昭通种植刺梨果实的品质测定分析

包刘媛 刘兴蕾 杨成翠 韩多

(昭通学院，云南 昭通 657000)

前言

刺梨(Rosaroxburghii Tarrtt)属蔷薇科(Roseceae)蔷薇属(Rosa)植物落叶小灌木，果实有刺、味酸，可以食用，被称作“三王圣果”[1]。其营养物质的含量如抗坏血酸含量、类黄酮含量以及超氧化物歧化酶含量均较高，这些物质对人体的抵抗力、免疫力等起着促进作用[2]，且可以预防肿瘤、抵抗糖尿病和抗衰等。老刺梨是贵州省的特产，江西、四川、湖北等地也有引进和种植[3]，其营养和药用价值都比较高，品种也较为丰富[4]。刺梨适应性强，具备耐干旱、对土质要求较为宽松等特征，而昭通气候温和、光照充足、土体深厚、土壤保水保肥能力较好，在山腰、河边、路口、房前屋后等地都可以进行种植。

20世纪80年代初期，在罗登义院长、朱维藩教授的主持下，贵州省有关院校和研究机构对刺梨进行多学科的系统研究[5]。随着对刺梨生理指标的不断探索，与刺梨相关的产品的数量和种类也渐渐增多，刺梨蕴含着较好的发展前景[6]。如，各种风味的刺梨饮料和营养口服液等产品不仅在国内销量较好，而且还向美国和东南亚等国家进行出口[7]。然而，我国现在对刺梨相关的保健食品等的提取和加工技术还处于不太成熟的阶段，刺梨中所含有的一些药用成分对人类作用的研究还需要进一步的深入[8]。国外关于刺梨的报道甚少，且大多为产品加工研究，主要有日本、新加坡、韩国等一些周边国家，这些国家主要从贵州省进口刺梨原汁，进行进一步的加工，最后进行销售[9]。同时，报道也指出，国外对刺梨的研究已经不再限于饮料、食品等，而是有了更深入的发展[5]。

本文以刺梨的物理性状和化学指标为研究对象，对抗坏血酸、可溶性蛋白、可溶性糖等10项指标进行测定和对比分析，为昭通种植刺梨果实的品质分析奠定基础以及为建立昭通刺梨种植品种的评价体系提供依据，提高生态农业效益。

1 仪器与材料

1.1 仪器与试剂

1.1.1 主要试验仪器

主要试验仪器具体见表1。

表1 主要试验仪器

1.1.2 主要试验试剂

主要试验试剂具体见表2。

表2 主要试验试剂

1.2 试验材料

试验所用刺梨样品为同一品种(“贵农五号”)，分别采摘于云南省昭通市鲁甸县(ZT)和贵州省黔南州龙里县(GZ)。

2 试验方法

2.1 采样方法

随机选刺梨10株，在刺梨果树各个方向选取成熟无病害损伤的果实，分别采集果实各10个以上，对采摘的果实进行保鲜处理，带回实验室用于果实品质测定分析。

2.2 一般物理性状的测定

刺梨的一般物理性状包括单果质量、果形指数等。在刺梨果实生长过程中，随着刺梨的成熟度不断增加，其物理形状会逐渐发生一些变化，这些变化直接反映了刺梨果实品质的优劣程度。

2.2.1 单果重

采用电子天平测量法，计算刺梨果实的平均单果质量。

2.2.2 果形指数

用游标卡尺测量法，纵径与横径的比值则为果形指数。据查阅文献可知，一般的果形指数的标准为0.8～0.9则为圆形或近圆形，0.6～0.8为扁圆形，0.9～1.0为椭圆形或圆锥形，1.0以上为长圆形[10]。

2.3 化学成分的测定

主要化学成分含量决定着刺梨的风味和营养价值，主要选取抗坏血酸含量、类黄酮含量、可滴定酸、可溶性蛋白质等8项指标进行测定分析，这些指标对果实的风味、营养价值、药用价值有较大影响。

