地區(qū)差異及光照對野生型藍(lán)莓及人工種植藍(lán)莓營養(yǎng)成分的影響

1、地區(qū)差異及光照對野生型藍(lán)莓及人工種植藍(lán)莓營養(yǎng)成分的影響1. 前言1.1 藍(lán)莓藍(lán)莓（Vaccinium. spp）為杜鵑花科（Ericaceae），越橘屬（Vaccinium.spp）多年生落葉或常綠灌木，果實為漿果。葉分為落葉型及長青型，葉形卵圓形到披針形，長1-8cm，寬0.5-3.5cm?；ǘ錇殓娦?，顏色有白色、桃色/紅色，有時帶有淡淡的綠色調(diào)。果實呈深藍(lán)色，被白霜，近圓形。藍(lán)莓起源于北美洲及東亞，目前大致可分為2種：一種為低灌木，矮腳野生，顆粒小，花青素的含量高；另一種為人工培育藍(lán)莓，可長至240cm，果實較大，水分較多，花青素含量相對偏低。產(chǎn)季從每年五月到十月，在七月達(dá)最高峰。目前歐美

2、市場出售的食用漿果藍(lán)莓的品種很多來自美國。我國主要產(chǎn)區(qū)為大興安嶺、小興安嶺林區(qū)，尤其是大興安嶺中部，且均為野生型。由于藍(lán)莓的營養(yǎng)價值，藍(lán)莓栽培及加工的市場越加廣闊，目前藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)主要包括食品方面：藍(lán)莓酒、果醬、飲料等；保健品方面：老年保健品及眼保健品；醫(yī)藥領(lǐng)域主要開發(fā)藍(lán)莓花色苷類產(chǎn)品。1.2 藍(lán)莓營養(yǎng)成分藍(lán)莓被譽為水果皇后，果實中含有豐富的營養(yǎng)成分，如花色苷、維生素、果糖、果酸、蛋白質(zhì)、鉀、鐵、鈣、鎂、錳等礦物質(zhì)元素。藍(lán)莓中的花色苷含有多種有機酸及十幾種種氨基酸，包括莽草酸、奎尼酸、羥基乙酸、蘋果酸、檸檬酸等?？偘被岷空汲墒旃麑嵏芍氐?.085-2.549%。其中谷氨酸含量最高，為0.197

3、-0.540%。藍(lán)莓果實中糖類主要為葡糖糖和果糖，其含量隨著果實成熟度的增加而增加，糖度可達(dá)13%左右。同時，藍(lán)莓中蛋白質(zhì)含量為400-700mg/100g；脂肪含量為500-600mg/100g；鐵含量為0.76-3.0mg/100g、鈣含量為22-92mg/100g、鎂含量為1.14-2.49mg/100g。所以說藍(lán)莓不僅具有良好的營養(yǎng)保健作用，還具有防止腦神經(jīng)老化、強心、抗癌軟化血管、增強人機體免疫等功能。 1.2.1 花青素花青素又稱花色素，是一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，屬于黃酮類化合物，多以糖苷的形式存在，因此也稱為花色苷?；ㄉ匾攒盏男问酱嬖谟谥参矬w中，通常以4-8碳位連

4、接方式形成二元聚合物、三元聚合物及至高聚合物的形態(tài)存在?；ㄉ盏幕窘Y(jié)構(gòu)母核是2苯基并吡喃（2phenylbenzo pyerylium），結(jié)構(gòu)式見圖1。圖1-1：2苯基并吡喃藍(lán)莓中花色苷主要是由矢車菊色素（cyanidin）、飛燕草色素（delphinidin）、天竺葵色素（pelargonidin）、錦葵色素（malvidin）、牽牛花色素（petunidin）和芍藥色素（peonidin）這5種色素所衍生的各種花色苷及乙?；ㄉ战M成，具體花色苷的含量及種類，試藍(lán)莓品種而定。因此藍(lán)莓果皮有著深紅到黑色的差異性，此外，由于栽培地區(qū)、年份、土質(zhì)、樹齡等其他因素的不同，藍(lán)莓中所含有的花色苷的種

