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不同成熟期骏枣贮藏期环磷酸腺苷变化研究

2016-11-26孟伊娜马燕邹淑萍许铭强张谦

新疆农业科学 2016年8期
关键词:骏枣枣果腺苷

孟伊娜,马燕,邹淑萍,许铭强,张谦

(新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所,乌鲁木齐 830091)



不同成熟期骏枣贮藏期环磷酸腺苷变化研究

孟伊娜,马燕,邹淑萍,许铭强,张谦

(新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所,乌鲁木齐 830091)

【目的】研究不同成熟期新疆主栽品种骏枣环磷酸腺苷含量(cAMP)变化。为骏枣采后干制及贮藏期枣果品质提供理论依据。【方法】利用高效液相色谱法,对枣果5个不同成熟期(白熟期、脆熟期、完熟期、后熟期一、后熟期二)及其低温(0℃)贮藏期生物活性物质环磷酸腺苷含量进行测定。测定条件:色谱柱:Thermo C18色谱柱(4.6×250 mm,5 μm);流动相:0.05 mol/L磷酸二氢钾溶液∶甲醇= 90∶10(V/V)等度洗脱;流速:1 mL/min;进样量:15 μL;柱温:30 ℃;紫外检测波长:258 nm。【结果】在骏枣不同生长阶段中,环磷酸腺苷在白熟期含量较低,在其不断成熟的过程中其含量呈递增趋势,完熟期含量为最高;由594.19增加至946 mg/kg DW;在后熟阶段含量减小为592.73 mg/kg DW。在不同生长阶段枣果低温80 d贮藏期间,环磷酸腺苷含量时主要呈现递减趋势,白熟期、脆熟期-半红、脆熟期全红三个生长阶段含量下降速度最快,分别降至100.38、413.20和421.30mg/kg DW;而在成熟阶段,其含量下降缓慢。分别降至640.72、550.65和531.70 mg/kg DW。【结论】测定了不同成熟期枣果中生物活性物质环磷酸腺苷的变化,可在有选择性的提取枣果中相应的物质时,选择适宜的采摘提取时期,方便后续加工与提取。

骏枣;环磷酸腺苷;不同生长时期;高效液相色谱法

0 引 言

【研究意义】“十二五”期间,新疆林果种植面积突破133.33×104hm2(2 000万亩)[1],其中红枣栽培面积最高。骏枣Zizyphus jujuba Mill为鼠李科Rhamnaceae枣属ZizyphusMill植物[2],为新疆红枣的主要栽种品种,尤其在新疆南疆阿克苏、和田、喀什等地种植较为广泛[3]。新疆骏枣果实大,较大的单个枣果质量超过50 g,新疆骏枣与其他地区骏枣相比枣果个头大 、皮薄、肉厚、口感甘甜醇厚、VC、蛋白质、矿物质含量均高于其他地区同种枣果[4-5]。【前人研究进展】环磷酸腺苷Adenosine 3,5’-cyclic monophosphate(简称cAMP),起初发现只存在哺乳动物体内,并且在机体组织中调节新陈代谢起着至关重要的作用,在1957年由Sutherland发现。医学研究发现cAMP在人体内的代谢与数10种疾病的抑制有密切关系,cAMP同样是枣中重要活性物质[6-7]。日本科学家分别于1979和1984年在偶然的机会发现中国红枣中含有环磷酸腺苷[8],且含量高,较其他动植物体含量高出万倍以上,这一发现使得红枣在生物医药领域备受关注,据报道,环磷酸腺苷的检测方法一般采用高压液相色谱法、蛋白结合法、薄层色谱法放射免疫法、紫外可见分光光度法等[9-10]。刘孟军等[11]借助蛋白结合法对14种园艺植物中的cAMP含量进行了测定。结果表明,不同植物种、品种或类型,同一植物不同组织,以及同一组织不同时期的cAMP含量存在很大差异;在所测植物材料中,红枣及酸枣其在成熟期,果肉中cAMP含量最高,均值在38.05和23.87 nmol/g FW。刘孟军等[12]报道了枣枝叶及酸幼苗中CAMP在生长成熟过程中的含量变化,结果表明:红枣在生长最前期,其cAMP含量很低(仅为0.330 39 nmol/g FW),转入迅速生长后,其含量大幅度上升,六周多时间其含量提高了8倍。Choi(2013)[13]研究比较了成长早期枣果中cAMP含量的变化,发现果皮为黄绿色的枣果其cAMP含量显著低于完熟期红枣中cAMP的含量(P<0.05)。【本研究切入点】目前,新疆关于不同采收期骏枣低温贮藏期间的生物活性物质含量变化还未见报道。试验利用高效液相色谱法,研究骏枣不同采收期采后低温贮藏期间环磷酸腺苷含量变化。【拟解决的关键问题】研究红枣采后贮藏期间营养指标损失,以及骏枣不同采收期低温贮藏期间生物活性成分环磷酸腺苷含量变化,拓宽红枣加工途径。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 骏枣