2.3.1 果实含水量

刺梨果实果肉组织在烘干后减少的重量则为刺梨的水分占有量，其占果蔬鲜重的百分数即为刺梨的含水量(%)。

2.3.2 果实硬度

果实硬度的测法较为简单。用硬度计测定硬度，并分别计算2个不同地区种植刺梨的平均值。

2.3.3 抗坏血酸

采用紫外分光光度计测量法，得到抗坏血酸标准曲线为y=0.0055x-0.0051，R2=0.9991，线性关系如图1所示，根据计算公式(1)计算抗坏血酸含量。

图1 抗坏血酸标准曲线图

(1)

式中，m1为由标准曲线求得的抗坏血酸的质量，μg；V1为滴定时所用样品提取液体积，mL；V为样品提取液总体积，mL；m为样品重量，g。

2.3.4 类黄酮

采用分光光度计法，样品在波长325nm下测定溶液的吸光度值表示类黄酮物质含量，即OD325·g-1。

2.3.5 可滴定酸

采用氢氧化钠溶液滴定法，根据公式(2)计算可滴定酸含量(%)。

(2)

式中，V为样品提取液总体积，mL；c为NaOH滴定液浓度，mol·L-1；Vs为滴定时所用样品提取液体积，mL；V1为滴定滤液消耗的NaOH溶液体积，mL；V0为滴定蒸馏水消耗的NaOH溶液体积，mL；m为样品样品重量，g；f为折算系数，g·mmol-1。折算系数：苹果酸为0.067(苹果、梨、杏、李子、桃)。

2.3.6 可溶性糖

采用苯酚-硫酸法，绘制标准曲线的回归方程为y=0.0052x-0.0079，R2=0.999，见图2。根据公式(3)计算刺梨中可溶性糖含量，以质量分数(%)表示。

图2 可溶性糖标准曲线图

(3)

式中，m1为由标准曲线求得的抗坏血酸的质量，μg；V1为测定时所用样品提取液体积，mL；N为样品提取液稀释倍数；V为样品提取液总体积，mL；m为样品重量，g。

2.3.7 可溶性蛋白质

采用考马斯亮蓝G-250法测定，绘制标准曲线得到回归方程为y=0.0056x+0.0115，R2=0.9972，见图3。根据公式(4)计算每克刺梨组织所含可溶性蛋白质的质量，即mg·g-1。

图3 可溶性蛋白标准曲线图

(4)

式中，m1为由标准曲线求得的蛋白质的质量，μg；V1为定时所用样品提取液体积，mL；V为样品提取液总体积，mL；m为样品重量，g。

2.3.8 可溶性固形物

采用手持式折光仪测定法进行测定，读数则为可溶性固形物的含量，以质量分数(%)表示。

2.4 数据处理

采用Excel 2016、SPSS 20.0统计分析软件对实验数据进行整理并作图。

3 测定结果及分析

3.1 单果重测定结果

测定的2个不同地区种植的同一品种刺梨，其单果重大小也有所不同，如图4所示。GZ和ZT刺梨单果重存在差异。GZ的单果重高达20.0211g，而ZT为5.8043g，二者相差14.2168g，其差异性不显著。

图4 单果重大小比较

3.2 果形指数测定结果

果形指数一般是由果实的遗传特性决定，不同品种果实的果形指数也有所差异，而同一品种的果形指数则差异不大[10]。由图5可知，GZ和ZT刺梨果形指数存在差异，GZ为0.6783，ZT为0.7408，二者相差0.06578，2种刺梨的果形指数均在0.8以下，均为扁圆形，二者差异不显著。

图5 果形指数大小比较

3.3 含水量测定结果

由图6可知，GZ和ZT2个地区种植的同一品种刺梨的含水量之间存在差异，GZ的含水量高达86.75%，而ZT为84.58%，二者相差2.17%。误差分析显示差异不显著。

图6 含水量大小比较

3.4 果实硬度的测定结果

由图7可知，GZ和ZT刺梨果实硬度有差异，GZ为9.262kgf·mm-2，ZT为7.35kgf·mm-2，二者相差1.912kgf·mm-2。二者含量差异不显著。

图7 果实硬度含量比较

3.5 可溶性固形物测定结果

可溶性固形物能够反映刺梨果实中的营养物质的含量的多少[4]。由图8可知，GZ和ZT刺梨的可溶性固形物存在差异，GZ为10.36%，ZT为8.56%，二者相差1.8%，误差分析后显示差异不显著。

