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摘要[目的]为枇杷果实糖代谢、果实品质形成与改良研究奠定理论基础。[方法]对不同枇杷品种成熟果实可溶性糖组分及含量进行测试分析。[结果]不同品种枇杷果实的总糖含量、甜度值差异显著,白肉型品种的总糖含量与甜度值变化趋势一致,红肉型品种的总糖与甜度值的变化趋势相近;枇杷成熟果实可溶性糖主要为果糖,其含量平均值为42.33 mg/g(FW),占总糖的42.74%;山梨醇的含量最低,含量平均值为2.66 mg/g(FW),占总糖的2.69%。相关性分析表明,枇杷果实果糖与甜度值、总糖与甜度值的相关性极强(均为r=0.90**),总糖与果糖显著相关(r=0.79*),总糖与葡萄糖、山梨醇、蔗糖之间相关性不显著。[结论]果糖是构成枇杷果实总糖的重要因素,一定程度上果糖和总糖可以反映枇杷果实甜度值的高低。
关键词 枇杷;果实;可溶性糖;相关性分析
中图分类号 S667.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2017)02-0089-03
Abstract[Objective] The aim was to provide theoretical basis for the study of sugar metabolism,formation and improvement of fruit quality.[Method] The components and contents of soluble sugar in mature fruits of different species of loquat were analyzed.[Result] The results revealed that there were remarkable difference of total sugar content and sweetness among different species of loquat.The two variation trends of total sugar and sweetness were generally in whitish species and had similar tendency in yellowish cultivars.The content of fructose was the highest with a mean of 42.33 mg/g (FW) accounting for 42.74% in the total sugar.The content of sorbitol was the lowest with a mean of 2.66 mg/g (FW) accounting for 2.69% in the total sugar.There was a strong correlation between fructose and sweetness,and between total sugars and sweetness both with r=0.90** by correlation analysis.There was significant correlation between total sugars and fructose with r=0.79*,however,the correlations between total sugars and glucose,sucrose and sorbitol were not significant.[Conclusion] Fructose is the main component of total sugar in loquat fruit,fructose and total sugar in a certain extent can reflect the sweetness value of loquat fruit.
Key words Loquat;Fruit;Soluble sugar;Correlation analysis
