金刺梨果实发育期间营养成分及抗氧化能力变化

谢国芳 王玉波 孔德银 周笑犁 汪莉蓉 赵治兵

(1. 贵阳学院食品与制药工程学院，贵州 贵阳 550005；2. 贵州省果品加工工程技术研究中心， 贵州 贵阳 550005；3. 贵州医科大学神奇民族医药学院，贵州 贵阳 550005)

金刺梨(RosasterilisD.shi)又称无籽刺梨，蔷薇科蔷薇属多年生灌木，为贵州省特有种系。果实含有蛋白质、糖、维生素、氨基酸、总酚、微量元素和SOD等功效成分[1-3]。无论鲜销、贮藏还是加工，金刺梨果实成熟度直接影响其品质，虽然目前已明确了刺梨果实发育过程中抗坏血酸[4-5]、总酚、总黄酮、总三萜等主要活性物质[6]、矿质元素[7]、内源激素[8]和钙调素[9]等变化规律，但由于刺梨与金刺梨主要营养和理化成分存在一定差异[10-12]，截至目前，金刺梨果实发育过程中营养成分的变化特点及其抗氧化能力尚不清楚。因此，本试验拟通过研究金刺梨果实发育期间纤维素、还原糖、抗坏血酸、可溶性蛋白质、总黄酮、总酚等主要营养成分和抗氧化能力(DPPH、ABTS和FRAP)的变化，分析抗氧化能力的主要成分，以期对金刺梨合理采收、开发、挖掘保健价值及其调控等具有一定的指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

金刺梨鲜果：采于贵州安顺普定金刺梨种植基地，共选40株长势良好、产量稳定的金刺梨植株用于试验采样，根据果皮和果肉色泽选择5个不同发育期(图1)，分别记为R1～R5，每个成熟期随机选8株采集大小、色泽基本一致的果实，采后当天运回实验室，液氮冷冻打浆，超低温冰箱贮存备用；

芦丁、焦性没食子酸、2,4,6-三吡啶基三嗪(TPTZ)、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、水溶性维生素E(Trolox)：美国Sigma公司；

其他化学试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

电子天平：YH-A 6002型，瑞安市英衡电器有限公司；

超高速冷冻离心机：TGL-166RS型，上海安亭科学仪器厂；

超声清洗器：KQ5200DE型，昆山市超声仪器有限公司；

紫外分光光度计：UV-2550型，日本岛津公司。

图1 不同成熟期金刺梨果实Figure 1 Fruits of Rosa sterilis D.Shi during development

1.3 金刺梨主要营养成分分析方法

1.3.1 纤维素 采用缪颖等[13]的方法。

1.3.2 还原糖 采用Xie等[14]的方法。

1.3.3 抗坏血酸 采用Xie等[15]的方法。

1.3.4 蛋白质 采用Xie等[14]的方法。

1.3.5 总酚 采用Nuncio-Jauregui等[16]的方法。

1.3.6 总黄酮 采用DragoviC-Uzelac等[17]的方法。

1.4 金刺梨抗氧化能力分析方法

1.4.1 DPPH自由基清除能力(DPPH) 采用Tauchen等[18]的方法。

1.4.2 ABTS自由基清除能力(ABTS) 采用Schaich等[19]的方法。

1.4.3 Fe3+还原抗氧化能力(FRAP) 采用Todorovic等[20]的方法。

1.5 数据处理

试验采用3组平行的随机组合设计，试验结果采用Microsoft Excel软件进行整理，并以(平均值±标准偏差)表示，采用IBM SPSS 22软件进行Duncan’s间差异显著性统计、Pearson’s相关性分析和主成分分析，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 金刺梨发育期营养成分分析

由表1可知，不同成熟阶段金刺梨果实的主要营养成分均呈显著变化。其中，纤维素和蛋白质含量均随果实的成熟呈先降后升的趋势，分别在R4和R3时到达低峰；而还原糖和抗坏血酸含量随着果实的成熟呈持续上升趋势，均在R5时到达最大值，分别是R1的1.7，4.3倍，说明金刺梨果实中还原糖含量的积累规律与金樱子[21]一致，抗坏血酸含量积累规律与刺梨一致，但显著低于刺梨果实[6,8-9]；总酚含量在R1至R2期间显著上升，在R3时到达最大值，是R1的1.3倍，随后略微下降，与刺梨果实总酚积累规律完全相反，且显著低于刺梨[9]，说明金刺梨与刺梨果实中的酚类组分存在差异；金刺梨果实的总黄酮含量则随果实的成熟无明显变化趋势，但在R4时显著低于其他成熟阶段，与刺梨果实发育期总黄酮积累规律一致[9]。

