黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)为我国新疆、青海、甘肃、宁夏等省主要分布的落叶多棘刺灌木[1-2]。它广泛应用于传统民族医药学,在《晶珠本草》中[3],黑果枸杞又称“旁玛”,用于治疗心脏病、月经不调等疾病。黑果枸杞中富含水溶性色素花色苷。由于花色苷在不同pH条件下分子构型不同,颜色也随之发生变化。在酸性条件下花色苷显红色,碱性条件下则呈蓝色[4-5]。因此,用不同的水浸泡黑果枸杞,会呈现出不同的颜色。作为一种新兴的时尚茶饮,黑果枸杞泡茶不仅颜色灵动炫美,更因其富含具有抗氧化的功能性成分多酚而健康保健,广受消费者青睐。黑果枸杞传统的干燥方法为自然阴干。新疆光照充足、昼夜温差大、干旱少雨,极适于黑果枸杞栽培,现为全国重要的黑果枸杞产区。黑杞一号是新疆现唯一通过自治区审核认定的大果、丰产型黑果枸杞品种。目前,针对黑杞一号制干前后酚类物质的变化分析尚未见报道。本文以黑杞一号鲜果和自然阴干法制得的干果为研究对象,对其总酚、单宁、总花色苷、单体花色苷和非花色苷单体酚类物质,进行测定分析,以期为黑杞一号的深加工提供参考依据。
黑杞一号:采于新疆巴州尉犁县墩阔坦乡琼库勒村黑杞一号示范推广基地。于果实成熟期,采集无病虫害、果实完整的黑杞一号鲜果。用于测定的黑杞一号鲜果,由装满干冰的泡沫盒运回实验室,后置于-80 ℃ 超低温冰箱准备样品测定。黑杞一号干果采用自然阴干法制干,粉碎后直接测定。
甲醇、HCl、福林-肖卡试剂、Na2CO3、甲基纤维素、NaNO2、AlCl3、NaOH、KCl、醋酸钠、甲酸、乙腈等(分析纯),均购自天津市博迪化工有限公司;甲醇、甲酸、乙腈、花色苷标准物(色谱纯),美国Sigma公司与美国Fluka公司。
AUW220D电子天平,日本岛津;UV-1800分光光度计,日本岛津;5804R低温冷冻离心机,德国Ependoff;QYC-2102C恒温摇床,上海福玛;FD-EC-50冻干机,北京博医康;R206旋转蒸发仪,上海申生;LC-20A高效液相色谱,日本岛津。
取黑果枸杞鲜果和干果,液氮研磨,冻干机冻干后取果粒干粉,加入20 mL盐酸甲醇溶液(60% vol甲醇+0.1% HCl)制备提取液[6],用于测定果皮中总酚、总花色苷、单宁含量。采用福林肖卡分光光度检测法测定总酚[7],结果用没食子酸表示;采用pH示差法测定总花色苷[8],结果以二甲花翠素-3-葡萄糖苷表示;采用甲基纤维素法测定单宁[9],结果用儿茶素表示。参照陶宇翔[10]方法,采用HPLC法测定单体花色苷类物质、非花色苷酚类物质。
采用Excel 2007统计分析软件进行基础数据整理,利用DPS 7.55中邓肯多重比较法对数据进行差异显著性检验。
多酚类物质不仅影响黑果枸杞的外观色泽、口感、风味,还影响着其保健功能。酚类物质是衡量果实品质的重要指标,具有抗氧化功能,可延缓衰老、调节血脂、改善胃肠功能[11-12]。花色素多以花色苷的形式存在于植物细胞液中,构成黑果枸杞果实浓重的紫黑色。无色多酚单宁决定着黑果枸杞果实中的涩味。由表1可知,与黑杞一号鲜果相较,干果的总酚含量高2.10 mg/g、 总花色苷含量低5.30 mg/g、总单宁含量低0.66 mg/g。
表1 黑杞一号鲜果和干果的酚类物质比较
Table 1 The comparison of phenolic composition in
fresh and dried HeiQi No.1
鲜果干果总酚(没食子酸计)/(mg·g-1)34.57±0.60b36.67±0.21a总花色苷(花青素葡萄糖苷计)/(mg·g-1)16.37±0.46a11.07±0.54b总单宁(儿茶素计)/(mg·g-1)6.78±0.45a6.12±1.04a
注:每一行不同的字母表示差异显著(P < 0.05)。
