昭通種植刺梨果實的品質測定分析

包劉媛 劉興蕾 楊成翠 韓多

(昭通學院，云南 昭通 657000)

前言

刺梨(Rosaroxburghii Tarrtt)屬薔薇科(Roseceae)薔薇屬(Rosa)植物落葉小灌木，果實有刺、味酸，可以食用，被稱作“三王圣果”[1]。其營養物質的含量如抗壞血酸含量、類黃酮含量以及超氧化物歧化酶含量均較高，這些物質對人體的抵抗力、免疫力等起著促進作用[2]，且可以預防腫瘤、抵抗糖尿病和抗衰等。老刺梨是貴州省的特產，江西、四川、湖北等地也有引進和種植[3]，其營養和藥用價值都比較高，品種也較為豐富[4]。刺梨適應性強，具備耐干旱、對土質要求較為寬松等特征，而昭通氣候溫和、光照充足、土體深厚、土壤保水保肥能力較好，在山腰、河邊、路口、房前屋后等地都可以進行種植。

20世紀80年代初期，在羅登義院長、朱維藩教授的主持下，貴州省有關院校和研究機構對刺梨進行多學科的系統研究[5]。隨著對刺梨生理指標的不斷探索，與刺梨相關的產品的數量和種類也漸漸增多，刺梨蘊含著較好的發展前景[6]。如，各種風味的刺梨飲料和營養口服液等產品不僅在國內銷量較好，而且還向美國和東南亞等國家進行出口[7]。然而，我國現在對刺梨相關的保健食品等的提取和加工技術還處于不太成熟的階段，刺梨中所含有的一些藥用成分對人類作用的研究還需要進一步的深入[8]。國外關于刺梨的報道甚少，且大多為產品加工研究，主要有日本、新加坡、韓國等一些周邊國家，這些國家主要從貴州省進口刺梨原汁，進行進一步的加工，最后進行銷售[9]。同時，報道也指出，國外對刺梨的研究已經不再限于飲料、食品等，而是有了更深入的發展[5]。

本文以刺梨的物理性狀和化學指標為研究對象，對抗壞血酸、可溶性蛋白、可溶性糖等10項指標進行測定和對比分析，為昭通種植刺梨果實的品質分析奠定基礎以及為建立昭通刺梨種植品種的評價體系提供依據，提高生態農業效益。

1 儀器與材料

1.1 儀器與試劑

1.1.1 主要試驗儀器

主要試驗儀器具體見表1。

表1 主要試驗儀器

1.1.2 主要試驗試劑

主要試驗試劑具體見表2。

表2 主要試驗試劑

1.2 試驗材料

試驗所用刺梨樣品為同一品種(“貴農五號”)，分別采摘于云南省昭通市魯甸縣(ZT)和貴州省黔南州龍里縣(GZ)。

2 試驗方法

2.1 采樣方法

隨機選刺梨10株，在刺梨果樹各個方向選取成熟無病害損傷的果實，分別采集果實各10個以上，對采摘的果實進行保鮮處理，帶回實驗室用于果實品質測定分析。

2.2 一般物理性狀的測定

刺梨的一般物理性狀包括單果質量、果形指數等。在刺梨果實生長過程中，隨著刺梨的成熟度不斷增加，其物理形狀會逐漸發生一些變化，這些變化直接反映了刺梨果實品質的優劣程度。

2.2.1 單果重

采用電子天平測量法，計算刺梨果實的平均單果質量。

2.2.2 果形指數

用游標卡尺測量法，縱徑與橫徑的比值則為果形指數。據查閱文獻可知，一般的果形指數的標準為0.8～0.9則為圓形或近圓形，0.6～0.8為扁圓形，0.9～1.0為橢圓形或圓錐形，1.0以上為長圓形[10]。

2.3 化學成分的測定

主要化學成分含量決定著刺梨的風味和營養價值，主要選取抗壞血酸含量、類黃酮含量、可滴定酸、可溶性蛋白質等8項指標進行測定分析，這些指標對果實的風味、營養價值、藥用價值有較大影響。

