性進行分析。

2 結果與分析

2.1 葡萄不同營養器官多酚物質含量的季節性變化

2.1.1 葡萄不同器官總酚含量的季節性變化

（1）Conquister不同器官總酚含量的季節性變化。Conquister屬美洲種葡萄，由佛羅里達農工大學于1983年用純美洲種株系“Fla.E12-59×Fla.E1140”雜交選育而成，具有典型的美洲種葡萄（V.labruscaL）特點，狐香味濃烈、耐高溫高濕、抗真菌病害的能力較強。西北農林科技大學葡萄酒學院于2002年自美國佛羅里達州引入楊凌，現定植于西北農林科技大學葡萄酒學院品種示范園中。

Conquister葡萄不同器官總酚含量的季節性變化見圖1。

圖1 Conquister葡萄不同器官總酚含量的季節性變化

由圖1可知，Conquister葉片中的總酚含量明顯高于新梢。新梢與葉片中的總酚含量隨季節變化趨勢基本一致。自5月中旬開始下降，6月26日均達到最低點，分別為7.793 8 mg/g和12.341 mg/g，后又逐漸上升。新梢中的總酚含量在8月24日達到最大值17.665 mg/g，隨后緩慢下降。葉片的總酚含量的高峰值則出現在10月31日，為38.001 mg/g，之后的多天時間里變化幅度較小。

（2）井川1014不同器官總酚含量的季節性變化。井川1014（Yigawa 1014）屬巨峰系歐美雜交種，原產地日本，植株長勢強，芽眼萌發率高，產量高，抗逆性、抗病性較強，為晚熟鮮食品種。

井川1014不同器官總酚含量的季節性變化見圖2。

圖2 井川1014不同器官總酚含量的季節性變化

由圖2可知，井川1014葉片中的總酚含量明顯高于新梢。新梢與葉片中的總酚含量隨季節變化趨勢基本一致，為單峰曲線。自5月中旬至7月中旬一直處于不斷下降的趨勢，其最低點均出現在7月15日，分別為7.966 mg/g和25.573 mg/g。之后又逐漸上升，總酚含量在8月3日達到一個高峰值，新梢中為18.107 mg/g，葉片為43.662 mg/g，隨后均緩慢下降。

2.1.2 葡萄不同器官黃烷醇含量的季節性變化

（1）Conquister葡萄不同器官黃烷醇含量的季節性變化。

Conquister葡萄不同器官黃烷醇含量的季節性變化見圖3。

圖3 Conquister葡萄不同器官黃烷醇含量的季節性變化

由圖3可知，Conquister葉片中的黃烷醇含量要高于新梢。新梢為單峰曲線，葉片則為雙S曲線。自5月中旬開始，Conquister新梢的黃烷醇含量在逐漸上升，最高值出現在8月24日，達到7.020 mg/g，隨后又快速下降，直到9月中下旬；9月底至12月一直表現平緩，波動較小。與新梢不同，葉片在7月15日出現第一次高峰，含量為8.982 mg/g，隨后下降，到8月24日出現第二次高峰，含量為13.336 mg/g；此后便急劇下降至9月中下旬后，變化平緩，維持在2.67~2.83 mg/g。

（2）井川1014不同器官黃烷醇含量的季節性變化。

井川1014不同器官黃烷醇含量的季節性變化見圖4。

圖4 井川1014不同器官黃烷醇含量的季節性變化

由圖4可知，井川1014葉片中的黃烷醇含量要顯著高于新梢。新梢、葉片中黃烷醇的含量隨季節變化趨勢基本一致，呈單峰曲線。自5月中旬開始，二者均處于不斷上升的趨勢，在8月3日均出現最高峰值，新梢為7.889 mg/g，葉片為14.928 mg/g；此后逐漸下降，均于9月22日達到最低點0.826 mg/g，2.012 mg/g。此后，隨著生長季節的推移，新梢與葉片中的黃烷醇含量均變化緩慢。

