森林与环境学报  2016, Vol. 36 Issue (3): 367-372   PDF    
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2016.03.019
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王亚军, 郭素娟, 安巍, 刘兰英, 尹跃, 张曦燕
WANG Yajun, GUO Sujuan, AN Wei, LIU Lanying, YIN Yue, ZHANG Xiyan
5种枸杞的果实性状及主要营养成分
Study on the characters and major constituents in the fruits of five wolfberry varieties
森林与环境学报, 2016, 36(3): 367-372
Journal of Forest and Environment, 2016, 36(3): 367-372.
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2016.03.019

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收稿日期: 2015-11-06
修订日期: 2016-01-21
5种枸杞的果实性状及主要营养成分
王亚军1, 2, 郭素娟1 , 安巍2, 刘兰英2, 尹跃2, 张曦燕2    
1. 北京林业大学林学院, 北京 100083;
2. 国家枸杞工程技术研究中心, 宁夏 银川 750002
摘要: 调查测定5种枸杞种质资源的农艺性状和质量性状,比较分析了4种黄果枸杞(W-11-15、W-12-27、W-12-30、‘宁夏黄果’)与红果枸杞‘宁杞1号’的表型特征特性及营养成分的差异。结果表明,W-11-15、W-12-27、W-12-30三种黄果枸杞具有不散粉的特性;黄果枸杞的果实大小、单株产量均小于红果枸杞‘宁杞1号’,但鲜果出汁率明显高于‘宁杞1号’(80%左右);相对于‘宁杞1号’,黄果枸杞的总糖、枸杞多糖和类胡萝卜素含量较低,但具有高黄酮的特性;黄果枸杞的果糖含量较‘宁杞1号’低,但葡萄糖含量较高,尤其是W-12-30果实中的葡萄糖含量比‘宁杞1号’高34.47%。
关键词: 枸杞    种质资源    性状    主要成分    
Study on the characters and major constituents in the fruits of five wolfberry varieties
WANG Yajun1, 2, GUO Sujuan1 , AN Wei2, LIU Lanying2, YIN Yue2, ZHANG Xiyan2    
1. College of Forestry, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China;
2. National Wolfberry Engineering Research Center, Yinchuan, Ningxia 750002, China
Abstract: The characters and nutrients of five wolfberry germplasms W-11-15,W-12-27,W-12-30,‘Ningxiahuangguo’ and ‘Ningqi No.1’were comparatively analyzed. The results indicated that there was no pollen spilling out from the androeciums of three wolfberry germplasms W-11-15,W-12-27 and W-12-30. The average fruit weight and per plant yield of yellow-fruit wolfberry were lower than red-fruit wolfberry ‘Ningqi No.1’, but the juice yield of yellow-fruit wolfberry was 80%, all higher than red-fruit wolfberry ‘Ningqi No.1’evidently. There were lower total sugar, lycium barbarum polysaccharides and carotenoid but higher flavone in the fruits of yellow-fruit wolfberry than ‘Ningqi No.1’. The content of fructose in the fruits of yellow-fruit wolfberry was lower than ‘Ningqi No.1’, but the content of glucose was higher synchronously. The content of glucose in the fruit of W-12-30 was 34.47% higher than ‘Ningqi No.1’. The germplasms W-12-27 and W-12-30 had larger fruits and higher yield than other germplasms. They could be taken as special varieties for wolfberry beverage processing.
Key words: Lycium chinense Mill.    germplasm    character    major constituents    

枸杞(Lycium chinense Mill.)系茄科(Solanaceae)枸杞属(Lycium L.)落叶灌木。目前,国内主要栽培的枸杞品种为宁夏枸杞(Lycium barbarum L.),其果实为红色,是常用滋补类中药材[1]。枸杞子具有增强免疫力、防衰老、抗肿瘤、抗氧化等多方面的药理作用。近代医学研究发现枸杞子内含有枸杞多糖、总糖、甜菜碱、类胡萝卜素、黄酮、药用氨基酸等有效成分[2, 3, 4, 5]