5、類及含量也不同。野生藍(lán)莓花色苷含量為330-380mg/100g，栽培種藍(lán)莓花色苷含量為70-280mg/100g?；ㄇ嗨刈鳛橐环N天然的食用色素，具有安全、無毒等特點，同時具有一定的營養(yǎng)和醫(yī)藥價值，因此在食品、醫(yī)藥、化妝等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。目前，植物果實中花色苷含量已經(jīng)成為衡量判斷果實品質(zhì)的重要指標(biāo)。藍(lán)莓作為水果皇后，其花色苷被稱為天然抗氧化劑，是極為珍貴的功能性天然色素。目前，藍(lán)莓花色苷已經(jīng)在醫(yī)藥上逐步應(yīng)用，其保健功能主要包括：激活視網(wǎng)膜酶、促進視紅素合成，緩解眼睛疲勞，提高視力，改善夜盲癥；降低膽固醇、抑制脂蛋白氧化，增加毛細(xì)管的滲透性作用；延緩神經(jīng)衰老，提高記憶力；消除體內(nèi)炎癥；預(yù)防

6、血栓和動脈硬化；清除活性氧自由基；調(diào)整糖尿病人血糖值，減少胰島素注射等功能。藍(lán)莓花色苷的提取方法主要包括：溶劑提取法、超聲波法、酸堿法、微波法,每種方法都有其各自的有點及應(yīng)用范圍。上述方法的選擇主要取決于提取目的與花色苷本身的成分組成。如果提取出的色素用做醫(yī)藥、科研等方向，則可選擇一種使色素處于天然狀態(tài)的方法；如果用于工業(yè)方面，如食物著色等，則可選擇一種具有較高產(chǎn)率和穩(wěn)定性的方法。目前藍(lán)莓花色苷分離純化的方法主要有雙水相萃取法、層析法、高效液相色譜法、溶劑萃取法及層析法。目前藍(lán)莓研究熱點為藍(lán)莓花色苷的穩(wěn)定性，關(guān)于此方面的研究已經(jīng)有數(shù)篇論文報道，學(xué)者們主要研究溫度、光照、pH值、金屬離子、酶等相

7、關(guān)因素對藍(lán)莓花色苷的影響。藍(lán)莓花色苷在堿性條件下為藍(lán)色，有少量沉淀；在酸性環(huán)境下，穩(wěn)定且色澤接近天然物顏色。在低溫和室內(nèi)光照下不變色；在高溫及陽光直射條件下發(fā)生強烈降解。同時研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)莓花色苷對三價鐵離子、二價銅離子敏感，易褪色或產(chǎn)生沉淀。1.2.2-胡蘿卜素、維生素C藍(lán)莓果實中胡蘿卜素含量為0.25mg/100g，維生素C含量為38.1mg/100g，同時還含有較豐富的維生素E。-胡蘿卜素(C40H56)是類胡蘿卜素之一，也是橘黃色脂溶性化合物，它是自然界中最普遍存在也是最穩(wěn)定的天然色素。許多天然食物中例如：綠色蔬菜、甘薯、胡蘿卜、菠菜、木瓜、芒果等，皆存有豐富的-胡蘿卜素。-胡蘿卜素是一

8、種抗氧化劑，具有解毒作用，是維護人體健康不可缺少的營養(yǎng)素，在抗癌、預(yù)防心血管疾病、白內(nèi)障及抗氧化上有顯著的功能，并進而防止老化和衰老引起的多種退化性疾病。藍(lán)莓中的維生素C的含量是蘋果的幾十倍，被譽為“漿果之王”。維生素C（Vitamin C，C6H8O6 ）又叫L-抗壞血酸，是一種水溶性維生素（圖1-3）。食物中的維生素C被人體小腸上段吸收。一旦吸收，就分布到體內(nèi)所有的水溶性結(jié)構(gòu)中，正常成人體內(nèi)的維生素C代謝活性池中約有1500mg維生素C，最高儲存峰值為3000mg維生素C。正常情況下，維生素C絕大部分在體內(nèi)經(jīng)代謝分解成草酸或與硫酸結(jié)合生成抗壞血酸-2-硫酸由尿排出；另一部分可直接由尿排出體

