孫莉瓊,郝雯菁,唐曉清,王康才,張紹鈴
(南京農業(yè)大學園藝學院,江蘇 南京 210095)
梨為薔薇科梨屬植物(Pyrusspp.),果實大多可食用,而且還具有抗氧化、抗炎、潤肺止咳、通便秘、利消化、降血糖、降血脂、醒酒、預防胃黏膜病變等功效[1-3],是廣大人民最受歡迎的藥食兩用水果之一。李時珍《本草綱目》中有記載:“梨品甚多,俱為上品,可治百病。潤肺涼心,消痰降火,解瘡毒酒毒”。自古以來,更有“冰糖雪梨”、“雪梨枇杷湯”、“鮮梨貝母湯”等經典民間驗方流傳至今。特別是隨著近年來人們對綠色健康食品的熱衷和科技現(xiàn)代化進程加快,許多含梨中成藥及保健產品被陸續(xù)開發(fā)上市,如“止咳梨漿”、“秋梨潤肺膏”、“梨汁潤肺茶”、“雪梨膏”、“梨膏糖”等,有的甚至被作為地方經濟產業(yè)大力發(fā)展[4-5]。然而,目前已上市的梨相關功能性產品中除了極少數(shù)對配方用梨的品種有明確規(guī)定,大多數(shù)還存在品種混用現(xiàn)象,難以實現(xiàn)對產品質量的全面控制。我國為梨種植大國,種質資源相當豐富,據(jù)不完全統(tǒng)計有3 000多種,不同品種資源梨化學成分和生物功效的遺傳差異性尚缺乏系統(tǒng)研究,許多品種難以得到充分地利用。
植物多酚被稱作人類健康的“第七營養(yǎng)素”,作為許多可食用植物生化和藥理作用的主要貢獻成分,具有抗癌、降糖、抗病毒、抗炎、治療心血管疾病和阿茨海默癥等多種有益于人體的生物活性[6-9]。人體自身不能合成多酚類化合物,因此需要通過外源性攝取,如蘋果、梨、葡萄等水果,西紅柿、茄子、黃瓜等蔬菜,玉米、大麥、豌豆等谷物,金銀花、芍藥、菊花等中草藥以及各種相關加工品中均含有豐富的多酚化合物[10]。三萜酸類化合物也是一種廣泛分布于植物中的重要次生代謝產物,具有很高的藥用與經濟價值,在芒果、大棗、葡萄等水果,卷心菜、青椒、魔芋等蔬菜,以及桑白皮、西洋參、蘆薈等藥用植物中均含有大量三萜酸成分[11],具有抗炎、抗病毒、抗腫瘤、降血糖以及保護心腦血管等功效[12-14]。特別是以熊果酸和齊墩果酸等三萜酸為主要活性物質的枇杷葉更是臨床上用于呼吸道炎癥疾病的代表中藥之一[15-16]。本實驗室前期從多個梨品種的幼果中鑒定出102 個多酚(包括28 個酚酸類化合物,16 個酚苷類化合物,33 個黃酮類化合物,25 個黃烷-3-醇類化合物)和16 個三萜酸類物質[17],果實成熟后,這些物質的含量變化、小分子活性物質是否存在品種特異性以及梨屬果實中的特征性成分都還有待進一步研究。
因此,本研究以梨果實中的兩大類化學活性成分——多酚和三萜酸為研究目標,根據(jù)近年來國內梨的種植和流通行情,從五大梨栽培品種(白梨、砂梨、秋子梨、西洋梨和新疆梨)和種間雜交選育品種中選擇36 個代表性品種為試材,對梨成熟果實中的特征性生物活性物質展開系統(tǒng)研究,以期能夠為梨果實后期各種功能性產品的加工選種提供一定參考,對于進一步挖掘利用梨種質資源,指導品種的培育與優(yōu)選,規(guī)范相關功能產品的定向開發(fā)具有現(xiàn)實意義。
36 個梨品種果實均為果園或種質基地直接采摘,詳細信息見表1,每個品種選擇3~6 棵長勢良好的果樹,待果實成熟期采摘,去除長相不良者。果實及時去皮去核,取果肉于液氮中切片,研磨粉碎,-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
表1 梨試材果實樣品信息Table 1 Information about ten pear varieties used in this study