图8 可溶性固形物含量比较

3.6 可溶性蛋白测定结果

由图9可知，GZ和ZT刺梨可溶性蛋白含量存在差异，GZ为0.408mg·g-1，ZT为0.304mg·g-1，二者相差0.104mg·g-1，其差异不显著。

图9 可溶性蛋白含量比较

3.7 抗坏血酸测定结果

抗坏血酸也称维生素C，对人体有着及其重要的作用。抗坏血酸具有抗氧化、抗癌防癌、调节机体免疫功能、延缓衰老、解毒、镇静等药理活性[2]。由图10可知，GZ和ZT刺梨可溶性蛋白存在差异，GZ为1649.27mg·100g-1，ZT为1249.27mg·100g-1，二者相差400mg·100g-1，误差分析后显示二者差异不显著。

图10 抗坏血酸含量比较

3.8 可溶性糖测定结果

可溶性糖为果实的生长发育提供能量和中间产物[4]。由图11可知，GZ和ZT刺梨可溶性糖存在差异，GZ为47.42%，ZT为37.69%，二者相差9.73%，其差异性不显著。

图11 可溶性糖含量比较

3.9 可滴定酸测定结果

果蔬中的有机酸具有抗氧化、抗血栓的作用，能调节机体功能，对人体健康有着重要意义[11]。由图12可知，GZ和ZT刺梨可滴定酸存在显著差异，GZ为1.41%，ZT为2.26%，二者相差0.85%，进行误差分析后显示其差异性不显著。

图12 可滴定酸含量比较

3.10 类黄酮测定结果

类黄酮是一种很强的抗氧化剂，对自由基等活性氧有较好的抵抗作用，对机体的保护以及对果实的营养价值和医疗保健作用都具有重要影响，能防治多种慢性疾病[12]。由图13可知，GZ和ZT刺梨类黄酮含量存在差异，GZ为0.874 OD325·g-1，ZT为0.679 OD325·g-1，二者相差0.177 OD325·g-1，二者差异不显著。

图13 类黄酮含量比较

3.11 2个地区刺梨10种指标的相关性分析

表3对各项指标进行了逐步回归分析，结果表明：在P=0.01的情况下，依次剔除不明显的自变量，并筛选出具有显著或极显著水平的因素。可知在刺梨生化成分的逐步回归方程中，保留了刺梨果实的可溶性糖、可溶性蛋白、含水量、可溶性固形物、抗坏血酸、果形指数、单果重、硬度、类黄酮、可滴定酸10个因子。从表3可知，可溶性糖含量与果形指数、可滴定酸含量之间存在着明显的负相关关系，但与可溶性固形物、类黄酮含量和含水量之间存在着正相关关系；单果重与硬度和抗坏血酸含量呈极显著正相关关系，而与果形指数则呈负相关关系；果形指数与硬度、可溶性固形物含量、抗坏血酸含量呈负相关关系；硬度与抗坏血酸含量呈极显著正相关关系；含水量与可滴定酸含量呈负相关关系，而与可溶性固形物含量、抗坏血酸含量、类黄酮含量呈正相关关系；可滴定酸含量与固形物含量、抗坏血酸含量、类黄酮含量呈正相关关系；可溶性固形物含量与抗坏血酸含量、类黄酮含量呈正相关关系。

表3 10种指标相关性分析

4 结论与讨论

4.1 结论

本试验对昭通和贵州2个不同产地同一品种刺梨的10个指标(果形指数、单果重、可溶性多糖、可溶性蛋白、硬度、含水量、抗坏血酸、类黄酮、可滴定酸、可溶性固形物)含量进行测定，采用Excel 2016、SPSS 20.0统计分析软件对实验数据进行整理并分析，得出以下结论。

在昭通地区种植和在贵州地区种植的同一刺梨品种其一般物理性状和主要化学成分含量之间存在一定差异。从一般物理性状上看，二者单果重和果形指数存在差异，贵州地区种植刺梨单果重较高，为20.0211g，而昭通地区种植刺梨单果重为5.8043g。贵州地区种植刺梨果形指数为0.6783，昭通种植刺梨则为0.7408，2个不同地区的刺梨其果形指数均在0.8以下，为扁圆形。从主要化学成分上看，贵州地区种植刺梨的可滴定酸、含水量、可溶性蛋白、可溶性糖、抗坏血酸、可溶性固形物、类黄酮等10项指标均与昭通种植刺梨存在差异。

