畅晓洁
(运城学院生命科学系,山西 运城 044000)
红枣(Ziziphus jujubaMill.)是鼠李科枣属植物枣树的成熟果实,原产于我国,栽培历史悠久,主要分布于黄河中下游地区,是我国的特产果品。枣果营养丰富,肉脆味美,酸甜可口,鲜果富含酚类物质、有机酸、三萜酸、VC,具有较高的天然抗氧化活性[1-3],食用价值与药用价值较高[4]。
长期以来,枣果的消费主要以干制为主,国内95%以上的鲜果被干制后再进行后续的加工储藏[5],这虽能有效克服鲜果贮藏期短的问题,但随着鲜食品种不断被开发以及消费者对于新鲜水果需求量的增加,使得营养流失及口感不佳的干制果品难以满足消费者的需求。因此,营养丰富、酸甜可口的鲜枣果仍占有极高的市场份额。狗头枣(Ziziphus jujubaMill.cv.Goutou jujube)由西北农林科技大学和延川县枣业局从延川县庄头村的地方品种——“狗头枣”(狗脑枣)中优选而来,该枣既可鲜食也可干制,这极大地拓宽了产品的销售范围。因其市场需求量大,种植范围相对较小,因而成为市场中经济价值较高的红枣品种。
由于红枣的主要营养品质是在成熟过程中形成的[6],因此探究其主要营养品质在成熟过程中的变化则显得尤为重要。目前,苟茜等[7]针对不同成熟度红枣探究了其环磷酸腺苷、可溶性糖及矿物质元素含量的变化,但其成熟过程中单体酚类、三萜酸类、VC 含量及与其抗氧化活性的关系尚未见相关报道。本文以不同成熟度的延川狗头枣为试验材料,对不同成熟度(未成熟青白果、四成熟微红果、八成熟半红果和成熟全红果)狗头枣的酚类物质、有机酸、三萜酸、VC 含量及其抗氧化活性的变化进行系统研究,以期为枣果成熟过程中营养品质的形成和营养特性提供科学依据。
1.1.1 材料与试剂
以狗头枣(干基含水率208.21%)为试验材料,采自陕西省延川县,随机摘取大小一致且无病虫害的各成熟期枣果,不同分级细节见表1。枣果采摘完毕后及时预冷并贮藏于温度(0±1)℃、相对湿度85%~90%的冰箱中。
甲醇、乙醇、磷酸、磷酸二氢铵、槲皮素、没食子酸,购于上海源叶生物科技有限公司;儿茶素、芦丁、绿原酸、表儿茶素、对香豆酸、阿魏酸、丁香酸、咖啡酸、苹果酸、柠檬酸、富马酸、琥珀酸、白桦脂酸、熊果酸、齐墩果酸、VC,购于上海一基生物试剂有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、Trolox、福林酚试剂,购于Sigma公司。
1.1.2 仪器与设备
游标卡尺,德国安度公司;JD400-3 型电子分析天平,国华电器有限公司;KQ-700DE 型数控超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;Waters 600E 型高压液相色谱仪器,美国Waters 公司;UV-1600 型紫外-可见分光光度计,上海美普达仪器有限公司;RE-52AA 型旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂。
表1 狗头枣成熟度分级标准Table 1 Grading standards for Goutou jujube at various maturity stages
1.2.1 酚类物质的测定
利用高效液相色谱法(HPLC)测定枣果中的酚酸类物质的含量,其提取与测定条件参考文献[8]。设定的液相色谱条件为:Waters Symmetry ODS C18(4.6 mm×150 mm,5 μm)色谱柱,检测柱温30 ℃,进样量5 μL,紫外检测波长280 nm,流速0.8 mL/min;流动相A 为甲醇,流动相B为pH 2.6 的磷酸水溶液。梯度洗脱程序:0~15 min 15% A,15~25 min 25% A,25~65 min 75%A,65~70 min 15%A 梯度为线性变化。
1.2.2 有机酸含量的测定
准确称取果肉2 g,充分研磨后加入100 mL 超纯水,超声波提取30 min 后以8 000 r/min 的转速低温离心15 min,收集上清液,提取步骤重复3 次,合并上清液将其旋蒸至干,用超纯水定容至15 mL,然后过0.45 μm 水系滤膜。
