宁夏枸杞的表型特征与主要功效成分含量的相关性

闫亚美1, 米佳1, 张锋锋2, 喻静3, 马力文4, 詹志来5, 戴国礼1, 禄璐1, 蔡少青6, 秦垦1

【作者机构】 1宁夏农林科学院枸杞科学研究所/国家枸杞工程技术研究中心; 2宁夏农产品质量标准与检测技术研究所; 3广东仲恺农业工程学院轻工食品学院; 4中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室; 5中国中医科学院中药资源中心; 6北京大学药学院
【分 类 号】 TS202.1
【基    金】 宁夏回族自治区重点研发计划项目(2020BBF02006) “西部之光”访问学者项目(2021—2022)。
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宁夏枸杞的表型特征与主要功效成分含量的相关性

宁夏枸杞的表型特征与主要功效成分含量的相关性

闫亚美1, 米 佳1, 张锋锋2, 喻 静3, 马力文4, 詹志来5,戴国礼1, 禄 璐1, 蔡少青6,*, 秦 垦1,*

(1.宁夏农林科学院 枸杞科学研究所/国家枸杞工程技术研究中心, 宁夏 银川 750002;2.宁夏农产品质量标准与检测技术研究所, 宁夏 银川 750002;3.广东仲恺农业工程学院 轻工食品学院, 广东 广州 510225;4.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室, 宁夏 银川 750002;5.中国中医科学院中药资源中心, 北京 100700; 6.北京大学 药学院, 北京 100083)

摘 要:针对药食两用资源宁夏枸杞的商品等级主要依据表型特征如色泽和果形大小等这一现状,基于营养功效成分与表型特征的相关性研究分析评价宁夏枸杞干果的质量。测定不同品种(品系)、采收批次、等级、产地等影响因素条件下,224个宁夏枸杞样本的总糖、多糖、甜菜碱、总黄酮及类胡萝卜素等功效成分含量,长、宽、纵切面积、m(平均单果)、色泽指标(L*值、a*值、b*值)等表型特征。分析枸杞主要功效成分、表型特征(果形大小、色泽等)对各影响因素的响应及品质指标之间的相关性。结果表明,枸杞总糖含量与果形大小呈极显著正相关(P<0.01),与多糖、甜菜碱、总黄酮及总类胡萝卜素等功效成分的含量呈显著或极显著负相关,即低总糖含量的枸杞整体呈果实较小、功效成分含量更高的趋势;色泽指标L*值、a*值、b*值相互呈正相关(P<0.05),且L*、a*值与玉米黄素双棕榈酸酯、总类胡萝卜素呈不同程度的正相关,即枸杞越亮、越红,玉米黄素双棕榈酸酯和类胡萝卜素含量呈升高趋势,类胡萝卜素成分对枸杞红度和亮度等色泽指标具有正向贡献。研究结果以期为宁夏枸杞质量评价的标准及优良品种选育提供一定的理论依据。