2.1.3 葡萄不同器官原花青素含量的季節性變化

（1）Conquister葡萄不同器官原花青素含量的季節性變化。

Conquister葡萄不同器官原花青素含量的季節性變化見圖5。

圖5 Conquister葡萄不同器官原花青素含量的季節性變化

由圖5可知，Conquister葉片中的原花青素含量明顯高于新梢。新梢、葉片中黃烷醇的含量隨季節變化趨勢不盡相同。在5月—6月下旬期間，Conquister新梢中原花青素的含量呈下降趨勢，在6月26日達到此期間的最低值19.658 mg/g之后開始回升。而葉片在此階段處于不斷上升的狀態，在7月15日達到第一個高峰值70.01 8mg/g，隨后又緩慢下降，從8月開始出現逐漸升高的趨勢；而新梢在6月26日之后一直呈緩慢上升趨勢。8月24日，二者均達到最高值，分別為48.791 mg/g，111.399 mg/g；此后又出現下降趨勢，在9月22日之后變化較為緩慢，波動較小。

（2）井川1014不同器官原花青素含量的季節性變化。

井川1014不同器官原花青素含量的季節性變化見圖6。

圖6 井川1014不同器官原花青素含量的季節性變化

由圖6可知，井川1014葉片中的原花青素含量明顯高于新梢。新梢中的原花青素含量在5月中旬最大，為73.929 mg/g，此后開始下降，到6月下旬又逐漸回升，直至8月24日達到第2個小高峰39.784 mg/g，接著又開始降低，9月22日之后變化趨于平穩，基本維持在10.0 mg/g。葉片的變化與新梢有些差異，自5月采樣之日起，呈不斷上升趨勢，7月15日后隨著生長季節的遷移，原花青素上升速度急速增加，最高值于8月3日出現，高達142.207 mg/g，此后又開始下滑，同新梢一樣，在9月22日之后變化趨于平穩，基本維持在26.0~39.0 mg/g。

2.1.4 葡萄不同器官總黃酮含量的季節性變化

（1）Conquister葡萄不同器官總黃酮含量的季節性變化。

Conquister葡萄不同器官總黃酮含量的季節性變化見圖7。

圖7 Conquister葡萄不同器官總黃酮含量的季節性變化

由圖7可知，Conquister葉片中的總黃酮含量明顯高于新梢。新梢的總黃酮含量在5月中旬-6月下旬逐漸下降，之后開始穩步上升，直至8月24日出現最高值6.424 mg/g，然后又開始下降，9月22日之后又出現上升趨勢，10月31日到達第2個小高峰

5.024 mg/g，接著又緩慢下降。Conquister葉片中的總黃酮含量與新梢變化有較大差異：在5月中旬-6月下旬呈小幅上升趨勢，從6月26日開始迅速升高，于7月15日出現第一次高峰值12.152 mg/g，后又開始下降，8月上旬轉為上升，8月24日出現第二高峰13.641 mg/g，然后基本維持不變，之后又出現快速上升趨勢，周年期中的最高值于10月31日達到，為16.669 mg/g。

（3）井川1014不同器官總黃酮含量的季節性變化。

井川1014不同器官總黃酮含量的季節性變化見圖8。

圖8 井川1014不同器官總黃酮含量的季節性變化

由圖8可知，井川1014葉片中的總黃酮含量明顯高于新梢。在5月—8月上旬，新梢中的總黃酮含量呈先下降后上升趨勢，而葉片中則一直處于逐漸升高狀態，8月3日，二者都到達最高值，分別為新梢6.214 mg/g，葉片20.055 mg/g，此后又都開始下降至9月中下旬，9月22日之后變化緩慢。

2.1.5 不同品種相同部位多酚物質含量的比較

對于不同營養器官中多酚類物質的含量，2個供試品種均呈現為葉片>新梢。但多酚含量及季節性變化因品種而異，各品種不同多酚類物質在年生長周期中出現最高值的時間也不盡相同，2個品種的總酚含量的高峰值大部分在8月出現，黃烷醇與原花青素含量多集中在8月—9月，而總黃酮含量的最高值的出現日期則有較大差異。

