不同品種草莓果實(shí)生物活性物質(zhì)和抗氧化能力比較

王苑馨，宋嬌嬌，任寅印，李銀枝，張彬*

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，山西 太谷 030801；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，山西 太谷 030801；3.朔州市平魯區(qū)特色農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)中心，山西 平魯 036800）

草莓（Fragaria×ananassaDuck.）是薔薇科草莓屬多年生草本植物，其漿果香氣濃郁，味美可口，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，富含氨基酸、胡蘿卜素、B 族維生素及鈣、鎂、磷、鐵等多種礦物質(zhì)［1］，是世界七大水果之一，被譽(yù)為“水果皇后”，深受消費(fèi)者喜愛，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)值。草莓含有多酚、黃酮、花青素等多種生物活性成分，這些成分影響果實(shí)的品質(zhì)、顏色和風(fēng)味等，具有抗氧化、增強(qiáng)抗逆性等生理作用［2］。草莓中富含多種酚類，如沒食子酸、兒茶素、鞣花酸等［2］，具有明顯的抑菌、抗癌、抑制膽固醇上升、延緩衰老等功效［3］。草莓的黃酮含量豐富，以槲皮素、山奈酚、蘆丁等為主［4］，能夠消除體內(nèi)自由基、增強(qiáng)人體免疫力?；ㄇ嗨厥怯绊懝麑?shí)色澤的主要因素，醫(yī)學(xué)研究表明，草莓花青素有助提高人體視覺的靈敏度，還能夠預(yù)防或延緩慢性疾病的發(fā)生及發(fā)展［5］。這些活性物質(zhì)具有潛在的藥用功能，使草莓在功能性作物引種、培育、開發(fā)和應(yīng)用中具有良好的前景。然而，不同品種草莓果實(shí)間生物活性物質(zhì)含量存在差異，其抗氧化能力也各不相同。

中國(guó)是世界上最大的草莓生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)［6］，草莓具有適應(yīng)多樣氣候條件、栽培形式多樣等特點(diǎn)［7］，目前我國(guó)有遼寧丹東、河北保定、山東煙臺(tái)等草莓重點(diǎn)生產(chǎn)區(qū)，主要栽培品種多為引進(jìn)品種。近年來，隨著消費(fèi)水平的提高，市場(chǎng)對(duì)高生物活性物質(zhì)含量的優(yōu)質(zhì)草莓品種出現(xiàn)新的需求。山西晉中作為國(guó)家農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)所在地，栽植 多 種 草 莓 品 種，‘紅 顏’、‘圣 誕 紅’、‘香 野’、‘雪兔’、‘妙香’和‘粉玉’等?！t顏Benihoppe’草莓果實(shí)色澤鮮紅，品質(zhì)優(yōu)，豐產(chǎn)性好，‘香野Kaorino’草莓果實(shí)深紅，光澤好，植株休眠淺，抗病較強(qiáng)，均是日本培育的優(yōu)良紅色大果型品種；‘圣誕紅Ssanta’草莓果實(shí)橙紅色，植株生長(zhǎng)旺盛，易于栽培，是西班牙培育的短日照早熟冬草莓品種；‘妙香Miaoxi?ang’草莓由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)培育，果實(shí)鮮紅，香味濃郁，是優(yōu)質(zhì)國(guó)產(chǎn)暖地品種。白色草莓最初來自日本，‘雪兔Yukiusagi’草莓由日本培育，果實(shí)白色或粉紅色，口感軟糯，口味酸甜，市場(chǎng)價(jià)值較高；‘粉玉Fenyu’長(zhǎng)勢(shì)旺盛，果實(shí)香甜，口感好，是杭州市農(nóng)科院選育的豐產(chǎn)抗病好的優(yōu)良品種。