关键词:宁夏枸杞; 多糖; 表型特征; 色泽; 质量评价

宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)是我国重要的药食同源资源。古代中医典籍记载,枸杞有养肝、补肾、明目之功效。现代研究表明,枸杞的活性物质主要有枸杞多糖、甜菜碱、黄酮、类胡萝卜素等。已报道这些成分具有降糖[1]、调节肠道菌群、增强免疫[2]、保肝[3]、改善老年性黄斑变性[4]、抗氧化、抗菌[5]、促进骨骼肌功能[6]等多种功效。在消费市场上,宁夏枸杞的商品等级和价格常以其表型特征(如色泽、果形大小等)为判断标准。宁夏枸杞作为中药材或保健食品使用时,其价值应以营养功效成分(如总糖、黄酮等)的含量为判断标准。因此,本研究拟分析探讨宁夏枸杞营养功效成分与商品等级、果形指数、色泽等的相关性,即解答“枸杞是否越大越好,越红越好”,旨在为宁夏枸杞质量评价的标准及优良品种选育提供一定的理论依据。近年来,随枸杞育种、栽培技术的发展及产区扩大,影响枸杞品质的因素也随之增大。产地、品种、采收期及大小均为宁夏枸杞的品质影响因素。产区及生态条件对枸杞品质影响较多,研究表明,宁夏所产枸杞在多糖、黄酮和微量元素硒的累积方面具有优势,但总糖含量较低[7];宁夏中宁、固原产的枸杞黄酮含量较高,新疆产枸杞的蛋白质含量高于其他地区;甘肃、宁夏等地所产枸杞富含氨基酸、核苷和碱基;甘肃酒泉和青海所产枸杞的糖含量较高。类胡萝卜素、果糖和葡萄糖是区分不同产地枸杞的优势标记物[8-9],中宁县生产的枸杞和其他5个省份生产的枸杞在钙、锰、多种氨基酸含量上差异较大[10],但人工感官评价和电子舌技术不能有效区分青海及宁夏产枸杞子[11]。品种也是影响枸杞品质的重要因素,王益民等[12]研究了甘肃景电灌区10个枸杞品种的干果百粒重、干果果形大小、鲜干果比及主要营养功效成分;Liu等[13]分析了甘肃来源的不同树龄的5个品种;王秀芬等[14]对甘肃靖远产区3个品种进行了比较;本课题组对9个不同品种枸杞的色泽与其类胡萝卜素含量相关性进行了研究,结果均表明不同品种枸杞的品质间存在一定的差异[15]。枸杞为无限花序生长的植物,生产上一般按果实成熟期将其分为夏果枸杞和秋果枸杞。6月中下旬至7月上旬成熟的果实,称为夏果;9月中下旬至10月上旬成熟的果实,称为秋果。龚海光等[10]认为枸杞的吸湿率受果实采收期的影响,上浮率不受采收季节影响。明鹤等[16]发现随着枸杞果实成熟时间推迟,枸杞多糖和甜菜碱的含量逐渐降低。而薛淑萍等[17]研究发现2个年度内不同采收时间枸杞子中枸杞多糖含量从高到低依次为7月下旬、8月中上旬、7月中上旬、6月。赵晓梅等[18]分析研究表明新疆精杞1号夏果更易富集总酸、蛋白质、脂肪和灰分等营养成分,且在质量上占一定优势。在枸杞果形大小及其他表型等级与内在化学成分相关性标准及研究方面,尚无系统的规定及研究报道。王丹等[19]采用Image-proplus和图像处理技术综合评价,结果显示,宁夏枸杞的宽长比为0.55~0.65,青海枸杞为0.40~0.50,新疆枸杞为0.65~0.80;在色泽方面,宁夏与青海产枸杞的R值(代表红色,R值较大时果实更红)偏大,外表红色或深红色,新疆枸杞的R值偏小,外表暗红色;宁夏、青海、新疆枸杞面积值分别为1.27~1.69 cm2、0.79~1.26 cm2、0.25~0.74 cm2,单果重分别为0.22~0.24 g、0.18~0.20g、0.14~0.16 g,综合分析3个产地分别列为一、二、三等级,该结论中果形大小与商品市场情况有较大出入。陈开娟[20]以药店来源的3个等级的枸杞为研究对象,分析其多糖含量差异性。发现枸杞等级越大(果形越大),多糖含量越高。枸杞质量标准及品质影响因素较多,且种植产区辐射范围广,关于优质商品的品质评价尚无较统一的结论。植物生长与分化导致次生代谢物质的差异[21-22],故基于该原理提出“枸杞果实发育营养物与其代谢产物特别是次生代谢产物—枸杞多数功效成分黄酮、类胡萝卜素、甜菜碱等积累相关”的假设。以不同产地、批次、品种(品系)、等级的宁夏枸杞样本为研究对象,分析宁夏枸杞主要营养成分、功效成分、表型特征如果形大小和色泽等品质对各影响因素的响应及品质指标之间的相关性,以期为宁夏枸杞质量评价标准提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

2019年在宁夏银川芦花台园林场收集了18个不同品种(品系)、8个批次的宁夏枸杞果实样本,并用3、4、5号筛将样品分为4个等级得到173份枸杞样本,同年在宁夏、青海、甘肃、新疆等不同产区收集51份宁夏枸杞统货(大小货混在一起不分质量、规格、品级),统一用热风干燥至恒重后密封保存在-20 ℃,用以测定表型特征和营养功效成分含量,不同宁夏枸杞样品信息见附表1。

表1 不同宁夏枸杞表型特征及功效成分含量

Tab.1 Phenotype characteristics and functional components of different Lycium barbarum L.

