油茶果实发育成熟过程中果皮黄酮物质含量的变化规律.pdf
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1、Vol.41 No.2Jun.2023第 41 卷 第 2 期2023 年 6 月经 济 林 研 究 Non-wood Forest Research收稿日期:2022-08-30基金项目:湖南省自然科学青年基金项目“普通油茶与攸县油茶种间单向杂交不亲和机理初探”(20A524);湖南省教育厅重点项目“油茶种仁茉莉酸甲酯对油脂合成的调控及其机制”(2020JJ5968);湖南创新型省份建设专项“油茶体细胞杂交及倍性育种技术研究与新种质创制”(2021NK1007)。第一作者:向晓峰(),硕士研究生。通信作者:龚文芳(),博士,副教授。引文格式:向晓峰,陈洁宇,姜毅,等.油茶果实发育成熟过程中果
2、皮黄酮物质含量的变化规律 J.经济林研究,2023,41(2):83-90.XIANG X F,CHEN J Y,JIANG Y,et al.Changes of flavonoids during the development and maturation of Camellia oleifera peelJ.Non-wood Forest Research,2023,41(2):83-90.油茶果实发育成熟过程中果皮黄酮物质含量的变化规律向晓峰,陈洁宇,姜 毅,龚文芳(中南林业科技大学 a.林学院;b.经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南 长沙 410004)摘 要:【目的】为油茶
3、果实黄酮物质的开发利用提供数据支持,也为油茶品质改良和果实品质评价提供理论参 考。【方法】以油茶品种华硕华金湘林 210的 10 年生植株的果实为供试材料,采用超声辅助提取法提取果皮黄酮,采用高效液相色谱法测定其整个生长发育时期果皮的黄酮含量,并探讨黄酮含量与果实成熟度的关系。【结果】3 个油茶品种华硕华金湘林 210果皮黄酮含量在果实发育过程中均呈现初期动态平衡,整体下降,后期逐渐上升的趋势,但是 3 个品种下降到最低值的时期各不相同,其中华硕华金最早,在授粉后 300 d 时到达最低值,之后果皮中黄酮含量逐渐上升,湘林 210紧随其后,在授粉后 330 d时果皮中黄酮含量达到最低值。其次,
4、在授粉后 277 d 之前,3 个品种果皮中黄酮的含量相差较大,授粉后 245 d 时华金果皮中黄酮含量最高。在授粉后 350 d 时华硕果皮中黄酮含量显著高于其他 2 个品种,华金和湘林 210果皮中黄酮含量的差异均不显著,说明这 2 个油茶品种成熟后果皮中黄酮的含量相似。在整个生长发育过程中,华硕油茶果皮黄酮含量均显著高于其油茶籽中黄酮含量。在油茶果实整个生长发育阶段,随着果实的成熟度增加,油茶果皮中黄酮含量大体呈现“急降、缓降、缓升、急升”的动态变化,油茶籽中黄酮含量呈现“先上升、后下降”的趋势。【结论】不同油茶品种果皮中黄酮含量在整个生长发育时期呈现的变化趋势较为类似,初期黄酮含量均较
5、高,随着油茶果实成熟度的增加,油茶果皮中的黄酮物质含量逐渐降低,在果实发育中期到达最小值,随后果皮中黄酮的含量不断上升,直至油茶果实成熟。在同一品种中,油茶果皮黄酮含量均显著高于油茶籽黄酮含量。关键词:油茶;黄酮;果实发育;高效液相色谱中图分类号:S601 文献标志码:A 文章编号:10038981(2023)02008308Changes of flavonoids during the development and maturation of Camellia oleifera peelXIANG Xiaofeng,CHEN Jieyu,JIANG Yi,GONG Wenfang(a.C
6、ollege of Forestry;b.Key Laboratory of Non-Wood Forest Products of State Forestry Administration,Central South University of Forestry&Technology,Changsha 410004,Hunan,China)Abstract:【Objective】These results will provide data support for the development and utilization of flavonoids from Camellia ole
