中国特有植物欧李不同种质果肉中多酚含量和总抗氧化活性差异及其聚类分析

李宗朔，吴大勇，顾金瑞，王 莹，曹美琪，李卫东

(1. 北京师范大学良乡附属中学，北京102488；2. 北京中医药大学 中药学院，北京 102488)

欧李[Cerasushumilis(Bge.) Sok.]属于蔷薇科樱属小灌木，为中国特有植物，国外没有这种物种。欧李具有抗寒、耐旱、耐瘠薄、适应性强等特性，生态价值较高[1-2]。其果实色艳、风味独特、营养丰富，也具有较强的保健功能[3-4]，果肉中钙和铁的含量较高，是天然补钙、铁水果，因此又称“钙果”[3]。欧李种仁为郁李仁药材的主要来源，已有2 000多年的药用历史。欧李植物株丛矮，花团锦簇，香味浓郁，形似樱花，春观花，秋赏果，是理想的观赏绿化树种。因此，欧李集果、药材、花等综合开发利用于一身，其生态效益与经济效益完美结合的开发模式前景广阔。

欧李作为第三代功能水果的典型代表，其果实中富含多酚物质。许多研究发现，多酚物质对自由基有较强捕捉能力，能够显著清除自由基和淬灭活性氧，是最有效的天然抗氧化剂来源[5]。李欧等[6]对3个红色果实欧李品种的研究表明，其果肉中多酚含量高达11.4 mg/g鲜重，并且多酚含量在3个品种间存在显著差异。欧李果实有紫红、红色、黄色等颜色之分，不同颜色果实之间多酚含量存在差异吗？不同种质之间多酚含量到底差异有多大？其遗传多样性如何？能从众多欧李种质中筛选出高含量高活性的类型吗？这些问题目前都不清楚。

本研究以不同来源不同颜色的30份欧李种质为研究对象，检测果肉中多酚含量以及总抗氧化活性，分析不同省区来源、不同颜色种质间的差异，并聚类分析划分不同类型，进而筛选出高多酚含量的种质类型，为下一步的新品种育种奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

2017年7—9月，不同种质欧李果实采取自北京西山试验林场欧李试验基地，欧李种质来源、果实成熟时间、果实颜色见表1。所采集的每份种质果实样品重复3次，每次重复250 g。果实样品采集后立即带回实验室，液氮速冻，然后贮存在-40℃低温冰柜中，待测。

1.2 方法

样品提取：参照李欧等[6]的方法稍作调整，使用超声提取。样品每3克加入30 mL含0.1%盐酸的40%乙醇水溶液做提取液，40℃下超声提取30 min，5000 r/min转速离心10 min，倒出上清液。相同条件下离心渣再加入15 mL提取液重复提取一次。合并两次上清液，用50 mL容量瓶定容。

多酚含量测定：采用Folin-Ciocalteu(FC)法，参照李欧等[6]的方法，稍作修改。取提取液0.1 mL，再加入FC 试剂0.2 mL，混匀后，室温下静置反应3～4 min，再加入1.0 mL 质量浓度10% Na2CO3溶液，最后加入蒸馏水至8 mL体积，摇匀后置于35℃恒温水浴中反应1 h；同时以蒸馏水代替样品作做试剂空白，再670 nm波长下测定吸光度。标准曲线以没食子酸标准溶液绘制，精密吸取0.904 3 mg/mL没食子酸标准液，30 μL、40 μL、50 μL、60 μL、70 μL、80 μL于试管中，后续步骤同上。以含量(mg)对吸光度(A)进行直线回归，得回归方程：y=12.945x+0.033，R2=0.999 8。根据标准曲线计算总酚含量，以每克鲜样中含有的没食子酸毫克数计。

总抗氧化活性测定：采用试剂盒(南京建成生物工程研究所，货号：A015)，按照说明书的方法测定总抗氧化活性(T-AOC)。单位定义：在37℃时，每分钟每毫升提取液使反应体系的吸光度值每增加0.01时，为一个总抗氧化能力单位。

表1 不同来源的欧李种质特性

1.3 数据分析

采用Excel 2007和SPSS 17.0软件进行数据处理及统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同种质欧李果肉中多酚含量差异及其变异系数

不同来源的欧李种质果肉中多酚含量差异较大，种质间的变异系数也较大。多酚含量范围从2.7～7.2 mg/g鲜重(图1)，最大值出现在内蒙古自治区正蓝旗种质，最小值为陕西省黄龙县，最大值是最小值的2.7倍。不同欧李种质果肉中多酚的平均含量为4.1 mg/g鲜重，其变异系数为27.7%(图2)。

图1 不同种质欧李果肉中多酚含量

图2 不同种质欧李果肉中多酚含量和总抗氧化活性的变异系数

2.2 不同种质欧李果肉中总抗氧化活性差异及其变异系数

不同来源的欧李种质果肉中总多抗氧化活性差异较大，种质间的变异系数也较大。总抗氧化活性范围从4 070～9 079 U/ g鲜重(图3)，最大值出现在内蒙古自治区正蓝旗种质，最小值为河北省卢龙县，最大值是最小值的2.2倍。不同欧李种质果肉中平均总抗氧化活性为6 766 U/ g鲜重，其变异系数为20.3%(图2)。