本研究擬通過測(cè)定和比較上述6 個(gè)草莓品種果實(shí)的生物活性物質(zhì)含量和抗氧化能力，篩選抗氧化性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)草莓品種，旨在為晉中地區(qū)乃至北方相似氣候地區(qū)草莓品種培育、栽培和功能性產(chǎn)品開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取6 個(gè)不同果實(shí)顏色的草莓品種（圖1）：紅色草莓（‘圣誕紅Ssanta’、‘紅顏Benihoppe’、‘香野Kaorino’、‘妙香Miaoxiang’），白色草莓（‘粉玉Fe?nyu’、‘雪兔Yukiusagi’），均種植于山西省晉中市東陽鎮(zhèn)山西農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心設(shè)施溫室，摘取不同品種紅熟期著色約75%、大小均勻、無損傷無病害的果實(shí)各30 顆，稱重后立即進(jìn)行試驗(yàn)。

圖1 不同品種草莓果實(shí)外觀Fig.1 Fruit appearance quality of different strawberry cultivars

1.2 試驗(yàn)試劑

福林酚試劑、甲醇、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥98%）均購(gòu)于索萊寶生物科技有限公司；其余試劑均為分析純。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 生物活性物質(zhì)提取液制備

選取不同品種草莓鮮果1 g，切片后用液氮冷凍研磨至粉末，加入40%酸化甲醇10 mL，渦旋振蕩混勻，超聲提取30 min 后10 000 g 離心20 min，上清液即為提取液，用于各品種草莓總酚、黃酮、花青素和抗氧化指標(biāo)的測(cè)定。

1.3.2 草莓總酚含量測(cè)定

草莓總酚含量采用Folin-Ciocalteu 法進(jìn)行測(cè)定［8］。取1 mL 提取液，加入福林酚試劑0.2 mL 搖勻，靜置4 min，加入10% Na2CO3溶液1 mL，加入蒸餾水定容至8 mL，35 ℃避光水浴1 h 后，測(cè)定樣品在765 nm 處的吸光值。每樣品重復(fù)3 次。

以沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品總酚含量，表示為每克樣品鮮重中含有沒食子酸等效物的毫克數(shù)。

1.3.3 草莓黃酮含量測(cè)定

采用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH 比色法測(cè)定。吸取提取液于10 mL 容量瓶，加入5% NaNO2溶液0.3 mL 搖勻，避光靜置6 min 后加入10%Al（NO3）3溶液0.3 mL 搖勻，再次避光靜置6 min，加入4% NaOH 溶液4 mL 并定容至10 mL，搖勻靜置10 min，510 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定樣品的吸光值，以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品黃酮含量，表示為每克樣品鮮重中含有蘆丁等效物的毫克數(shù)。

1.3.4 草莓花青素含量測(cè)定

采用pH 示差法測(cè)定草莓花青素含量，參考Lima 等方法［9］，略有改動(dòng)。分別在兩個(gè)離心管中加入0.5 mL 提取液，管A 加入pH 1 的KCl-HCl緩沖液4.5 mL，管B 加入pH 4.5 的CH3COONa-HCl 緩沖液4.5 mL，靜置10 min，分別測(cè)定管A 和管B 在520、700 nm 處的吸光值。

1.3.5 草莓抗氧化性測(cè)定

分別采用1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH）自 由 基清除法、2，2′-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2，2′-Azinobis-（3-ethylbenzthiazoline-6-sulpho?nate），ABTS）自由基清除法和鐵離子抗氧化能力法（Ferric ion reducing antioxidant power，F(xiàn)RAP）測(cè)定草莓果實(shí)的抗氧化能力。

DPPH 法［10］測(cè)定抗氧化能力。取0.2 mL 提取液 置 于15 mL 離 心 管 中，加 入0.1 mmol·L-1的DPPH 溶液2.8 mL，室溫避光反應(yīng)30 min，以40%甲醇作為對(duì)照，于517 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值。DPPH·清除率=（對(duì)照組?試驗(yàn)組）/對(duì)照組×100%。

ABTS 法［10］測(cè)定抗氧化能力。取0.1 mL 提取液置于15 mL 離心管中，加入3.9 mL ABTS+溶液，室溫避光反應(yīng)10 min；以用40%甲醇作為對(duì)照，于734 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值。ABTS·清除率=（對(duì)照組?樣品組）/對(duì)照組×100%。