表2反映黑杞一号制干前后的单体花色苷含量的变化情况。由表2可知,黑杞一号鲜果中检测出8种单体花色苷,其中双葡萄糖苷3种,咖啡酰化葡萄糖苷2种,香豆酰化葡萄糖苷3种,以甲基花翠素葡萄糖苷及其酰化衍生物含量最高,花翠素葡萄糖苷及其酰化衍生物含量次之。在黑杞一号鲜果中,单体花色苷含量由高到低为甲基花翠素咖啡酰化葡萄糖苷>花翠素二葡萄糖苷二甲花翠素咖啡酰化葡萄糖苷>甲基花翠素香豆酰化葡萄糖苷>花翠素香豆酰化葡萄糖苷>甲基花翠素二葡萄糖苷>二甲基花翠素二葡萄糖苷>二甲花翠素香豆酰化葡萄糖苷,占总花色苷比例分别为90.95%、2.58%、0.89%、0.80%、0.61%、0.39%和0.24%。其中,非酰化葡萄糖苷755.03 μg/g,占总花色苷的4.54%;酰化葡萄糖苷15 890.66 μg/g,占总花色苷的95.46%。黑杞一号干果中检测出4种单体花色苷,其中双葡萄糖苷1种,咖啡酰化葡萄糖苷2种,香豆酰化葡萄糖苷1种,以甲基花翠素葡萄糖苷及其酰化衍生物含量最高。黑杞一号中单体花色苷含量由高到低为:甲基花翠素咖啡酰化葡萄糖苷>二甲花翠素咖啡酰化葡萄糖苷>甲基花翠素二葡萄糖苷>花翠素香豆酰化葡萄糖苷,占总花色苷的96.15%、2.49%、0.69%和0.67%。其中,非酰化葡萄糖苷72.90 μg/g,占总花色苷比例0.69%;酰化葡萄糖苷10 453.46 μg/g,占总花色苷比例99.31%。黑杞一号鲜果的单体花色苷总量比干果高6 119.33 μg/g。黑杞一号鲜果中各类型单体花色苷含量均高于干果,二甲基花翠素二葡萄糖苷、花翠素二葡萄糖苷、甲基花翠素香豆酰化葡萄糖苷和二甲花翠素香豆酰化葡萄糖苷仅在黑杞一号鲜果中检测到。
表2 黑杞一号鲜果和干果的单体花色苷比较
Table 2 The comparison of individual anthocyanins in
fresh and dried HeiQi No.1
单体花色苷 花色苷含量/(μg·g-1)鲜果干果甲基花翠素二葡萄糖苷101.03±41.65a72.90±3.31a二甲基花翠素二葡萄糖苷65.17-花翠素二葡萄糖苷588.83-甲基花翠素咖啡酰化葡萄糖苷15 138.92±5 124.88a10 121.36±78.51a二甲花翠素咖啡酰化葡萄糖苷429.05±144.56a262.47±2.23a甲基花翠素香豆酰化葡萄糖苷148.86-二甲花翠素香豆酰化葡萄糖苷40.57-花翠素香豆酰化葡萄糖苷133.26±51.13a69.63±0.80a总花色苷类16 645.6910 526.36
注:每一行不同的字母表示差异显著(P < 0.05)。“-”表示未检出。
由表3可知,在黑杞一号鲜果和干果中共检测到29种非花色苷单体酚,其中黄烷醇类7种,羟基苯甲酸类4种,黄酮醇类18种。与干果相较,黑杞一号鲜果中非花色苷单体酚总量低0.54 μg/g,其中黄烷醇类单体酚总量高0.02 μg/g,羟基苯甲酸类单体酚低1.03 μg/g,黄酮醇类高0.47 μg/g。黑杞一号鲜果可测定出值的单体酚共8种,含量由高到低为:没食子酸酯>异鼠李亭>表棓儿茶素>丁香亭-半乳糖苷>杨梅酮>二氢槲皮素>二氢山奈酚>棓儿茶素,其他21种均为痕量。黑杞一号干果可测定出值的单体酚共10种,含量由高到低为:原儿茶酸>没食子酸酯>异鼠李亭>表棓儿茶素>丁香亭-半乳糖苷>杨梅酮>水杨酸>二氢山奈酚>棓儿茶素>二氢槲皮素,其他19种均为痕量。
表3 黑杞一号鲜果和干果的非花色苷单体酚类比较
Table 3 The comparison of individual nonanthocyanin phenolic compounds in fresh and dried HeiQi No.1
分类非花色苷单体酚 单体酚含量/(μg·g-1)鲜果干果黄烷醇类原花色素痕量痕量棓儿茶素0.04±0.00a0.04±0.00a表棓儿茶素0.24±0.00a0.22±0.00a儿茶素痕量痕量原花色素 C1痕量痕量原花色素 B2痕量痕量表儿茶素痕量痕量小计0.280.26羟基苯甲酸类原儿茶酸痕量0.95没食子酸酯0.53±0.00a0.53±0.00a表儿茶素没食子酸酯痕量痕量水杨酸痕量0.08小计0.531.56黄酮醇类杨梅酮-半乳糖苷痕量痕量杨梅酮-葡萄糖苷痕量痕量二氢槲皮素痕量0.02槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸酐0.11痕量槲皮素-3-O-半乳糖苷痕量痕量槲皮素-葡萄糖苷痕量痕量二氢山奈酚0.09±0.02a0.07±0.01a丁香亭-半乳糖苷0.23±0.04a0.21±0.01a丁香亭-3-O-葡萄糖苷痕量痕量鼠李糖素3-O-葡萄糖苷0.34痕量槲皮素-3-O-鼠李糖苷痕量痕量山奈酚-3-O-鼠李糖苷痕量痕量山奈酚-3-O-葡萄苷痕量痕量杨梅酮0.17±0.00a0.17±0.00a丁香亭痕量痕量西伯利亚落叶松黄酮痕量痕量异鼠李亭0.27±0.00a0.27±0.00a槲皮素痕量痕量小计1.210.74总量 2.022.56