7、ifera,and provide a theoretical basis for the improvement of C.oleifera quality.【Method】Three varieties of 10-year-old C.oleifera varieties(Huashuo,Huajin and Xianglin 210)were selected to determine the content of flavonoids in pericarp and fruit during the whole growth and development period by ult
8、rasound assisted extraction and HPLC,and the relationship between the content of flavonoids and the maturity of the fruits was investigated.Doi:10.14067/ki.1003-8981.2023.02.009http:/84第 2 期向晓峰,等:油茶果实发育成熟过程中果皮黄酮物质含量的变化规律油茶 Camellia oleifera 是山茶科山茶属的常绿小乔木、灌木1,是我国特有的木本油料植物2,与油橄榄、油棕、椰子并称为世界四大木本油料植物,与乌桕
9、、油桐和核桃并称为我国四大木本油料植物3。油茶栽培历史悠久,根据记载至今已有 2 300 多年的栽培历史。我国油茶栽培主要集中在湖南、江西、广西等南方丘陵地区4。随着科学技术的不断发展,对油茶有效成分的研究不断深入,油茶的开发利用日益受到重视,系列产品茶皂素、茶单宁、茶多糖等被广泛用于食品、医药、化工、日用品等行业5-10。油茶果壳是油茶果的果皮,一般占整个茶果鲜质量的506011,年产油茶果壳达几百万t。油茶果壳是油茶籽榨油后主要的剩余物,通常被作为废料处理,或作为食用菌的培养基、冬天取暖用的燃料等,尚未得到较好的开发利用,造成资源的极大浪费。油茶果实的成长发育期普遍为每年的311 月,油茶
10、落果现象较为普遍,从形成果实到果实成熟均有不同程度的落果。油茶果皮富含黄酮、皂素和木质素,来源丰富,若能有效加以利用,将能产生巨大的经济效益和社会效益。黄酮是一组具有2-苯基色原酮结构的化合物,其分子中有 1 个酮式羰基,第 1 位上的氧原子具碱性,能与强酸成盐,其羟基衍生物多具黄色,故又称黄碱素12-13。黄酮在植物体内通常与糖结合成苷类,小部分以游离态(苷元)的形式存在。天然黄酮化合物可分成黄酮类(flavones)、黄酮醇类(flavonols)、二氢黄酮醇类(flavanonols)、黄烷酮类(flavanones)、黄烷醇类(flavanols)、查尔酮类(chalcones)、花青
11、素类(anthocyanins)、异黄酮类(isoflavones)等亚组14。黄酮在植物中分布广泛,在植物的生长、发育、开花和结果等方面起着重要的作用15-17。此外,黄酮对植物抗高低温、抗干旱以及抗其他逆境胁迫中具有积极的作用18。黄酮可以吸收紫外线(ultraviolet rays,UV),保护植物细胞免受紫外线伤害。黄酮也可作为一种信号分子,在植物体内形成具有抗毒、解毒或抗菌防御等作用的化合物,还可对共生微生物的信号起传导作用19。黄酮具有抗氧化、抗炎、抗诱变和抗癌的特性,并且具有调节关键细胞酶功能的能力20。黄酮化合物是具有多种生物学活性的一类重要的天然产物,具有重要的食用和药用价值
12、,因其可以有效降低心血管病死亡率以及预防冠心病而受到更多的关注。黄酮化合物还是多种酶的有效抑制剂,如黄嘌呤氧化酶(XO)、环加氧酶(COX)、脂加氧酶和磷酸肌醇 3-激酶。此外,黄酮可用作潜在的类固醇生成调节剂,可对抗类固醇生成途径的 3 种酶:3-羟基类固醇脱氢酶(HSD)、17-HSD和芳香化酶。因此,黄酮化合物是各种保健食品、药物和化妆品中必不可少的成分。目前,对油茶黄酮的研究主要集中在黄酮提取工艺21-23、黄酮的生物学功能24-27和总黄酮的含量测定28-32等方面,且多局限于单一品种或若干品种的某个特定时期,鲜见有关油茶从授粉后至发育成熟过程中黄酮含量动态变化规律的系统研究报道。本