枇杷為蔷薇科枇杷属植物,原产我国东南部地区。枇杷在秋天或初冬开花,果实在春天到初夏成熟,比其他水果都早。枇杷成熟果实味道甜美,营养丰富,含果糖、葡萄糖、钾、磷、铁、钙以及维生素A、B、C等,有润肺、止咳、止渴的功效,是深受人们喜爱的水果。研究枇杷果实可溶性糖组分及其含量特征,对充分评价和利用枇杷品种资源以及选育符合消费者需求的新品种具有重要的指导意义。 前人研究表明,糖含量、种类及其比例是决定果实甜度及风味品质的关键因素,同时糖也是类胡萝卜素、维生素、色素和芳香物质等合成的基础原料,还参与新陈代谢、能量供给,并在细胞转导中起着信号分子的作用[1-4]。不同栽培种的枇杷果实糖积累[5-9]研究已有少量报道,但其结论相差较大。笔者对以白肉突变体和野生型为代表的白肉型枇杷和红肉型枇杷成熟果实的糖组分含量及相关性进行比较研究,拟为枇杷果实糖代谢和调控研究、果实品质形成与改良研究奠定理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料
试验材料均来自成都市龙泉驿区阳光城枇杷园,供试品种主要有红肉型枇杷品种大五星、艳红、早红、TBY(红肉洞庭枇杷一芽变枝,其野生型红肉嫁接植株,即下文的野生型),白肉型枇杷品种贵妃、黄蜜、新白8号、TBW(红肉洞庭枇杷一芽变枝,其突变型白肉嫁接植株,即下文的突变型)。
1.2 方法
1.2.1 样品采集。
所有供试样品的采集工作由相同人员完成。果实成熟时,每个品种选取长势相似、产量相当的3株树,统一随机选取东、南、西、北、顶部中等大小、无病害的果实15个,将果实清洗、去皮、去核,可食用部分破碎混匀,采用四分法取样,再打成匀浆,液氮速冻后于-70 ℃超低温冰箱保存备用。 1.2.2 可溶性糖含量的测定。
样品前处理:称取果肉样品5~6 g,纯水定容于50 mL容量瓶,涡旋混匀后超声提取20 min,然后转移至100 mL离心管中以5 000 r/min低速离心10 min,取上层清液过0.45 μm水相滤膜后待测。
测定方法按GB/T 22221—2008进行,采用液相色谱法,液相色谱仪为Agilent 1100Lc系统。色谱条件:流动相为85%乙腈+15%水;流速1 mL/min;示差检测器,检测器温度35 ℃;色谱柱为Agilent carbohydrate(5 μm,4.6 mm×250.0 mm),柱温35 ℃;进样量20 μL。根据样品峰面积和各种碳水化合物的标准曲线计算其可溶性糖含量。
1.2.3 总糖含量的测定。
总糖含量按方法GB/T 5009.7进行测定。
1.2.4 甜度值的计算。甜度值的计算方法参照文献[10],以蔗糖的甜度值为1.00,果糖为1.75,葡萄糖为0.70,山梨醇为0.40,甜度值=蔗糖含量×1.00+果糖含量×1.75+葡萄糖含量×0.70+山梨醇含量×0.40。
1.3 数据处理
所有数据使用Excel 2007和Dps 7.05软件进行处理。
2 结果与分析
2.1 不同品种枇杷成熟果实可溶性糖组分及含量
2.1.1 总糖及甜度值。
供试枇杷品种的总糖和甜度值分析结果见图1和2。从图1和2中得知,不同品种枇杷果实的总糖含量、甜度值差异显著,白肉型品种贵妃、新白8号、黄蜜、突变型的总糖含量與甜度值变化趋势一致,即总糖含量越高,甜度值越大,反之则越小;红肉型品种大五星、艳红、早红、野生型的总糖与甜度值的变化趋势相近。
2.1.2 可溶性糖组分及含量。
从表1得知,枇杷成熟果实可溶性糖主要为果糖,其含量平均值为42.33 mg/g(FW),占总糖的42.74%;其次是葡萄糖,含量平均值为23.88 mg/g(FW),占总糖的24.11%;再次是蔗糖,含量平均值为20.48 mg/g(FW),占总糖的20.68%;山梨醇的含量最低,含量平均值为2.66 mg/g(FW),占总糖2.69%。
供试的8个品种枇杷成熟果实平均总糖含量为99.04 mg/g(FW),白肉型品种的平均总糖含量为103.81 mg/g(FW),高于供试品种平均总糖含量4.82百分点,红肉型品种的平均总糖含量为94.28 mg/g(FW),低于测试品种平均总糖含量4.81百分点。供试品种果实的可溶性糖组分中果糖含量都是最高的,白肉型品种的平均果糖含量为47.55 mg/g(FW),高于供试品种平均果糖含量12.33百分点,红肉型品种的平均果糖含量为37.12 mg/g(FW),低于供试品种平均果糖含量12.31百分点;白肉型品种果实的葡萄糖、蔗糖、山梨醇的含量与红肉型品种果实含量相对接近。
