葡萄树体不同组织膳食纤维含量的季节性变化

薛 雯，房玉林，袁照程

(1.杨凌职业技术学院, 陕西 杨凌 712100；2西北农林科技大学 葡萄酒学院, 陕西 杨凌 712100; 3.陕西省葡萄与葡萄酒工程技术研究中心,, 陕西 杨凌 712100)

膳食纤维(DF)是可食用的植物性成分、碳水化合物及其类似物质的总称，根据溶解性分为水溶性膳食纤维(SDF)以及水不溶性膳食纤维(IDF)。近年来，膳食纤维在人体健康中的作用引起了医学、营养学及食品界的广泛关注。膳食纤维能有效减少和预防糖尿病、冠心病、高血压、心脑血管病等疾病的发生。1991年，在日内瓦，世界卫生组织(World Health Organization，WHO)专家组将DF推荐入人群膳食营养目标，并将其列入继糖、蛋白质、脂肪、水、矿物质以及维生素之后的“第七营养素”[1～3]。一股“膳食纤维热”在20世纪80年代后期遍及全世界。WHO建议，人均膳食纤维每天的摄取量应该在40～60 g[4]。

在葡萄种植、采收以及葡萄酒的生产加工的过程中，会产生大量的农业、工业废弃物，包括葡萄整形修剪时的枝条叶片以及葡萄皮渣。这些副产品、废弃物一般没有内在的危害，并集中产生在一年中的特定时期，对环境造成潜在的污染问题。葡萄工农废弃物中除了含有一定量的抗氧化物质外[5,6]，还含有大量的膳食纤维[7]。研究表明，从废弃的葡萄枝叶中提取的农业有机物如木质素、纤维素、半纤维素，可用作堆肥、饲料，以及食用菌栽培基质[8,9]。今后葡萄深加工产业的重要方向之一就是以葡萄产品加工业的副产品、废弃物为原料进行生物活性物质的开发与利用；对现有膳食纤维资源要加强高度利用，同时大力开发新的膳食纤维资源，及其在食品、医疗、保健等方面的应用，将是今后膳食纤维的研究发展的一大趋势。该文以欧亚种葡萄(V.viniferaL.)‘赤霞珠’(Cabernet Sauvignon)、‘白诗南’(Chenin Blanc)，美洲种葡萄(V.labruscaL.)‘Conquister’，欧美杂交种葡萄(Hybrids ofV.viniferaL. andV.labrusca)‘井川1014’(Yigawa 1014)以及山欧杂种葡萄(V.amurensisRup. r and Hybrids ofV.viniferaL.)‘北醇’(Beichun)为试验材料，研究了其主要营养器官新梢、叶片及根系中膳食纤维类物质含量的季节性变化，从而确定不同葡萄品种的最佳采样时期以及葡萄不同营养器官的资源价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 材料来源 供试植物材料来源于西北农林科技大学葡萄酒学院葡萄试验站，葡萄品种为欧亚种葡萄‘赤霞珠’(Cabernet Sauvignon)、‘白诗南’(Chenin Blanc)，美洲种葡萄‘Conquister’，欧美杂交种葡萄‘井川1014’(Yigawa 1014)以及山欧杂种葡萄‘北醇’(Beichun)。供试品种均为2003年定植，株行距为1 m×1.5 m，单干双臂整形，常规管理，所有植株生长结果正常。

1.1.2 样品采集 ‘赤霞珠’为试验站主栽品种，在预先选取的60株内随机取样。5月上旬至12月下旬，每间隔15 d左右采一次样。采集长势一致的当年生健壮新梢(去掉梢尖、卷须与叶片)，以及长势旺盛的‘赤霞珠’葡萄树的根系，每次取样量为50 g左右；叶片为自枝条基部起第5～8节位的成熟叶片，每次30枚左右。采样时间为上午9：00-10：30。

‘白诗南’、‘Conquister’、‘井川1014’以及‘北醇’在试验站的栽种数量较少，在预先选取的5株内进行随机取样。5月上旬至12月下旬，每间隔25 d左右采一次样。采集长势一致的当年生健壮新梢，去掉梢尖、卷须与叶片，每次取样时，不同部位各取50 g左右的样品，叶片为自枝条基部起第5～8节位的成熟叶片，每次30枚左右。采样时间为上午9：00-10：30。

1.2 试验方法

葡萄枝条、叶片以及根系的SDF和IDF参考孙艳[10]的方法进行。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2016和DPS 7.05数据处理软件对实验数据的方差显著性进行分析。