2.2 葡萄不同營養器官抗氧化活性的季節性變化

2.2.1 Conquister不同器官抗氧化活性的季節性變化

（1）Conquister不同器官對DPPH清除力的季節性變化。

Conquister葡萄不同器官對DPPH清除力的季節性變化見圖9。

圖9 Conquister葡萄不同器官對DPPH清除力的季節性變化

由圖9可知，清除DPPH自由基的能力隨著酚類物質含量變化而變化，且變化趨勢基本一致。葉片對DPPH清除力顯著高于新梢。新梢在5月18日，10月31日和8月3日，8月24日之間差異不顯著，但8月3日與8月24日對DPPH清除力顯著高于其他時間；葉片在年周期中較高值出現在7月15日，8月30日，9月22日，10月31日，且7月15日與9月22日之間無顯著性差異，與其他時間相比差異較顯著。

（2）Conquister不同器官羥自由基清除力的季節性變化。

Conquister葡萄不同器官對羥自由基清除力的季節性變化見圖10。

由圖10可知，Conquister新梢對羥自由基清除力在5月-8月上旬呈穩步上升趨勢，且顯著高于葉片，于8月3日到達最高值53.931%，顯著高于其他時間，之后開始下降，10月31日銳減至11.093%后又開始出現上升趨勢；除6月26日，7月15日，8月24日之間差異不顯著之外，其余時間均呈顯著性差異。葉片則在5月-8月中旬變現平緩，基本在40%左右波動，9月22出現最高峰48.853%，顯著高于其他時間，之后趨于下降；9月中下旬至10月底期間，葉片對羥自由基清除力反超枝條，平均比枝條高出52.214%；與新梢一致，葉片在6月26日與7月15日差異不顯著，其余均存在顯著性差異。

圖10 Conquister葡萄不同器官對羥自由基清除力的季節性變化

（3）Conquister不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節性變化。

Conquister葡萄不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節性變化見圖11。

圖11 Conquister葡萄不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節性變化

由圖11可知，葉片對鐵氰化鉀還原力顯著高于枝條。Conquister不同器官的鐵氰化鉀還原力的變化趨勢與對DPPH清除力相似，但新梢的表現一直比較平穩，波動較小，除6月26日，9月22日和12月13日差異不顯著，其余均存在顯著差異。葉片在周年期中各個階段均存在顯著性差異，最高值出現在10月31日，高達0.957，顯著高于其他時間。

（4）Conquister多酚類物質含量與抗氧化能力間相關性分析。

Conquister葡萄不同器官多酚與抗氧化活性相關性分析見表1。

由表1可知，Conquister新梢中總酚與總黃酮、原花青素與黃烷醇之間呈極顯著正相關，總黃酮與黃烷醇達顯著相關，DPPH與總酚、總黃酮呈極顯著正相關，而與黃烷醇、原花青素呈顯著正相關，羥自由基清除力與黃烷醇、原花青素、鐵氰化鉀還原力與總酚之間呈顯著正相關；Conquister葉片中的總酚與總黃酮、原花青素與黃烷醇之間呈極顯著正相關，總黃酮與原花青素之間呈顯著正相關，DPPH與總酚之間達顯著水平，而與總黃酮之間達極顯著水平，鐵氰化鉀還原力與總酚、總黃酮、DPPH之間呈極顯著正相關。

表1 Conquister葡萄不同器官多酚與抗氧化活性相關性分析

2.2.2 井川1014不同器官抗氧化活性的季節性變化

（1）井川1014不同器官對DPPH自由基清除力的季節性變化。

井川1014不同器官對DPPH自由基清除力的季節性變化見圖12。

圖12 井川1014不同器官對DPPH自由基清除力的季節性變化

由圖12可知，井川1014的葉片對DPPH自由基清除力顯著高于新梢。新梢的變化趨勢與總酚基本一致，呈先下降后上升、再下降、后趨于平緩。最高值同樣出現在8月3日，為84.869%，顯著高于其他時間；6月26日，7月15日，8月24日和9月22日，10月31日，12月13日之間不存在顯著性差異。而葉片的變化較為平緩，波動較小，基本維持在89.214%~97.421%，年周期中大部分時間均存在顯著差異。