品质指标最小值最大值平均值标准差指标变异系数/%批次等级品种(品系)产地整体样本L∗18.6735.3327.502.675.533.975.219.889.71a∗28.3346.3337.873.275.292.664.838.578.62b∗23.6742.3334.253.004.694.745.898.168.75纵切面积/mm234.20163.8792.6524.829.0837.8715.3126.9126.79长/mm9.7725.6716.902.765.6710.2011.6217.7416.33宽/mm4.619.867.181.0312.4452.1913.6911.4014.41m(平均单果)/g0.060.410.210.077.2639.9714.2727.7135.05w(黄酮)/%0.080.340.170.049.8712.6814.9320.0623.97w(总糖)/%42.0069.8057.305.512.3111.7721.938.999.62w(枸杞多糖)/%3.016.764.020.834.1714.467.4618.9120.69w(甜菜碱)/%0.592.281.270.2510.1810.4810.3319.7019.33w(玉米黄素)/(mg·100g-1)0.098.361.351.1018.8022.5746.1659.0181.27w(β-隐黄素)/(mg·100g-1)0.140.880.300.1313.9112.8724.9130.5442.43w(β-胡萝卜素)/(mg·100g-1)0.4711.913.152.0215.4217.7141.3465.9664.21w(β-隐黄素棕榈酸酯)/(mg·100g-1)1.3112.084.321.9022.3122.1432.6726.1343.96w(玉米黄素双棕榈酸酯)/(mg·100g-1)18.17443.29145.1672.2823.4520.9031.5328.1949.79w(总类胡萝卜素)/(mg·100g-1)23.63469.25154.2875.7123.2420.4631.2328.1049.07

芦丁(纯度≥98%)、甜菜碱(纯度≥98%),上海源叶生物科技有限公司;β-胡萝卜素(纯度≥95%)、葡萄糖(纯度≥99.5%),美国Sigma-Aldrich公司;甜菜碱(纯度>99%),北京中科质检生物技术有限公司;玉米黄素(纯度≥97%)、β-胡萝卜素(纯度≥96%)、β-隐黄素(纯度≥97%)、β-隐黄素棕榈酸酯(纯度≥95%)、玉米黄素双棕榈酸酯(纯度≥98%),瑞士Carote Nature公司;其他试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

MRS-3200A3L MICROTEK型扫描仪,上海中晶科技有限公司;BS 224 S型分析天平,德国赛多利斯公司;UV-1780型紫外可见分光光度计,日本岛津仪器有限公司;R-300型旋转蒸发仪,瑞士Büchi有限公司; Waters 2695型高效液相色谱仪及2487型紫外吸收检测器,美国Waters公司。

1.3 实验方法

1.3.1 总糖含量的测定

参照GB/T 15672—2009《食用菌中总糖含量的测定》的方法,用体积分数为23%的盐酸水溶液回流提取,用苯酚硫酸法在490 nm下用紫外分光光度计检测,以葡萄糖为标准品计算样品中总糖的含量。

1.3.2 多糖含量的测定

按照GB/T 18672—2014《枸杞》附录A的方法,用体积分数为80%的乙醇溶液浸提除去小分子糖等杂质,残渣再用水提取得到多糖,用苯酚硫酸法在490 nm下用紫外分光光度计检测,以葡萄糖为标准品计算样品中多糖的含量。

1.3.3 总黄酮含量的测定

参照NY/T 3903—2021《枸杞中黄酮类化合物的测定的方法》,用体积分数为70%的乙醇水溶液提取后,用NaNO2-Al(NO3)3比色法在508 nm下用紫外分光光度计检测,以芦丁为标准品计算样品中总黄酮的含量。

1.3.4 类胡萝卜素含量的测定

按照文献[15]方法进行测定,总类胡萝卜素的含量为各组分含量的总和。

1.3.5 甜菜碱含量的测定

参照NY/T 2947—2016《枸杞中甜菜碱含量的测定 高效液相色谱法》,样品用体积分数为25%的甲醇提取,用混合型阳离子交换树脂固相萃取柱净化,随后用体积分数为75%的乙腈溶液定容,再用HPLC在205 nm处检测,以甜菜碱标准品做标准曲线计算样品中甜菜碱的含量。

1.3.6 枸杞表型特征的测定

用扫描仪进行测定,用万深考种分析软件分析,得出长、宽、色泽、纵切面积、m(平均单果)等表型特征数据。

1.4 数据处理

数据的描述性统计、相关性分析、聚类分析采用SPSS 21.0软件完成,其中相关性分析采用双变量相关性分析,以Pearson系数进行检验;聚类分析采用系统聚类法。作图采用Origin 9.0软件完成。