黄果枸杞是枸杞种质资源中的稀缺资源,果实黄色,鲜果汁无生药味、无苦味,果肉细腻,色泽美观,果皮薄,榨汁过程中皮渣很少,出汁率高,是枸杞鲜汁饮料加工的理想材料。但现有的黄果枸杞种质‘宁夏黄果’存在果实颗粒小、树体生长势不强、产量低等问题,不适宜作为栽培品种进行大面积栽培。目前枸杞深加工所用的鲜果原料主要是‘宁杞1号’、‘宁杞7号’等果用型和生产上大面积栽培的红果枸杞品种。这些品种栽培面积大、产量高,能够满足鲜汁加工的原料供应,但其鲜果汁生药味重,有苦味,色泽不美观,得不到市场青睐,市场前景不容乐观。因此,本课题组在多年枸杞新品种选育的基础上,从花器散粉特性、果实大小、营养成分含量等方面,比较分析优选黄果枸杞的种质材料与主栽品种‘宁杞1号’在农艺性状及营养成分方面的差异,确定黄果枸杞的资源特异性,旨在为黄果枸杞新品种培育提供理论依据。

1 试验地概况

试验地位于宁夏回族自治区银川市西夏区芦花台园林场,试验区0-30 cm土层的本底值为 : pH=7.90,全盐含量0.72 g·kg-1,有机质含量9.46 g·kg-1,全氮含量0.69 g·kg-1,速效氮含量78 mg·kg-1,速效磷含量12.8 mg·kg-1,速效钾含量154 mg·kg-1,属于轻度盐碱土。

2 材料与方法 2.1 试验材料

国家枸杞工程技术研究中心自主优选的4种黄果枸杞材料(W-12-27、W-12-30、W-11-15、‘宁夏黄果’),以及1种红果枸杞品种‘宁杞1号’。其中,W-12-27、W-12-30、W-11-15三份黄果枸杞种质材料是从2003年选送的21份枸杞种质材料经航天诱变之后的F1代群体中筛选获得,试验材料的基本情况如表 1所示。

表 1 试验材料的基本情况 Table 1 Materials for the test
品种Variety来源Origin选育年份Year of breeding定植年份Year of planting特征特性Characters
W-11-15航天诱变Aerospace mutation20122013果实鲜黄色,果实大,萌蘖力强,叶长披针形Bright yellow and large fruit,powerful budding force, lanceolate leaf
W-12-27航天诱变Aerospace mutation20122013果实黄色,果实大,萌蘖力强,叶长披针形Yellow and large fruit, powerful budding force, lanceolate leaf
W-12-30航天诱变Aerospace mutation20122013果实黄色,果实大,萌蘖力强,叶长披针形Yellow and large fruit, powerful budding force, lanceolate leaf
‘宁夏黄果’ ‘Ningxiahuangguo’资源收集Resource collection19862013果实桔黄色,果实小,萌枝力弱,叶披针形Saffron yellow and small fruit, feeble budding force, lanceolate leaf
‘宁杞1号’ ‘Ningqi No.1’群体选优Group selection19862013果实红色,果实较大,萌枝力中庸,叶披针形Red and largerfruit, middle budding force, lanceolate leaf
2.2 试验方法 2.2.1 散粉情况及果实性状调查

采用苯酚-品红染色法[6]进行散粉情况调查。按照《枸杞种质资源描述规范和数据标准》[7]进行果实性状调查。

2.2.2 鲜果出汁率计算

采集鲜果,称重,记录鲜果质量(W0);利用贝尔斯顿原汁机(型号ZZJ-808)进行榨汁,将渣汁分离;称量鲜汁重,记录鲜汁质量(W1);出汁率=W1/W0×100%。

2.2.3 主要营养成分含量测定

采用紫外可见吸收光谱(ultraviolet-visible spectroscopy,UV-VIS)和高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)测定类胡萝卜素和总黄酮含量[8, 9]。依据GB/T 18672-2002[10]的方法测定总糖及枸杞多糖含量。依据GB/T 22221-2008[11]的方法测定果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖的含量。

2.3 数据处理

采用Excel 2003和DPS 3.01软件进行数据处理。

3 结果与分析 3.1 不同品种枸杞的开花散粉情况

2015年7月10日,采集枸杞盛花期的花朵,观察花粉粒染色情况,测量花粉粒大小(表 2)。5份供试枸杞种质材料中,仅有2份材料可散粉,而另外3份雄蕊花药不能散粉;不散粉的材料的来源相同,均为同一航天诱变的F1代苗。