测定有机酸的HPLC 条件:Waters 色谱系统配备2487 UV-Vis 检测器,采用Symmetry C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),检测波长为210 nm,柱温为30 ℃,进样量20 μL,流速1 mL/min,流动相是pH 2.6的磷酸二氢铵溶液。
1.2.3 三萜酸含量的测定
准确称取2 g 果肉,充分研磨后加入40 mL 80%甲醇溶液,冰浴超声提取45 min 后以8 000 r/min 离心20 min,收集上清液,提取步骤重复3 次,合并上清液后旋转蒸发至干,用超纯水定容至25 mL,过0.45 μm 滤膜。
三萜酸含量测定利用高效液相色谱法(HPLC)定量分析[9],色谱条件参考文献[2]并加以改动。采用Symmetry C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),流动相A 为体积比1∶1 的甲醇与乙腈混合液,流动相B为0.5%乙酸铵溶液,流速为0.4 mL/min,温度为25 ℃,检测波长为210 nm,进样量5 μL。梯度洗脱程序:0~2 min 76%A,2~12 min 77%A,梯度为线性变化。
1.2.4 VC 含量的测定
参照GB 5009.86—2016[10]中的方法进行测定。
1.2.5 总酚、总黄酮含量的测定
枣果中总酚、总黄酮的提取及测定方法参考文献[11],将枣果提取物稀释至适宜倍数后进行测定,总酚含量测定以没食子酸为标准品;总黄酮含量测定以槲皮素为标准品。
1.2.6 抗氧化能力的测定
抗氧化物质的提取参考文献[12]并加以改动。准确称取4 g 果肉,充分研磨后加入20 mL 80%甲醇溶液,冰浴超声提取30 min,以6 000 r/min 离心20 min,收集上清液,提取步骤重复3 次,合并上清液后用80%甲醇定容至100 mL,用于抗氧化能力的测定。
参照Kou 等[13]的方法采用自由基清除法(DPPH)及铁离子还原法(FRAP)对枣果的抗氧化能力进行测定,DPPH 自由基清除能力测定使用Trolox 作为标准对照品,试验结果以mmol TE/100 g DW 表示,FRAP铁还原能力的测定使用VC 作为标准对照品,试验结果以mg AAE/100 g DW 表示。
1.2.7 数据处理
采用SPSS 19.0 软件进行数据分析,每组试验重复3 次,测定结果以均值±标准偏差表示,指标间的相关性采用皮尔逊法。
狗头枣中的酚酸类物质十分丰富,本文对枣果成熟过程中四个阶段的果肉进行测定,并比较了8 种酚类物质的含量。由表2 可知:芦丁、绿原酸、儿茶素为狗头枣成熟过程中的主要酚类物质,各成熟期的果肉中,芦丁、绿原酸、儿茶素的含量范围分别为6.1~58.8、3.3~42.5、3.6~32.9 mg/100 g DW,这3 种主要的酚类物质含量皆在四成熟微红果时最高,其含量随着枣果的成熟呈先升高后降低的变化趋势,其中芦丁、丁香酸含量在未成熟青白果与成熟全红果之间无显著性差异。枣果的酚类物质中占比较小的对香豆酸、表儿茶素含量皆在八成熟半熟果时达到最高,而阿魏酸、丁香酸、咖啡酸含量在四成熟微红果时达到最高。
表2 不同成熟度枣果的酚类物质含量比较Table 2 Comparison of phenolics in jujube fruits at different ripening stages 单位:mg·100 g-1 DW
有机酸是红枣中的重要风味物质,摄入该类物质可促进消化腺的活动、改善食欲[14]。有机酸含量影响水果的营养与风味,因此探究枣果成熟过程中有机酸含量的变化对于了解其风味的形成具有重要意义。关于红枣在成熟过程中有机酸含量变化的文献较少,表3 对不同成熟度狗头枣枣果的4 种有机酸含量进行比较分析得出,柠檬酸为狗头枣中最主要的有机酸,这与Gao 等[15]对枣果中有机酸组成的研究结果一致。成熟全红果中主要有机酸含量最高(柠檬酸含量为115.4 mg/100 g DW),枣果中有机酸的含量随着成熟度的提高呈先下降后上升趋势,苹果酸与富马酸两种有机酸在未成熟青白果与四成熟微红果之间和八成熟半红果与成熟全红果之间含量变化不显著,琥珀酸含量在八成熟半红果中最高(6.3 mg/100 g DW)。