2 结果与分析

2.1 不同宁夏枸杞表型特征及功效成分含量的描述性统计分析

对不同宁夏枸杞表型特征及营养功效成分含量进行测定,测定结果见附表1。测定结果的描述性统计结果见表1。由表1可知,从整体变异系数看,色泽L*值、a*值、b*值的变异系数均小于10%,纵面积和m(平均单果)变异系数均大于25%。成分指标中总糖含量变异系数为9.62%,枸杞多糖、黄酮和甜菜碱的变异系数约为20%,类胡萝卜素类成分的变异系数均大于40%,说明不同来源宁夏枸杞的品质间存在较大的差异。批次、等级、品种(品系)间L*值、a*值、b*值的变异系数介于2.66~5.89,产地变异系数在8.16~9.88。比较而言,产地对色泽的影响更大;除等级外,不同产地样本间的果形大小指标[纵切面积、长和m(平均单果)]的变异系数最大,说明产地也是造成枸杞多糖、黄酮和甜菜碱含量变异系数最大的因素;品种(品系)是影响总糖和类胡萝卜素变异系数的最大因素;采收批次对果形大小和营养功效成分含量影响总体较小。

2.2 不同批次宁夏枸杞表型特征与营养功效成分含量分析

不同批次宁夏枸杞的表型特征分布见图1。

不同字母表示批次间差异显著(P<0.05)。

图1 不同批次宁夏枸杞的表型特征分布箱形图

Fig.1 Box plot of phenotype characteristics of different batches of Lycium barbarum L.

第1~6批次为夏果,7~8批次为休眠期之后采摘的秋果。由图1可知,第4批枸杞样品的L*值、a*值、b*值均显著低于其他批次,第8批样品的L*值、a*值、b*值较其他批次高;就果形大小指标而言,1~6批次随着采摘批次的推后,纵切面积、长和单果平均质量整体呈递减趋势。其中,第6批样品的纵切面积、长、宽及m(平均单果)等果实大小显著低于第1和第2批次(P<0.05),说明夏果最后批次果实较小。第7批次(秋果第1批次)较第6批次(夏果最后批次)果形大(P<0.05),但第8批次大小指数又有所降低。

不同批次枸杞营养功效成分分布见图2,黄酮累积随批次延长整体呈递减趋势,第1批次的黄酮含量最高,显著高于3~8批次(P<0.05),第8批枸杞的黄酮含量显著低于其他批次(P<0.05),其他批次间差异不显著;第3和第4批次总糖较低,第2和第8批次总糖较高。除第5和第6批次外,总糖在同批次样本间差异较大,揭示同一采收期不同品种(品系)间的枸杞糖含量差异较大;第6批枸杞的多糖含量最低,其他批次未见明显的变化;第6批枸杞,甜菜碱的含量最高(P<0.05),第7批次甜菜碱含量最低;与果形大小一致的是,对于夏果而言,总类胡萝卜素类含量及玉米黄素双棕榈酸酯、β-隐黄质棕榈酸酯含量随着批次的延后,整体呈逐渐下降趋势,但在秋果中的累积又有所升高。

不同字母表示批次间差异显著(P<0.05)。

图2 不同批次宁夏枸杞的功效成分分布箱形图

Fig.2 Box plot of functional component contents of different batches of Lycium barbarum L.

2.3 不同等级宁夏枸杞表型特征与营养功效成分含量分析

不同等级(从大到小为1到4等级)宁夏枸杞表型特征见图3,第4等级只有两个样本,说明枸杞整体较大;除第1、4等级的b*值差异较大外(P<0.05),不同等级枸杞的色泽无明显的变化规律。但随着等级降低,枸杞的纵切面积、长、宽和m(平均单果)呈显著逐渐下降趋势,其中,除第2等和3等长指标的差异不显著外,各等级果形大小差异显著(P<0.05)。说明就大小而言等级显效。统货枸杞(混合样本)的各指标居中且离散程度较大。

不同字母表示等级间差异显著(P<0.05)。

图3 不同等级宁夏枸杞的表型特征分布箱形图

Fig.3 Box plot of phenotype characteristics of different grades of Lycium barbarum L.