表 2 不同品种枸杞的花粉散粉情况及花粉粒大小 Table 2 Pollen amounts and pollen grains size of fruit wolfberry varieties
品种Variety是否散粉Pollen spill out花粉粒大小Pollen grains size/(μm×μm)
W-11-15否No-
W-12-27否No-
W-12-30否No-
‘宁夏黄果’ ‘Ningxiahuangguo’是Yes31×29
‘宁杞1号’ ‘Ningqi No.1’是Yes32×28
3.2 不同品种枸杞的果实性状

2015年7月15日、9月14日和10月16日采摘各参试材料的前期、中期和后期的鲜果,测定其平均单果重、果实纵横径、果柄长以及种子数,结果见表 3。 ‘宁杞1号’果实大、椭圆形、果柄长、种子含量高;‘宁杞1号’的单果重明显高于4种黄果枸杞,与W-11-15和‘宁夏黄果’的差异达极显著水平(P<0.01),与W-12-27和W-12-30的差异不显著;W-12-30的单果重高于其他3种黄果枸杞,其中,与W-11-15和‘宁夏黄果’的差异达显著水平,与W-12-27不存在显著性差异;4种黄果枸杞的果形均为圆果,果柄短于‘宁杞1号’,单个果实的种子数在20粒以内。由此可见,相对于红果枸杞,黄果枸杞的果实较小;在供试的4种黄果枸杞中,W-12-27和W-12-30的果实较大,属于大果型的黄果枸杞。

表 3 不同品种枸杞的果实性状 Table 3 Fruit properties of fruit wolfberry varieties
品种Variety单果重Per fruit weight/g纵径Lengthwise/mm横径Horizontal length/mm纵横比Aspect ratio果柄长Carpopodium longness/mm种子数Seed amount/grain
1)同列不同大写字母表示差异达0.01极显著水平 , 不同小写字母表示差异达0.05显著水平 。 Note : different capital letters in the same column means extremely remarkable difference at 0.01 level ; different small letters in the same column means significant difference at 0.05 level.
W-11-150.34Bc10.269.681.0617.4519.02
W-12-270.50ABab11.2510.971.0320.0021.02
W-12-300.54ABa13.149.541.3818.6318.75
‘宁夏黄果’‘Ningxiahuangguo’0.38Bbc13.338.741.5317.7518.35
‘宁杞1号’‘Ningqi No.1’0.61Aa18.019.141.9722.3132.13
3.3 不同品种枸杞的鲜果出汁率

2015年7月10日、8月16日和9月18日采摘各参试材料的鲜果,测定鲜果出汁率,结果见表 4。不同品种枸杞的鲜果出汁率由高到低依次为W-12-27>W-12-30>‘宁夏黄果’>W-11-15>‘宁杞1号’。4种黄果枸杞的鲜果出汁率均高于‘宁杞1号’,其中W-12-27的鲜果出汁率为84.97%,与‘宁杞1号’的差异达极显著水平(P<0.01);W-12-30的鲜果出汁率为80.52%,与‘宁杞1号’的差异达显著水平(P<0.05);‘宁夏黄果’和W-11-15的鲜果出汁率分别为79.01%和77.83%,虽高于‘宁杞1号’(67.47%),但不存在显著性差异;4种黄果枸杞的鲜果出汁率不存在显著性差异。由此可见,黄果枸杞较红果枸杞具有高出汁率的特性,是枸杞鲜汁饮料加工的理想材料。

表 4 不同品种枸杞的出汁率1) Table 4 Juice yield of different fruit wolfberry varieties
品种Variety 出汁率Juice yield/% 均值Average/%
7月10日10 July 8月16日16 August 9月18日18 September
1)同列数据后不同大写字母表示0.01差异显著水平,不同小写字母表示0.05差异显著水平。Note: different capital letters in the same column means extremely remarkable difference at 0.01 level; different small letters in the same column means significant difference at 0.05 level.
W-11-15 80.47 78.68 74.33 77.83ABab
W-12-27 87.36 86.63 80.91 84.97Aa
W-12-30 77.46 86.79 77.31 80.52ABa
‘宁夏黄果’‘Ningxiahuangguo’ 86.19 85.80 65.05 79.01ABab
‘宁杞1号’‘Ningqi No.1’ 70.12 68.25 64.03 67.47Bb
3.4 不同品种枸杞的鲜果产量