表3 不同成熟度红枣有机酸组分变化Table 3 Organic acids contents of jujube fruits at different ripening stages 单位:mg·100 g-1 DW
本文研究了狗头枣中主要的3 种三萜酸(白桦脂酸、熊果酸、齐墩果酸)在不同成熟阶段的变化规律,结果如表4 所示。结果显示:白桦脂酸、熊果酸含量较高,为狗头枣各成熟阶段的主要三萜酸化合物,不同成熟状态下白桦脂酸含量为56.1~116.5 mg/kg DW,熊果酸含量为84.3~148.8 mg/kg DW,齐墩果酸含量为10.5~35.8 mg/kg DW。经对比分析可得:枣果中的3种三萜酸含量均随着成熟度的提高呈先升高后降低的趋势,枣果中主要的三萜酸含量在八成熟时均为最高,这说明狗头枣中三萜酸化合物主要在枣果的半红成熟阶段积累。
表4 不同成熟度红枣三萜酸含量变化Table 4 Triterpenic acids contents of jujube fruits at different ripening stages 单位:mg·100 g-1 DW
由表5 可见,不同成熟阶段的枣果中VC 含量为335.5~665.5 mg/100 g DW,随着成熟度的提高,狗头枣枣果的VC 含量呈下降趋势,且在八成熟半红果后含量趋于平稳,由未成熟青白果生长到八成熟半红果过程中枣果的VC 含量显著降低(P<0.05),八成熟半红果与成熟全红果之间VC 含量无显著性差异,成熟全红果较未成熟青白果的VC 含量降低了49.6%。
表5 不同成熟度红枣的营养成分及抗氧化活性比较Table 5 Comparison of nutrients and antioxidant activity of jujube at different ripening stages
如表5 所示,不同成熟度狗头枣枣果的总酚、总黄酮含量皆存在显著性差异(P<0.05),所测得总酚含量范围为556.7~963.7 mg/100 g DW,总黄酮含量范围为412.7~866.7 mg/100 g DW,总酚、总黄酮含量皆在未成熟青白果时期最高,同时总酚、总黄酮含量随着成熟度的提高不断下降,成熟全红果的狗头枣中总酚、总黄酮含量分别为未成熟青白果的57.8%、47.6%。念红丽等[16]在对成熟期冬枣多酚含量及抗氧化活性的研究中发现,冬枣果实在半红期的多酚含量最高,这与本研究狗头枣枣果青白时期总酚含量最高有所不同,可能是品种差异造成的。
对不同成熟度枣果果肉提取物抗氧化能力进行了测定,结果显示:通过对枣果不同抗氧化体系的分析比较,不同成熟阶段的狗头枣果肉皆显示出良好的抗氧化活性。在对DPPH 自由基清除能力测定中,枣果的DPPH 自由基清除能力随着成熟度的提高而下降,最后趋于平稳,八成熟半红果与成熟全红果之间对DPPH 自由基的清除能力无显著性差异,未成熟青白枣果对DPPH 自由基清除能力最强,是成熟全红果的3.58 倍,二者间呈显著差异(P<0.05),这也与这一成熟阶段枣果中VC、总酚、总黄酮的含量较高有关;在还原力测定中,随着枣果的成熟,其总还原力呈现下降的趋势,这也与红枣对DPPH 自由基的清除能力变化趋势一致,且不同成熟阶段枣果的还原力存在显著性差异(P<0.05),未成熟青白果的还原力最强,是成熟全红果的1.98 倍。
通过对4 个不同成熟度(青白、微红、半红、全红)狗头枣的酚类物质、VC、有机酸、三萜酸、总酚、总黄酮含量及其抗氧化活性进行比较分析。结果表明:4个不同成熟度的狗头枣枣果共检测出8 种酚类物质、4 种有机酸、3 种三萜酸,其中芦丁、儿茶素、绿原酸为主要的酚类物质,柠檬酸和苹果酸为主要的有机酸,白桦脂酸和熊果酸为主要的三萜酸;不同成熟度枣果的VC、总酚、总黄酮含量随着成熟度的提高而降低,未成熟青白果的VC、总酚、总黄酮含量最高;不同成熟度的枣果皆显示出较高的抗氧化能力,其中未成熟青白果对DPPH 自由基的清除能力和总还原力最强,因此未成熟青白果作为获取天然抗氧化活性物质的原材料较为合适。