不同等级宁夏枸杞营养功效成分含量见图4,1至4等枸杞的黄酮含量差别不显著。这与表1中品种(品系)是造成枸杞黄酮变异的最大因素相吻合。而从1至4等级,总糖整体呈逐渐下降趋势,1、2等级与3等级及4等级间差异显著(P<0.05)。多糖、甜菜碱和总类胡萝卜素含量则相反,整体呈逐渐上升趋势,第4等级显著高于第1等级(P<0.05)。但同一等级间样本离散程度也存在较大差异。结合表1及图4,进一步说明品种(品系)因素可能也对营养功效成分具有较大的影响。

图中不同字母表示等级间差异显著(P<0.05)。

图4 不同等级宁夏枸杞的功效成分分布箱形图

Fig.4 Box plot of functional component contents of different grades of Lycium barbarum L.

2.4 不同产地宁夏枸杞表型特征与营养功效成分含量分析

目前,在宁夏、青海、新疆和甘肃等4个不同产区共有的主栽品种宁杞1号、宁杞5号和宁杞7号等。研究选取上述4个不同主栽品种在宁夏、青海、新疆和甘肃4个主产区的共计51个样本,其果实表型特征及营养功效成分分别见图5和图6,不同产地宁夏枸杞的表型特征整体表现为:青海样本L*值较高,表明样本较亮,新疆样本a*值较低,表明样本整体不够红;青海样本果形大小指标显著高于其他几个省份的样本(P<0.05)。不同产区枸杞营养功效成分特征表现为:青海和甘肃样本总糖含量较高,显著高于宁夏和新疆产区。同时,同一指标,同一产区间多数样本离散程度较大,揭示产区内样本之间的营养功效成分差异也较大。进一步说明影响枸杞品质因素较多,可能由地理生态环境、栽培种植技术、品种或采收期等差异而造成[7,12-13,15]

图中不同字母表示产地间差异显著(P<0.05)。

图5 不同产地宁夏枸杞的表型特征分布箱形图

Fig.5 Box plot of phenotype characteristics of different origins of Lycium barbarum L.

图中不同字母表示产地间差异显著(P<0.05)。

图6 不同产地宁夏枸杞的营养功效成分分布箱形图

Fig.6 Box plot of functional component content of different origins of Lycium barbarum L.

2.5 宁夏枸杞各品质指标间的相关性分析

图7的宁夏枸杞表型特征与营养功效成分含量相关性热图显示了枸杞各品质指标之间存在多重相关性。1)枸杞果实纵切面积、长、宽、m(平均单果)与L*值均呈极显著正相关,与a*值相关性较弱,说明果实越大,色泽越亮,但果实大小对果实红度影响极小;2)总糖含量与纵切面积、长、宽、m(平均单果)均呈极显著正相关(P<0.01),与黄酮、枸杞多糖、甜菜碱、总类胡萝卜素及其组分呈现显著或极显著负相关,说明总糖含量越高,枸杞果实越大,果实的增大主要由碳水化合物的累积造成;但总糖含量高的枸杞其功效成分均较低;3)色泽指标L*值、a*值、b*值相互之间呈正相关,L*a*值与玉米黄素双棕榈酸酯、总类胡萝卜素含量呈不同程度的正相关,说明越亮、越红的枸杞,其玉米黄素双棕榈酸酯和总类胡萝卜素含量呈较高趋势。

图7 宁夏枸杞表型特征与功效成分含量的相关性分析

Fig.7 Correlation analysis between phenotype characteristics of Lycium barbarum L. and content of functional components

3 讨 论

3.1 品种(品系)、批次、等级、产地等因素对宁夏枸杞表型特征与营养功效成分含量影响

目前,基于优质(果粒大、商品等级率高、多糖和类胡萝卜素等成分含量高)高产、多抗、广适(适宜不同气候及不同生态区)等指标,宁夏、内蒙古、新疆、河北、青海产区均有枸杞良种选育并推广应用,共计约30余个,而不同品种(品系)枸杞的基因型和生物合成酶有所差异,其生理生化作用有所差别,进而影响了次生代谢作用进程及产物数量的变化[23]。现有研究对较大样本量的品种(品系)品质分析较少,研究采用了22个品种(品系)进行分析表明:整体表现为果实越大,总糖含量较高,功效成分含量越低且色泽较差。但少量品种(品系)具有果实表型大、总糖含量低、功效成分含量高且色泽较佳的特征。

