張春雨,王晶瑩,郭慶勛,周連霞,賈承國
(吉林大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院,長春 130062)
越橘(Vacciniumn)是具有較高經(jīng)濟(jì)價值的小漿果。由于其果實(shí)含有較高的花青苷[1],具有較高的抗氧化能力和營養(yǎng)保健價值,同時這些物質(zhì)也形成了果實(shí)多種多樣的顏色,是提高果實(shí)外觀品質(zhì)的重要因素。全世界越橘屬植物約有450個種[2],我國約有91個種,28個變種,全部為野生種[3]。越橘栽培最早始于美國,我國從1983年開始引種越橘栽培,先后從美國、波蘭等國家引入栽培品種100多個[4]。張春雨等已對引進(jìn)的高叢越橘和半高叢越橘果實(shí)的糖、酸、香氣等風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了研究[5-7]。
本試驗(yàn)以引進(jìn)的越橘品種為材料,對果實(shí)花青苷的含量進(jìn)行分析,同時探討了果實(shí)發(fā)育過程中花青苷形成過程,以期為越橘品種的品質(zhì)評價及品種選育提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)于2009~2010年在吉林大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院園藝實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。25個高叢越橘和9個半高叢越橘品種以及10個雜交后代均采自山東省威海市越橘品種園7年生樹。試驗(yàn)地立地條件一致,常規(guī)管理。2009~2010年6~7月份果實(shí)成熟期,每個品種選擇10株生長正常的結(jié)果樹,每株隨機(jī)選取20個果實(shí),用于花青苷含量的測定。不同發(fā)育期果實(shí)花青苷含量變化選擇當(dāng)?shù)刂髟云贩N藍(lán)豐,根據(jù)果實(shí)發(fā)育階段,分為綠色期、粉色初期、50%粉色期、粉色期、50%藍(lán)色期、成熟期,共6個時期,依次在6月5日、6月8日、6月12日、6月15日、6月20日和6月25日(第一批果實(shí)大量成熟期)采集果實(shí)。所有樣品均立即空運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行花青苷測定。
果實(shí)花青苷含量參照Pirie等及王惠聰?shù)鹊姆椒╗8-9],并略做改動,將20個果的果實(shí)或者果肉、果皮切碎充分混合,取1.0 g鮮樣放入20 mL 1%HCl/甲醇溶液室溫浸提2 h。取2 mL浸提液,用1%HCl/甲醇溶液稀釋6倍,以1%HCl/甲醇溶液作為空白,用分光光度計(jì)測定提取液在553和600 nm處的吸光值,兩者之差即為花青苷的相對含量。差值每增加0.01定義為一個單位U。設(shè)3~5次取樣重復(fù)。
對44個越橘品種的花青苷含量進(jìn)行了測定(見表1)。高叢越橘品種花青苷含量在(52.700±1.311)U·g-1FW到(171.533±0.569)U·g-1FW之間,其中來自波蘭的品種艾文豪花青苷含量最高,而來自美國的品種米斯蒂花青苷含量最低。高叢越橘品種平均為103.771 U·g-1FW,其中主栽品種藍(lán)豐花青苷含量為(82.200±0.265)U·g-1FW,低于平均值。
表1 不同越橘品種果實(shí)花青苷含量Table1 Contents of anthocyanin in different blueberry varieties
續(xù)表
半高叢越橘品種MN5415花青苷含量最高,為(128.433±0.289)U·g-1FW,其次為品種藍(lán)金(123.600±0.170U·g-1FW),圣云花青苷含量最低(83.967±0.115)U·g-1FW,半高叢越橘品種平均為99.956 U·g-1FW,低于高叢越橘。高叢越橘品種間的變異系數(shù)為29.48%,半高叢越橘品種間的變異系數(shù)為19.64%。說明越橘品種間花青苷含量具有較大的遺傳變異,高叢越橘品種間變異高于半高叢越橘。
對雜交后代類型的花青苷含量檢測顯示,其中來自波蘭的品種艾木藍(lán)花青苷含量最高(233.000±2.452)U·g-1FW,之后依次為小果(172.133±1.286)U·g-1FW、HL5(159.800±0.400)U·g-1FW。雜交后代類型的花青苷含量的平均值為135.860 U·g-1FW,變異為33.62%,平均值和變異系數(shù)均高于高叢越橘品種和半高叢越橘品種,說明品種選育過程中,花青苷含量是育種工作者考慮的一個重要指標(biāo)。
以主栽品種藍(lán)豐為研究對象,對越橘果實(shí)、果肉、果皮發(fā)育過程中花青苷含量進(jìn)行了分析(見圖1)。越橘果實(shí)花青苷主要存在于果皮中,在粉色初期開始增加,并在50%藍(lán)色期迅速增加,到成熟期花青苷含量達(dá)到最高。越橘果肉中花青苷含量最低,在50%藍(lán)色期開始迅速增加,在成熟期達(dá)到最高。而整個果實(shí)中花青苷在粉色期開始增加,在50%藍(lán)色期開始迅速增加。越橘在果實(shí)綠色期就開始合成花青苷,但是含量很少。粉色期是花青苷合成的主要時期,而50%藍(lán)色期是越橘花青苷迅速合成期。
圖1 越橘果實(shí)發(fā)育過程中花青苷含量Fig.1 Contents of anthocyanin during blueberry fruit development
