不同發(fā)育時期駿棗果實營養(yǎng)成分及抗氧化活性的研究

艾薩江·伊卜拉伊木，仵菲，張耀輝，白紅進,*

（1塔里木盆地生物資源保護利用兵團重點實驗室，新疆 阿拉爾 843300）

（2新疆兵團南疆化工資源利用工程實驗室，新疆 阿拉爾 843300）

駿棗（Ziziphus jujubaMill.cv Junzao）屬于鼠李科（Rhamnaceae）棗屬（ZiziphusMill.）落葉喬木植物［1］。駿棗分為山西駿棗和新疆駿棗，相較于其他棗類，駿棗果形大、果皮薄、肉厚、口感甘甜醇厚，其糖類物質、酚類物質、維生素C、蛋白質和礦物質含量均高于同類產品，被稱為“中華第一棗”［2］，具有健脾益胃、補氣養(yǎng)血、緩和藥性、預防癌癥以及養(yǎng)護肝臟等功效［3-6］。

駿棗果實的顏色隨著駿棗成熟進程而變，先是呈現(xiàn)綠色，然后變成白色，再變成黃色，最終在完全成熟時變成紅棕色。因此，駿棗果實分為坐果期、膨大期、白熟期、全紅期四個不同發(fā)育時期［7］，隨著成熟度的進程，各種營養(yǎng)成分的含量也隨之發(fā)生變化［8-9］。酚類物質是植物體內天然存在的化合物，具有一個或幾個苯環(huán)結合一個或幾個羥基的化學結構，屬于植物次級代謝產物，有明顯抑制肌肉萎縮、保護胃黏膜、減輕心血管疾病、清除自由基等作用［10-12］。糖類物質在駿棗中含量較高，占果肉干重約80%，具有提高免疫力、抗氧化活性、抗腫瘤活性及促進淋巴細胞增殖的作用［13-14］。果肉中的蛋白質提供人體內不能合成的各類必需氨基酸［15］。維生素C作為一種很好的抗氧化劑，能有效地改善血細胞、改善血液動力參數(shù)并減少術前心房顫動的發(fā)生率［16-17］。DPPH自由基清除率和ABTS+自由基清除率是評價棗的體外抗氧化活性方法中一種常用且簡單有效的檢測方法［18］。目前，關于新疆駿棗的研究主要集中在果實成熟后各種成分與含量的測定、果實貯藏及生物活性等方面，而關于不同發(fā)育時期營養(yǎng)成分變化規(guī)律及抗氧化活性方面的研究報道較少。

本試驗以不同發(fā)育時期的新疆駿棗果實為材料，分別測定其總黃酮、總酚、總糖、蛋白質和維生素C的含量，并用t檢驗分析多個指標的差異性，了解不同發(fā)育時期駿棗果實內在指標的差異性，通過DPPH自由基清除率和ABTS+自由基清除率測定駿棗不同發(fā)育時期的抗氧化活性，為新疆南疆駿棗采收期的確定和深度開發(fā)利用提供理論依據(jù)。不同用途的加工棗需要不同的發(fā)育時期果實，以及不同的營養(yǎng)成分，因此，分析不同發(fā)育期駿棗不同的營養(yǎng)成分含量對駿棗種質資源的高效加工利用及產品研發(fā)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器設備

試驗所用駿棗（鮮棗）采摘于阿拉爾市塔里木大學園藝試驗站，隨機選取10株長勢一致栽培管理模式相同的駿棗樹，于6月29日（坐果期）、7月21日（膨大期）、8月30日（白熟期）、9月20日（全紅期）從駿棗棗吊中部和上部位置的東、南、西、北方向摘取大小均一、健康完整的棗果。采摘后的果實迅速放入保鮮盒中帶回實驗室，置于-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