13、试验中以华硕 华金 湘林 2103 个 油茶品种为研究对象,根据油茶果实发育成熟特【Result】The contents of flavonoids in the pericarp of three cultivars of C.oleifera showed a trend of initial dynamic equilibrium,then decrease,but gradual increase in the later stage(P 0.05).At 300 days after pollination,the content of flavonoids in pericarp
14、 reached the lowest value in Huashuo and Huajin,followed by Xianglin 210(330 d).Furthermore,before 277 d,the content of flavanoids in pericarp of these three varieties varied greatly,and the flavonoid content in the peel of 245 d Huajin was the highest.However,the content of flavonoids in the peel o
15、f Huashuo was significantly higher than those of the other two varieties at 350 d(P 0.05)and the contents of flavonoids in the pericarp were similar in Huajin and Xianglin 210(P 0.05).In addition,flavonoids were significantly abundant in the pericarp other than in the seeds of the same C.oleifera fr
16、uit and the accumulation trends in these two parts were obverse.【Conclusion】The content of flavonoids in the pericarp of different C.oleifera varieties showed a similar change trend during the development period,the content of flavonoids was high in the early stage.With the increase of fruit maturit
17、y,the content of flavonoids in the pericarp of C.oleifera fruit gradually decreased,reaching the minimum in the middle stage of fruit development,and then the content of flavonoids in the pericarp increased continuously until the fruit was mature,and pericarp contained significantly abundant flavono
18、id than seeds in the same C.oleifera fruit.Keywords:Camellia oleifera;flavonoids;fruit development;HPLC85第 41 卷经 济 林 研 究点,选取不同时期进行黄酮含量分析,揭示不同品种和不同时期油茶果实黄酮含量的差异以及同一品种不同果实部位黄酮含量的差异,明确油茶果实生长发育和成熟过程中黄酮含量的变化规律及其与果实发育成熟的关系,从而为黄酮类物质的开发利用提供数据支持,也为油茶品质改良和果实品质评价提供理论参考。1 材料与方法1.1 试验地概况试验地为湖南省长沙市望城区东城镇中南林业科技大学油
19、茶基地(11321E,2805N),地处中国东南部,属于亚热带季风气候。年平均气温 17.4,年平均降水量 1 475.8 mm,年平均日照 1 583.3 h,年平均积温 5 457。夏季和冬季长,春季和秋季短,春季温度变化大,夏、秋季高温,冬季严寒少,热量条件较优越。1.2 材料与试剂材料:华硕华金湘林 2103 个品种油茶的果实采自中南林业科技大学油茶基地。选取生长良好且生长势基本一致,无明显病虫害的植株作为样株。自授粉 230 d 后开始取样,之后每隔 15 d 收集材料,每份样品准备 3 个生物学重复。采摘大小正常、无机械损伤、无病虫害的完整油茶果实,然后装于冰盒中,运回实验室并置于