材料红枣品种为骏枣,采自哈密市陶家宫镇一村一大队。2015年骏枣品种随机选取10株,采集各成熟期(白熟期、脆熟期-半红、脆熟期-全红、完熟期、后熟期一、后熟期二)枣果各50 kg,挑选形状和大小均匀相近、无损伤、无病虫害,表面完整无机械伤的果实作为试验材料。枣果采收后放入5层瓦楞纸箱,连夜运回加工所冷库。测定品质。试验在新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所品质分析试验室进行。

1.1.2 仪器与设备

高效液相色谱仪:Agilent1260(包括在线脱气机,四元泵,自动进样器,柱温箱,紫外检测器,色谱工作站);色谱柱:Thermo C18色谱柱(4.6×250 mm,5 μm);AP-01P真空泵(天津奥特赛思仪器有限公司); ML204分析天平0.000 1 g(梅特勒-托利多仪器有限公司);GL-20G-Ⅱ型离心机(上海安亭科学仪器厂);HH-S6数显恒温水浴锅(金坛市医疗仪器厂);sk7200H超声波清洗器(上海科导超声仪器有限公司); AKHL-Ⅲ-24A艾柯实验室超纯水仪(成都艾柯水处理设备有限公司);HDS-D120B-D型多功能烘干机(辽宁海帝升机械有限公司);多功能粉碎机(北京市永光明医疗仪器厂)。

不同成熟期的骏枣(白熟期、脆熟期、完熟期、后熟一期、后熟二期)五个时期的新鲜枣果;高纯水(自制);纤维素酶(140万U/g,Sigma公司);甲醇(色谱纯,迪马公司);磷酸二氢钾(色谱纯,Sigma公司);柠檬酸(分析纯,天津市光复科技公司);环磷酸腺苷标准品(色谱纯,99.95%,Sigma公司)

1.2 方 法

1.2.1 试验处理

骏枣采收后,低温贮藏试验选取不同生长时期(白熟期、脆熟期半红、脆熟期全红、完熟期、后熟期一、后熟期二);运回实验室后选择重量一致、成熟度一致枣果于(0±1)℃,相对湿度85%~90%条件下贮藏(套PET袋,卷口,预留小孔,平铺一层于塑料筐中)备用。

1.2.2 测定项目

1.2.2.1 cAMP

参照郜文等[6]方法,对其进行部分改进。

1.2.2.2 样品测定

采用高效液相色谱法对不同成熟期骏枣样(白熟期、脆熟期-半红、脆熟期-全红、完熟期、后熟一期、后熟二期)六个时期进行低温(0℃)贮藏实验,每隔10 d取样,取上述贮藏样品对其进行测定分析。

取个头匀称,不同成熟时期的骏枣果洗净,将骏枣枣果放入50℃鼓风干燥箱中干燥72 h,然后去核、粉碎,并过60目筛,混合均匀后,准确称取骏枣干枣粉末1.000 0 g,加入40 mL热水溶解,于60℃水浴提取60 min;取出后放置冷却数分钟,用柠檬酸调pH=5,加入纤维素酶(加入量按1:100)放置45 ℃温度下(以上为纤维素酶最佳水解条件),水浴45 min,取出后超声15 min,定容至50mL,装入低温离心机中离心(4 000 r/min、10 min、4 ℃),取出后过0.45 μm有机滤膜进样测试。

1.2.2.2 色谱条件

色谱柱:Thermo C18色谱柱(4.6×250 mm,5 μm);流动相:0.05 mol/L磷酸二氢钾溶液:甲醇(过0.45 μm 滤膜、超声脱气) = 90∶10(V/V)等度洗脱;流速:1 mL/min;进样量:15 μL;柱温:30 ℃;检测波长:258 nm。

2 结果与分析

2.1 环磷酸腺苷标准曲线及加标回收率

研究表明,标准曲线为:Y=555 672X+154 962,相关系数R2=0.999 9。表明cAMP在1.0~50.0 μg/mL浓度范围内,样品浓度与检测峰面积线性关系良好,加标回收率109%。图1