乙醇（分析純，純度≥99.7%）、抗壞血酸（分析純），天津致遠化學試劑有限公司；硫酸（分析純，純度95.0%～98.0%），西隴化工股份有限公司；磷酸（分析純，純度85%），Sigma-Aldrich（上海）；考馬斯亮藍G250（分析純），上?；瘜W試劑采購供應站；牛血清白蛋白（分析純）、福林酚（分析純）、葡萄糖（分析純），上海源葉生物科技有限公司；硝酸鋁（分析純）、無水碳酸鈉（分析純），天津致遠化學試劑公司。

FC-188型多歧管普通型冷凍干燥機，河北國輝實驗儀器有限公司；TGL-16M型臺式高速冷凍離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；UV-2600型紫外可見分光光度計，島津儀器（蘇州）有限公司；PT-3502C型全波長酶標儀，北京普天新橋技術有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 材料處理

將四個發(fā)育時期的新鮮駿棗樣品用自來水洗凈擦干，切成片狀后真空冷凍干燥60 h，用粉碎機粉碎，過80目篩，最后將其裝于自封袋標記好，置于-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 總黃酮、總酚含量的測定

參考WANG B等［19］提取方法，稱取駿棗粉1.00 g，用80%乙醇溶解后定容至50 mL，靜置過夜再超聲輔助提取30 min，離心后取上清液（提取液）冷藏備用。采用紫外分光光度法測定總黃酮含量，以乙醇為對照，蘆丁作為標準品，在510 nm處測定吸光度值，并計算駿棗果實中總黃酮的含量；采用福林酚法測定總酚含量，以沒食子酸為標準品，于746 nm處測定吸光度值，并計算駿棗果實中總多酚的含量。

1.2.3 總糖的含量測定

參考WU Z等［20］研究方法提取駿棗總糖，稱取駿棗粉1.00 g，采用苯酚硫酸法測定駿棗果實中總糖含量，用紫外可見分光光度計測定490 nm處的吸光度值，并通過計算算出總糖含量。

1.2.4 蛋白質含量的測定

參考張艷紅等［21］研究方法提取蛋白質，稱取駿棗粉1.00 g，采用考馬斯亮藍法測定駿棗中蛋白質的含量，用紫外可見分光光度計測定595 nm處的吸光度值，并計算蛋白質含量。

1.2.5 維生素C含量的測定

參考張硯壘［22］研究方法提取維生素C，稱取駿棗粉1.00 g，加入草酸-EDTA用研缽研磨成糊狀，再加入草酸-EDTA溶液，在10.0 mL的容量瓶內定容后移至離心管中，3 500 r/min離心20 min，取其上清液（提取液）備用。采用磷鉬酸法測維生素C含量，在玻璃試管中加入1.0 mL提取液后再依次加入4.0 mL草酸-EDTA溶液、0.5 mL偏磷酸乙酸、1.0 mL 5%硫酸和2.0 mL的鉬酸銨，混勻，于30℃下水浴15 min后，在245 nm下測定吸光度值，并計算維生素C含量。

1.2.6 抗氧化活性測定

參考TIAN J等［23］研究方法測定DPPH自由基清除率。測定提取液517 nm處的吸光度值，結果以μmol TE/g·DW表示。

參考FANG Z等［24］研究方法測定ABTS+自由基清除率。測定提取液734 nm處的吸光度值，使用trolox為標準品，結果以μmol TE/g·DW表示。

1.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用Microsoft Office Excel 2019軟件進行分析計算，Origin 2018軟件繪制含量變化圖，相關性分析采用SPSS 25軟件。所有數(shù)據(jù)平行測定3次，結果以±SD表示。

2 結果與分析

2.1 標準曲線的繪制

表1 標準曲線的回歸方程

2.2 四個生長期駿棗果實黃酮及總酚含量的變化

由圖1可知，隨著駿棗果實的生長發(fā)育，總黃酮含量呈現(xiàn)迅速下降的趨勢，其中坐果期黃酮含量最高，為(25.113 6±0.660 6)mg/g·FW，全紅期的總黃酮含量降至最低，為(0.858 6±0.209 6)mg/g·FW，全紅期總黃酮含量僅為坐果期的0.03倍，具有顯著性差異。