續(xù)表1
對照品綠原酸、熊果苷、兒茶素、表兒茶素、新綠原酸、隱綠原酸、蘆丁、齊墩果酸、熊果酸、咖啡酸和奎尼酸(純度均大于98%) 中國食品藥品檢定研究所;木犀草苷、山柰酚-3-O-蕓香糖苷、異鼠李素3-O-蕓香糖苷、異綠原酸A、異綠原酸B、異綠原酸C、金絲桃苷(純度均大于98%) 北京索萊寶科技有限公司;樺木酸、坡模酸、山楂酸、科羅索酸(純度均大于98%)武漢生物化學公司;乙腈、甲醇(均為色譜純) 德國Merck公司;甲酸、醋酸銨(均為色譜純) 美國Aladdin公司;超純水由美國Millipore公司儀器制備;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、Trolox(均為分析純)美國Sigma公司。
LC-20AT超高效液相色譜系統(tǒng)(包括高壓二元梯度泵、自動進樣器、柱溫箱、脫氣機、二極管陣列檢測器) 日本Shimadzu公司;AB Sciex Q TRAP 4000型三重四極桿線性離子阱雜交質譜儀(配備電噴霧離子源)、Analyst 1.6.3數(shù)據(jù)工作站 美國AB Sciex公司;AE-240十萬分之一天平 美國梅特勒-托利多儀器有限公司;KH-400KDB高頻率數(shù)控超聲儀 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司;UPLC HSS T3 C18色譜柱(2.1 mm×100 mm,1.8 μm) 美國Waters公司。
1.3.1 樣品溶液制備
梨果實供試品溶液的制備主要參考Sun Liqiong等[17]方法,略有改變,即精密稱?。?0 ℃保存的樣品粉末2.0 g,加入25 mL的提取溶劑甲醇-水(80∶20,V/V),稱質量,渦旋混合30 s,100 Hz超聲提取30 min,每5 min攪拌1 次,每次30 s,取出,室溫放置10 min,提取溶劑補足失質量,取上清液,12 000 r/min離心15 min,即得供試樣品溶液。
精密稱取各對照品適量置于5 mL容量瓶中,加甲醇溶液溶解制成對照品儲備液。取各對照品儲備液適量,加甲醇溶液定容至10 mL制成混合對照品溶液,并逐級稀釋,得到一系列不同質量濃度的混合對照品溶液,12 000 r/min離心15 min,取上清液,備用。
1.3.2 超高效液相色譜測定條件
多酚類化合物:流動相A為乙腈,B為水(含0.1%甲酸),進行梯度洗脫:0~3 min,1%~15% A,99%~85% B;3~11 min,15%~40% A,85%~60% B;11~13 min,40% A,60% B;13~13.1 min,40%~1% A,60%~99% B;13.1~15 min,1% A,99% B。流速0.4 mL/min,柱溫30 ℃,進樣體積1 μL。
三萜酸類化合物:流動相為甲醇-水-醋酸銨(81∶19∶0.1,V/V)等度洗脫10 min,流速0.4 mL/min,柱溫30 ℃,進樣體積1 μL。
1.3.3 超高效液相色譜-串聯(lián)質譜測定條件
采用超高效液相色譜-串聯(lián)質譜(ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)的多離子反應監(jiān)測模式對梨果中的多酚與三萜酸類化學成分進行定量分析。離子源為電噴霧離子源,檢測方式為負離子檢測,噴霧電壓-4 500 V,霧化氣溫度500 ℃,氣簾氣30 psi,霧化氣和輔助氣為50 psi,對照品的其他掃描參數(shù)參照Sun Liqiong等[17]的方法。