FRAP 法［10］測(cè)定抗氧化能力。取0.1 mL 提取液置于15 mL 離心管中，加入4.9 mL FRAP 溶液，室溫避光反應(yīng)10 min，以40%甲醇作為對(duì)照，于593 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值。以Trolox 溶液作標(biāo)準(zhǔn)曲線，以標(biāo)準(zhǔn)抗氧化劑Trolox 做當(dāng)量，計(jì)算各樣品的FRAP 值。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2016 對(duì)草莓鮮果總酚、黃酮、花青素和抗氧化能力等含量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用Statis?tics 22.0 軟件One-Way ANOVA 單因素方差分析和相關(guān)性分析，對(duì)不同品種草莓干燥前后的生物活性物質(zhì)及抗氧化活性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定和回歸方程的建立

使用不同沒食子酸濃度與其吸光值，建立草莓果實(shí)總酚濃度計(jì)算的回歸方程，y=152.64x+0.000 3，相關(guān)系數(shù)為0.997 5。結(jié)果表明，沒食子酸濃度與吸光值間具有典型線性關(guān)系，具有顯著正相關(guān)性，可用于草莓總酚濃度的標(biāo)定（圖2）。

圖2 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 The standard curve of gallic acid

使用不同蘆丁濃度與其吸光值，建立用于草莓果實(shí)黃酮濃度計(jì)算的回歸方程，y=13.109x?0.004 7，相關(guān)系數(shù)為0.992 2。結(jié)果表明，蘆丁濃度與吸光值間具有典型線性關(guān)系，具有顯著正相關(guān)性，可用于草莓黃酮濃度的標(biāo)定（圖3）。

圖3 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.3 The standard curve of lutin

使用不同Trolox 濃度與其吸光值，建立用于草莓果實(shí)FRAP 值計(jì)算的回歸方程，y=?3.262 8x+1.987 3，相關(guān)系數(shù)為0.905 1。結(jié)果表明，Trolox濃度與吸光值間具有典型線性關(guān)系，具有顯著負(fù)相關(guān)性，可用于草莓果實(shí)FRAP 值的標(biāo)定（圖4）。

圖4 Trolox 標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.4 The standard curve of Trolox

2.2 草莓果實(shí)的總酚含量

6 個(gè)草莓品種果實(shí)的總酚含量在1.04～1.82 mg·g-1之間，其中‘紅顏’草莓的總酚含量最高，為1.82 mg·g-1，是其它5 個(gè)品種草莓果實(shí)總酚含量的1.42～1.75 倍，顯著高于其它5 個(gè)品種草莓果實(shí)（P<0.05）。除‘紅顏’外，3 個(gè)品種紅色草莓果實(shí)的總酚含量在1.14～1.28 mg·g-1間，無顯著差異；2 個(gè)白色草莓‘雪兔’和‘粉玉’果實(shí)的總酚含量分別 為1.08 和1.04 mg·g-1，二 者 之 間 無 顯 著 差異（圖5）。

圖5 不同品種草莓果實(shí)的總酚含量Fig.5 Total phenol content in strawberry fruits of different cultivars

2.3 草莓果實(shí)的黃酮含量

6 個(gè)草莓品種果實(shí)的黃酮含量在0.30～0.43 mg·g-1之間，其中‘妙香’草莓果實(shí)的黃酮含量最高，為0.43 mg·g-1，顯著高于‘香野’草莓果實(shí)的黃酮含量0.30 mg·g-1（P<0.05），2 種紅色草莓品種‘紅顏’、‘圣誕紅’和2 種白色草莓品種‘雪兔’、‘粉玉’果實(shí)的黃酮含量在0.33～0.38 mg·g-1之間，4個(gè)品種間無顯著差異（圖6）。

圖6 不同品種草莓果實(shí)的黃酮含量Fig.6 Flavonoid content in strawberry fruits of different cultivars