2.3.1 果實含水量

刺梨果實果肉組織在烘干后減少的重量則為刺梨的水分占有量，其占果蔬鮮重的百分數即為刺梨的含水量(%)。

2.3.2 果實硬度

果實硬度的測法較為簡單。用硬度計測定硬度，并分別計算2個不同地區種植刺梨的平均值。

2.3.3 抗壞血酸

采用紫外分光光度計測量法，得到抗壞血酸標準曲線為y=0.0055x-0.0051，R2=0.9991，線性關系如圖1所示，根據計算公式(1)計算抗壞血酸含量。

圖1 抗壞血酸標準曲線圖

(1)

式中，m1為由標準曲線求得的抗壞血酸的質量，μg；V1為滴定時所用樣品提取液體積，mL；V為樣品提取液總體積，mL；m為樣品重量，g。

2.3.4 類黃酮

采用分光光度計法，樣品在波長325nm下測定溶液的吸光度值表示類黃酮物質含量，即OD325·g-1。

2.3.5 可滴定酸

采用氫氧化鈉溶液滴定法，根據公式(2)計算可滴定酸含量(%)。

(2)

式中，V為樣品提取液總體積，mL；c為NaOH滴定液濃度，mol·L-1；Vs為滴定時所用樣品提取液體積，mL；V1為滴定濾液消耗的NaOH溶液體積，mL；V0為滴定蒸餾水消耗的NaOH溶液體積，mL；m為樣品樣品重量，g；f為折算系數，g·mmol-1。折算系數：蘋果酸為0.067(蘋果、梨、杏、李子、桃)。

2.3.6 可溶性糖

采用苯酚-硫酸法，繪制標準曲線的回歸方程為y=0.0052x-0.0079，R2=0.999，見圖2。根據公式(3)計算刺梨中可溶性糖含量，以質量分數(%)表示。

圖2 可溶性糖標準曲線圖

(3)

式中，m1為由標準曲線求得的抗壞血酸的質量，μg；V1為測定時所用樣品提取液體積，mL；N為樣品提取液稀釋倍數；V為樣品提取液總體積，mL；m為樣品重量，g。

2.3.7 可溶性蛋白質

采用考馬斯亮藍G-250法測定，繪制標準曲線得到回歸方程為y=0.0056x+0.0115，R2=0.9972，見圖3。根據公式(4)計算每克刺梨組織所含可溶性蛋白質的質量，即mg·g-1。

圖3 可溶性蛋白標準曲線圖

(4)

式中，m1為由標準曲線求得的蛋白質的質量，μg；V1為定時所用樣品提取液體積，mL；V為樣品提取液總體積，mL；m為樣品重量，g。

2.3.8 可溶性固形物

采用手持式折光儀測定法進行測定，讀數則為可溶性固形物的含量，以質量分數(%)表示。

2.4 數據處理

采用Excel 2016、SPSS 20.0統計分析軟件對實驗數據進行整理并作圖。

3 測定結果及分析

3.1 單果重測定結果

測定的2個不同地區種植的同一品種刺梨，其單果重大小也有所不同，如圖4所示。GZ和ZT刺梨單果重存在差異。GZ的單果重高達20.0211g，而ZT為5.8043g，二者相差14.2168g，其差異性不顯著。

圖4 單果重大小比較

3.2 果形指數測定結果

果形指數一般是由果實的遺傳特性決定，不同品種果實的果形指數也有所差異，而同一品種的果形指數則差異不大[10]。由圖5可知，GZ和ZT刺梨果形指數存在差異，GZ為0.6783，ZT為0.7408，二者相差0.06578，2種刺梨的果形指數均在0.8以下，均為扁圓形，二者差異不顯著。

圖5 果形指數大小比較

3.3 含水量測定結果

由圖6可知，GZ和ZT2個地區種植的同一品種刺梨的含水量之間存在差異，GZ的含水量高達86.75%，而ZT為84.58%，二者相差2.17%。誤差分析顯示差異不顯著。

圖6 含水量大小比較

3.4 果實硬度的測定結果

由圖7可知，GZ和ZT刺梨果實硬度有差異，GZ為9.262kgf·mm-2，ZT為7.35kgf·mm-2，二者相差1.912kgf·mm-2。二者含量差異不顯著。

圖7 果實硬度含量比較

3.5 可溶性固形物測定結果

可溶性固形物能夠反映刺梨果實中的營養物質的含量的多少[4]。由圖8可知，GZ和ZT刺梨的可溶性固形物存在差異，GZ為10.36%，ZT為8.56%，二者相差1.8%，誤差分析后顯示差異不顯著。

