
文章信息
- 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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文章历史
- 收稿日期: 2015-11-06
- 修订日期: 2016-01-21
2. 国家枸杞工程技术研究中心, 宁夏 银川 750002
2. National Wolfberry Engineering Research Center, Yinchuan, Ningxia 750002, China
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。
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 mutation | 2012 | 2013 | 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 mutation | 2012 | 2013 | 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 mutation | 2012 | 2013 | 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 collection | 1986 | 2013 | 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 selection | 1986 | 2013 | 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 |
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。
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Yes | 31×29 |
‘宁杞1号’ ‘Ningqi No.1’ | 是Yes | 32×28 |
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。
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-11-15 | 0.34Bc | 10.26 | 9.68 | 1.06 | 17.45 | 19.02 |
W-12-27 | 0.50ABab | 11.25 | 10.97 | 1.03 | 20.00 | 21.02 |
W-12-30 | 0.54ABa | 13.14 | 9.54 | 1.38 | 18.63 | 18.75 |
‘宁夏黄果’‘Ningxiahuangguo’ | 0.38Bbc | 13.33 | 8.74 | 1.53 | 17.75 | 18.35 |
‘宁杞1号’‘Ningqi No.1’ | 0.61Aa | 18.01 | 9.14 | 1.97 | 22.31 | 32.13 |
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。
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 |
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%。
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图 1 不同品种枸杞的单株产量 Fig.1 Per plant yield of different yellowfruit wolfberry germplasms |
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。
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-11-15 | 9.62Bb | 0.56Ab | 0.334Cc | 0.082Dd |
W-12-27 | 12.97Aa | 0.71Aab | 0.322Cc | 0.202Bb |
W-12-30 | 12.80Aa | 0.60Ab | 0.311Cc | 0.089Cc |
‘宁夏黄果’‘Ningxiahuangguo’ | 12.82Aa | 0.81Aab | 1.042Bb | 0.223Aa |
‘宁杞1号’‘Ningqi No.1’ | 13.97Aa | 0.88Aa | 3.111Aa | 0.055Ee |
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。
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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 |
从图 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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