2.4 草莓果實(shí)的花青素含量

6 個(gè)草莓品種果實(shí)的花青素含量在0.07～0.18 mg·g-1之間，‘紅顏’和‘妙香’草莓果實(shí)的花青素含量無顯著差異，分別為0.17 mg·g-1和0.18mg·g-1，顯著高于其余4 個(gè)品種果實(shí)（P<0.05），‘香野’和‘圣誕紅’果實(shí)的花青素含量為0.09 和0.10 mg·g-1，‘粉 玉’草 莓 的 花 青 素 含 量 最 低，為0.06 mg·g-1（P<0.05）。紅色草莓品種果實(shí)的花青素含量整體高于白色草莓品種（圖7）。

圖7 不同品種草莓果實(shí)的花青素含量Fig.7 Anthocyanin content in strawberry fruits of different cultivars

2.5 草莓果實(shí)的抗氧化能力指標(biāo)

使用3 種方法測(cè)定并比較6 個(gè)品種草莓果實(shí)的抗氧化能力發(fā)現(xiàn)，草莓果實(shí)的DPPH·清除率均在43.78%～54.83%之間，其中‘紅顏’草莓果實(shí)的DPPH·清除率最高，而‘粉玉’的最低，該2 個(gè)品種果實(shí)間存在顯著差異（P<0.05），白色草莓品種‘雪兔’與3 個(gè)紅色草莓品種‘妙香’、‘香野’、‘圣誕紅’果實(shí)的DPPH·清除率無顯著差異（圖8）；6 個(gè)品種草莓果實(shí)的ABTS·清除率均在35.24%～47.94%之間，‘紅顏’和‘妙香’的ABTS·清除率較高，與白色草莓品種‘雪兔’、‘粉玉’存在顯著差異（P<0.05），整體而言，紅色草莓品種果實(shí)的ABTS·清除率高于白色草莓品種（圖9）；6 個(gè)品種草莓的鐵還原能力在2.13～2.79 mmol Trolox·g-1之間，‘妙香’草莓的鐵還原能力最高，而‘雪兔’草莓的鐵還原能力最低，二者之間存在顯著差異（P<0.05），其余4 個(gè)品種草莓的鐵還原能力介于二者之間（圖10）。

圖8 不同品種草莓果實(shí)的DPPH?清除率Fig.8 DPPH?clearance rate in strawberry fruits of different cultivars

圖9 不同品種草莓果實(shí)的ABTS?清除率Fig.9 ABTS?clearance rate in strawberry fruits of different cultivars

圖10 不同品種草莓果實(shí)的FRAP 值Fig.10 FRAP value in strawberry fruits of different cultivars

相關(guān)性分析（表1）表明，不同品種草莓果實(shí)的總酚含量與其抗氧化能力指標(biāo)DPPH·清除率、ABTS·清除率和鐵還原能力的相關(guān)性均為正值，與ABTS·清除率呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.813。不同品種草莓果實(shí)的花青素含量與其抗氧化能力指標(biāo)DPPH·清除率、ABTS·清除率和鐵還原能力的相關(guān)性均為正值，與ABTS·清除率呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.901。

表1 不同品種草莓生物活性物質(zhì)與抗氧化能力的相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis between bioactive substances and antioxidant activity of different strawberry cultivars

3 討論

本研究對(duì)山西晉中6 個(gè)草莓品種果實(shí)的3 種生物活性物質(zhì)含量及其抗氧化指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定和比較，發(fā)現(xiàn)‘紅顏’和‘妙香’草莓的生物活性物質(zhì)較高，其總酚、黃酮和花青素含量均高于其余4 種草莓，表明該2 個(gè)草莓品種是較優(yōu)良的高生物活性物質(zhì)含量品種，可作為功能性品種培育的親本。綜合比較3 個(gè)抗氧化能力指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，‘紅顏’和‘妙香’草莓均具有較高的抗氧化能力，是優(yōu)良的功能食用品種。