从6月30日开始,分别选择不同品种枸杞5株生长健壮、大小均一的单株,统计其产量数据,单株平均产量如图 1所示。2年生的不同品种枸杞的鲜果单株产量由高到低依次为‘宁杞1号’>W-12-30>W-12-27>‘宁夏黄果’>W-11-15;‘宁杞1号’的鲜果产量最高(850.2 g·株-1),明显高于黄果枸杞,说明在产量方面,供试的黄果枸杞均不如红果枸杞;4种黄果枸杞中,W-12-30的产量最高(476.8 g·株-1),较W-12-27、‘宁夏黄果’、W-11-15提高97.97%、239.16%和633.52%。

图 1 不同品种枸杞的单株产量 Fig.1 Per plant yield of different yellowfruit wolfberry germplasms
3.5 不同品种枸杞果实中的主要营养成分

2015年8月,分别采摘不同品种枸杞的鲜果,进行果实主要营养成分测定,测定结果如表 5所示。不同品种枸杞材料的鲜果中,总糖、枸杞多糖、类胡萝卜素和总黄酮含量差异较大。‘宁杞1号’果实中的总糖含量最高,且明显高于W-11-15,并达极显著水平(P<0.01)。枸杞多糖含量由高到低依次为‘宁杞1号’>‘宁夏黄果’>W-12-27>W-12-30>W-11-15;4种黄果枸杞中,以‘宁夏黄果’鲜果中的枸杞多糖含量最高,但差异不显著。由此说明,4份黄果枸杞的枸杞多糖含量相近。‘宁杞1号’鲜果中类胡萝卜素含量最高(3.111%),明显高于黄果枸杞(P<0.01);4种黄果枸杞中,以‘宁夏黄果’鲜果中的类胡萝卜素含量最高(1.042%),明显高于其他3种黄果枸杞(P<0.01);W-12-27、W-12-30和W-11-15鲜果中类胡萝卜素含量相近,差异不显著。总黄酮的含量由高到低依次为‘宁夏黄果’>W-12-27>W-12-30>W-11-15>‘宁杞1号’;‘宁夏黄果’和W-12-27鲜果中总黄酮含量较高,均在0.2%以上,属于高黄酮的种质材料;W-12-30和W-11-15鲜果中总黄酮含量较低,分别为0.082%和0.089%;5份参试材料中的总黄酮含量均存在极显著性差异(P<0.01),‘宁杞1号’中含量最低。由此可初步推断,红果枸杞表现为高总糖和高枸杞多糖;黄果枸杞表现为高黄酮的特性。

表 5 不同品种枸杞果实的主要营养成分1) Table 5 Nutrients of different fruit wolfberry varieties
品种Variety总糖含量Total sugar content/%枸杞多糖含量L. barbarum polysaccharides content/%类胡萝卜素含量Carotenoid content/%总黄酮含量Flavone content/%
1)同列数据后不同大写字母表示差异达0.01极显著水平 , 不同小写字母表示差异达0.05显著水平 。 Note : different capital letters in the same column means extremely remarkable difference at 0.01 level ; different small letters in the same column means significant difference at 0.05 level.
W-11-159.62Bb0.56Ab0.334Cc0.082Dd
W-12-2712.97Aa0.71Aab0.322Cc0.202Bb
W-12-3012.80Aa0.60Ab0.311Cc0.089Cc
‘宁夏黄果’‘Ningxiahuangguo’12.82Aa0.81Aab1.042Bb0.223Aa
‘宁杞1号’‘Ningqi No.1’13.97Aa0.88Aa3.111Aa0.055Ee
3.6 不同品种枸杞果实的糖组分含量

为了比较不同品种枸杞果实糖组分含量的差异,对枸杞鲜果样品中的果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖进行了测定。按照0.4%的检出限,在所有样品中均未检出蔗糖和麦芽糖。该结果与ZHENG et al[12]的研究结果一致。本次测定的枸杞鲜果为开花35 d以后的成熟果实,可能蔗糖含量已低于0.4%,所以未检出。不同品种枸杞果实果糖、葡萄糖含量见图 2

