不同草莓品种酚类物质含量与抗氧化能力,本文是抗氧化相关论文范本与抗氧化和草莓和品种有关论文范本.
抗氧化论文参考文献：
曹贵寿,张倩茹,尹蓉,茹慧玲,李小平,王贤萍,王俊宇
（山西省农业科学院果树研究所/果树种质创制与利用山西省重点实验室,太原030031）
摘 要：为研究山西晋中地区草莓不同品种酚类物质含量及其抗氧化能力,并为草莓栽培、育种、加工利用提供相关依据,采用Folin-Ciocalteu 法测定总酚含量、Folin-Denis 法测定单宁酚含量、正丁醇-盐酸法测定原花色素含量、香草醛-硫酸比色法测定花青素含量,采用羟基自由基清除力、DPPH自由基清除力和FRAP铁还原值3 种方法测定抗氧化能力.结果表明：‘枥乙女’的总酚、单宁酚、花青素、原花色素含量均为最高.综合3 个抗氧化性指标,‘枥乙女’的抗氧化能力较强.主成分分析表明,前3 个主成分基本概括了酚类物质含量和抗氧化能力的主要信息,累积贡献率为92.59%.16 个草莓品种中,‘枥乙女’综合评分最高,是促进草莓消费市场和产业发展重要品种资源.
关键词：草莓；多酚；抗氧化活性
中图分类号：S661.1 文献标志码：A 论文编号：cjas17070013
0 引言
草莓为蔷薇科草莓属的多年生常绿草本植物,世界上约有24 个种,主要分布在北温带,在国内的草莓属约13 个种[1].近年来,国内草莓生产发展迅速,栽培面积和产量均居世界首位[2].草莓营养价值丰富,不仅含有人体必需的维生素、矿物质,还富含单宁酚、原花青素、花青素等植物多酚类物质[3-4].大量研究发现,草莓所含有的天然植物多酚类物质与草莓的营养、清除自由基和抗氧化能力具有显著相关性,其抗氧化能力是苹果、梨、柑橘、猕猴桃、桃和番茄等水果和蔬菜的2~11倍[5-7].
罗娅等[8]研究表明,总酚是草莓抗氧化作用的重要物质基础,花青素与抗坏血酸是草莓抗氧化能力的主要组成参数.金亮等[9]研究证明,森林草莓抗氧化物质含量和抗氧化能力要远高于测试的栽培草莓；在10 个栽培品种中,‘哈尼’和‘凤冠’的营养品质表现较好；总多酚含量与抗氧化能力呈显著正相关关系.Giampieri 等[10]的研究结果表明,大鼠连续2 个月摄入15%的草莓,其在组织、细胞和亚细胞水平上生理氧化损伤降低,抗氧化标记物加强,血脂水平改善.Giampieri 等[11]还发现恒温24 h 的0.5 mg/mL草莓提取物对人类暴露在UV-A 下的真皮纤维细胞有保护作用,细胞生存能力提高,还可降低DNA损伤.
侯玉茹等[12]研究了8 个不同品种草莓的总抗氧化能力、自由基清除能力、抗氧化物质含量以及品质指标,结果表明各品种草莓的抗氧化活性差异明显,‘红颜’、‘书香’、‘燕香’和‘京怡香’的铁还原能力较强,‘书香’、‘红颜’和‘’的DPPH自由基清除能力较强,‘书香’和‘燕香’的ABTS自由基清除能力较强.于漫漫等[13]以国内6 种主栽草莓品种为原料,研究全果、果汁和果渣等不同部位中总酚、总黄酮含量及其抗氧化能力,结果表明6 种草莓不同部位中,总酚、总黄酮含量以及抗氧化能力依次为果渣＞全果＞果汁,其中‘玫瑰香’总酚、总黄酮含量最高,抗氧化能力最强.
目前国内对草莓的研究主要集中在贮藏保鲜及初加工,对草莓深加工及其生物活性物质的研究尚处于起步阶段,特别是晋中地区草莓资源的酚类物质含量和抗氧化能力尚未有人研究.因此,合理开发与有效利用草莓中的植物多酚类物质,开发草莓多酚类抗氧化活性产品,对山西省乃至全国草莓产业的发展具有重要意义.本试验选取山西晋中地区的16 个不同品种的草莓样品,以总酚、单宁酚、原花色素、花青素含量和抗氧化能力为测定指标,对16 个不同品种的草莓体外抗氧化能力进行较为系统地研究,旨在为草莓的深度开发和利用提供相关依据.