贵州地区种植的刺梨其多项指标均高于昭通种植刺梨。贵州地区种植刺梨的果形指数、单果重、含水量、可溶性蛋白、可溶性糖、抗坏血酸、可溶性固形物、果实硬度、类黄酮含量共9项指标均较高，分别为0.7408、20.0211g、86.75%，0.408mg·g-1、47.42%、1649.27mg·100g-1、10.36%、9.262kgf·mm-2、0.874 OD325·g-1，而昭通种植刺梨的这些成分含量分别为0.6783、5.8043g、84.58%、0.304mg·g-1、37.69%、1249.27mg·100g-1、8.56%、7.35kgf·mm-2、0.679OD325·g-1。

4.2 讨论

随着刺梨加工产品产业的兴起，刺梨所含的营养价值和药用价值受到人们的广泛关注，刺梨成分测定及评价就成为了刺梨研究领域的重要课题。目前，不同产地刺梨品质优劣难以综合评价，刺梨的生长地区、栽培条件、成熟程度、海拔高度等因素对刺梨品质都有一定影响。陈钰琪等[8]对不同成熟程度刺梨成分含量进行了测定分析，结果显示，刺梨成熟果的总游离氨基酸含量等活性物比刺梨五成熟果高；其还对贵州毕节3个不同海拔地区的刺梨和贵阳2个不同海拔地区种植的刺梨所含的活性物进行了测定，结果显示，低海拔的刺梨果实含氮化合物总量比高海拔刺梨的含氮量要高。本试验发现，不同省份地区种植的同一品种刺梨的一般物理性状和主要化学成分含量也存在差异，与陈钰琪等[8]的研究结果基本相似。

李婕羚等[13]对贵州省14个不同地区刺梨果实的品质进行了测定研究和评价，结果显示，一些地区的刺梨其多个成分含量高于另一地区，如贵州省植物园种植的刺梨其所含的可溶性蛋白、可溶性糖、可溶性固形物、糖酸比、固酸比、单果重等多个指标的含量均比马关镇种植的刺梨高。本试验发现，不同省份地区种植的同一品种刺梨的多项指标均高于昭通种植刺梨，与李婕羚等[13]的研究结果基本相似。

刺梨一般物理性状和主要化学成分含量受地区气候以及栽培管理条件等因素的影响。贵州地区种植的刺梨多项指标均高于昭通种植的刺梨，原因可能是昭通的气候条件和刺梨栽培管理制度与贵州有很大的差异。从地区气候的角度看，昭通和黔南是2个不同省份地区，其气候也有所不同。昭通地处云南北部，平均海拔2000m左右。该地区属低纬度、高海拔的高原气候，年平均气温11.8℃，日照时数1843.4h，≥10℃年平均活动积温3723.7℃·d-1[14]。黔南地区5—8月均温适宜范围为21.0～23.5℃、16.5～18.0℃(有2个温度适宜段)；7月均温适宜范围为23～25.5℃、18.0～19.5℃；10℃活动积温适宜范围为4400～5000℃·d-1、3000～3500℃·d-1[15]。相比之下，贵州省黔南地区气候条件更满足刺梨生长发育。从栽培管理条件看，经调查发现昭通地区种植刺梨近1年间无人管理，而贵州地区种植的刺梨管理制度成熟，已成规模，这更有利于刺梨的生长。

虽然这些来自贵州黔南和云南昭通2个不同地区的同一品种的刺梨果实均是在果实成熟期采摘，采摘成熟度是一致的，但由于不同地区之间地区气候、栽培管理制度等方面的差异，也可能导致果实品质出现差异，是栽培管理技术不同还是地区小气候因素造成这些差异，还有待进一步研究。今后可建立昭通刺梨资源圃，引进贵州刺梨种植基地的栽培管理制度进行合理科学的栽培，在外界栽培管理制度条件一致的情况下，再对其进行品质鉴定，以确保不确定因素的影响。