2 结果分析

2.1 ‘赤霞珠’不同器官膳食纤维含量的季节性变化

(1)赤霞珠不同器官SDF含量的季节性变化

图1为‘赤霞珠’不同器官的SDF含量的季节性动态变化图。由图1可知，‘赤霞珠’叶片中的SDF含量显著高于新梢与根系。随着葡萄生长季节的不断推移，‘赤霞珠’新梢、叶片、根系中SDF的含量也在不断变化，三者的季节性变化趋势基本一致，即先上升、后下降、再上升、又下降，但又不尽相同。在不断上升的过程中，‘赤霞珠’根系最早出现最高峰值，即7月15日65.490 mg·g-1，接着是叶片与8月3日到达最高峰81.447 mg·g-1，最晚的是新梢，最高值为50.793 mg·g-1，在9月22日出现。

图1 赤霞珠不同器官SDF含量的季节性变化

(2)‘赤霞珠’不同器官IDF含量的季节性变化

图2为‘赤霞珠’不同器官的IDF含量的季节性动态变化图。由图2可知，‘赤霞珠’根系中的IDF含量要显著高于新梢与叶片。‘赤霞珠’新梢、叶片、根系的季节性变化趋势基本一致，高峰值均在6月26日出现，分别为新梢810.263 mg·g-1、叶片710.275 mg·g-1、根系935.835 mg·g-1，此后叶片与根系均缓慢下降，后趋于平稳；而新梢自8月上旬又出现明显上升趋势，于10月31日出现第二个高峰值860.069mg·g-1，比第一次高峰值多5.79%，此后也开始表现平稳，波动不大。

图2 赤霞珠不同器官IDF含量的季节性变化

2.2 ‘白诗南’不同器官膳食纤维含量的季节性变化

(1)‘白诗南’不同器官SDF含量的季节性变化。

图3为‘白诗南’不同器官的SDF含量的季节性动态变化图。由图3可知，‘白诗南’叶片中的SDF含量要显著高于新梢。随着葡萄生长季节的不断推移，‘白诗南’新梢与叶片中SDF含量也在随之改变，即先稳步上升，到达最高点后逐渐下降，之后又开始回升，最后不断下降。在8月3日，新梢与叶片均达到一个高峰值，分别为51.54 mg·g-1和93.85mg·g-1，之后均不断下降。叶片在下降至8月中下旬后开始回升，而新梢一直下降至9月22日，后迅速上升，直到10月31日，出现最高值69.517 mg·g-1，之后又开始锐减。

图3 白诗南不同器官SDF含量的季节性变化

(2)‘白诗南’不同器官IDF含量的季节性变化。

图4为‘白诗南’不同器官的IDF含量的季节性动态变化图。由图4可知，‘白诗南’新梢中IDF含量显著高于叶片。从5月中旬到7月中旬，随着葡萄生长季节的不断推移，‘白诗南’新梢中IDF含量在不断上升，之后开始下降，8月下旬之后又出现上升趋势，在9月中下旬开始表现平缓。叶片从5月中旬到7月中旬也在不断上升，7月15日之后出现小幅下降趋势，自8月上旬开始便趋于平稳，波动不大。

图4 白诗南不同器官IDF含量的季节性变化

2.3 ‘Conquister’不同器官膳食纤维含量的季节性变化

(1)‘Conquister’不同器官SDF含量的季节性变化。

图5为‘Conquister’不同器官的SDF含量的季节性动态变化图。由图5可知，‘Conquister’叶片中IDF含量显著高于新梢。新梢从5月中下旬到7月中旬一直处于下降趋势8月3日到达最高值42.92 mg·g-1后开始回升，8月上旬又出现下降趋势，10月底之后开始变平缓。叶片在5月到8月上旬期间一直处于上升趋势，于8月3日出现第一个高峰67.233 mg·g-1，此后不断下降，直到8月24日之后又出现上升趋势，且在10月31日最后一次采样出现最高值83.623 mg·g-1。

图5 Conquister 葡萄不同器官SDF含量的季节性变化

(2)‘Conquister’不同器官IDF含量的季节性变化。

图6为‘Conquister’不同器官的IDF含量的季节性动态变化图。由图6可知，总体来看，‘Conquister’新梢与叶片的季节性变化趋势均表现平平，波动均不大，新梢中IDF含量显著高于叶片，平均高出12.51%。

图6 Conquister葡萄不同器官IDF含量的季节性变化

2.4 ‘井川1014’不同器官膳食纤维含量的季节性变化

(1)‘井川1014’不同器官SDF含量的季节性变化。

图7为‘井川1014’不同器官的SDF含量的季节性动态变化图。由图7可知，‘井川1014’叶片中的SDF含量显著高于新梢。随着生长季节的推移，新梢与叶片中的SDF含量也不断发生变化。井川新梢自5月中旬开始下降，7月中旬之后出现上升趋势；8月3日出现年周期中的最高值52.473 mg·g-1，之后又开始缓慢下降；8月下旬变化平缓；10月底至12月中旬快速下降，12月13日锐减至13.35 mg·g-1。井川叶片的变化与新梢不尽相同，成双S曲线，出现两次高峰值，第一次在8月3日，为79.277 mg·g-1，第二次出现在9月22日，高达87.613 mg·g-1，比第一次高出9.51%。