20、 4 条件下冷藏保存,备用。试剂:乙醇、磷酸、甲醇均为分析纯,产自国药集团化学试剂有限公司;表儿茶素、芦丁、金 丝桃苷、柚皮素均为标准品,产自 Solarbio 公司;乙腈、冰乙酸均为色谱纯,产自美国 Sigma 公司。1.3 仪器与设备超声波细胞粉碎机JY92-产自宁波新芝生物科技股份有限公司;高速冷冻离心机Allegra X-22R产自 Beckman Coulter 公司;氮气吹干仪 DN-12A产自上海新诺仪器集团有限公司;1260型高效液相色谱仪产自美国 Agilent 公司;Agilent Eclipes Plus C18 液 相 色 谱 柱(4.6 mm100.0 nm,3.5
21、m)产自美国 Agilent 公司。1.4 试验方法1.4.1 样品的提取及测定将油茶果皮在液氮中碾磨至无明显颗粒感,成粉末状,将其放入离心管中置于-80 保存,即油茶果皮粉末样品。将油茶籽以相同方式处理,得油茶籽粉末样品。精密称取样品 0.200 g,加入70%的甲醇溶液 7 mL,浸提 30 min 后,放入超声波细胞粉碎机中提取 30 min,得粗提液;将粗提液离心,移取上清液至 10 mL 离心管中;将滤渣加入 70%的甲醇溶液 3 mL 重新提取,离心后,合并 2 次上清液,用 70%的甲醇定容至 10 mL;将上清液置于氮吹仪中浓缩干燥至原液的 1/3,将浓缩液过 0.45 m 口
22、径的有机滤膜,得到供试品提取液。1.4.2 对照品溶液的制备表儿茶素标准品:取适量表儿茶素对照品,精密称定,置于棕色进样瓶中,加入甲醇制成1.000 g/L 的表儿茶素标准溶液,取上述溶液制成质量浓度分别为 0.100、0.125、0.170、0.250、0.500、1.000 g/L 的表儿茶素标准溶液。芦丁标准品:取适量芦丁对照品,精密称定,置于棕色进样瓶中,加入甲醇制成 1.000 g/L 的芦丁标准溶液,取上述溶液制成质量浓度分别为0.100、0.125、0.170、0.250、0.500、1.000 g/L 的芦丁标准溶液。金丝桃苷标准品:取适量金丝桃苷对照品,精密称定,置于棕色进样
23、瓶中,加入甲醇制成 1.000 g/L 的金丝桃苷标准溶液,取上述溶液制成质量浓度分别为0.100、0.125、0.170、0.250、0.500、1.000 g/L 的金丝桃苷标准溶液。柚皮素标准品:取适量柚皮素对照品,精密称定,置于棕色进样瓶中,加入甲醇制成 1.000 g/L 的柚皮素标准溶液,取上述溶液制成质量浓度分别为 0.100、0.125、0.170、0.250、0.500、1.000 g/L 的柚皮素标准溶液。混合标准品:取适量表儿茶素对照品、芦丁对照品、金丝桃苷对照品、柚皮素对照品,精密称定,置于棕色进样瓶中,加入甲醇制成 1.000 g/L 的表儿茶素、芦丁、金丝桃苷及柚皮
24、素混合溶液,即混合标准品溶液。1.4.3 高效液相色谱(HPLC)分析的条件采用高效液相色谱法进行含量测定,采用外标法进行计算。色谱条件:Agilent Eclipes Plus C18 液相色谱柱(4.6 mm100 nm,3.5 m),流动相 A 为乙酸水溶液(超纯水添加 0.01%等体积的冰乙酸),流动相 B 为纯乙腈溶液,流速 0.6 mL/min,柱温 30,进样量 10 L,检测波长280 nm。洗脱梯度:0 5 min,15%20%流动相 B;5 10 min,20%25%流动相 B;10 15 min,25%45%流 动 相 B;15 20 min,45%80%流动相 B;20
25、 25 min,80%45%流动相 B;25 26 min,45%15%流动相 B;26 30 min,15%流动相 B。86第 2 期向晓峰,等:油茶果实发育成熟过程中果皮黄酮物质含量的变化规律1.5 数据处理使用 Excel 2021 软件进行数据处理和绘图,使用 SPSS 22.0 软件进行方差分析。所有数值均为3次平行测定的算术平均值。黄酮含量即表儿茶素、芦丁、金丝桃苷、柚皮素的含量之和。2 结果与分析2.1 油茶果皮黄酮含量测定系统的检验2.1.1 系统适应性检验分别精密吸取混合对照品溶液及供试品溶液各 10 L,进行色谱分析,结果见图 1。由图 1 可见,混合对照品中表儿茶素、芦丁
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