花青苷是越橘果實(shí)中最主要的生物活性物質(zhì),越橘果實(shí)中花青苷含量與抗氧化力呈顯著的正相關(guān)[10-11]。李亞東等對野生和3個栽培種的花青苷含量進(jìn)行了研究,其中栽培品種花青苷含量高于野生種[12]。Ronald等對兔眼越橘、矮叢越橘和蔓越橘花青苷類型進(jìn)行了鑒定[13]。但對越橘品種進(jìn)行系統(tǒng)的花青苷含量比較未見報道。本試驗(yàn)對引進(jìn)的25個高叢越橘、9個半高叢越橘品種和10個雜交后代的果實(shí)花青苷含量進(jìn)行分析,同采用同種方法測定的葡萄、草莓、蘋果、梨等相比較,越橘果實(shí)中花青苷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他試驗(yàn)材料,其中品種艾木藍(lán)、小果、艾文豪等花青苷含量最高,可以作為提高花青苷含量的主要育種材料。而具有綜合優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性狀的藍(lán)豐作為主栽品種[14],花青苷含量低于平均值,因此提高花青苷含量是將來育種工作的主要目標(biāo)。對草莓綠熟期、白熟期、半紅期、全紅期、紫紅期5個時期花青苷含量變化研究顯示[15],花青苷在半紅期開始迅速增加,紫紅期達(dá)到最高。對蘋果和梨等果樹的研究也顯示,花青苷在果實(shí)發(fā)育初期含量較少,隨著果實(shí)發(fā)育到中期,其含量開始迅速增加[16-17]。本試驗(yàn)對整個果實(shí)以及果皮和果肉綠色期、粉色初期、50%粉色期、粉色期、50%藍(lán)色期、成熟期,6個發(fā)育時期的花青苷含量進(jìn)行檢測,同其他樹種一樣,花青苷在發(fā)育初期含量較少,隨著果實(shí)的發(fā)育逐漸增加。其中果皮在粉色初期花青苷開始增加,因此通過栽培技術(shù)提高花青苷含量,可以考慮在粉色初期開始對果實(shí)進(jìn)行處理。在整個發(fā)育過程中,果皮中花青苷高于果肉,說明越橘花青苷含量主要存在于果皮中。
[1]趙爾豐,高暢,高欣,等.酶-超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中花青素的工藝研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2010,41(4):98-103.
[2]顧姻,賀善安.藍(lán)漿果與蔓越桔[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2001:16.
[3]郝瑞.長白山區(qū)篤斯越橘資源調(diào)查[J].園藝學(xué)報,1979,6(2):87-93.
[4]李亞東.越橘高效栽培與加工利用[M].長春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社,2001:101-102.
[5]張春雨,李亞東,陳學(xué)森,等.高叢越橘果實(shí)香氣成分的GC/MS分析[J].園藝學(xué)報,2009,36(2):187-194.
[6]張春雨,李亞東,陳學(xué)森,等.半高叢越橘果實(shí)香氣成分的GC-MS分析[J].果樹學(xué)報,2009,26(2):235-239.
[7]張春雨,李亞東,劉海廣,等.越橘糖酸組分及含量分析[J].園藝學(xué)報,2010,37(4):619-624.
[8]Pirie A,Mullins M G.Changes in anthocyanin and phenolics content of grapevine leaf and fruit tissues treated with sucrose,nitrate,and abscisic acid[J].Plant Physiology,1976,58(4):468-472.
[9]王惠聰,黃旭明,胡桂兵,等.荔枝果皮花青苷合成與相關(guān)酶的關(guān)系研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2004,37(12):2028-2032.
[10]Ronald L P,Cao G H,Antonio M,et al.Antioxidant capacity as influenced by total phenolic and anthocyanin content,maturity and variety of Vaccinium species[J].J Agric Food Chem,1998(46):2686-2693.
[11]Ehlenfeldt M K,Prior R L.Oxygen radical absorbance capacity(ORAC)and phenolic and anthocyanin concentrations in fruit and leaf tissues of highbush blueberry[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2001,49(5):2222-2227.
[12]李亞東,孟凡麗,鄭毅男,等.不同基因型越橘果實(shí)中4種花色苷含量的研究[J].園藝學(xué)報,2004,31(3):367-368.
[13]Prior R L,Lazarus S A,Cao G,et al.Identification of procyanidins and anthocyanins in blueberries and cranberries(Vaccinium spp.)using high-performance liquid chromatography/mass spectroetry[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2001,49(3):1270-1276.
[14]李亞東,唐雪東,袁菲,等.我國小漿果生產(chǎn)現(xiàn)狀、問題和發(fā)展趨勢[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2011,42(1):1-10.
[15]趙淼,林毅,蔡永萍,等.不同光質(zhì)對草莓果實(shí)成熟過程中色素類物質(zhì)含量的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報,2008,20(1):64-66.
[16]劉曉靜,馮寶春,馮守千,等.“國光”蘋果及其紅色芽變花青苷合成與相關(guān)酶活性的研究[J].園藝學(xué)報,2009,36(9):1249-1254.
[17]馮守千,陳學(xué)森,張春雨,等.砂梨品種滿天紅及其芽變品系奧冠花青苷合成與相關(guān)酶活性研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,41(10):3184-3190.