1 材料与方法
1.1 试验材料与仪器
试验材料为16个草莓品种的成熟果实,于2016年6 月取自山西省农业科学院果树研究所草莓品种园,随机选取30 个大小一致、完熟、无病虫害、无损伤的果实,-18℃冷冻保存.16个草莓品种信息见表1.
恒温水浴锅,金坛市新航仪器厂；FA2004 电子天平,上海精科实业有限公司；UV-7520 型紫外分光光度计,上海分析仪器厂等.
DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)、钨酸钠、磷钼酸、磷酸、没食子酸、正丁醇、盐酸、硫酸铁铵、香草醛等其他试剂均为分析纯.
1.2 试验方法
1.2.1 总酚含量测定总酚含量测定参照张毛莉等[14]Folin-Ciocalteu 法,取0.5 mL待测样于具塞试管中,加入0.250 mL FC试剂后再加入1.25 mL碳酸钠溶液,旋摇试管,于暗条件下保存反应试样40 min 后,记录725 nm波长条件下的吸光值.
1.2.2 单宁酚含量测定单宁酚含量测定采用Folin-Denis 法[15],将1 mL稀释2 倍的福林酚加入到含有适量样品的试管中,摇匀,3 min 后加入3 mL Na2CO3(2%),室温下避光放置2 h后测定765 nm处的吸光度.
1.2.3 原花色素含量测定原花色素含量测定参照涂斌等[16]正丁醇-盐酸法,取待测样1.0 mL于具塞试管中,加6 mL正丁醇-盐酸,摇匀,加0.2 mL硫酸铁铵,摇匀,沸水浴40 min 后,立即放入冷水冷却,于546 nm处测吸光度.
1.2.4 花青素含量测定花青素含量的测定参照蒋晓岚[17]香草醛-硫酸比色法,取0.05 mL待测样,加如2 mL 1%的香草醛盐酸溶液,反应30 min 后在500 nm下测其吸收值.
1.2.5 抗氧化能力的测定采用DPPH 自由基清除法、HRSA羟基自由基清除法、FRAP三价铁离子还原抗氧化能力法测定[18-19].
（1）DPPH 自由基清除法.在具塞试管中加入1.0 mL 20 mol/L DPPH 乙醇溶液,加入甲醇稀释后的待测液2.0 mL,31℃水浴保持30 min后,用分光光度计测定517 nm处的吸光值,以甲醇溶液为空白.
（2）HRSA羟基自由基清除法.吸取2.0 mL待测液与15 mL刻度磨口试管,依次加入0.6 mL 8 mmol/L的FeSO4溶液、0.5 mL 20 mmol/L 的H2O2溶液,振摇均匀,再加入1.0 mL 3 mmol/L 的C7H6O3溶液,反应混合液在37℃ 水浴保持30 min 后,加入适量蒸馏水10000 r/min离心10 min,510 nm测定吸光值.
（3）FRAP三价铁离子还原能力法.吸取FRAP反应液2.0 mL与15 mL刻度磨口试管中,再吸取1.0 mL待测液,37℃水浴保持10 min后,593 nm测定吸光值.
1.3 统计分析
采用Excel 软件(2007)进行数据整理；采用DPS软件(9.5)进行变异分析、相关-偏相关分析、主成分分析、方差分析（LSD法）、聚类分析（中心化-兰氏距离-离差平方和法）.
2 结果与分析
2.1 草莓不同品种酚类物质含量比较
供试16 个草莓样品的酚类物质含量测定结果见表2.16 个草莓品种的总酚含量的变幅为284.27~489.81 mg/100 g,平均值为356.46 mg/100 g,变异系数为12.59% ,其中‘ 枥乙女’总酚含量最高,达到489.81 mg/100 g,‘05-1-5’总酚含量最低.单宁酚含量的变幅为250.05~432.89 mg/100 g,平均值为317.43 mg/100 g,变异系数为12.80%,其中‘枥乙女’单宁酚含量最高,达到432.89 mg/100 g,‘05-1-5’单宁酚含量最低.原花色素含量的变幅为18.26~61.15 mg/100 g,平均值为33.37 mg/100 g,变异系数为29.19%,其中‘ 枥乙女’原花色素含量最高,达到61.51 mg/100 g,‘05-1-5’原花色素含量最低.花青素含量的变幅为63.73~442.15 mg/100 g,平均值为253.04 mg/100 g,变异系数为35.05%,其中‘枥乙女’花青素含量最高,达到442.15 mg/100 g,‘05-1-5’花青素含量最低.在16 个草莓品种中,‘枥乙女’的总酚、单宁酚、花青素、原花色素含量均为最高,而‘05-1-5’均为最低.