圖1 四個生長期駿棗果實總黃酮含量的變化

由圖2可知，駿棗果實在生長發(fā)育期內總酚含量變化趨勢與總黃酮相似，但下降趨勢較緩慢，坐果期總酚含量最高，為(10.809 0±0.508 7)mg/g·FW，全紅期的含量到達最低，為(5.646 0±0.399 3)mg/g·FW，全紅期總酚含量是坐果期的0.52倍，具有顯著性差異。

圖2 四個生長期駿棗果實總酚含量的變化

綜上，在駿棗果實生長發(fā)育過程中，總黃酮和總酚的含量表現(xiàn)為坐果期>膨大期>白熟期>全紅期，對于含量最高的坐果期駿棗可進行功能性成分的提取，應用于保健品、醫(yī)藥、化妝品等領域。

2.3 四個生長期駿棗果實可溶性糖含量的變化

由圖3可知，隨著駿棗果實的生長發(fā)育，其可溶性糖的含量呈先下降后上升的趨勢，在坐果期到果實膨大期可溶性糖含量下降，果實膨大期至全紅期呈上升趨勢，在全紅期可溶性糖含量達到最高，為(7.359 4±0.692 7)mg/g·FW，全紅期可溶性糖含量是果實膨大期的3.25倍具有顯著差異性。

圖3 四個生長期駿棗果實可溶性糖含量的變化

2.4 四個生長期駿棗果實蛋白質含量的變化

由圖4可知，隨著駿棗果實的生長發(fā)育，蛋白質含量在白熟期最高，為(0.064 0±0.007 5)mg/g·FW，在坐果期、膨大期和全紅期蛋白質含量差異不顯著，蛋白質含量在(0.038 1±0.001 0)～(0.0302 5±0.001 8)mg/g·FW之間，研究表明，膨大期和白熟期蛋白質在糖代謝過程中非常顯著，且蛋白質在白熟期中表達量均較高，而在膨大期中幾乎不表達，說明蛋白質可能與蔗糖積累密切相關。

圖4 四個生長期駿棗果實蛋白質含量的變化

2.5 四個生長期駿棗果實維生素C含量的變化

由圖5可知，隨著駿棗果實的生長發(fā)育，駿棗果實的維生素C含量逐漸呈先增后減的趨勢，從坐果期到膨大期的維生素C含量上升至最高，為(0.333 8±0.012 7)mg/g·FW，膨大期之后維生素C含量開始逐漸下降，在全紅期達到最低，為(0.098 2±0.053 0)mg/g·FW，全紅期維生素C含量是膨大期的0.29倍。

圖5 四個生長期駿棗果實維生素C含量的變化

2.6 四個生長期駿棗果實的抗氧化活性的變化

由圖6可知，隨著駿棗果實的生長發(fā)育，駿棗果實的DPPH自由基清除能力和ABTS+自由基清除能力呈現(xiàn)下降的趨勢，均在坐果期清除能力最強，ABTS+自由基清除能力高于DPPH自由基清除能力，分別為(16.278 0±0.174 0)μmol TE/g·DW和(12.662 0±0.129 0)μmol TE/g·DW，在全紅期抗氧化能力較弱，分別為(14.894 5±0.951 0)μmol TE/g·DW 和(7.667 5±0.296 0)μmol TE/g·DW，全紅期的抗氧化能力分別是坐果期的0.92倍和0.61倍。