所有樣品含量測定數(shù)據(jù)均為3 次平行測定后的平均值,以果實鮮質量(μg/g或μg/100 g)表示。以標準化的主要成分含量為變量,將數(shù)據(jù)導入SIMCA-P 14.1軟件分別進行主成分分析(principal component analysis,PCA)和偏最小二乘-判別分析(partial least squaresdiscriminant analysis,PLS-DA),研究不同品種樣品間的整體差異性。
盡管前期已有不少文獻對成熟梨中的化學成分及含量有一定研究[18-19],但研究的成分較少,且大多采用的是高效液相色譜-紫外檢測方法,對待測成分色譜峰的分離要求較高,測定時間較長,而且檢測靈敏度較差,特別是當提取物成分特別復雜時,難以排除極性類似、保留時間相近的化學成分干擾。另外,高效液相色譜-紫外檢測對于紫外吸收很弱,且含量較低的三萜類物質往往難以測定。而本研究采用UPLC-MS/MS結合多離子反應監(jiān)測模式,不僅克服了上述局限,保證了測定結果的準確性,還可以在短時間內得到大量的化學成分含量數(shù)據(jù),對于紫外吸收較差的成分,如三萜酸等也有明顯優(yōu)勢。通過對不同品種梨成熟果實中多酚和三萜酸類物質的含量測定分析,發(fā)現(xiàn)隨著果實的生長發(fā)育,體積膨大,所檢出的化合物含量和數(shù)量均有較大變化,且來源不同品種,特別是來源于不同系統(tǒng)的樣品中物質種類和含量差異顯著。
酚酸是一類在梨和其他水果中普遍存在的代表性多酚類化合物。本實驗在梨成熟果實中檢測出29 種酚酸類化合物(編號為PA1~29),與幼果一致,成熟果中的多酚類物質主要來源于酚酸化合物[17]。如圖1所示,對于不同品種系統(tǒng)的梨,秋子梨系統(tǒng)果實中總酚酸含量相對較高,特別是香水梨、南果梨和紅南果總酚酸含量分別高達379.3、360.6、249.1 μg/g。此外,新疆梨系統(tǒng)的酸梨中酚酸物質含量為384.9 μg/g,也顯著高于白梨、砂梨、西洋梨、雜交梨和其他新疆梨品種。在所檢測的29 個酚酸化合物中,以奎尼酸(PA1)和綠原酸(PA6)含量較高,平均含量分別約占總酚酸的46.5%和47.2%,但兩者在梨果中的含量均有較大的品種差異性。其中,奎尼酸在新疆梨系統(tǒng)的酸梨中含量最高,為176.0 μg/g,而在紅茄梨樣品中普遍含量較低,特別是在Tosca和紅茄梨中僅約7.0 μg/g。綠原酸在秋子梨系統(tǒng)的香水梨和南果梨中含量最高,分別為249.7 μg/g和243.4 μg/g,但在大冬果、黃金梨、翠玉和黃酸梨樣品中卻未有檢出。對所有樣品中的酚酸化合物種類進行綜合分析發(fā)現(xiàn),奎尼酸(PA1)、肉桂酸異構體(PA2)、咖啡酰基色氨酸(PA3)、隱綠原酸(PA4)、綠原酸(PA6)、新綠原酸(PA7)、對香豆?;狨;O果酸酯(PA8)、1-O-咖啡?;崴幔≒A9)、4-對香豆?;崴幔≒A11)、羥基肉桂酸(PA17)、5-O-咖啡酰基奎尼酸甲酯(PA22)、異綠原酸A(PA25)和異綠原酸C(PA27)在大部分梨樣品中普遍存在,可作為梨屬果實的特征性酚酸成分。
圖1 梨果實中的酚酸類化合物含量Fig. 1 Contents of 29 phenolic acids in pear fruits
圖2 梨果實中的酚苷類化合物含量Fig. 2 Contents of 16 phenolic glycosides in pear fruits
