王继玥刘政宏姜连白禹张婷刘燕石登红
(1贵阳学院生物与环境工程学院,550005,贵州贵阳;2贵阳学院贵州省山地珍稀动物与经济昆虫重点实验室,550005,贵州贵阳)
秋葵(Abelmoschus esculentus L.)又叫黄秋葵,俗称“羊角豆”,属锦葵科秋葵属,是一种重要的保健蔬菜。它起源于非洲,目前在世界各地均有种植,其中以热带和亚热带地区为主[1]。秋葵果实水分含量约88%,果实富含蛋白质、碳水化合物、维生素C(Vc)、Ca、叶酸、Mg、K和膳食纤维等营养物质[2],且含多种生物活性成分,具有保健和药用价值,已被广泛用于预防和治疗多种疾病,如抗氧化、抗糖尿病、抗高血脂和抗高血糖等[3-4]。研究表明,不同品种秋葵果实在大小、果壳、色素沉着、分枝习性、果期、产量和果实硬度等方面存在较大差异[5],这些性状的差异可作为品种选育的重要参考。目前对秋葵果实的药理学研究较多,但有关果实质地、品质特性以及抗氧化能力的研究相对较少。本文通过比较5个不同品种秋葵果实的质地参数、品质特征和抗氧化性,为秋葵的品质育种提供理论依据。
供试的5个秋葵品种分别为咔里巴、红秋葵、杨贵妃、绿白一号和纤指,分别收集自海南、四川、江苏、河北和浙江,按果皮颜色分为绿果和红果2种类型。
1.2.1 农艺性状 2020年4月,在贵州省贵阳市清镇试验基地种植秋葵,每个品种种植4行,每行8株,田间管理一致。于2020年7月采集5个品种长度在8~9cm的嫩果,放置于保鲜盒,立即送回实验室分析测定,每个品种分别采集200个样品。测定果实长度、横径、单果重和果棱数等农艺性状,每个样品重复4次。
1.2.2 质地参数 利用TA.XT.Plus物性分析仪测定各果实的质地参数(硬度、黏着性、弹性、凝聚性、咀嚼性和回复性)。将秋葵果实置于质构仪平板上,采用直径为75mm的圆柱形探头P/75测定各项参数。质构仪参数设置为测前速度5mm/s,测后速度2mm/s,测试速度2mm/s,秋葵果肉受压变形为25%,触发为5g,2次停顿时间5s[6]。
1.2.3 营养品质及抗氧化性指标 根据Xie等[7]的方法测定果实的可滴定酸度和可溶性固形物含量。营养品质包括总糖、还原糖、蛋白质、粗纤维、Vc、游离氨基酸、原花青素和总黄酮含量,以及抗氧化能力,其包括还原力、DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)自由基清除能力和高铁还原酶(ferric-chelate reductase,FCR)活性,每个样品重复4次。采用硝基水杨酸法测定果实总糖和还原糖含量,采用考马斯亮蓝G-250法测定果实蛋白质含量,采用重量法测定果实粗纤维含量,采用紫外—可见分光光度法测定果实Vc含量,采用高效液相色谱法测定果实游离氨基酸含量。采用试剂盒法(苏州科铭生物技术有限公司,100T/48S)检测果实原花青素含量。采用Lin等[8]的方法测定果实总黄酮含量、还原力和DPPH自由基清除能力。采用福林酚试剂盒检测果实FCR活性[9]。
采用SPSS 22.0进行数据统计分析。
如表1所示,纤指嫩果的长度最长,绿白一号嫩果的长度最短,咔里巴、红秋葵和杨贵妃嫩果的长度差异不显著。品种咔里巴、红秋葵和杨贵妃间果实的横径和单果重差异不显著,但均显著高于纤指和绿白一号。红秋葵的果棱数最多,为8个,其次是纤指(7个),咔里巴、杨贵妃和绿白一号的果棱数均只有5个。红秋葵果实为深红色,绿白一号为绿白色,其余均为绿色。
表1 秋葵品种果实的农艺性状Table 1 Agronomic traits comparison of okra fruit
质地参数在品种间均存在差异(表2)。绿白一号的硬度、回复性、凝聚性、粘着性和咀嚼性均最高,且极显著高于其他品种,绿白一号和咔里巴的弹性均极显著高于其他品种,但二者之间差异不显著。纤指的硬度最小、弹性最低,但上述参数均与红秋葵差异不显著。红秋葵的回复性最低,但与咔里巴差异不显著。红秋葵的凝聚性、黏着性和咀嚼性均最低,但上述参数与纤指差异不显著。
表2 秋葵品种果实的质地参数Table 2 Texture parameters comparison of okra fruit
由图1可知,5个秋葵品种果实的可滴定酸度在6.5%~7.0%,差异均不显著。5个品种果实的可溶性固形物含量在22%~26%,其中杨贵妃的含量最高,且显著高于其他品种,纤指的含量最低,但与咔里巴差异不显著。
图1 秋葵果实的可滴定酸度和可溶性固形物的含量Fig.1 Titratable acidity and total soluble solid contents of okra fruit