圖8 可溶性固形物含量比較

3.6 可溶性蛋白測定結果

由圖9可知，GZ和ZT刺梨可溶性蛋白含量存在差異，GZ為0.408mg·g-1，ZT為0.304mg·g-1，二者相差0.104mg·g-1，其差異不顯著。

圖9 可溶性蛋白含量比較

3.7 抗壞血酸測定結果

抗壞血酸也稱維生素C，對人體有著及其重要的作用。抗壞血酸具有抗氧化、抗癌防癌、調節機體免疫功能、延緩衰老、解毒、鎮靜等藥理活性[2]。由圖10可知，GZ和ZT刺梨可溶性蛋白存在差異，GZ為1649.27mg·100g-1，ZT為1249.27mg·100g-1，二者相差400mg·100g-1，誤差分析后顯示二者差異不顯著。

圖10 抗壞血酸含量比較

3.8 可溶性糖測定結果

可溶性糖為果實的生長發育提供能量和中間產物[4]。由圖11可知，GZ和ZT刺梨可溶性糖存在差異，GZ為47.42%，ZT為37.69%，二者相差9.73%，其差異性不顯著。

圖11 可溶性糖含量比較

3.9 可滴定酸測定結果

果蔬中的有機酸具有抗氧化、抗血栓的作用，能調節機體功能，對人體健康有著重要意義[11]。由圖12可知，GZ和ZT刺梨可滴定酸存在顯著差異，GZ為1.41%，ZT為2.26%，二者相差0.85%，進行誤差分析后顯示其差異性不顯著。

圖12 可滴定酸含量比較

3.10 類黃酮測定結果

類黃酮是一種很強的抗氧化劑，對自由基等活性氧有較好的抵抗作用，對機體的保護以及對果實的營養價值和醫療保健作用都具有重要影響，能防治多種慢性疾病[12]。由圖13可知，GZ和ZT刺梨類黃酮含量存在差異，GZ為0.874 OD325·g-1，ZT為0.679 OD325·g-1，二者相差0.177 OD325·g-1，二者差異不顯著。

圖13 類黃酮含量比較

3.11 2個地區刺梨10種指標的相關性分析

表3對各項指標進行了逐步回歸分析，結果表明：在P=0.01的情況下，依次剔除不明顯的自變量，并篩選出具有顯著或極顯著水平的因素。可知在刺梨生化成分的逐步回歸方程中，保留了刺梨果實的可溶性糖、可溶性蛋白、含水量、可溶性固形物、抗壞血酸、果形指數、單果重、硬度、類黃酮、可滴定酸10個因子。從表3可知，可溶性糖含量與果形指數、可滴定酸含量之間存在著明顯的負相關關系，但與可溶性固形物、類黃酮含量和含水量之間存在著正相關關系；單果重與硬度和抗壞血酸含量呈極顯著正相關關系，而與果形指數則呈負相關關系；果形指數與硬度、可溶性固形物含量、抗壞血酸含量呈負相關關系；硬度與抗壞血酸含量呈極顯著正相關關系；含水量與可滴定酸含量呈負相關關系，而與可溶性固形物含量、抗壞血酸含量、類黃酮含量呈正相關關系；可滴定酸含量與固形物含量、抗壞血酸含量、類黃酮含量呈正相關關系；可溶性固形物含量與抗壞血酸含量、類黃酮含量呈正相關關系。

表3 10種指標相關性分析

4 結論與討論

4.1 結論

本試驗對昭通和貴州2個不同產地同一品種刺梨的10個指標(果形指數、單果重、可溶性多糖、可溶性蛋白、硬度、含水量、抗壞血酸、類黃酮、可滴定酸、可溶性固形物)含量進行測定，采用Excel 2016、SPSS 20.0統計分析軟件對實驗數據進行整理并分析，得出以下結論。

在昭通地區種植和在貴州地區種植的同一刺梨品種其一般物理性狀和主要化學成分含量之間存在一定差異。從一般物理性狀上看，二者單果重和果形指數存在差異，貴州地區種植刺梨單果重較高，為20.0211g，而昭通地區種植刺梨單果重為5.8043g。貴州地區種植刺梨果形指數為0.6783，昭通種植刺梨則為0.7408，2個不同地區的刺梨其果形指數均在0.8以下，為扁圓形。從主要化學成分上看，貴州地區種植刺梨的可滴定酸、含水量、可溶性蛋白、可溶性糖、抗壞血酸、可溶性固形物、類黃酮等10項指標均與昭通種植刺梨存在差異。