2.2 枇杷成熟果实中糖组分的相关性分析
对枇杷成熟果实总糖、甜度值以及不同糖组分进行相关性分析,结果见表2。分析结果表明,果糖与甜度值、总糖与甜度值的相关性极强(均为r=0.90**),一定程度上果糖和总糖可以反映枇杷果实甜度值的高低;总糖与果糖显著相关(r=0.79*),这与果糖在总糖中所占的比例最大相符合,反映了果糖是构成枇杷果实总糖的最重要组成成分;总糖与葡萄糖、山梨醇、蔗糖之间相关性不显著;果糖与葡萄糖显著相关(r=0.70*),与山梨醇、蔗糖之间相关性不显著。
3 结论与讨论
该研究得出,枇杷成熟果实可溶性糖主要为果糖、蔗糖、葡萄糖和山梨醇,其中果糖含量最高,其次为蔗糖,山梨醇含量最低。不同品种枇杷果实的总糖含量、甜度值差异显著,白肉型品种的总糖含量与甜度值变化趋势一致,红肉型品种的总糖与甜度值的变化趋势相近。分析表明,枇杷果实中果糖与甜度值、总糖与甜度值极显著相关,总糖与果糖显著相关,总糖与葡萄糖、山梨醇、蔗糖之间相关性不显著。研究结果表明,果糖是构成枇杷果实可溶性总糖的重要组成成分,一定程度上果糖和总糖可以反映枇杷果实甜度值的高低。
果实中糖的组成是衡量果实品质的重要指标,糖的组分和含量影响果实品质风味的形成。已有研究报道,不同种的梨成熟果实内可溶性糖的含量和组分具有相似的特征,即主要包括果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇,其中果糖含量的均值最高,蔗糖含量的均值最低[10],苹果果实中果糖的含量最高[11],桃果实中均以蔗糖含量最高,果糖最低[12]。枇杷不同品种成熟果实中糖分组成也有报道,差异较大。陈秋燕等[7]研究表明,从糖组分上看,白玉、白沙、冠玉和常绿四号等白肉枇杷果实可溶性糖组成以蔗糖为主,占总可溶性糖含量的50%~65%,显著高于夹脚、洛阳青和大红袍等红肉枇杷果实。蒋际谋等[9]研究表明,枇杷种质成熟果实中均含有果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇,其中果糖含量最高,平均39.49 mg/g(FW),山梨醇含量最低,平均3.03 mg/g(FW)。该研究表明,枇杷成熟果实中均含有果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇,果糖含量最高,山梨醇含量最低,与前人研究结果不完全一致,这可能与研究材料选择、环境因子等因素有关,有待于进一步研究。
参考文献
[1] TEIXEIRA R T,KNORPP C,GLIMELIUS K.Modified sucrose,starch,and ATP levels in two alloplasmic malesterile lines of B.napus[J].Journal of experimental botany,2005,56(414):1245-1253.
[2] 秦巧平,林飞凡,张岚岚.枇杷果实糖酸积累的分子生理机制[J].浙江农林大学学报,2012,29(3):453-457.
[3] SMEEKENS S.Sugarinduced signal transduction in plants[J].Annual review of plant physiology and plant mjolecular biology,2000,51:49-81.
[4] 张上隆,陈昆松.果实品质形成与调控的分子生理[M].北京:中国农业出版社,2007.
[5] 倪照君,沈丹婷,顾林平,等.枇杷果实发育过程中糖积累及相关酶活性变化研究[J].西北植物学报,2009,29(3):487-493.
[6] 陈俊伟,徐红霞,谢鸣,等.红沙枇杷‘大红袍’与白沙枇杷‘宁海白’糖积累及代谢的差异[J].园艺学报,2010,37(6):997-1002.
[7] 陈秋燕,周京一,张波,等.白肉枇杷与红肉枇杷成熟果实可溶性糖组成差异及其与蔗糖代谢相关酶活性的关系[J].果树学报,2010,27(4):616-621.
[8] 魏秀清,许玲,余东,等.福建枇杷主栽品种果实发育过程糖的积累[J].福建农业学报,2013,28(3):237-240.
[9] 蒋际谋,陈秀萍,胡文舜,等.枇杷种质资源果实糖组分及含量特征[J].园艺学报,2015,42(9):1781-1788.