枸杞在宁夏、甘肃等产区,夏果和秋果之间有短暂的休眠期。夏眠是枸杞夏季高温条件下的一种生理现象,主要是因为夏季天气过热,树体为了减少养分损失进行休眠。枸杞根在年生育期有两次生长现象,即春季(4—6月)生长和秋季(8—10月)生长。夏果初,枸杞树体经过生长发育,生物量及营养储存较多,使得果实整体偏大,但随着开花、结果相继不断,果实逐渐变小至夏果结束,休眠开始。7—8月经过夏眠后,枸杞植株生物量包括营养又进行了累积[24],故其果实大小品质和枸杞产量可能又有所提升。

枸杞果实等级从1级到4级,总糖含量依次逐渐降低,但其他功效成分却呈递增趋势。其中,总糖含量随等级依次降低,该结果与GB18672—2014相一致,该国标按照果实粒度从大到小将枸杞划分为特优级、特级、甲级、乙级4个等级,且对总糖要求从大到小4个等级含量依次为≥45%、≥39.8%、≥24.8%和≥24.8%。而宁夏枸杞作为中药材,《中华人民共和国药典(2020版)》[25]却只规定了性状、鉴别(显微和薄层)、检查项(水分、灰分、重金属、浸出物)及功效指标(枸杞多糖≥1.8%、甜菜碱≥0.5%),功效成分尚未涉及黄酮、类胡萝卜素规定,指标较少、标准较低,且枸杞多糖、水分、蛋白质、脂肪、灰分和百粒重等指标各等级规定一致。中药材商品规格等级标准中也只规定了枸杞的感官品质及粒度大小[26]。因此,关于宁夏枸杞的质量评价标准尚有进一步提升的空间。

不同产区的土壤及气候条件对枸杞功效成分的影响较大。本研究结果表明,青海样本果形大小指标显著高于其他几个省份的样本,这与王亚军[27]、张波等[28]的研究结果较一致。本课题组前期以10个不同产地“宁杞1号”枸杞为样本,研究了18个生态因子对枸杞化学成分的影响,结果表明海拔高度、相对湿度、≥10℃积温、年均温、土壤速效钾等对枸杞营养功效成分的积累影响较大[7],如前言所述,相关报道取样样本具有差异性、研究方法有别,涉及的研究指标较广,结论不尽相同。除宁夏及周边地区枸杞具有较高的多糖含量,较低的可溶性小分子糖含量外[8-9],尚无对于枸杞产区区划有较统一的结论。而本研究结论与“宁夏及其周边地区枸杞具有较高的多糖含量,较低的可溶性小分子糖含量”结论相一致。

3.2 宁夏枸杞表型特征与营养功效成分之间的相关性分析

生长-分化平衡假说认为,次生代谢物是细胞特化和成熟过程中生理活动的产物,其含量随着植物的生长发育而变化;在资源充足的情况下,植物以生长为主;在资源匮乏的情况下,则以分化为主,同时伴随着更多的次生代谢产物的合成积累[20-22]。该假说表明任何对植物生长影响超过对植物光合作用影响的环境因子,都将会导致次生代谢物质的增多。此外,对于高等植物而言,葡萄糖等糖类不仅作为其营养物质,且可作为信号分子之一反映其对环境变化和压力调节[29]。因此,可以解释宁夏枸杞果实越大,表现为总糖含量越高,且其为次生代谢产物的黄酮、甜菜碱等功效成分的含量越高。但枸杞多糖作为初生代谢产物与总糖的累积呈相反趋势,且不同品种和同一品种在不同产区表现出糖累积差异。这些糖累积的差异影响枸杞代谢产物合成的机制有待进一步探讨。

项目组前期研究表明,鲜果枸杞的红度与玉米黄素双棕榈酸酯含量呈正相关[15],与本研究结果一致。但在本研究中呈现差异不显著的原因可能在于枸杞在制干过程中,受工艺等因素的影响,类胡萝卜素降解造成色泽的差异[30-31]

4 结 论

通过系统分析枸杞干果中营养功效成分含量与表型特征的相关性,旨在建立基于品质-表型关联性的质量评价体系。研究结果表明,在同一影响因素条件下,枸杞样本间的多数表型特征值和营养功效成分含量均呈较大的离散程度,说明影响枸杞品质的因素较多;总体而言,低总糖含量的枸杞果实整体呈果形较小、更高功效成分含量趋势,但也存在少量品种(品系)在一定批次范围具有低总糖含量且较大果实和功效成分含量;枸杞总类胡萝卜素及玉米黄素双棕榈酸酯含量对枸杞果实亮度、红度色泽均有一定程度的正向影响。研究结果旨在为宁夏枸杞质量评价的标准及优良品种选育提供一定的理论依据。

附录:补充数据

与本文相关的补充数据可以在http://dx.doi.org/10.12301/spxb202400037在线版本中找到。

Appendix: supplementary data

Supplementary data associated with this article can be found in the online version, at http://dx.doi.org/10.12301/spxb202400037.