从表3中可见,咔里巴和纤指总糖含量差异不显著,而红秋葵和杨贵妃总糖含量差异也不显著,均显著高于绿白一号的总糖含量。品种间的还原糖和粗纤维含量均差异不显著。咔里巴与绿白一号、红秋葵与纤指间游离氨基酸含量均差异不显著,杨贵妃的游离氨基酸含量最低。红秋葵、绿白一号和纤指之间的蛋白质含量均差异不显著,但显著高于咔里巴和杨贵妃。绿白一号的Vc含量最高,且显著高于其他品种,而其余各品种间差异不显著。
表3 秋葵果实总糖、还原糖、游离氨基酸、蛋白质、Vc和粗纤维的含量Table 3 Contents of total sugar,reducing sugar,free amino acids,protein,Vcand crude fiber in okra fruit
由表4可知,绿白一号的原花青素和总黄酮含量均最高,且显著高于其他品种。而红秋葵的原花青素和总黄酮含量均最低,只是与杨贵妃的总黄酮含量差异不显著。绿白一号的还原力、DPPH自由基清除能力以及FCR活性均最高,但FCR活性与咔里巴差异不显著。红秋葵的还原力、DPPH自由基清除能力和FCR活性均为最低,且显著低于其他品种。红秋葵DPPH的IC50值最高,且显著高于其他品种。而绿白一号DPPH的IC50值最低,但与咔里巴差异不显著。
表4 秋葵果实原花青素含量、总黄酮含量、DPPH自由基清除能力、还原力和FCR活性Table 4 Oligomeric proantho cyanidins content,the total flavonoid content,DPPH radical scavenging capacity,reducing power and FCR of okra fruit
各抗氧化性指标间相关性分析(表5)显示,秋葵果实的原花青素与总黄酮含量、DPPH自由基清除能力、还原力以及FCR活性均极显著正相关。果实的DPPH自由基清除能力、还原力和FCR活性均极显著正相关,还原力与FCR活性也呈极显著正相关。果实的总黄酮含量与DPPH自由基清除能力、还原力及FCR活性也呈正相关。而DPPH的IC50值与其他指标呈负相关性。
表5 秋葵果实各抗氧化性指标间的相关性分析Table 5 Correlation analysis among oligomeric proantho cyanidins content,the total flavonoid content,DPPH radical scavenging capacity,reducing power and FCR
供试的5个秋葵品种果实的农艺性状、质地参数、品质性状和抗氧化性均存在不同程度的差异,表明不同品种间存在遗传变异性和多样性[10],这与Saleem等[1]的研究结果一致。不同品种秋葵果实的总糖、蛋白质和游离氨基酸等营养成分含量的差异直接反映果实品质性状的差异。秋葵果实的质地性状反映果实内部的软化程度,与果实的耐贮性相关[11]。而秋葵果实的总黄酮、原花青素含量以及抗氧化能力反映秋葵果实的药用性和保健功效[12-13]。秋葵果实的农艺性状、品质性状以及抗氧化性受遗传控制,这些性状对于选育高产优质品种具有重要价值[14]。因此,研究秋葵果实各性状的遗传差异对于提高果实品质和保健效果以及增强果实的耐贮性具有重要作用。绿白一号果实的硬度、回复性、凝聚性、黏着性和咀嚼性均最高,还原糖、游离氨基酸、蛋白质、Vc、原花青素和总黄酮含量均最高,其抗氧化性也最强,赵亚等[15]对红毛丹果实的研究结果也表现出类似的规律,说明秋葵嫩果的品质指标对果实质地参数和风味有重要影响。在优质秋葵品种的选育中,可结合秋葵果实的品质指标与质地参数进行栽培品系的筛选。本试验发现绿白一号各指标综合表现最优,可作为秋葵品质育种的基础材料。
各抗氧化性指标间相关性分析显示,秋葵果实的原花青素和总黄酮含量越高,其抗氧化性越强;而IC50值越低表明秋葵果实抗氧化能力越强,这与Shen等[16]的研究结果类似。秋葵果实总黄酮和原花青素的累积提高了果实的抗氧化性。而秋葵黄酮类化合物的含量及其生物活性与品质、栽培条件及果实大小相关[17]。本研究发现,绿白一号果实长度和横径明显小于其他品种,且品质也较优,其总黄酮含量和抗氧化性最高,显示秋葵果实越嫩,其保健功效可能越优。不同秋葵品种的性状差异决定了果实质地的特异性,而果实质地的差异会影响果实的保存和加工,进而影响果实品质。后续研究应更注重探究调控秋葵果实营养物质合成、代谢及其生物活性的分子机制,揭示影响秋葵果实抗氧化能力的遗传因素,为利用生物技术手段改良秋葵果实品质奠定理论基础。
综合比较5个秋葵品种的果实性状、质地、营养品质以及抗氧化性,发现绿白一号果实的各指标最优,可作为选育秋葵新品种的重要材料。