[10] 姚改芳,张绍铃,曹玉芬,等.不同栽培种梨果实中可溶性糖组分及含量特征[J].中国农业科学,2010,43(20):4229-4237.
[11] 张小燕,陈学森,彭勇,等.新疆野苹果矿质元素与糖酸组分的遗传多样性[J].园艺学报,2008,35(2):277-280.
[12] 牛景,赵剑波,吴本宏,等.不同来源桃种质果实糖酸组分含量特点的研究[J].园艺学报,2006,33(1):6-11.
关键词 枇杷;果实;可溶性糖;相关性分析
中图分类号 S667.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2017)02-0089-03
Abstract[Objective] The aim was to provide theoretical basis for the study of sugar metabolism,formation and improvement of fruit quality.[Method] The components and contents of soluble sugar in mature fruits of different species of loquat were analyzed.[Result] The results revealed that there were remarkable difference of total sugar content and sweetness among different species of loquat.The two variation trends of total sugar and sweetness were generally in whitish species and had similar tendency in yellowish cultivars.The content of fructose was the highest with a mean of 42.33 mg/g (FW) accounting for 42.74% in the total sugar.The content of sorbitol was the lowest with a mean of 2.66 mg/g (FW) accounting for 2.69% in the total sugar.There was a strong correlation between fructose and sweetness,and between total sugars and sweetness both with r=0.90** by correlation analysis.There was significant correlation between total sugars and fructose with r=0.79*,however,the correlations between total sugars and glucose,sucrose and sorbitol were not significant.[Conclusion] Fructose is the main component of total sugar in loquat fruit,fructose and total sugar in a certain extent can reflect the sweetness value of loquat fruit.
Key words Loquat;Fruit;Soluble sugar;Correlation analysis
枇杷為蔷薇科枇杷属植物,原产我国东南部地区。枇杷在秋天或初冬开花,果实在春天到初夏成熟,比其他水果都早。枇杷成熟果实味道甜美,营养丰富,含果糖、葡萄糖、钾、磷、铁、钙以及维生素A、B、C等,有润肺、止咳、止渴的功效,是深受人们喜爱的水果。研究枇杷果实可溶性糖组分及其含量特征,对充分评价和利用枇杷品种资源以及选育符合消费者需求的新品种具有重要的指导意义。 前人研究表明,糖含量、种类及其比例是决定果实甜度及风味品质的关键因素,同时糖也是类胡萝卜素、维生素、色素和芳香物质等合成的基础原料,还参与新陈代谢、能量供给,并在细胞转导中起着信号分子的作用[1-4]。不同栽培种的枇杷果实糖积累[5-9]研究已有少量报道,但其结论相差较大。笔者对以白肉突变体和野生型为代表的白肉型枇杷和红肉型枇杷成熟果实的糖组分含量及相关性进行比较研究,拟为枇杷果实糖代谢和调控研究、果实品质形成与改良研究奠定理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料