貴州地區種植的刺梨其多項指標均高于昭通種植刺梨。貴州地區種植刺梨的果形指數、單果重、含水量、可溶性蛋白、可溶性糖、抗壞血酸、可溶性固形物、果實硬度、類黃酮含量共9項指標均較高，分別為0.7408、20.0211g、86.75%，0.408mg·g-1、47.42%、1649.27mg·100g-1、10.36%、9.262kgf·mm-2、0.874 OD325·g-1，而昭通種植刺梨的這些成分含量分別為0.6783、5.8043g、84.58%、0.304mg·g-1、37.69%、1249.27mg·100g-1、8.56%、7.35kgf·mm-2、0.679OD325·g-1。

4.2 討論

隨著刺梨加工產品產業的興起，刺梨所含的營養價值和藥用價值受到人們的廣泛關注，刺梨成分測定及評價就成為了刺梨研究領域的重要課題。目前，不同產地刺梨品質優劣難以綜合評價，刺梨的生長地區、栽培條件、成熟程度、海拔高度等因素對刺梨品質都有一定影響。陳鈺琪等[8]對不同成熟程度刺梨成分含量進行了測定分析，結果顯示，刺梨成熟果的總游離氨基酸含量等活性物比刺梨五成熟果高；其還對貴州畢節3個不同海拔地區的刺梨和貴陽2個不同海拔地區種植的刺梨所含的活性物進行了測定，結果顯示，低海拔的刺梨果實含氮化合物總量比高海拔刺梨的含氮量要高。本試驗發現，不同省份地區種植的同一品種刺梨的一般物理性狀和主要化學成分含量也存在差異，與陳鈺琪等[8]的研究結果基本相似。

李婕羚等[13]對貴州省14個不同地區刺梨果實的品質進行了測定研究和評價，結果顯示，一些地區的刺梨其多個成分含量高于另一地區，如貴州省植物園種植的刺梨其所含的可溶性蛋白、可溶性糖、可溶性固形物、糖酸比、固酸比、單果重等多個指標的含量均比馬關鎮種植的刺梨高。本試驗發現，不同省份地區種植的同一品種刺梨的多項指標均高于昭通種植刺梨，與李婕羚等[13]的研究結果基本相似。

刺梨一般物理性狀和主要化學成分含量受地區氣候以及栽培管理條件等因素的影響。貴州地區種植的刺梨多項指標均高于昭通種植的刺梨，原因可能是昭通的氣候條件和刺梨栽培管理制度與貴州有很大的差異。從地區氣候的角度看，昭通和黔南是2個不同省份地區，其氣候也有所不同。昭通地處云南北部，平均海拔2000m左右。該地區屬低緯度、高海拔的高原氣候，年平均氣溫11.8℃，日照時數1843.4h，≥10℃年平均活動積溫3723.7℃·d-1[14]。黔南地區5—8月均溫適宜范圍為21.0～23.5℃、16.5～18.0℃(有2個溫度適宜段)；7月均溫適宜范圍為23～25.5℃、18.0～19.5℃；10℃活動積溫適宜范圍為4400～5000℃·d-1、3000～3500℃·d-1[15]。相比之下，貴州省黔南地區氣候條件更滿足刺梨生長發育。從栽培管理條件看，經調查發現昭通地區種植刺梨近1年間無人管理，而貴州地區種植的刺梨管理制度成熟，已成規模，這更有利于刺梨的生長。

雖然這些來自貴州黔南和云南昭通2個不同地區的同一品種的刺梨果實均是在果實成熟期采摘，采摘成熟度是一致的，但由于不同地區之間地區氣候、栽培管理制度等方面的差異，也可能導致果實品質出現差異，是栽培管理技術不同還是地區小氣候因素造成這些差異，還有待進一步研究。今后可建立昭通刺梨資源圃，引進貴州刺梨種植基地的栽培管理制度進行合理科學的栽培，在外界栽培管理制度條件一致的情況下，再對其進行品質鑒定，以確保不確定因素的影響。