“安葚”果实成熟过程中品质成分的变化_王晖.pdf

试验研究 北方蚕业 2 0 2 3,4 4(1)*“安葚”果实成熟过程中品质成分的变化王 晖 王彬彬 谢 岩 宋永学 高玉军 高妍夏*(承德医学院蚕业研究所,河北省高校特色蚕桑应用技术研发中心,河北承德 0 6 7 0 0 0)摘 要 测定果桑品种“安葚”果实开花后2 0d、3 5d、4 5d的含水量、木质素含量、总黄酮含量及挥发性成分,比较全绿期、粉红期、紫黑期品质成分的差异。结果发现,桑葚3个发育时期的含水量差异不大;木质素含量随着发育进程的变化而逐渐减少,总黄酮的含量则逐渐增加;3个发育时期分别鉴定出1 9种、2 5种、4 5种挥发性物质,但挥发性物质的成分不完全相同,表现出一定的发育相关特异性。全绿期与粉红期挥发性物质的种类较为相似,紫黑期出现较多的酯类与酸类挥发性物质。关键词 桑葚 含水量 木质素 黄酮 挥发性物质 桑葚是一种富含多种营养物质的绿色水果,受到了越来越多的关注。中国药典2 0 2 0版认为桑葚可以“固精缩尿,补肾助阳”1。作为一种季节性很强的水果,虽然其含有多种如花青素、黄酮类等有益成分,但是其成熟期很短,通常持续约1个月,且不易保存,这对于整个桑葚产业的发展有着不利的影响。目前对于桑葚的研究主要是集中在其成熟期的化学成分、生物活性、药理作用及发酵工艺的研究2-4。池旭娟等5比较两个果桑品种桑葚成熟过程中营养成分的变化,发现蛋白质、粗灰分和钙含量逐步减少,而糖类、维生素C含量则在增加。有研究发现,木麻黄果实含水率随着生长发育进程逐渐增大6,油茶籽仁成熟过程中含水率则逐渐降低7,但桑葚成熟过程中含水率的变化规律尚无报道。“安葚”作为承德医学院蚕业研究所新选育的一个果用品种,具有挂果率高、结果周期长等特点,但其成熟过程中含水量、总木质素含量、总黄酮及风味物质的变化尚不清楚。本研究拟通过测定上述指标,初步了解和掌握“安葚”果实成熟过程中的口感、抗氧化物、风味的变化规律,为研究桑葚果实成熟过程中口感风味变化机理提供一定参考。1 材料与方法1.1 桑葚的收集与处理在桑葚的全绿期(开花后2 0d,2 0D A F)、粉红期(开花后3 5d,3 5D A F)、紫黑期(开花后4 5d,4 5D A F),从3株树龄、生长状态一致的“安葚”桑树的三个方向采集大小一致、无病虫害的果实,每个方向采集2 0颗果实,将其混合作为一个生物学重复,收集到的一部分鲜果迅速进行测试,其余鲜果液氮于-8 0速冻后保存。1.2 含水量的测定使用千分之一天平称量采集到的桑葚鲜果重,液氮速冻后置于低温真空干燥机中,真空干燥至恒重,再次称量。1.3 总木质素含量的测定取冷冻的桑葚,液氮研磨成粉末,置于低温真空干燥机中,干燥至恒重。称取一定量桑葚粉末,置于1 0m L离心管。加入8m L无水乙醇溶解,50 0 0r/m i n离心1 0m i n,重复两次,沉1*资助项目:承德医学院青年基金项目(2 0 2 0 1 3);河北省高等学校科学技术研究项目(QN 2 0 2 1 0 0 5);河北省科技厅“技术创新引导专项-科技工作会商”项目 作者简介:王晖(1 9 8 5),男,博士,助理研究员,从事植物分子生物学研究。通信作者:高妍夏(1 9 8 6),女,硕士,助理研究员。E-m a i l:s u mm e r g y x 1 6 3.c o mDOI:10.19443/ki.1673-9922.2023.01.003淀于4 0烘箱中干燥至恒重。参照文献8 建立适用于桑葚的总木质素提取方法,测定桑葚总木质素在2 8 0n m下的吸光度。1.4 总黄酮含量的测定称量2.2 5m g槲皮素标准品,8 0%乙醇溶解,定容至2 5m L。取0m L、0.5m L、1m L、1.5m L、2m L、2.5m L、3m L上述溶液于5m L容量瓶中,加入5 0 0L甲醇钠,定容。取上述梯度稀释标准品溶液3m L,置于石英比色皿中,全波长扫描,确定最大吸收波长,建立槲皮素标准曲线。精确称取0.5 0 0 0g的桑葚冻干粉末,置于5 0m L离心管中,加入2 0m L8 0%乙醇,超声2 0 0m i n,50 0 0r/m i n离心1 0m i n,上清 液 转 移 至5 0 m L容 量 瓶 中,定 容。