成熟期的果實與幼果相比,大部分化合物的含量均顯著降低數(shù)十倍,甚至上百倍,該變化規(guī)律與前期報道一致[20-21],其中奎尼酸含量的下降指數(shù)顯著高于綠原酸[17]。比如,秋子梨品種南果梨中的奎尼酸含量從幼果時期的10 500.5 μg/g降低到成熟時期的102.9 μg/g,綠原酸含量則從4 139.0 μg/g降低到243.4 μg/g,分別約下降102 倍和17 倍;白梨品種碭山酥梨中的奎尼酸含量從幼果時期的8 798.1 μg/g降低到成熟期的119.5 μg/g,綠原酸含量則從3 988.5 μg/g降低到74.4 μg/g,分別約下降74 倍和54 倍;新疆梨品種庫爾勒香梨中的奎尼酸含量從幼果時期的6 725.8 μg/g降低到成熟期的43.3 μg/g,綠原酸含量則從1 207.7 μg/g降低到9.7 μg/g,分別約下降155 倍和124 倍;在西洋梨品種紅茄梨中的奎尼酸含量從幼果時期的4 991.7 μg/g降低到成熟期的7.1 μg/g,綠原酸含量則從2 564.1 μg/g降低到70.6 μg/g,分別約下降703 倍和36 倍;在砂梨品種豐水梨中的奎尼酸含量從幼果時期的8 892.3 μg/g降低到成熟期的53.2 μg/g,綠原酸含量則從1 162.7 μg/g降低到8.8 μg/g,分別約下降167 倍和132 倍。苯丙烷代謝途徑是植物中酚酸類次生代謝產物生物合成的主要途徑。He Jingang等[21]以綠原酸為研究對象,采用雪花梨為試材,研究綠原酸及苯丙烷代謝途徑中關鍵生物酶編碼基因在果實生長發(fā)育全過程中的動態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)隨著果實的不斷生長,這些相關編碼基因的表達水平在果實細胞分裂期顯著降低,至果實成熟階段,均維持在極低表達水平。因此,成熟梨果中酚酸類化合物含量的降低與其生物代謝途徑相關合成酶的低表達有著密切的關系。
與前人報道一致,梨果中酚苷類化合物種類較少,其中熊果苷是最主要的酚苷類化合物[1,18]。熊果苷作為一種黑色素的天然抑制劑,被廣泛用于高級增白化妝品的制作。研究發(fā)現(xiàn)梨是一種很好的熊果苷提取資源,其不僅在果皮、果肉中大量存在,在每年修剪丟棄的梨樹枝中也含量豐富[22]。本實驗在梨成熟果實中檢測出16 種酚苷類化合物(編號PG1~16),如圖2所示。與酚酸類化合物規(guī)律相似,對于不同品種系統(tǒng)樣品,秋子梨系統(tǒng)果實中總酚苷含量整體相對較高,特別是香水梨、南果梨和紅南果總酚酸含量分別高達188.6、241.6 μg/g和179.4 μg/g。而西洋梨系統(tǒng)果實中總酚苷含量普遍較低,均低于20 μg/g,特別是在Tosca中總酚苷僅含7.2 μg/g。該結果再次表明酚酸與酚苷在梨果中的生物合成途徑存在著一定的相關性。熊果苷(PG1)占絕對優(yōu)勢,平均含量占總酚苷的94.4%,因此其品種特異規(guī)律與總酚苷基本一致,且亦與幼果期果實的品種特異規(guī)律一致。對所有樣品中的酚苷化合物種類進行綜合分析發(fā)現(xiàn),熊果苷(PG1)、二氫咖啡?;擒誌(PG2)、羥基苯丙酸六糖苷(PG3)、丁香?;擒誌(PG4)、二氫咖啡?;擒誌I(PG5)、咖啡?;擒誌(PG6)、長壽花糖苷(PG7)和香?;擒誌II(PG11)在大部分梨樣品中普遍存在,可作為梨屬果實的特征性酚苷成分。