2.2 分离度

研究表明,在此色谱条件下分析环磷酸腺苷保留时间为9.113 min,对比标准品与样品色谱图保留时间可以肯定样品测定的就是环磷酸腺苷。通过计算分离度R≫1.5 杂质无干扰。且方法可行性高。图2,图3

图1 环磷酸腺苷标准曲线
Fig.1 standard curve of cyclic adenosine phosphate

图2 环磷酸腺苷标准品HPLC谱图
Fig.2 HPLC spectra of cyclic adenosine phosphate

图3 环磷酸腺苷样品HPLC谱图
Fig.3 HPLC spectra of cyclic adenosine phosphate

2.3 骏枣不同生长时期环磷酸腺苷含量

随着骏枣枣果的成熟,其cAMP含量均呈现上升的趋势,其中白熟期、脆熟期(半红)枣果的cAMP含量均较低,其含量范围分别为594.19和602.81 mg/kg DW。骏枣,从脆熟期-半红生长到脆熟期-全红期,其cAMP含量变化很大,到脆熟期半红时达到801.29 mg/kg DW;而从脆熟期全红到完熟期期,其cAMP含量迅速增加,在完熟期含量达到最大,为945.53 mg/kg DW,是白熟期枣果cAMP含量的1.6倍。而在后熟期一和后熟期二这两个阶段,枣果中cAMP含量明显减少,分别为670.46和592.73 mg/kg DW。

研究表明,在不同生长阶段中,枣果中环磷酸腺苷的含量在白熟期与脆熟期其含量随贮藏时间的不断延长,其含量也随着枣果的成熟度增加,但是更长久的贮藏实验表明,其含量也是随时间的增长而不断减少的,以干基计重计算含量时主要呈现递减趋势。环磷酸腺苷的含量在白熟期含量较低;在其不断成熟的过程中在枣果内逐渐累计,故其含量呈递增趋势,在脆熟期两个阶段增加;完熟期、后熟期一和后熟期二三个时期枣果中环磷酸腺苷含量则是完熟期有很短一段时间内是在缓慢增长,随后则是随贮藏时间的不断延长其含量在减少,两个后熟期的枣果则是相同的结果,在贮藏期间环磷酸腺苷含量一直是一种与贮藏时间的反向增长的趋势。在完熟期含量为最高。而随着枣果不断进入后熟阶段,由于环境中紫外线照射等原因,导致枣果中环磷酸腺苷逐步降解,其含量又逐渐下降;到达11月后熟二阶段,下降缓慢。逐步到达平稳状态。表4

图4 骏枣枣果不同生长期环磷酸腺苷含量分布
Fig.4 distribution of Zizyphus jujube in different growth period of cyclic AMP content

2.4 骏枣不同生长时期低温贮藏期间环磷酸腺苷含量

研究表明,枣果中的cAMP含量在贮藏期间均出现下降现象。白熟期枣果在贮藏80 d内,由594.19下降至100.38mg/kg DW;这可能与白熟期枣果水分含量高,品质裂变快有关系;脆熟期半红和脆熟期全红时期的枣果其cAMP含量也由最初的602.82和801.29 mg/kg DW下降至413.21和421.30 mg/kg DW;相对于白熟期,这两个时期的枣果cAMP含量相对减少较少;而在完熟期,枣果在贮藏期间cAMP含量也是相对下降的慢,由945.53 下降至640.72 mg/kg DW,这可能归因于枣果成熟度;而在后熟两个阶段,其cAMP含量分别由670.46和592.73 mg/kg DW下降至550.65和531.70 mg/kg DW。研究骏枣在成熟过程中其cAMP含量增加的倍数低于比文献报道。Choi et a1[13]研究比较了两个成熟期枣果中cAMP含量的变化,发现果皮为黄绿色的枣果其cAMP含量显著低于完熟期枣果中cAMP的含量(p<0.05),与研究结果相符。刘孟军等[11]报道了枣枝叶及酸幼苗中cAMP的变化时发现了类似的规律,枣发育初期,cAMP含量很低(仅为0.330.39 nmolfg FW),转入迅速生长后大幅度上升,六周多时间其含量提高了8.1倍。枣果中的cAMP在成熟过程中呈现上升趋势,合适的采收期与否关系着枣果中cAMP含量的高低。

不同生长阶段枣果低温80d贮藏期间,环磷酸腺苷含量时因枣果实代谢、呼吸等作用,而不断降解,呈现递减趋势。其中白熟期、脆熟期-半红、脆熟期全红三个生长阶段含量下降速度最快。其中白熟期枣果下降速度最快,而在成熟阶段,枣果果实代谢、呼吸等作用接近于停止,又处在低温环境,故其含量下降缓慢。图5~10