试验材料均来自成都市龙泉驿区阳光城枇杷园,供试品种主要有红肉型枇杷品种大五星、艳红、早红、TBY(红肉洞庭枇杷一芽变枝,其野生型红肉嫁接植株,即下文的野生型),白肉型枇杷品种贵妃、黄蜜、新白8号、TBW(红肉洞庭枇杷一芽变枝,其突变型白肉嫁接植株,即下文的突变型)。
1.2 方法
1.2.1 样品采集。
所有供试样品的采集工作由相同人员完成。果实成熟时,每个品种选取长势相似、产量相当的3株树,统一随机选取东、南、西、北、顶部中等大小、无病害的果实15个,将果实清洗、去皮、去核,可食用部分破碎混匀,采用四分法取样,再打成匀浆,液氮速冻后于-70 ℃超低温冰箱保存备用。 1.2.2 可溶性糖含量的测定。
样品前处理:称取果肉样品5~6 g,纯水定容于50 mL容量瓶,涡旋混匀后超声提取20 min,然后转移至100 mL离心管中以5 000 r/min低速离心10 min,取上层清液过0.45 μm水相滤膜后待测。
测定方法按GB/T 22221—2008进行,采用液相色谱法,液相色谱仪为Agilent 1100Lc系统。色谱条件:流动相为85%乙腈+15%水;流速1 mL/min;示差检测器,检测器温度35 ℃;色谱柱为Agilent carbohydrate(5 μm,4.6 mm×250.0 mm),柱温35 ℃;进样量20 μL。根据样品峰面积和各种碳水化合物的标准曲线计算其可溶性糖含量。
1.2.3 总糖含量的测定。
总糖含量按方法GB/T 5009.7进行测定。
1.2.4 甜度值的计算。甜度值的计算方法参照文献[10],以蔗糖的甜度值为1.00,果糖为1.75,葡萄糖为0.70,山梨醇为0.40,甜度值=蔗糖含量×1.00+果糖含量×1.75+葡萄糖含量×0.70+山梨醇含量×0.40。
1.3 数据处理
所有数据使用Excel 2007和Dps 7.05软件进行处理。
2 结果与分析
2.1 不同品种枇杷成熟果实可溶性糖组分及含量
2.1.1 总糖及甜度值。
供试枇杷品种的总糖和甜度值分析结果见图1和2。从图1和2中得知,不同品种枇杷果实的总糖含量、甜度值差异显著,白肉型品种贵妃、新白8号、黄蜜、突变型的总糖含量與甜度值变化趋势一致,即总糖含量越高,甜度值越大,反之则越小;红肉型品种大五星、艳红、早红、野生型的总糖与甜度值的变化趋势相近。
2.1.2 可溶性糖组分及含量。
从表1得知,枇杷成熟果实可溶性糖主要为果糖,其含量平均值为42.33 mg/g(FW),占总糖的42.74%;其次是葡萄糖,含量平均值为23.88 mg/g(FW),占总糖的24.11%;再次是蔗糖,含量平均值为20.48 mg/g(FW),占总糖的20.68%;山梨醇的含量最低,含量平均值为2.66 mg/g(FW),占总糖2.69%。
供试的8个品种枇杷成熟果实平均总糖含量为99.04 mg/g(FW),白肉型品种的平均总糖含量为103.81 mg/g(FW),高于供试品种平均总糖含量4.82百分点,红肉型品种的平均总糖含量为94.28 mg/g(FW),低于测试品种平均总糖含量4.81百分点。供试品种果实的可溶性糖组分中果糖含量都是最高的,白肉型品种的平均果糖含量为47.55 mg/g(FW),高于供试品种平均果糖含量12.33百分点,红肉型品种的平均果糖含量为37.12 mg/g(FW),低于供试品种平均果糖含量12.31百分点;白肉型品种果实的葡萄糖、蔗糖、山梨醇的含量与红肉型品种果实含量相对接近。
2.2 枇杷成熟果实中糖组分的相关性分析
对枇杷成熟果实总糖、甜度值以及不同糖组分进行相关性分析,结果见表2。分析结果表明,果糖与甜度值、总糖与甜度值的相关性极强(均为r=0.90**),一定程度上果糖和总糖可以反映枇杷果实甜度值的高低;总糖与果糖显著相关(r=0.79*),这与果糖在总糖中所占的比例最大相符合,反映了果糖是构成枇杷果实总糖的最重要组成成分;总糖与葡萄糖、山梨醇、蔗糖之间相关性不显著;果糖与葡萄糖显著相关(r=0.70*),与山梨醇、蔗糖之间相关性不显著。