注:每一行不同的字母表示差异显著(P < 0.05)。
植物多酚作为植物的次生代谢产物,可预防癌症和心脑血管等疾病,其抗氧化活性与总酚含量相关[13]。酚类物质因含有酚羟基,化学性质活泼。多酚氧化酶的最适宜温度为35 ℃[14],在自然阴干过程中,多酚氧化酶活性较强,对黑杞一号果实中酚类物质会造成损失[15-16]。但由于黑杞一号含水量较大,果皮非常薄,制干过程中发生的浓缩和聚合反应作用略大于其损失,所以黑杞一号干果的总酚含量比鲜果高2.10 mg/g,但差异不显著。花色苷较不稳定,受热易氧化降解[17],所以黑杞一号干果较鲜果总花色苷含量低5.30 mg/g。制干过程中单宁易被氧化,制干后黑杞一号总单宁含量降低0.66 mg/g。
花青素(矢车菊素)、甲基花青素(芍药素)、花翠素(飞燕草素)、3-甲基花翠素(矮牵牛素)和二甲花翠素(锦葵素)为果实中常见的5种花色素[19]。花色素以糖苷的形式存在于植物细胞液中。花色苷分子上的葡萄糖残基会进一步与乙酸、香豆酸、咖啡酸结合成酰化花色苷,增加果实颜色的稳定性[20]。黑杞一号鲜果中检测出8种单体花色苷,甲基花翠素葡萄糖苷及其酰化衍生物含量占92.45%,花翠素葡萄糖苷及其酰化衍生物含量占4.34%,二甲基花翠素葡萄糖苷及其酰化衍生物含量占3.21%。黑杞一号干果中检测出4种单体花色苷,甲基花翠素葡萄糖苷及其酰化衍生物含量占96.84%,二甲基花翠素葡萄糖苷酰化衍生物含量占2.49%,花翠素葡萄糖苷酰化衍生物含量占0.67%。由于花色苷易氧化,所以干果的单体花色苷总量较鲜果降低6 119.33 μg/g。在制干过程中,黑杞一号中花色苷的组成和含量发生动态的变化。制干后,最稳定的甲基花翠素葡萄糖苷及其酰化衍生物所占比例升高4.39%,最不稳定的花翠素葡萄糖苷及其酰化衍生物所占比例降低3.67%。
黄烷醇类非花色苷单体酚不仅影响果实的苦味和收敛性,更具有舒张血管、降低血压的功能[21]。黑杞一号鲜果和干果均检测出7种黄烷醇类非花色苷单体酚,干果较鲜果低0.02 μg/g,均主要以表棓儿茶素和棓儿茶素为主。酚酸通过与有机酸、糖或醇结合,以酯的形式存在于果实中。黑杞一号鲜果和干果均检测出4种羟基苯甲酸类非花色苷单体酚,干果含量为鲜果的2.94倍,比鲜果中多0.95 μg/g原儿茶酸、0.08 μg/g水杨酸。原儿茶酸具有抗菌、祛痰、平喘作用,水杨酸为阿司匹林成分。黄酮醇类能够影响果实涩味,并且能保护皮肤免受紫外线伤害。黑杞一号鲜果和干果均检测出18种黄酮醇类非花色苷单体酚,且干果的含量比鲜果降低0.54 μg/g。两者均含有少量二氢山奈酚、丁香亭-半乳糖苷、杨梅酮、异鼠李亭。此外,黑杞一号鲜果中还能检测出0.11 μg/g槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸酐、0.34 μg/g鼠李糖素3-O-葡萄糖苷,黑杞一号干果中能检测出0.02 μg/g二氢槲皮素。
(1)黑杞一号鲜果总酚含量34.57 mg/g,总花色苷含量16.37 mg/g,总单宁含量6.78 mg/g。与黑杞一号鲜果相较,干果的总酚含量高2.10 mg/g、总花色苷含量低5.30 mg/g、总单宁含量低0.66 mg/g。
(2)黑杞一号鲜果中检测出8种单体花色苷,其中双葡萄糖苷3种,咖啡酰化葡萄糖苷2种,香豆酰化葡萄糖苷3种;黑杞一号干果中检测出4种单体花色苷,其中双葡萄糖苷1种,咖啡酰化葡萄糖苷2种,香豆酰化葡萄糖苷1种。两者均以甲基花翠素葡萄糖苷及其酰化衍生物含量最高。黑杞一号鲜果的单体花色苷总量比干果高6 119.33 μg/g,鲜果中各类型单体花色苷含量均高于干果。
(3)黑杞一号鲜果和干果中检测出29种非花色苷单体酚,包括黄烷醇类7种,羟基苯甲酸类4种,黄酮醇类18种。与干果相较,黑杞一号鲜果中非花色苷单体酚总量低0.54 μg/g。
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