圖3 梨果實中的黃酮苷類化合物含量Fig. 3 Contents of 33 flavonoid glycosides in pear fruits
與幼果時期相比,梨果實成熟后,大部分酚苷化合物的含量均顯著降低數(shù)十倍,甚至數(shù)百倍。比如,熊果苷在秋子梨品種南果梨成熟果中的含量從幼果時期的5 899.1 μg/g降低到241.6 μg/g,約24 倍;在白梨品種碭山酥梨成熟果中的含量從幼果時期的3 925.2 μg/g降低到15.5 μg/g,約253 倍;在新疆梨品種庫爾勒香梨成熟果中的含量從幼果時期的3 007.4 μg/g降低到8.0 μg/g,約375 倍;在西洋梨品種紅茄梨成熟果中的含量從幼果時期的3 511.6 μg/g降低到10.0 μg/g,約351 倍;在砂梨品種豐水梨成熟果中的含量從幼果時期的4 945.5 μg/g降低到9.5 μg/g,約520 倍。Cho等[20]以7 個砂梨栽培品種為試材,采用高效液相色譜-紫外檢測法考察了熊果苷在果實發(fā)育周期的動態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)在盛花期20 d梨幼果中熊果苷含量約465.3~983.8 mg/100 g,而在成熟后果實中含量約36.2~6.3 mg/100 g,整體變化趨勢與本實驗一致。但Cho等[20]所測定的熊果苷平均鮮果含量比本實驗所測定數(shù)據(jù)略高,這不僅可能是由于具體的檢測品種樣品不同,還有可能是由于前者的實驗對象是全果,而本實驗所測定的是可食用的果肉部位。
黃酮類化合物常常在梨的果皮部位被檢出,而果肉中由于含量很低,往往難以檢出[23-25],而本實驗所建立的方法在梨果中檢測出33 種黃酮類化合物(編號FG1~33),表明本方法靈敏度較高。盡管其含量遠低于酚酸和酚苷類化合物,但種類相當豐富,且不同品種間差異較大,即使是來源于同一系統(tǒng),樣品間的共性特征仍然較小。如圖3所示,黃酮類物質生物合成途徑關鍵作用酶在不同品種梨中遺傳特性有很大差異。在白梨系統(tǒng)樣品中,特征性化合物較少,僅異鼠李素-3-O-蕓香糖苷(FG19)和異鼠李素-3-O-葡萄糖苷(FG24)2 種在所有樣品中共存,總黃酮含量以鄭州鵝梨最高,為119.7 μg/100 g,主要成分包括異鼠李素-3-O-蕓香糖苷(FG19)、槲皮素乙?;咸烟擒眨‵G21)、異鼠李素-3-O-葡萄糖苷(FG24)、異鼠李素乙?;⒗擒眨‵30),而其余白梨品種總黃酮含量普遍在30~40 μg/100 g之間,無顯著差異。在砂梨系統(tǒng)中,樣品間種類和含量差異很大,未檢出共性成分,大部分樣品中共性含有的化合物為蘆丁(FG7)、金絲桃苷(FG8)、槲皮素乙?;⒗擒眨‵G16)和異鼠李素-3-O-葡萄糖苷(FG24),各樣品以黃金梨總黃酮含量顯著高于其他品種,為161.0 μg/100 g,山柰酚-3-O-蕓香糖苷(FG15)為其黃酮優(yōu)勢化合物,而幸水總含量僅約3.2 μg/100 g,與黃金梨相差近50 倍。在西洋梨系統(tǒng)樣品中,特征性化合物主要包括金絲桃苷(FG8)、槲皮素-3-O-葡萄糖苷(FG10)、異鼠李素-3-O-蕓香糖苷(FG19)和異鼠李素-3-O-葡萄糖苷(FG24),該研究結果與Brahem等[23]的報道基本一致。其中,總黃酮含量以紅蓓蕾砂樣品最高,為127.1 μg/100 g,異鼠李素-3-O-葡萄糖苷(FG24)為其優(yōu)勢化合物,Tosca最低為37.2 μg/100 g,其余樣品約在50~75 μg/100 g之間,無顯著差異。