9、外（）。 生物體內(nèi)膠原蛋白餓合成需要維生素C的參與，若是缺乏，將會阻礙膠原蛋白的合成，進而導(dǎo)致細(xì)胞連接障礙。同時，維生素C還可以治療壞血病，預(yù)防牙齦出血、動脈硬化等疾病，提高機體免疫力。此外，維生素C還可以保護生物體內(nèi)的維生素A、維生素E、不飽和脂肪酸等，防止自由基對其的傷害?？筛鶕?jù)-胡蘿卜素及維生素C的化學(xué)特性，選取合適的提取方法進行提取，同時可使用分光光度計法進行維生素含量的測定，該方法準(zhǔn)確有效。 圖1-2：-胡蘿卜素 圖1-3：維生素C1.2.3多糖(果糖)、果酸目前國外對藍(lán)莓的研究主要集中在藍(lán)莓花色苷的功能上，而國內(nèi)對藍(lán)莓的研究集中在栽培種植上，因此對藍(lán)莓中多糖和果酸的研究尚少，根據(jù)資

10、料顯示，藍(lán)莓多糖對羥基和DPPH自由基具有較強的清除能力，而且其清除效果明顯好于維生素C。多糖在生物體內(nèi)的作用機制極其復(fù)雜，它可以直接參與清除途徑，也可以通過調(diào)節(jié)生物體內(nèi)內(nèi)源性抗氧化劑的相關(guān)活性。此外，多糖對部分微生物的生長存在著一定程度的抑制作用，但是其抑制機制尚未明確，因而有待于進一步的研究。藍(lán)莓中有機酸含量約占總酸含量的一半以上。有機酸中大部分是枸櫞酸，其他的有熊果酸、奎寧酸和蘋果酸等。需要著重一提的是熊果酸，熊果酸又稱烏索酸，屬于一種弱酸性五環(huán)三萜類化合物，是多種天然產(chǎn)物的功能成分，具有廣泛的生物學(xué)活性，特別在抗腫瘤等方面作用突出（）。1.3 野生藍(lán)莓和人工種植藍(lán)莓的現(xiàn)狀與區(qū)別藍(lán)莓極耐

11、寒，可抵御-50的嚴(yán)寒，喜強酸、濕潤的土壤。因此，在長白山及大小興安嶺的大面積酸性（pH4.5-5.5）的沼澤地上具有強大的發(fā)展?jié)摿Α?906年，F(xiàn)V.Coville首先開始野生藍(lán)莓育種工作，經(jīng)過30幾年的選育，得到15個藍(lán)莓品種并進行商業(yè)化栽培。經(jīng)過數(shù)百年的育種工作，已經(jīng)選育出適應(yīng)熱帶、溫帶、寒帶等各種氣候條件的優(yōu)良品種。到20世紀(jì)80年代末，已經(jīng)選育出100多個優(yōu)良品種在美國東部、南部、北部等地區(qū)廣泛栽培。隨后，世界各國競相對藍(lán)莓進行引進及栽培。我國藍(lán)莓栽培種植業(yè)發(fā)展較慢，1983年，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)李亞東教授率先開展藍(lán)莓品種引進栽培工作，從國外引進抗寒、豐產(chǎn)的優(yōu)良品種70余個。目前我國藍(lán)莓種

12、植產(chǎn)區(qū)主要分布在吉林、遼寧、山東等地，遼寧省藍(lán)莓種植面積達(dá)600畝，但是大部分處于試種階段，尚未形成規(guī)模化種植及產(chǎn)業(yè)化體系。1.4 環(huán)境條件對藍(lán)莓種植及營養(yǎng)成分的影響。1.5 本研究的目的和內(nèi)容本課題主要研究不同地域及光照條件對野生藍(lán)莓及人工種植藍(lán)莓的營養(yǎng)成分的影響，進而根據(jù)藍(lán)莓的營養(yǎng)成分選擇出最佳的環(huán)境條件，以便于進一步優(yōu)化對藍(lán)莓的人工種植栽培技術(shù)。2. 材料與方法2.1 材料主要是藍(lán)莓品種，請根據(jù)實際情況提供幾個品種。2.2 方法2.2.1花色苷提取與測定精確稱取藍(lán)莓果，機械破碎后加入15倍量(v/w)濃度為80%的HCl-甲醇，40提取2次，每次提取lh，離心(5000r/min，8mi