取5 0 0L液体置于5m L容量瓶中,加入5 0 0L甲醇钠,定容,取3m L进行吸光度测定。1.5 顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术检测挥发性成分种类精确称取0.2 0 0 0g的3个时期桑葚冻干粉末,置于4m L棕色样品瓶。插入固相微萃取柱头(S u p e l c o公司,型号5 7 3 2 8-U),5 5水浴3 0m i n,插 入G C-M S(A g i l e n t公 司;G C型 号:7 8 9 0 B;M S型 号:5 9 7 7 A;色 谱 柱 型 号:A g i l e n t1 9 0 9 1 s-4 3 3,H P-5 M S,3 0 m 2 5 0m 0.2 5m)进样口,2 5 0解析4m i n。色谱条件:初始温度4 0,保持3m i n,以5/m i n的速率升至1 3 0,以2/m i n的速率升至1 9 0,以5/m i n升至2 4 0,保持5m i n。载气为氦气,流速1m L/m i n,不分流,进样口温度2 5 0。质谱条件:调谐类型E I;扫描范围5 04 0 0;扫描速度15 6 2u/s;扫描频率4.1。1.6 数据处理使用E x c e l2 0 1 0软件进行数据统计;O r i-g i n2 0 2 2 b软 件 进 行 作 图。质 谱 图 匹 配 库 为W i l e y N I S T 0 8,结合匹配度(8 0 0)和相关参考文献确认化学成分。2 结果与分析2.1 不同发育时期桑葚含水率与木质素含量的变化桑葚全绿期平均含水率为8 1.1 6%,粉红期为8 2.2 8%,紫黑期为8 3.5 3%,3个时期含水量的变化不大。推测在桑葚成熟过程中,含水量的高低对桑葚品质形成的影响作用比较小。桑葚的总木质素含量从全绿期至紫黑期逐渐降低,全绿期总木质素含量平均为1 5 7.8 8m g/g,粉红期为1 2 0.5 1m g/g,紫黑期为5 1.9 5m g/g,全绿期总木质素含量为紫黑期的3倍多(图1)。图1 桑葚含水量、总木质素含量的变化2.2 不同时期桑葚总黄酮含量的动态变化通过全波长扫描6个梯度浓度的槲皮素标准品溶液,确定槲皮素标准品的最大吸收波长在3 2 0n m。在此吸收波长下,建立槲皮素的标准曲线:y=0.0 0 9 3 x+0.1 0 5 2,且R20.9 9,说明建立的标准曲线可靠性良好,适用于下一步的实验研究(图2 A)。通过测量计算分析,发现桑葚的总黄酮含量随着果实的成熟逐渐升高。2 0D A F总黄酮含量为4.2 8m g/g,粉红期为5.1 9m g/g,紫黑期为2 6.9 2m g/g,紫黑期约为全绿期的6倍多(图2 B)。黄金枝等9测定了桑葚成熟过程中五个时期(全绿期、半粉期、粉红期、全红期、紫黑期)的总黄酮含量,发现前两个时期含量最高,与本研究结果不一致,这可能与所用材料的品种及生长环境有关。2北方蚕业 2 0 2 3,4 4(1)试验研究图2 槲皮素标准曲线(A)和桑葚总黄酮含量的变化(B)2.3 不同时期桑葚挥发性物质的动态变化依据桑葚挥发物的G C-M S检测图谱发现桑葚3个时期的挥发性物均可以区分为酯类、醇类、醛类、酸类、酮类等5大类物种(图3)。不同发育时期的具体挥发性成分数目及种类变化较大。全绿期共鉴定出1 9种,包含酯类3种、醇类4种、醛类9种、酸类1种、酮类2种。粉红期共鉴定出2 5种,包含酯类3种、醇类3种、醛类1 3种、酸类3种、酮类3种。紫黑期共鉴 定出4 1种,包含酯类1 6种、醇类5种、醛类图3 3个发育时期桑葚挥发物G C-M S色谱图1 1种、酸类8种、酮类1种(表1)。有1 3种挥发物在3个时期均可以检测到,有2种挥发物同时在全绿期与粉红期出现,在粉红期与紫黑期同时检测出5种挥发物,在全绿期与紫黑期同时只鉴定出1种共有挥发物(图4)。图4 3个发育时期桑葚挥发性物质种类集合图3 结论与讨论有研究发现,黑莓成熟过程中木质素含量与果实硬度的均呈现下降趋势,脐橙果肉也表现出这一特征1 0-1 1;梨果肉中的石细胞含量则与木质素含量呈正相关1 2,套袋处理后的梨果实石细胞含量与木质素含量均下降且二者也呈现极显著正相关1 3。