在新疆梨系統(tǒng)樣品中,異鼠李素-3-O-蕓香糖苷(FG19)為特征性成分,同時蘆?。‵G7)和異鼠李素-3-O-葡萄糖苷(FG24)在大部分樣品中也有著較高含量,總黃酮含量以新梨七號和新疆酸梨樣品較高,分別為151.0 μg/100 g和109.2 μg/100 g,庫爾勒香梨樣品最低為23.8 μg/100 g,其余樣品約在55~70 μg/100 g之間,無顯著差異。在秋子梨系統(tǒng)樣品中,槲皮素-3-O-葡萄糖苷(FG10)、異鼠李素-3-O-蕓香糖苷(FG19)和異鼠李素-3-O-葡萄糖苷(FG24)為特征性成分,其中以槲皮素-3-O-葡萄糖苷和異鼠李素-3-O-葡萄糖苷的含量普遍較高,特別是在香水梨中,同時蘆?。‵G7)和異鼠李素乙酰化葡萄糖苷(FG31)在大部分樣品中也普遍存在,總黃酮含量在香水梨中最高,為128.9 μg/100 g,其余樣品約在63~77 μg/100 g之間,無顯著差異。在雜交梨品種中,盡管不同樣品來源父本和母本差異較大,但異鼠李素-3-O-蕓香糖苷(FG19)和異鼠李素-3-O-葡萄糖苷(FG24)在所有樣品中共性存在,且含量較高,同時蘆?。‵G10)、槲皮素-3-O-葡萄糖苷(FG10)、槲皮素乙?;⒗擒眨‵G16)和山柰酚-3-O-蕓香糖苷(FG15)也在大部分樣品中有較高含量,總黃酮含量在桔蜜中最高,為150.3 μg/100 g,其中山柰酚-3-O-蕓香糖苷(FG15)為其優(yōu)勢黃酮化合物,其余樣品總含量較低,均在20~40之間,無顯著差異。綜合分析,異鼠李素-3-O-蕓香糖苷(FG19)和異鼠李素-3-O-葡萄糖苷(FG24)在梨樣品中普遍存在,且均有較高含量,同時蘆?。‵G7)、槲皮素乙?;⒗擒眨‵G16)和異鼠李素乙?;咸烟擒眨‵G31)在大部分梨樣品中也均有檢出,這些化合物可以作為梨屬果實的代表性黃酮成分。
圖4 梨果實中的黃烷-3-醇和原花青素類化合物含量Fig. 4 Contents of 25 flavan-3-ols and procyanidins in pear fruits
圖5 梨果實中的三萜酸類化合物含量Fig. 5 Contents of16 triterpenoids in pear fruits
與幼果時期相比,梨果實在成熟過程中,黃酮化合物含量降低程度比酚酸和酚苷更為顯著。比如,總黃酮在秋子梨品種南果梨成熟果中的含量從幼果時期的259.0 μg/g降低到76.6 μg/100 g,約338 倍;在白梨品種碭山酥梨成熟果中的含量從幼果時期的380.9 μg/g降低到39.6 μg/100 g,約962 倍;在新疆梨品種庫爾勒香梨成熟果中的含量從幼果時期的266.9 μg/g降低到23.8 μg/100 g,約1 121 倍;在西洋梨品種紅茄梨成熟果中的含量從幼果時期的478.1 μg/g降低到49.5 μg/100 g,約966 倍;在砂梨品種豐水梨成熟果中的含量從幼果時期的147.3 μg/g降低到39.5 μg/100 g,約373 倍。Cho等[20]通過紫外分光光度法觀察總黃酮含量在砂梨果實發(fā)育周期的動態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)在盛花期前50 d內,即果實細胞分裂期,總黃酮含量呈直線式顯著降低,至果實發(fā)育后期,下降趨勢逐漸平緩。