2.2 草莓不同品种的抗氧化能力分析
3 种抗氧化能力测定方法的评价结果不尽相同,测定结果见表3.16 个草莓品种羟基自由基清除率变幅范围为39.86%~87.88%,平均值为61.38%,变异系数为30.38%,其中羟基自由基清除能力最强的是‘枥乙女’,达87.88%,最弱的是‘05-1-5’.DPPH 自由基清除率变幅范围为20.70% ~40.30% ,平均值为30.39%,变异系数为8.06%,‘枥乙女’的DPPH自由基清除能力最强,‘杂交1’最弱.FRAP铁还原值变幅范围为4.05~11.55 mg/g,平均值为7.12 mg/g,变异系数为28.97%,其中最强的是‘温塔娜’,最弱的是‘石莓3号’.3 种方法的测定均显示‘枥乙女’抗氧化能力较强,‘05-1-5’较弱.由此可见,羟基自由基清除率、DPPH 自由基清除率、FRAP 铁还原值越高,抗氧化能力越强,且随着酚类物质含量的增加,抗氧化能力也增强.由于每种抗氧化能力测定方法反应机理不同,都有其局限性,因此在评价果蔬抗氧化能力时,应采用多种测定方法进行综合评价[8].
2.3 草莓不同品种抗氧化能力和酚类物质含量的相关性分析
16 个草莓品种酚类物质含量与抗氧化能力的相关性分析结果见表4、图1.
不同酚类物质之间呈极显著正相关；不同抗氧化能力指标之间的相互关系均为正值,其中羟基自由基清除率与DPPH 自由基清除率呈显著正相关；不同酚类物质组分与羟基自由基清除率、FRAP 铁还原值、DPPH 自由基清除率的相互关系均为正值,其中不同酚类物质组分都与羟基自由基清除率呈极显著正相关关系,按相关系数的大小排列为单宁酚>总酚>花青素>原花色素；原花色素与FRAP铁还原值呈显著正相关关系；原花色素、花青素与DPPH自由基清除率呈极显著正相关关系,总酚与DPPH 自由基清除率呈显著正相关关系.由此可见,草莓果肉中多酚类物质与抗氧化能力之间有着密切的关系,其中原花色素、花青素、总酚作用尤为突出,其次单宁酚,说明多酚类物质是草莓抗氧化的重要物质基础之一,这与罗娅等[8]、侯玉茹等[12]、于漫漫[13]等所得结果相一致.
2.4 草莓不同品种酚类物质含量和抗氧化能力的主成分分析
16 个草莓品种酚类物质含量和抗氧化能力的主成分分析结果如表5所示,前3个主成分基本概括了酚类物质含量和抗氧化能力的主要信息,其累积贡献率为92.59%,因此可以用这3 个主成分较好地评价和判断草莓酚类物质和抗氧化能力方面的品质.
决定第1 主成分的主要是原花色素、花青素、总酚、单宁酚、羟基自由基清除率,它们有较高的正载荷,第1 主成分反应原始数据信息量的69.57%,其中原花色素载荷值最大,说明酚类物质中对草莓抗氧化活性其主要作用的是原花色素；第2 主成分中FRAP 铁还原值较高的正载荷,DPPH 自由基清除率有较高的负载荷；第3 主成分中FRAP 铁还原值、DPPH 自由基清除率有较高的正载荷,单宁酚、总酚有较高的负载荷.在第2、第3 主成分中FRAP 铁还原值载荷值均最大,说明FRAP铁还原值能较好地评价草莓抗氧化能力.
2.5 不同草莓品种酚类物质含量和抗氧化能力的综合评价
在主成分分析的基础上,根据特征向量及特征值的分析结果,计算16 个草莓品种在前3 个主成分向量中各自的得分,并依据所占权重（即贡献率）,两者之积的和即为各样本的综合评价得分.根据所得评分进行评判、排序,对草莓酚类物质和抗氧化能力方面的品质进行综合评价,结果见表6.综合主成分分值越高,综合品质表现越好,‘枥乙女’、‘章姬’、‘11-1-4’分别居综合主成分得分前3名,说明这3个品种的综合品质表现最好,抗氧化能力最强.