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Correlation Between Phenotype Characteristics and Main Functional Components of Lycium barbarum L.

YAN Yamei1, MI Jia1, ZHANG Fengfeng2, YU Jing3, MA Liwen4, ZHAN Zhilai5, DAI Guoli1, LU Lu1, CAI Shaoqing6,*, QIN Ken1,*

(1.Institute of Wolfberry Science, Ningxia Academy of Agriculture and Forestry/National Wolfberry Engineering Technology Research Center, Yinchuan 750002, China;2.Ningxia Agricultural Products Quality Standards and Testing Technology Research Institute, Yinchuan 750002, China;3.School of Light Industry and Food, Guangdong Zhongkai University of Agricultural and Engineering, Guangzhou 510225, China;4.Key Laboratory for Meteorological Disaster Monitoring and Early Warning and Risk Management of Characteristic Agriculture in Arid Regions, China Meteorological Administration,Yinchuan 750002, China;5.Resource Center of Chinese Materia Medica,China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China;6.School of Pharmacy, Peking University, Beijing 100083, China)

Abstract: In light of the current situation that the grading of Lycium barbarum L. mainly relies on phenotypic characteristics such as color and fruit size, this study analyzed and evaluated the quality of dried Lycium barbarum L. based on the correlation analysis between functional components and phenotypic characteristics. A total of 224 samples of Lycium barbarum L. from different germplasms, harvesting batches, grades and origins were used to study the main functional components (total sugar, polysaccharide, betaine, total flavonoids and carotenoids), and phenotypic characteristics such as length, width, longitudinal area, and average single fruit weight and color indicators (L*, a* and b* values) of Lycium barbarum L.. Response of the main functional components and phenotype characteristics (fruit shape, size, color, etc.) of Lycium barbarum L. to different factors and the correlations between the quality indicators were analyzed. The total sugar content of Lycium barbarum L. was significantly and positively correlated with the fruit shape (P<0.05) and negatively correlated with the content of polysaccharides, betaine, total flavonoids and carotenoids. This means that Lycium barbarum L. with low total sugar content showed an overall trend of smaller fruit shape and higher contents of functional components. The color indexes L*, a* and b* were positively correlated with each other(P<0.05), L* and a* values were positively correlated with zeaxanthin dipalmitate and total carotenoids contents in different degrees. That was, the brighter and redder the Lycium barbarum L. fruit, the higher content of zeaxanthin dipalmitate and carotenoid. The carotenoids content of Lycium barbarum L. had a positive effect on the fruit brightness and redness. This study provided theoretical support for optimizing quality evaluation standards and breeding superior varieties of Lycium barbarum L..

Keywords: Lycium barbarum L.; polysaccharides; total sugar; color; quality evaluation

doi:10.12301/spxb202400037

文章编号:2095-6002(2025)04-0160-13

引用格式:闫亚美,米佳,张锋锋,等.宁夏枸杞的表型特征与主要功效成分含量的相关性[J]. 食品科学技术学报,2025,43(4):160-172.

YAN Yamei, MI Jia,ZHANG Fengfeng, et al. Correlation between phenotype characteristics and main functional components of Lycium barbarum L.[J]. Journal of Food Science and Technology, 2025,43(4):160-172.

中图分类号: TS202.1

文献标志码: A

收稿日期: 2024-01-14

基金项目: 宁夏回族自治区重点研发计划项目(2020BBF02006);“西部之光”访问学者项目(2021—2022)。

Foundation: Key R&D Program of Ningxia Hui Autonomous Region (2020BBF02006); “Western Light” Visiting Scholar Program (2021—2022).

第一作者: 闫亚美,女,研究员,博士,主要从事枸杞功效物质基础与加工方面的研究;

共同第一作者: 米 佳,女,助理研究员,主要从事枸杞功效物质基础与加工方面的研究。

*通信作者: 蔡少青,男,教授,博士,主要从事中药品种鉴定和品质评价方面的研究;秦 垦,男,研究员,主要从事枸杞育种方面的研究。

(责任编辑:李 宁)

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