图7 井川1014 不同器官SDF含量的季节性变化

(2)‘井川1014’不同器官IDF含量的季节性变化。

图8为‘井川1014’不同器官的IDF含量的季节性动态变化图。由图8可知，‘井川1014’新梢中的IDF含量要显著高于叶片。新梢与叶片整体的变化趋势基本一致，即先升高、后降低、再升高、又降低、又升高，但变化幅度较小，表现平缓。新梢中的IDF含量最高值出现在12月3日，为840.02mg·g-1；叶片则早在6月26日就到达最高峰，为710.175mg·g-1。

图8 井川1014 不同器官IDF含量的季节性变化

2.5 ‘北醇’不同器官膳食纤维含量的季节性变化

(1)‘北醇’不同器官SDF含量的季节性变化。

图9为‘北醇’不同器官的SDF含量的季节性动态变化图。由图9可知，‘北醇’叶片中的SDF含量显著高于新梢。随着葡萄生长季节的推移，新梢与叶片中的SDF含量也不断发生变化。自5月中旬至8月中下旬，新梢与叶片中的SDF含量的变化趋势一直，即先小幅上升，后逐渐下降7月15日之后又不断上升，8月3日同时到达最高峰，分别为38.927mg·g-1和82.727mg·g-1，此后同时开始下降，直到8月24日；新梢此后便一直处于下降趋势，9月下旬表现平缓，而叶片在8月24日之后又出现不断上升趋势，直到最后一次采样(10月31日)，高达78.617mg·g-1。

图9 北醇不同器官SDF含量的季节性变化

(2)‘北醇’不同器官IDF含量的季节性变化。

图10为‘北醇’不同器官的IDF含量的季节性动态变化图。由图10可知，‘北醇’新梢中IDF的含量要显著高于叶片。新梢与叶片的季节性变化总体来说表现较为平缓，基本上波动不大。新梢的变化趋势为：先缓慢上升，后不断下降，到最低点之后又开始不断升高；叶片在开始时也呈现小幅上升趋势，之后缓慢下降，到最低点后又逐渐升高，随后再次下降。

图10 北醇不同器官IDF含量的季节性变化

3 结论

不同营养器官中可溶性膳食纤维(SDF)与不溶性膳食纤维(IDF)的含量随葡萄生长季节而变化。供试5个品种均为叶片中的SDF含量最高，但品种之间存在差异。第一个高峰值除‘北醇’出现在6月26日、‘赤霞珠’根系出现在7月15日之外，其余均在8月3日出现，且在8月3日出现的高峰值中，新梢中的SDF含量由高到低的顺序依次为：‘井川1014’>‘白诗南’>‘Conquister’>‘北醇’>‘赤霞珠’；叶片中的SDF含量由高到低的顺序依次为：‘白诗南’>‘北醇’>‘赤霞珠’>‘井川1014’>‘Conquister’。

5个品种不同器官中的IDF在整个年周期中的变化都较平稳，波动不大，除‘赤霞珠’根系外，均是枝条中的IDF含量显著高于叶片。新梢中的IDF含量基本维持在680～880 mg·g-1之间，叶片则在580～760 mg·g-1之间波动。

4 讨论

目前，我国的许多研究大多集中在葡萄皮渣膳食纤维提取工艺的优化，如微生物发酵法、化学试剂法、酶法等，从而提高其产量[11～15]，以及葡萄皮渣中膳食纤维对动物的影响[16,17]，而国内对葡萄废弃物中新梢(枝条)及叶片中膳食纤维的季节性变化，以及葡萄植株不同部位含量的差异的研究鲜少。因此，对葡萄酒从“土地”到“餐桌”产生的废料，以及由于葡萄园更新换代而废弃的老葡萄树的枝条、叶片以及根部的利用问题进行深化研究，旨在更好的挖掘葡萄园与葡萄酒酿造过程中的废弃资源，开发葡萄枝条、叶片以及根系中的膳食纤维，寻求合理有效的葡萄废弃物资源综合利用途径，拓宽葡萄的深加工，减轻对环境的污染，生产出高附加值的产品，应用于食品、医疗保健等行业中，对于建设葡萄酒产业循环经济和葡萄园的可持续发展模式具有深远的意义。葡萄的新梢(枝条)、叶片、根系中含有丰富的膳食纤维资源，不同葡萄品种的不同营养器官中可溶性膳食纤维(SDF)与不溶性膳食纤维(IDF)的含量随葡萄生长季节而变化，其变化趋势大致相同，但种间差异明显，建议在各个品种出现峰值的时间采样为宜。