图 2 不同品种枸杞果实中果糖和葡萄糖的含量 Fig.2 Content of fructose and glucose in the fresh fruits of different yellowfruit wolfberry germplasms

图 2可以看出,不同品种枸杞果实中,果糖的含量由高到低依次为‘宁杞1号’>‘宁夏黄果’=W-12-30>W-12-27>W-11-15;葡萄糖的含量由高到低依次为W-12-30>W-12-27>‘宁杞1号’>‘宁夏黄果’>W-11-15。果糖是甜度最高的天然糖[12]。‘宁杞1号’的果糖含量最高,为5.36% ,较‘宁夏黄果’和W-12-30高3.49%,而较W-12-27和W-11-15高46.45%和46.85%。葡萄糖在生物学领域具有重要地位,是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物[13]。W-12-30种质的果实中葡萄糖含量最高,为8.31%,较其他种质材料提高25.34%-41.57%;‘宁杞1号’果实中的葡糖糖含量居中,而‘宁夏黄果’和W-11-15种质果实中葡萄糖含量较低,均在6.00%以下。

4 结论与讨论

黄果枸杞属于特异性的枸杞种质材料,虽然4种黄果枸杞在果实大小、单株产量上均小于 ‘宁杞1号’,但鲜果出汁率明显高于‘宁杞1号’,鲜果汁无生药味,无苦味,果肉细腻,色泽美观;W-12-27和W-12-30材料果实较大、产量较高,是枸杞鲜汁饮料加工理想材料;相对于红果枸杞 ‘宁杞1号’,4种黄果枸杞的总糖和枸杞多糖含量较低,但具有高黄酮含量的特性;糖组分方面,4种黄果枸杞的果糖含量较 ‘宁杞1号’ 低,但葡萄糖含量较高,尤其是W-12-30果实中的葡萄糖含量高出 ‘宁杞1号’ 34.47%。通过综合比较,认为W-12-27和W-12-30两个品种的枸杞果实综合性状较好,可作为黄果枸杞新品系进行示范种植,待通过相关品种审定程序后,可进行新品种的审定。

枸杞属于两性花,花器官包括1个雌蕊和5个雄蕊。花器成熟后,雄蕊的花药打开,释放出花粉粒。花粉粒落到雌蕊的柱头上,萌发后通过花粉管进入子房,受精结实,发育成枸杞果实。在所调查的黄果枸杞种质材料中,发现部分黄果枸杞种质具有雄蕊不散粉的特性。因此,为了提高黄果枸杞生产种植的授粉结实率,增加产量,可采取配置授粉树的建园模式。

目前普遍认为,枸杞多糖是宁夏枸杞中最主要的活性成分之一,是枸杞子中提高免疫功能的有效成分;甜菜碱属季胺类生物碱,枸杞对脂质代谢或脂肪肝的作用主要是所含甜菜碱引起的;黄酮类化合物为枸杞中分布最广的一类化合物,具有止咳,平喘,祛痰之功效,并能扩张冠状动脉及降低血胆固醇,有增强心脏收缩,减少心脏搏动数及明显的抗氧化等作用[2]。但随着人们健康意识的提高和消费观念的改变,对枸杞的消费也出现了多样化的需求。特异性枸杞资源的挖掘和利用成了枸杞基础研究的重点,正如对黑果枸杞的关注一样,对黄果枸杞的关注也势必热起来。专用型枸杞品种的需求也逐步成为枸杞研究的攻关方向和领域。黄果枸杞表现为鲜果出汁率高、高黄酮含量的特性,是枸杞鲜汁加工的理想材料。黄果枸杞的选育将为枸杞家族培育新成员,也为枸杞产业的可持续发展做出新贡献。但黄果枸杞新品种选育工作开展较晚,对于不同材料的特征特性、功效成分挖掘和评价还处于初级阶段。下一步将深入研究不同产区、不同采收期、不同黄果枸杞种质材料的总黄酮组分含量,确定其特异性成分及抗氧化活性[14],是黄果枸杞研究的趋势和热点。

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