图5 骏枣白熟期低温贮藏期间环磷酸腺苷含量变化

Fig. 5 Changes in cyclic AMP content of Zizyphus jujube in white mature period during storage at low temperature

图6 骏枣脆熟期半红低温贮藏期间环磷酸腺苷含量变化

Fig.6 Changes in cyclic AMP content of Zizyphus jujube in Brittle red ripe mature period during storage at low temperature

图7 骏枣脆熟期全红低温贮藏期间环磷酸腺苷含量变化

Fig.7 Changes in cyclic AMP content of Zizyphus jujube in Crisp red ripe mature period during storage at low temperature

图8 骏枣完熟期低温贮藏期间环磷酸腺苷含量变化

Fig.8 Changes in cyclic AMP content of Zizyphus jujube in ripening period during storage at low temperature

图9 骏枣后熟期一低温贮藏期间环磷酸腺苷含量变化

Fig.9 Changes in cyclic AMP content of Zizyphus jujube in After ripening periodⅠ during storage at low temperature

图10 骏枣后熟期二低温贮藏期间环磷酸腺苷含量变化

Fig.10 Changes in cyclic AMP content of Zizyphus jujube in After ripening periodⅡ during storage at low temperature

在骏枣枣果未成熟其有白熟期开始环磷酸腺苷开始富集并且速度很快,到达完熟期停止产生,达到富集的最大点,在随后枣果的不断成熟呼吸作用与一些其他褐变因子的作用使其环磷酸腺苷的含量不断减少。贮藏期间白熟期与脆熟期的枣果相对而说还是一个活体[11],它在不断地产生与富集环磷酸腺苷,之所以可以产生与富集是因为其内部还有部分养分可以维持一段时间,随后停止是由于其已被采摘下来没有树体为其供应所需养分使其产生与富集变的缓慢[12],致使其含量在很低情况下就停止增长转变为减少。完熟期、后熟一期和后熟二期则已经停止了环磷酸腺苷的产生后又停止了富集,所以随着贮藏时间的延长含量在不断减少,但由于产生与富集的速度较枣果有氧呼吸所消耗的速度相比快很多,所以后者较前者较为缓慢。骏枣枣果中环磷酸腺苷的产生富集在其即将成熟尤为突出,主要发生在脆熟期到完熟期期间且时间较短[13-14]。图11

图11 骏枣不同生长时期贮藏期间环磷酸腺苷含量变化

Fig.11 Changes in cyclic AMP content of Zizyphus jujube during different growth period during storage

3 讨 论

在枣果成熟过程中,一系列的遗传程序化的化学反应改变了枣果的特征:将未成熟的青色、酸味、硬的组织转变为成熟的诱人的红色、甜的芳香的组织。果实的色素、挥发性芳香物质、有机酸和糖分的积累、次生代谢物的转化,伴随着硬度和果实质地的一系列改变。与果实质地密切相关的果胶多糖以及相关内源酶在成熟过程中都发生相应的变化。这些程序化的化学变化决定了果实的品质特性、贮藏特性和加工特性。[15]

成熟度是评价果实成熟状况的重要指标。植物体及各个器官的新陈代谢方式与强度,在个体发育过程中总是不断改变的。果实的品质特性与其耐贮性在不同的生育时期也有明显的差异[16]。一般的规律为从幼果到长成,其品质特性逐渐形成,耐贮藏性与抗病胜不断增强,达到一定的成熟程度后(通常是开始进入衰老阶段),果实的品质特性和耐贮藏特性都急剧下降。因此,幼果其品质特性还未形成,耐贮性差,而当果实错过适当的收获期,处于过熟状态,其品质与耐贮性会被削弱[17]。因此,掌握枣果中的品质特性形成规律是枣果的贮藏加工中极为重要的问题。另外,枣果中因含有多种具有生物活性的成分,其含量和种类可能受品种来源、生育成熟以及加工方法的影响。然而到目前为止,关于枣果中在生长成熟以及干燥中枣果品质特性形成规律、活性成分变化规律以及果胶多糖降解规律报道较少。

环磷酸腺苷的含量在白熟期含量较低,在其不断成熟的过程中其含量呈递增趋势,在完熟期以干基计重含量为最高,含量为:946 mg/kg,在成熟后一定时间随着贮藏时间的不断增长,环磷酸腺苷含量又在逐渐的减小,但其减少的速度较其成熟前较为缓慢,分析认为应该是采摘后枣果自身的有氧呼吸与其内部其他相关物质的代谢、转化等原因使其含量在减少。