3 结论
16 个草莓品种中的酚类物质含量和抗氧化活性存在明显差异,其中,‘枥乙女’的酚类物质含量最高,‘05-1-5’最低；综合3 个抗氧化性指标分析,‘枥乙女’的抗氧化能力较强,‘05-1-5’较弱,酚类物质含量与抗氧化能力显著相关性,酚类物质是草莓抗氧化作用的重要成分；在主成分分析基础上进行综合评分,‘枥乙女’综合评分最高,是功能性成分含量高的重要种质资源,也是促进草莓消费市场和产业发展重要品种资源.
4 讨论
笔者对16 个草莓品种的酚类物质含量和抗氧化能力进行比较与研究,结果表明,在同一栽培条件下16 个草莓品种的酚类物质含量存在明显差异.其中,‘枥乙女’的总酚、单宁酚、花青素、原花色素含量均为最高,而‘05-1-5’均为最低.杜荣茂等[20]研究表明,栽培方式、采后保鲜贮藏方式及后期的加工方式等均能影响草莓的营养品质,但决定草莓营养品质的主要因素是基因型的差异；罗娅等[8]研究证明,基因型的差异是导致草莓品质差异的一个重要因素.本项研究分析测试数据支持前人的研究结果,决定草莓酚类物质含量的主要因素是基因型.
抗氧化能力的评价可分为基于氧化还原反应的电子传递法和基于动力学的氢质子传递法,一般常用的方法有ORAC(oxygen radical absorbance capacity)氧自由基吸收能力法、DPPH(2,2- diphenyl- lpicrylhydrazylradical)自由基清除法、HRSA 羟基自由基清除法、FRAP(ferric reducing/antioxidant power)三价铁离子还原抗氧化能力法、FC(folin-ciocalte assay)福林酚试剂法、TRAP(total radical-trapping antioxidantparameter)总自由基清除能力抗氧化系数法、TEAC(Trolox equivalent antioxidant capacity)Trolox 当量抗氧化能力测定法等.为探明不同酚类物质对草莓抗氧化能力的影响,笔者采用羟基自由基清除力、DPPH自由基清除力和FRAP铁还原值3 种方法研究草莓的酚类物质与抗氧化能力之间的相关性.研究表明,羟基自由基清除能力最强的是‘枥乙女’,最弱的是‘05-1-5’；‘枥乙女’是DPPH自由基清除能力最强的,‘杂交1’最弱；FRAP 铁还原值最强的是‘温塔娜’,最弱的是‘石莓3号’,综合3个抗氧化性指标分析,‘枥乙女’的抗氧化能力较强,‘05-1-5’较弱.抗氧化能力和酚类物质含量的相关性分析表明,草莓抗氧化能力强弱与草莓酚类物质含量关系密切.罗娅等[18]、Franco 等[21]和Ricardo 等[22]的研究同样认为酚类物质是草莓中重要的抗氧化活性成分.由于测定抗氧化能力的方法所利用的反应机理不同,且每种方法都有其局限性,所以3种方法测定草莓抗氧化能力的结果不完全相同,只有综合3 种方法来评价样品的抗氧化能力,才能更全面揭示样品的抗氧化效果[18,23],同时相关性分析虽然能够找出7 个草莓酚类物质及其抗氧化活性品质因子之间的相关关系,但不能综合评价草莓在高生物活性物质含量及抗氧化能力方面的综合品质,且相关分析存在关联性繁多及信息重叠等问题.
对于草莓品种品质的研究,前人大多集中在：（1）单果重、果实纵、横径、可溶性固形物、Vc 含量等基础品质的分析,而酚类物质及其抗氧化活性方面较少；（2）采用简单的数学分析,而多种化学计量学分析甚少被使用,特别是在研究酚类物质与抗氧化活性等方面.化学计量学分析在猕猴桃、苹果等多种果品品质评价与种质资源的综合评价中得到了广泛的运用[24-25],因此本研究基于相关分析、主成分分析和基于主成分分析的综合评价法对16 个草莓品种在酚类物质和抗氧化能力方面的品质的综合评价,得出‘枥乙女’、‘章姬’、‘11-1-4’在酚类物质和抗氧化能力方面的品质表现较优,在前人研究的基础上,对高生物活性物质含量草莓的选育进行了补充.
果品的综合品质评价,除主成分分析外,还有因子评分法、BP 神经网络法、模糊数学法、灰色系统法等,单一依靠主成分分析评价草莓品质,存在片面和局限性,今后还可通过上述其他方法评价草莓品质,综合几种方法的结果,来寻找酚类物质和抗氧化能力方面的品质最优的草莓品种,为今后的高生物活性物质含量草莓的选育、加工利用提供理论依据.
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