本研究也发现随着桑葚的成熟,其木质素的含量也逐渐降低,尤其在成熟期木质素含量极显著降低。说明果实的口感、硬度与木质素的含量高低具有一定的相关性。3试验研究 王 晖等:“安葚”果实成熟过程中品质成分的变化表1 3个发育时期桑葚挥发性成分G C-M S鉴定类别序号化合物分子量分子式相对含量/%2 0D A F3 5D A F4 5D A F酯类1乙酸乙酯8 8C4H8O20.4 20.2 90.2 42己酸甲酯1 3 0C7H1 4O20.7 60.7 22.8 93庚酸甲酯1 4 4C8H1 6O21.4 3-1.3 84辛酸甲酯1 5 8C9H1 8O2-0.2 31.3 75丁酸甲酯1 0 2C5H1 0O2-0.6 36己酸乙酯1 4 4C8H1 6O2-1.4 77庚酸乙酯1 5 8C9H1 8O2-0.4 582-甲基-丙酸己酯1 7 2C1 0H2 0O2-0.0 69辛酸乙酯1 7 2C1 0H2 0O2-0.3 51 0癸酸甲酯1 8 6C1 1H2 2O2-2.3 41 1癸酸乙酯2 0 0C1 2H2 4O2-0.5 61 2月桂酸乙酯2 2 8C1 4H2 8O2-0.6 71 3十四酸乙酯2 5 6C1 6H3 2O2-0.4 91 41 4-甲基-十五酸甲酯2 7 0C1 7H3 4O2-3.8 51 5棕榈酸乙酯2 8 4C1 8H3 6O2-0.8 11 6乙酸甲酯7 4C3H6O2-0.1 1醇类11-戊烯-3-醇8 6C5H1 0O1.9 51.2 11.2 721-正戊醇8 8C5H1 2O0.3 40.3 60.1 33顺-2-戊烯-1-醇8 6C5H1 0O0.8 20.4 80.1 341-辛烯-3-醇1 2 8C8H1 6O1.4 1-5正己醇1 0 2C6H1 4O-0.3 063,5-辛二烯-2-醇1 2 6C8H1 4O-0.2 8醛类13-甲基正丁醛8 6C5H1 0O0.8 53.3 04.5 722-甲基正丁醛8 6C5H1 0O0.6 93.5 22.5 73戊醛8 6C5H1 0O2.6 72.7 9-4己醛1 0 0C6H1 2O5 7.8 84 9.6 94 6.1 252-己烯醛9 8C6H1 0O9.5 81 1.3 56.0 56庚醛1 1 4C7H1 4O1.6 13.5 80.9 97苯乙醛1 2 0C8H8O0.8 54.7 84.7 982-辛烯醛1 2 6C8H1 4O7.1 75.4 8-9壬醛1 4 2C9H1 8O1.7 2-1 02-甲基丙醛7 2C4H8O-0.3 90.3 61 12-庚烯醛1 1 2C7H1 2O-2.0 40.1 31 22,4-二烯醛1 1 0C7H1 0O-2.0 7-1 32,6-壬二烯醛1 3 8C9H1 4O-0.4 0-1 4癸醛1 5 6C10 H2 0O-0.1 70.0 81 52,3-二甲基-戊醛1 1 4C7H1 4O-0.3 31 62-丁基-2-辛烯醛1 8 2C1 2H2 2O-0.5 9酸类1丁酸8 8C4H8O20.6 60.8 81.7 322,2-二甲基丙酸1 0 2C5H1 0O2-1.1 71.0 53戊酸1 0 2C5H1 0O2-0.1 70.3 342-甲基丙酸8 8C4H8O2-0.0 553-甲基丁酸1 0 2C5H1 0O2-0.1 362-甲基己酸1 3 0C7H1 4O2-0.0 77己酸1 1 6C6H1 2O2-6.5 68庚酸1 3 0C7H1 4O2-0.2 0酮类13,5-辛二烯酮1 2 4C8H1 2O1.6 12.7 80.3 522-戊烷基-呋喃1 3 8C9H1 4O6.8 5-36-甲基庚烯酮1 2 6C8H1 4O-0.4 1-45-乙基-呋喃酮1 1 2C6H8O2-0.3 5-注:“-”为未检测到该化学成分。4北方蚕业 2 0 2 3,4 4(1)试验研究 “安葚”果实风味物质的变化趋势与其它种类果实较为一致。红肉桃果实1 0个发育时间点主要检测到醛类、酯类、醇类、烷烃类等多种化合物,且随着果实的成熟,酯类物质含量逐渐上升1 4。