4 结 论

4.1 在环磷酸腺苷的测定样品处理方法上结合水浴提取、酶促提取、与超声提取,在测定cAMP的结果表现较优于其他方法。测定条件如下:色谱柱:Thermo C18色谱柱(4.6×250 mm,5 μm);流动相:0.05 mol/L磷酸二氢钾溶液:甲醇= 90:10(V/V)等度洗脱;流速:1 mL/min;进样量:15 μL;柱温:30 ℃;紫外检测波长:258 nm。环磷酸腺苷保留时间为:9.113 min;相对分离度R >>1.5,线性相关系数R2=0.9999,加标回收率为:109%,测定最高含量为:以湿基计,为374.778 mg/kg,以干基计,为945.526 mg/kg。

4.2 在不同生长阶段中,环磷酸腺苷的含量在白熟期含量较低,为594.19 mg/kg DW;在脆熟期两个阶段分别增加至602.81和801.29 mg/kg DW;在完熟期含量为最高达946 mg/kg DW;而随着枣果不断进入后熟阶段,其含量又逐渐下降;在后熟期一阶段,降至670.46 mg/kg DW,到达11月份后熟二阶段,降至592.73 mg/kg DW。

4.3 在不同生长阶段枣果低温80 d贮藏期间,环磷酸腺苷含量呈现递减趋势。其中白熟期、脆熟期-半红、脆熟期全红分别降至100.38mg/kg DW、413.20mg/kg DW和421.30mg/kg DW。而在成熟阶段,枣果果实代谢、呼吸等作用接近于停止,又处在低温环境,故其含量下降缓慢,分别降至640.72 mg/kg DW、550.65 mg/kg DW和531.70 mg/kg DW。

在枣果的不同成熟期,枣果中环磷酸腺苷的变化趋势及变化规律,在有选择性的提取枣果中相应的物质时,选择最佳的采摘提取时期,为骏枣采后干制和采后贮藏期间枣果品质的保证提供理论依据。

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Fund project:Supported by National Youth Fund Project "Study on browning mechanism and drying kinetics of jujube"((31301589), special fund for scientific research projects of public welfare industry (Agriculture) (201003043) and the major projects "the 12th Five-year Plan of Xinjiang Uygur Autonomous Region (201130102)

Study on the Different Maturity of Zizyphus Jujuba cAMP Contents

MENG Yi-na, MA Yan, ZOU Shu-ping, XU Ming-qiang, ZHANG Qian

(Research Institute of Agricultural Products Storage and Processing, Xinjiang AcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China)

【Objective】 To discuss the content of cyclic adenosine monophosphate (cAMP) in Zizyphus jujuba of Xinjiang main planting varieties in different growth stages.【Method】The content of adenosine phosphate (cAMP) was measured from the selected Zizyphus jujuba in Xinjiang region under five different growth stages (white ripening period, brittle ripe period, ripening period, latter stage of ripening period I and latter stage of ripening period II) and low temperature (0℃) storage period; Measurement conditions were as follows: column chromatography: thermo C18 column (4.6×250mm,5μm), mobile phase: 0.05 mol / L KH2PO4solution: methanol = 90:10 (V / V) elution; flow rate: 1 ml / min; sample size: 15 μL; column temperature: 30 ℃; UV detection wavelength: 258 nm.【Result】In different growth stages, cyclic adenosine phosphate content in white mature period was lower, in the process of its constant maturity, it showed a increasing trend and at the the end of the mature stage, the maximum content of dry basis weight was the highest. The content was: 946 mg / kg; In different growth stages of jujube fruit during low temperature storage, the content of cyclic adenosine phosphate showed a decreasing trend based on the calculation of dry basis weight.【Conclusion】This research has provided a theoretical basis for the preparation and storage quality of Zizyphus jujuba.

Zizyphus jujube; cAMP; different growth stages; HPLC

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.08.010

2016-04-10

国家自然科学基金青年基金项目(31301589);公益性行业(农业)科研专项项目(201003043);自治区“十二五”重大项目(201130102)

孟伊娜(1982-),女,新疆人,助理研究员,硕士,研究方向为农产品加工,(E-mail)87947088@qq.com

张谦(1962-),女,新疆人,研究员,硕士,研究方向为农产品加工,(E-mail)zhqxj@126.com

S665.1;S609

A

1001-4330(2016)08-1436-08

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环磷腺苷葡胺治疗慢性充血性心力衰竭临床研究
8种药剂防治枣果病害试验初报
噻苯隆与赤霉素在骏枣上配合使用效果初报