（2）井川1014不同器官對羥自由基清除力的季節性變化。

井川1014不同器官對羥自由基清除力的季節性變化見圖13。

圖13 井川1014不同器官對羥自由基清除力的季節性變化

由圖13可知，井川1014對的新梢對羥自由基的清除力在經過5月-7月的上升期后，處于基本穩定的狀態，維持在55%左右，其中5月18日，6月26日與7月15日，8月24日之間無顯著性差異；直到8月中下旬開始出現下降趨勢，10月底銳減至21.371%，顯著低于其他時間，隨后又出現升高趨勢。井川葉片在5月-8月上旬一直穩步上升，8月3日出現最高值56.276%，隨后開始下降至8月24日之后，繼而開始上升，9月22日到達第2個小高峰45.160%，之后又出現下降趨勢；各時間段中均存在顯著性差異。

（3）井川1014不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節性變化。

井川1014不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節性變化見圖14。

圖14 井川1014不同器官對鐵氰化鉀還原力的季節性變化

由圖14可知，井川1014葉片對鐵氰化鉀還原力顯著高于新梢。不同器官的鐵氰化鉀還原力的季節性變化趨勢與對DPPH自由基清除力相似。新梢的動態變化為先下降后上升、再下降、后趨于平緩，整體看來波動幅度不大，除8月24日與9月22日之間差異不顯著之外，其他時間均存在顯著性差異。葉片在整個周年期的表現與新梢不盡相同，其最高值出現在8月3日，為1.289，顯著高于其他時間，各個時期中的鐵氰化鉀還原力均存在顯著性差異。

（4）井川1014多酚類物質含量與抗氧化能力間相關性分析。

井川1014不同器官多酚與抗氧化活性相關性分析見表2。

由表2可知，對于井川新梢，總黃酮與總酚、原花青素、DPPH、鐵氰化鉀還原力之間均呈極顯著正相關，原花青素與總酚、黃烷醇、鐵氰化鉀還原力呈顯著正相關，鐵氰化鉀還原力與總酚、DPPH呈極顯著正相關；井川葉片中的總酚與原花青素、總黃酮呈顯著正相關，黃烷醇與原花青素、總黃酮呈極顯著正相關，原花青素與總黃酮之間呈極顯著正相關，DPPH與總黃酮之間呈顯著正相關，羥自由基清除力與總黃酮、DPPH之間呈極顯著正相關，鐵氰化鉀還原力除與總酚、黃烷醇之間呈顯著正相關之外，與其他指標均達到極顯著水平。

3 結論

（1）對于不同組織中多酚類物質的含量，2個品種均呈現為葉片>新梢。但多酚含量及周年期變化因品種而異。

總酚含量的周年期變化總體趨勢為：5月中旬至7月上旬緩慢下降，7月中旬開始升高，2個品種中不同營養器官分別在8月3日、8月24日出現高峰值，之后緩慢下降；總體來看，井川1014新梢和葉片中的總酚含量在相應的時期中均高于Conquister。

黃烷醇含量的周年期變化總體趨勢為：5月中旬至7月下旬5個品種不同營養器官中黃烷醇含量的變化各不相同，葉片的最高值在8月3日、8月24日相繼出現，此后迅速下降，均在9月22日降至最低點，之后變化緩慢。總體來看，井川1014新梢和葉片中的黃烷醇含量在相應的時期中均高于Conquister。

原花青素含量的周年期變化總體趨勢與黃烷醇極其相似，各品種不同部位中原花青素與黃烷醇均呈顯著或極顯著正相關；總體來看，井川1014新梢和葉片中的原花青素含量高于Conquister。

總黃酮含量的周年期變化總體趨勢與總酚相似。2個供試品種不同營養器官總黃酮含量最高值出現的時間有很大差異，且總黃酮與總酚、黃烷醇基本上都表現為顯著或極顯著正相關，總黃酮與原花青素在白詩南葉片、井川1014新梢和葉片中呈極顯著正相關；總體來看，Conquiter新梢、井川1014新梢和葉片中總黃酮含量較高。

（2）不同營養器官對DPPH清除力（DPPH）、羥自由基清除力（HRSC）、鐵氰化鉀還原力（FRAP）存在差異。DPPH自由基清除力和鐵氰化鉀還原力的周年期變化趨勢與總酚類似；各品種不同器官中HRSC的動態變化則差異較大。相關分析表明，2個供試品種不同營養器官的抗氧化活性與其所含酚類物質含量呈顯著或極顯著正相關，其中鐵氰化鉀還原力與總黃酮之間的相關性最顯著。