圖6 四個生長期駿棗果實抗氧化活性的變化

2.7 駿棗果實5種營養(yǎng)成分與抗氧化活性的相關性分析

使用SPSS 25軟件對駿棗的5種營養(yǎng)成分與抗氧化活性進行相關性分析。由表2可知，體外抗氧化活性（DPPH自由基清除能力和ABTS+自由基清除能力）與總黃酮、總酚及維生素C含量呈正相關，其中ABTS+自由基清除能力與總黃酮含量呈顯著正相關，且ABTS+自由基清除能力與總酚和總黃酮的相關性高于DPPH自由基清除能力，DPPH自由基清除能力與維生素C含量的相關性高于ABTS+自由基清除能力；抗氧化能力與可溶性糖和蛋白質含量呈負相關，表明總黃酮、總酚及維生素C在駿棗果實的抗氧化能力中發(fā)揮著重要作用。

表2 駿棗果實營養(yǎng)成分與抗氧化活性的相關性分析

3 討論

酚類物質是植物中分布最廣泛的重要次生代謝產物，其可參與植物生長發(fā)育，協(xié)助植物抗逆，各類植物在不同的生長期表現(xiàn)出不同的酚類物質含量積累［25］。本研究結果表明，不同時期的駿棗總黃酮和總酚的含量表現(xiàn)為坐果期>膨大期>白熟期>全紅期，導致酚類化合物含量下降的原因除了與成熟階段有關外，還與果實在成熟期呈現(xiàn)的棕紅色有關［26］。黃酮類物質含量變化趨勢與李希等［27］研究結果一致，酚類物質含量變化趨勢與劉杰超等［28］研究結果一致。可溶性糖含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，在全紅期可溶性糖含量達到最高，這與張慧艷等［29］對山西駿棗的可溶性糖含量的變化趨勢的研究結果一致，糖不僅含有令人愉快的甜味，而且也是水果和蔬菜香氣的主要前體，在酶的作用中，葡萄糖等糖可以通過生物合成途徑形成酯［30］，總糖中的可溶性糖包括蔗糖、葡萄糖、果糖，棗類果實發(fā)育初期主要是還原糖的積累為主，蔗糖含量很低，從膨大期開始蔗糖逐漸積累，在全紅期達到最高，導致果實在成熟過程中甜味逐漸增加［31］。陳昕等［32］研究表明棗中蛋白質含量呈先上升后下降的趨勢，與本研究結果基本一致，在果實成熟的最后階段，由于酶的作用，蛋白質的含量減少［15］。維生素C含量在膨大期最高，這與張慧艷等［29］、HUANG J X等［33］對駿棗的維生素C含量變化趨勢研究結果一致。

駿棗發(fā)育階段抗氧化活性隨生長期的延長呈下降趨勢，這與SHI Q等［26］對棗果實發(fā)育過程中的抗氧化活性趨勢研究結果一致，說明成熟期抗氧化活性的高低取決于果實成熟期內在抗氧化成分的種類與含量高低熟度。駿棗在成熟過程中不會失去抗氧化能力，這意味著駿棗對健康有益，可作為天然抗氧化劑的重要膳食來源，可以預防氧化應激引起的疾?。?4］。

4 結論

總黃酮、總酚、可溶性糖、蛋白質及維生素C的含量高低是評價駿棗果實內在品質的主要指標。在駿棗果實的生長發(fā)育期間，總酚和總黃酮在坐果期含量最高，隨后含量逐漸下降，與抗氧化活性表現(xiàn)出較高的正相關；在果實膨大期維生素C含量最高，與抗氧化活性表現(xiàn)出正相關；在全紅期可溶性糖的含量最高，蛋白質含量在白熟期最高，之后呈逐漸下降的趨勢，二者與抗氧化活性表現(xiàn)出較低水平的負相關。駿棗果實中總酚、總黃酮、可溶性糖、蛋白質、維生素C含量及抗氧化活性均受發(fā)育階段的影響。發(fā)育階段中酚類物質、棗果顏色和抗氧化性能之間有一定的關系，本研究將為駿棗資源的高效利用和相關功能產品的深入研發(fā)提供理論參考依據(jù)。