13、n)，收集上清液，將上清液用提取溶劑稀釋，用分光光度計測吸光度值，用提取溶劑作空白對照。（花色苷含有許多種，每種吸光值不同，請確定測定哪幾種？并提供相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品及樣品測定數(shù)據(jù)）2.2.2-胡蘿卜素、維生素C提取與測定2.2.2.1-胡蘿卜素的提取與測定準(zhǔn)確稱取樣品25g，放入組織搗碎機中打碎成糊狀物，置于250m1三角瓶中，加入丙酮一石油醚(3:7)100ml，封口，于超聲波清洗器中提取25min，離心分離出上清液，靜置分層，棄除下層液體，重復(fù)提取三次，合并、濃縮所得提取液，并過氧化鋁無水硫酸鈉層析柱，因-胡蘿卜素的吸附能力較弱，先被洗脫下來，收集首先洗脫出的黃色液體，濃縮定容于l00ml容量瓶

14、中，分光光度計450nm處測吸光值，并計算其含量。準(zhǔn)確稱取-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣品20mg，置于25ml棕色容量瓶中，用丙酮、石油醚(3:7)定容，搖勻。取此溶液10ml置于100ml棕色容量瓶中，以丙酮一石油醚(3:7)定容，搖勻，此溶液濃度為8mg/l00ml。分別取此溶液0、0.25、0.75、1.00、1.25、1.50ml，置于10ml比色管中，用丙酮、石油醚(3：7)定容至10ml，使其濃度分別為0、2、4、6、8、10mg100ml。使用分光光度計在450nm處測吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品所測吸光度值，求得各處理樣品液的濃度。（提供相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品及樣品測定數(shù)據(jù)）2.2.2.

15、2維生素C的提取與測定稱取樣品30 g加等重量20 g/L草酸溶液，用組織搗碎機中打成勻漿。取漿狀物20 g用10g/L的草酸溶液定容至100 mL，過濾。取樣品濾液10 mL，加入10 mL 10 gL的草酸(總Vc約1-10ug/mL)和一勺酸性活性炭，振蕩1分鐘靜置過濾；取濾液2 mL于樣品管和空白管中，分別加入l滴硫脲溶液；于樣品管中加入0.5mL 2,4二硝基苯肼，兩管加蓋后，置37保溫箱中保溫3小時；取出樣品管置于冰水中10-20分鐘；取出空白管冷卻至室溫，加入0.5 mL 2,4二硝基苯肼：在冰浴條件下分別在樣品管和空白管中緩慢滴加硫酸溶液2 mL，邊滴邊振蕩試管，滴加時間應(yīng)超過

16、1分鐘；滴加完畢，將各管從冰浴中取出，等溶液恢復(fù)至室溫，立即在分光光度計上檢測(檢測波長520 nm)，讀取吸收值。Vc標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制配置濃度為2、4、6、8、10 ug/mL的VC標(biāo)準(zhǔn)液，各取2 mL于各標(biāo)準(zhǔn)管中，以下操作步驟同樣品測定處理。以VC濃度系列為橫坐標(biāo)，以吸收值(A)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。(提供相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品及樣品測定數(shù)據(jù)）2.2.3多糖(果糖)、果酸提取與測定2.2.3.1多糖(果糖)的提取與測定多糖(果糖)的提?。悍Q取干燥至恒重的粉碎的藍(lán)莓10 g，溶于60 mL蒸餾水中，在超聲功率為80W、超聲時間為40min，超聲溫度為60條件下處理，并不斷攪拌，取出后再3 000 rpm離心10 min，取上清液，加入無水乙醇至乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%，冰箱中靜置過夜，取出后3 000 rpm離心10min，棄上清液，先后用丙酮、乙醚、乙醇沖洗抽濾，真空干燥得粗多糖。多糖(果糖)的測定：采用硫酸苯酚法。稱取105下烘干至恒重的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖25.0 mg于250 mL容量瓶中，加水至刻度線并搖勻，分別取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加水補至1.0 mL，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5的苯酚1.6 mL及濃硫酸7.0 mL，充分搖勻，室溫放置25min，后使用分光光度計測量其吸光值，以蒸餾水作為空白對照，以多糖質(zhì)量濃度(z)為橫坐標(biāo)