山刺番荔枝果实挥发物青果期2-已烯醛为主,在果实成熟过程中,酯类挥发性物质逐渐增加,相对含量最高为梨醇酯1 5。葡萄果实进入成熟期后,酸类物质有一定的增加1 6。桑葚全绿期与粉红期酯类与酸类物质种类均很少,紫黑期时酯类与酸类物质的种类有了大幅度的提升,结合前人的研究报道推测酯类、酸类物质可能与桑葚成熟期的口感、风味的变化紧密相关。结合前人的研究报道,本研究认为桑葚果实在成熟的过程中发生了一系列复杂的化学反应,随着木质素含量的降低,黄酮含量的升高,糖类、酸类、酯类、醛类、醇类等多种化学成分种类的增加,形成了桑葚口感丰富、气味多变的特点。参考文献1 国家药典委员会.中华人民共和国药典M.一部.北京:中国医药科技出版社,2 0 2 0.2 王宜海,易晓敏,梁立青,等.桑葚的化学成分研究J.广东药学院学报,2 0 1 7(3):3 1 0-3 1 3.3 赵秀玲,范道春.桑葚的生理活性成分、提取检测及药理作用研究进展J.药物分析杂志,2 0 1 7(3):1 8-2 5.4 许雪莹,杨小兰,李小丽,等.酶法制取桑葚汁的工艺研究J.农产品加工(学刊),2 0 1 2(4):1 8-2 0.5 池旭娟,朱引根,杨佩华,等.桑椹成熟期营养成分的动态变化J.中国蚕业,2 0 0 9,3 0(1):3 2-3 5.6 薛杨,王小燕,宿少锋,等.不同径阶木麻黄含水率和生物量的研究J.热带农业科学,2 0 1 7(1 2):2 9-3 1.7 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r o l a r o u n dt h es i l k w o r ma r e a.K e yw o r d s:i m i d a c l o t h i z;p e s t i c i d e;s i l k w o r m;t o x i c i t y;r e s i d u a l p e r i o d(上接第5页)V a r i a t i o n i nF r u i tQ u a l i t yo fA n s h e nd u r i n gR i p e n i n gWAN G H u i,WAN GB i n b i n,X I EY a n,S ON GY o n g x u e,GAOY u j u n,GAOY a n x i a*(I n s t i t u t eo fS e r i c u l t u r e,C h e n g d eM e d i c a lU n i v e r s i t y/A p p l i e dT e c h n o l o g yR&DC e n t e r f o rC h a r a c t e r i s t i cS e r i c u l t u r ei nH e b e iU n i v e r s i t i e s,C h e n g d eH e b e i 0 6 7 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:T h ew a t e r c o n t e n t,l i g n i nc o n t e n t,f l a v o n e s c o n t e n t a n dv o l a t i l e c o m p o n e n t sw e r ed e t e c t e d i nt h r e ed e v e l o p m e n t s t a g e s i n c l u d i n gg r e e n(2 0d a ya f t e r f l o w e r i n g),p i n k-r e d(3 5d a ya f t e r f l o w e r i n g),p u r p l e-b l a c k(4 5d a ya f t e r f l o w e r i n g)i nf r u 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a t i l e s91试验研究 刘惠芬等:农药氯噻啉对家蚕的毒性试验