表1 金刺梨发育期营养成分分析†Table 1 Analysis of nutrients of Rosa sterilis D.Shi during development

† 同列不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。

2.2 金刺梨发育期抗氧化能力分析

由表2可知，金刺梨果实发育期对DHHP、ABTS自由基清除能力和FRAP存在较大差异。金刺梨果实对DPPH自由基清除能力随果实的成熟呈先降后增的趋势，在R3时到达最小值，与刺梨果实抗氧化能力变化规律一致[9]；金刺梨果实对ABTS自由基清除能力随果实的成熟呈先增后降的趋势，在R4时到达最大值，分别是R1的2.0倍，随后显著下降，R5时仅为R4时的54%；金刺梨果实对FRAP随果实的成熟呈持续上升趋势，在R5时到达最大值，是R1时的1.6倍，在成熟果实中含量最高，与还原糖含量和抗坏血酸含量的变化规律一致，主要是由于多糖和抗坏血酸具有较强的抗氧化能力[3,22-23]；金刺梨果实对ABTS自由基清除能力和FRAP与刺梨果实存在一定差异[9]，主要是由其营养成分差异引起的。

表2金刺梨发育期抗氧化能力分析†

Table 2 Analysis of antioxidant activity ofRosasterilisD.Shi during development mmol/g

† 同列不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。

2.3 金刺梨营养成分与抗氧化能力相关性分析

金刺梨果实主要营养成分与抗氧化能力相关性分析结果见表3。

表3 营养成分与抗氧化能力相关性分析†Table 3 Correlation coefficient among nutrients and antioxidant activity

† *和**分别表示在P<0.05和P<0.01水平上显著相关。

由表3可知，还原糖和抗坏血酸含量与FRAP呈现极显著正相关关系，说明抗坏血酸和糖类物质是金刺梨果实的主要抗氧化成分，与前期研究[3,22]结果一致；蛋白质与DPPH呈现显著正相关性，总酚与DPPH、ABTS和FRAP均具有一定的正相关性，但不显著，可能与金刺梨果实中抗坏血酸含量显著高于总酚有关[3]，而刺梨果实中总酚则为主要活性物质[9]，说明刺梨和金刺梨果实中活性物质呈现较大差异；由于金刺梨果实发育期间纤维素和总黄酮含量与3种抗氧化能力呈现不同的变化趋势，以致呈现负相关性。

2.4 金刺梨6种营养成分的主成分分析

通过对金刺梨果实的6种主要营养成分进行主成分分析，结果如表4和图2所示，前3个主成分的累计方差贡献率达到92.379%，几乎反应了原始6个指标的全部信息，表明主要营养成分对抗氧化能力的贡献较为集中。其中主成分1代表性指标为纤维素、抗坏血酸和还原糖，主要为抗氧化能力指标，抗坏血酸和还原糖在主成分1正方向上有较高载荷，纤维素在主成分1负方向上有较高载荷；主成分2代表性指标为总黄酮和可溶性蛋白质，均在主成分2正方向上具有较高载荷；主成分3代表性指标为总酚，在主成分3正方向上具有较高载荷。可以推断，主成分1综合反映了金刺梨具有较强抗氧化能力的营养成分。

表4 主成分因子载荷矩阵Table 4 Component load matrix after principal component analysis

3 结论

通过对发育期间金刺梨果实中纤维素、还原糖、蛋白质、抗坏血酸、总黄酮、总酚及体外抗氧化能力进行研究发现，纤维素和蛋白质含量随着果实的发育呈先降后增趋势，在幼果和成熟果中含量较高；还原糖和抗坏血酸含量和FRAP随着果实的发育呈持续上升趋势，在成熟果实中含量最高；而总酚则随着果实的发育呈先增后降的趋势，总黄酮含量在整个发育期均维持较高的水平；DPPH维持相对稳定，ABTS则呈先增后降的趋势。整体而言，成熟果实具有较高的营养成分和抗氧化能力，具有较高的综合营养价值，是功能食品、药品开发的优质原料。

图2 主成分因子旋转示意图Figure 2 Rotation schematic of principal component