3 结论与讨论
该研究得出,枇杷成熟果实可溶性糖主要为果糖、蔗糖、葡萄糖和山梨醇,其中果糖含量最高,其次为蔗糖,山梨醇含量最低。不同品种枇杷果实的总糖含量、甜度值差异显著,白肉型品种的总糖含量与甜度值变化趋势一致,红肉型品种的总糖与甜度值的变化趋势相近。分析表明,枇杷果实中果糖与甜度值、总糖与甜度值极显著相关,总糖与果糖显著相关,总糖与葡萄糖、山梨醇、蔗糖之间相关性不显著。研究结果表明,果糖是构成枇杷果实可溶性总糖的重要组成成分,一定程度上果糖和总糖可以反映枇杷果实甜度值的高低。
果实中糖的组成是衡量果实品质的重要指标,糖的组分和含量影响果实品质风味的形成。已有研究报道,不同种的梨成熟果实内可溶性糖的含量和组分具有相似的特征,即主要包括果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇,其中果糖含量的均值最高,蔗糖含量的均值最低[10],苹果果实中果糖的含量最高[11],桃果实中均以蔗糖含量最高,果糖最低[12]。枇杷不同品种成熟果实中糖分组成也有报道,差异较大。陈秋燕等[7]研究表明,从糖组分上看,白玉、白沙、冠玉和常绿四号等白肉枇杷果实可溶性糖组成以蔗糖为主,占总可溶性糖含量的50%~65%,显著高于夹脚、洛阳青和大红袍等红肉枇杷果实。蒋际谋等[9]研究表明,枇杷种质成熟果实中均含有果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇,其中果糖含量最高,平均39.49 mg/g(FW),山梨醇含量最低,平均3.03 mg/g(FW)。该研究表明,枇杷成熟果实中均含有果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇,果糖含量最高,山梨醇含量最低,与前人研究结果不完全一致,这可能与研究材料选择、环境因子等因素有关,有待于进一步研究。
参考文献
[1] TEIXEIRA R T,KNORPP C,GLIMELIUS K.Modified sucrose,starch,and ATP levels in two alloplasmic malesterile lines of B.napus[J].Journal of experimental botany,2005,56(414):1245-1253.
[2] 秦巧平,林飞凡,张岚岚.枇杷果实糖酸积累的分子生理机制[J].浙江农林大学学报,2012,29(3):453-457.
[3] SMEEKENS S.Sugarinduced signal transduction in plants[J].Annual review of plant physiology and plant mjolecular biology,2000,51:49-81.
[4] 张上隆,陈昆松.果实品质形成与调控的分子生理[M].北京:中国农业出版社,2007.
[5] 倪照君,沈丹婷,顾林平,等.枇杷果实发育过程中糖积累及相关酶活性变化研究[J].西北植物学报,2009,29(3):487-493.
[6] 陈俊伟,徐红霞,谢鸣,等.红沙枇杷‘大红袍’与白沙枇杷‘宁海白’糖积累及代谢的差异[J].园艺学报,2010,37(6):997-1002.
[7] 陈秋燕,周京一,张波,等.白肉枇杷与红肉枇杷成熟果实可溶性糖组成差异及其与蔗糖代谢相关酶活性的关系[J].果树学报,2010,27(4):616-621.
[8] 魏秀清,许玲,余东,等.福建枇杷主栽品种果实发育过程糖的积累[J].福建农业学报,2013,28(3):237-240.
[9] 蒋际谋,陈秀萍,胡文舜,等.枇杷种质资源果实糖组分及含量特征[J].园艺学报,2015,42(9):1781-1788.
[10] 姚改芳,张绍铃,曹玉芬,等.不同栽培种梨果实中可溶性糖组分及含量特征[J].中国农业科学,2010,43(20):4229-4237.
[11] 张小燕,陈学森,彭勇,等.新疆野苹果矿质元素与糖酸组分的遗传多样性[J].园艺学报,2008,35(2):277-280.
[12] 牛景,赵剑波,吴本宏,等.不同来源桃种质果实糖酸组分含量特点的研究[J].园艺学报,2006,33(1):6-11.