2.3 不同省区来源的欧李种质果肉中多酚含量和总抗氧化活性变化特点

不同省区来源的欧李种质果肉中多酚含量和总抗氧化活性差异较大(表2)。多酚平均含量以来自河南省和内蒙古自治区为最高，分别为5.0 mg/g鲜重和4.9 mg/g鲜重，最低为河北省(3.2 mg/g鲜重)。多酚含量变异系数以陕西省为最高，达39.2%。

图3 不同种质欧李果肉中总抗氧化活性

总抗氧化活性以来自河南省和内蒙古自治区为最高，分别为7 732 U/ g鲜重和7 705 U/ g鲜重，最低为河北省(5 843 U/ g鲜重)。总抗氧化活性变异系数以北京为最高，达25.7%(表2)。

表2 不同省区欧李种质果肉中多酚含量和总抗氧化活性变化特点

2.4 不同颜色欧李种质果肉中多酚含量和抗氧化活性变化特点

不同颜色欧李种质果肉中多酚含量和总抗氧化活性差异较大(表3)。多酚平均含量由高到低顺序为：紫红>红色>黄色>浅红，4种颜色分别为4.5 mg/g鲜重、4.2 mg/g鲜重、4.0 mg/g鲜重、3.4 mg/g鲜重。多酚含量变异系数以紫红色为最高，达37.5%，浅红为最低(17.8%)。

总抗氧化活性以红色为最高，达7295 U/ g鲜重，浅红色种质为最低(5880 U/ g鲜重)。总抗氧化活性变异系数以黄色和紫红色为最高，达23.8%和22.1%(表3)。

表3 不同颜色欧李种质果肉中多酚含量和总抗氧化活性变化特点

2.5 不同种质欧李果肉中多酚含量与总抗氧化活性的相关性分析

将不同种质欧李果肉中多酚含量与总抗氧化活性进行相关性分析，其结果如图4所示。图4表明，多酚含量与总抗氧化活性关系的线性方程为：y= 88.685x+315.21，r= 0.73**，说明欧李果肉的总抗氧化活性与多酚含量密切相关。

图4 不同种质欧李果肉中多酚含量和总抗氧化活性的关系

2.6 聚类分析

基于多酚含量和总抗氧化活性，采用SPSS 17.0软件进行聚类分析，结果见图5。30份欧李种质划分为3个类型，每个类型多酚含量和总抗氧化活性见表4。图5和表4表明：(1)高含量高活性类型，包括种质1、2、11、22、24、27、28，多酚含量和总抗氧化活性分别为5.5 mg/g鲜重和8634 U/ g鲜重；(2)中含量中活性类型，包括种质3、5、6、7、8、12、14、16、18、20、23、25、30，多酚含量和总抗氧化活性分别为3.9 mg/g鲜重和6929 U/ g鲜重；(3)低含量低活性类型，包括种质4、9、10、13、15、17、19、21、26、29，多酚含量和总抗氧化活性分别为3.3 mg/g鲜重和5247 U/ g鲜重。

3 讨 论

(1) 欧李果肉中富含多酚，具有较强的抗氧化活性

在本研究中，30份欧李种质果肉中多酚含量范围2.7～7.2 mg/g鲜重，平均值为4.1 mg/g鲜重，比大多数水果含量都高，具有较高的抗氧化活性。多数水果诸如苹果、梨、李、草莓、白葡萄、黑葡萄多酚含量都在0.76～3.55 mg/g鲜重之间[7]。与欧李亲缘关系近的酸樱桃和甜樱桃多酚含量分别为0.74～7.54 mg/g鲜重和0.44～0.88 mg/g鲜重[8-9]。黑莓多酚含量范围为3.81～5.85 mg/g鲜重，克罗地亚树莓含量3.54～4.83 mg/g鲜重[10]。蓝莓多酚含量范围1.35～2.80 mg/g鲜重[11]，可见欧李果肉中多酚含量远高于蓝莓。大量研究表明，多酚物质被证明是最有效的天然抗氧化剂，有抗心血管疾病、抗衰老、抗癌等多种生理活性功能。欧李果肉中多酚含量高，其在保健食品和药品生产方面极具开发潜力。

图5 不同种质欧李聚类分析

表4 三种欧李种质类型果肉中多酚含量和总抗氧化活性

(2) 不同欧李种质间果肉中多酚含量和总抗氧化活性差异较大，具有丰富的遗传多样性

不同欧李种质间果肉中多酚含量和总抗氧化活性差异较大，两者的变异系数都在20%以上，表现出丰富的遗传多样性。张小燕等[12]对30个单株的成熟新疆野苹果的研究表明，新疆野苹果中的多酚含量显著高于栽培苹果品种红星，并且其变异系数在36.1%以上，遗传多样性极为丰富。欧李种质丰富的遗传多样性为其新品种选育奠定了基础。

此外，欧李种质间果肉中多酚含量和总抗氧化活性与不同来源、不同颜色有关，以内蒙古、河南来源为主，选择深色的欧李种质，更利于高含量高活性种质的筛选。

(3) 聚类分析筛选出了优良种质，为高含量高活性育种奠定了基础

基于果肉中多酚含量和总抗氧化活性，通过聚类分析将30份欧李种质划分为3个类型，筛选出了7份高含量高活性类型的优良种质。本研究认为，从营养、保健、医疗等方面考虑，多酚含量较高的欧李种质类型一方面可作为欧李品质改良的重要资源，另一方面从果实中直接大量提取所需的酚类化合物，对于欧李新品种选育、果实品质的提高以及功能性食品的开发等方面都具有重要的意义。