草莓的生物活性物質(zhì)含量較高，約為常見水果蘋果、柑橘、獼猴桃等的2～11 倍［11-12］。生物活性物質(zhì)含量上的差異主要與品種、栽培地、種植方式、樣品處理、提取方法和測(cè)定方式等有關(guān)［13-14］。在本研究中，‘紅顏’草莓的總酚含量為1.82 mg·g-1，黃酮含量為0.325 mg·g-1，花青素含量為0.17 mg·g-1，在測(cè)定的6 個(gè)品種中均較高。姜慧燕等測(cè)定了浙江杭州‘紅顏’草莓的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和抗氧化能力，其多酚含量為1.52 mg·g-1，類黃酮為0.38 mg·g-1［15］，冀 蘆 沙 等 同 樣 也 測(cè) 定 出 山 東 煙 臺(tái)‘紅 顏’草 莓 總 酚 含 量 為0.80 mg·g-1［16］，表 明 同 一草莓品種在不同栽植地，其生物活性物質(zhì)含量仍存在一定差異。在多品種草莓總酚含量比較研究中發(fā)現(xiàn)，森林草莓Fragaria vesca總酚含量高達(dá)3.44 mg·g-1FW，類黃酮和花青素含量也顯著高于各種設(shè)施草莓品種，具有較強(qiáng)的抗氧化能力，是優(yōu)良的育種親本資源［17］。設(shè)施栽培品種‘哈尼hon?eoye’的總酚含量為2.15 mg·g-1［17］，‘幸香Sachino?ka’的總酚含量2.54 mg·g-1，類黃酮含量為0.54 mg·g-1［18］，均有較高的生物活性物質(zhì)含量，這些品種在選育高功能性草莓品種時(shí)也應(yīng)重點(diǎn)考慮。

分析各品種其抗氧化能力指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，6 個(gè)品種草莓果實(shí)的3 個(gè)抗氧化能力指標(biāo)各有高低，其中，‘紅顏’在DPPH 和ABTS 自由基清除率上表現(xiàn)較優(yōu)。總體評(píng)估生物活性物質(zhì)和抗氧化能力指標(biāo)相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，草莓果實(shí)的總酚含量、花青素含量均與3 個(gè)抗氧化能力指標(biāo)呈正相關(guān)，與ABTS 自由基清除率呈顯著的正相關(guān)性，表明多酚與花青素在草莓果實(shí)抗氧化能力中具有較大的貢獻(xiàn)。曹貴壽［19］、羅婭等［20］研究同樣也發(fā)現(xiàn)多酚物質(zhì)與抗氧化能力存在密切聯(lián)系。曹貴壽等［19］發(fā)現(xiàn)與‘紅顏’相比，‘櫪乙女Tochiotome’的總酚含量更高，抗氧化能力更強(qiáng)，是重要的高功能性成分種質(zhì)資源。因此，應(yīng)擴(kuò)大對(duì)高功能成分草莓品種的篩選，重視種質(zhì)保留和新優(yōu)品種的培育。

4 結(jié)論

本研究以山西晉中6 個(gè)草莓品種為研究對(duì)象，比較了該6 個(gè)品種的生物活性物質(zhì)和抗氧化能力，紅顏、妙香草莓是較優(yōu)良的高功能性成分品種，紅色草莓品種果實(shí)生物活性物質(zhì)和抗氧化能力總體優(yōu)于白色草莓品種。在品種的培育、推廣種植時(shí)，通常考量品種的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性狀等因素，本研究?jī)H將其生物活性成分、抗氧化能力等功能成分性狀作為衡量品種優(yōu)劣的因素，難免出現(xiàn)品種評(píng)估的偏頗。因此，在今后草莓品種篩選、培育、引種等過程中，應(yīng)注重使用多種方法，多方面、綜合評(píng)價(jià)品種價(jià)值。本研究為種質(zhì)保育、栽培，增加草莓種植的經(jīng)濟(jì)效益，提供一定的科學(xué)依據(jù)。