黃烷-3-醇類化合物主要以表兒茶素、兒茶素以及二者聚合形成的原花青素為代表,在梨果中普遍存在,特別是在西洋梨中報道較多,而且主要存在于梨皮部位[25-26]。本實驗在梨成熟果實中檢測出25 種黃烷-3-醇和原花青素類化合物(編號FA1~25),但其平均總含量顯著低于酚酸和酚苷類化合物,如圖4所示。其中,以西洋梨系統(tǒng)中紅茄梨、三季梨以及早金香梨樣品的總黃烷-3-醇含量較高,分別為26.3、17.5 μg/g和12.5 μg/g,其次白梨系統(tǒng)的六月酥、新疆梨系統(tǒng)的康樂酥木梨、秋子梨系統(tǒng)的南果梨和黃香水、雜交系統(tǒng)的華酥樣品中也含有較高含量的總黃烷-3-醇,分別為14.2、15.0、14.3、15.4 μg/g和13.9 μg/g。而在檢測的所有砂梨樣品中黃烷-3-醇類化合物含量均較低,總含量低于1.7 μg/g。在所檢測的25 個黃烷-3-醇類化合物中,以表兒茶素(FA8)和B型原花青素二聚體II(FA5)含量較高,平均含量分別約占總黃烷-3-醇類的44.7%和23.6%。對所有樣品中的黃烷-3-醇和原花青素類化合物進行綜合分析發(fā)現(xiàn),兒茶素(FA3)、B型原花青素二聚體II(FA5)、表兒茶素(FA8)、B型原花青素三聚體III(FA12)和B型原花青素四聚體(FA15)在大部分梨樣品中普遍存在,可作為梨屬果實的特征性黃烷-3-醇和原花青素類成分。
與幼果時期相比,梨果實在成熟過程中,黃烷-3-醇化合物含量隨著果肉的增長膨大亦顯著降低,但下降指數(shù)明顯低于黃酮類化合物,約十倍至百倍??傸S烷-3-醇在秋子梨品種南果梨成熟果中的含量從幼果時期的186.3 μg/g降低到14.3 μg/g,約13 倍;在白梨品種碭山酥梨成熟果中的含量從幼果時期的63.5 μg/g降低到0.5 μg/g,約127 倍;在新疆梨品種庫爾勒香梨成熟果中的含量從幼果時期的52.3 μg/g降低到0.2 μg/g,約261 倍;在西洋梨品種紅茄梨成熟果中的含量從幼果時期的711.7 μg/g降低到26.3 μg/g,約27 倍;在砂梨品種豐水梨成熟果中的含量從幼果時期的163.8 μg/g降低到1.0 μg/g,約164 倍。
梨成熟果中含有豐富的三萜酸類物質(TA),盡管其含量不及酚酸和酚苷類化合物,但由于具有優(yōu)越的抗腫瘤、抗炎等藥效活性,在許多功能性果蔬中也廣泛受到關注。如圖5所示,梨果中檢測出16 種三萜酸類化合物(編號TA1~16),除經常報道的白樺酸脂(TA14)、齊墩果酸(TA15)和熊果酸(TA16)外[1,27],主要成分還包括委陵菜酸(TA2)、anmurcoic acid(TA3)、山楂酸(TA10)和科羅索酸(TA11)。不同品種樣品進行對比發(fā)現(xiàn)三萜酸類物質在不同品種梨果實中含量區(qū)間跨度很大,在所檢測的36 份樣品中,黃香水梨的總三萜酸含量最高,約680.6 μg/100 g,而在西洋梨品種早金香和Tosca中含量最低,分別為5.1 μg/100 g和5.6 μg/100 g,相差120多倍。來源于西洋梨、砂梨、新疆梨和雜交品種的樣品中,各三萜酸化合物含量普遍較低。對所有樣品中的三萜酸類化合物進行綜合分析發(fā)現(xiàn),薔薇酸(TA1)、委陵菜酸(TA2)、anmurcoic acid(TA3)、坡模酸異構體(TA4)、麥珠子酸(TA9)、山楂酸(TA10)、科羅索酸(TA11)、白樺酸脂(TA14)、齊墩果酸(TA15)和熊果酸(TA16)在大部分梨樣品中普遍存在,可作為梨屬果實的特征性三萜類成分。
與幼果時期相比,成熟后梨果實中的三萜酸化合物含量降低約百倍至數(shù)千倍??側扑嵩谇镒永嫫贩N南果梨成熟果中的含量從幼果時期的274.6 μg/g降低到178.1 μg/100 g,約154 倍;在白梨品種碭山酥梨成熟果中的含量從幼果時期的305.7 μg/g降低到22.8 μg/100 g,約1 300 倍;在新疆梨品種庫爾勒香梨成熟果中的含量從幼果時期的227.5 μg/g降低到15.7 μg/100 g,約1 449 倍;在西洋梨品種紅茄梨成熟果中的含量從幼果時期的193.0 μg/g降低到8.7 μg/100 g,約2 218 倍;在砂梨品種豐水梨成熟果中的含量從幼果時期的297.4 μg/g降低到6.5 μg/100 g,約4 575 倍。
將梨果實中的酚酸、酚苷、黃酮、黃烷3-醇和三萜酸化合物的含量標準化后,導入SIMCA-P軟件中,分別進行無監(jiān)督模式識別的PCA和有監(jiān)督督模式識別的PLSDA[28]。如圖6所示,大部分來源于相同品種系統(tǒng)的梨樣品,如砂梨和西洋梨,在PCA和PLS-DA得分圖上整體分布較近,沒有明顯分界,表明差異相對較小。但是在PLSDA得分圖上,白梨系統(tǒng)的碩豐和六月酥(編號4和6)以及新疆梨系統(tǒng)的新疆酸梨(編號23)與其他樣品差異較大,表明品種特異性較強。其中,碩豐和六月酥的三萜酸,如科羅索酸、熊果酸、山楂酸和委陵菜酸等,含量較高,而且六月酥中還含有較高的表兒茶素和原花青素二聚體。新疆酸梨中綠原酸和奎尼酸含量也遠高于其他新疆梨樣品。另外,大部分秋子梨品種樣品與其他品種差異較大,可以明顯分開,如南果梨、香水梨、伏香和黃香水(編號27、28、29和31)。這可能是由于秋子梨中的酚酸、酚苷和三萜酸等含量普遍較高。而且秋子梨系統(tǒng)內部不同品種樣品的PCA和PLS-DA得分圖分布也相對分散,特別是南果梨的芽變品種紅南果(編號30)與南果梨(編號27)樣品在得分圖上分布較遠,兩者差異明顯,表明該系統(tǒng)樣品具有較強的品種特異性。
圖636 個梨品種果實的PCA(a)和PLS-DA(b)結果Fig. 6 Score plots of PCA (a) and PLS-DA (b) for pear fruits of 36 cultivars
我國梨品種資源豐富,多年來在抗氧化、抗炎、抗?jié)兊确矫娑加兄鴱V泛的臨床應用,使其在保健品及藥品方面的開發(fā)前景廣闊。本研究采用UPLC-MS/MS的多離子反應監(jiān)測模式,從五大傳統(tǒng)梨系統(tǒng)和雜交梨品種中,選擇36 種常見品種為試材,對成熟梨果實展開靶向性代謝組學研究,結果發(fā)現(xiàn)成熟梨果實中含有豐富的多酚和三萜酸類物質。PCA和PLS-DA表明,雖然不同樣品所含的化合物種類和含量都存在一定的差異,但是許多品種間的整體差異分界并不明顯。除此之外,秋子梨系統(tǒng)的樣品品種特異性較強,與其他品種樣品普遍差異較大。將幼果期和成熟期的樣品進行對比分析發(fā)現(xiàn),在成熟過程中,梨果中的許多多酚和三萜小分子活性化合物含量顯著降低數(shù)十倍甚至上千倍,其中以南果梨為代表的秋子梨品種果實含量降低指數(shù)顯著小于其他品種。再進一步通過對所有樣品中化合物種類展開系統(tǒng)分析,有40 個化合物,包括12 個酚酸、8 個酚苷、5 個黃酮苷、5 個黃烷-3-醇以及10 個三萜酸,在大部分測定梨品種中普遍存在,這些物質可以初步確定為評價梨屬果實的特征性多酚和三萜酸類物質。該研究結果對于進一步完善梨果實的質量評價體系具有重要意義,同時也可為規(guī)范化梨后期產業(yè)鏈功能性產品的選種加工提供一定的參考。