趙曉珍, 馬玉華, 張洪禮, 趙 凱, 羅昌國, 周俊良
(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 果樹科學(xué)研究所, 貴州 貴陽 550006)
桃(PrunuspersicaL.Batsch)屬薔薇科李屬桃亞屬,多年生落葉果樹,原產(chǎn)于我國,栽培歷史悠久,是我國重要的躍變型果實(shí)之一[1-2]。其果肉細(xì)膩、肉質(zhì)鮮美、風(fēng)味芳香,富含糖、蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)及多種活性成分(類胡蘿卜素、醛酮類物質(zhì)、可溶性糖和酚類物質(zhì)等),深受人們喜愛,素有“天下第一果”美稱[3-5]。
桃果實(shí)中酚類物質(zhì)是桃果實(shí)在發(fā)育過程中重要的次生代謝產(chǎn)物,主要包括綠原酸、新綠原酸、兒茶素、蘆丁和槲皮素等化合物。與蘋果、葡萄等其他水果相比,桃果實(shí)中的酚類物質(zhì)具有較高的清除自由基能力和抗氧化能力[6]。FALLER等[7-10]研究表明,酚類物質(zhì)具有多種生理活性作用,對植物的色澤、品質(zhì)和風(fēng)味等具有一定的影響,對植物生長和繁殖起重要作用,可保護(hù)植物免于病原菌的侵?jǐn)_;此外,酚類物質(zhì)還具有抗氧化、抗癌、抗輻射、降血壓及預(yù)防心腦血管疾病等多種功能活性,其抗氧化能力更是引起廣泛關(guān)注;天然多酚成分在作為食品防腐劑和抗氧化劑方面有顯著效果,而與其他營養(yǎng)成分相比,酚類物質(zhì)對桃果實(shí)抗氧化能力的總貢獻(xiàn)更大。桃果實(shí)中豐富的酚類物質(zhì)對人體健康、植物自身的生長及深加工等方面有著重要作用,值得更深入、更全面的研究,而酚類物質(zhì)在桃果實(shí)中的分布、含量及種類受桃品種、環(huán)境、種植條件及加工貯藏條件等因素的影響。鑒于此,對桃果實(shí)中酚類物質(zhì)的組成、含量分布及生物活性等方面的研究進(jìn)行歸納總結(jié),以期為桃果實(shí)中酚類物質(zhì)的深入研究奠定一定的理論基礎(chǔ)。
桃果實(shí)中酚類物質(zhì)含量豐富,不同組織物質(zhì)的組成及復(fù)雜程度不同,其提取方法和檢測方法也不同。目前,桃果實(shí)中酚類物質(zhì)檢測主要使用高效液相色譜(HPLC)、質(zhì)譜(MS)及二者結(jié)合(HPLC-MS)的方法。迄今為止,桃果實(shí)中已經(jīng)分離鑒定出40余種酚類化合物,分屬酚酸類、黃烷醇類、黃酮醇類及花色苷類等[11-13](表1)。
表1桃果實(shí)中的主要酚類物質(zhì)及其存在組織
Table 1 Main phenolic substances in different tissues of peach fruit
桃果實(shí)不同組織中含有不同類型的酚類物質(zhì),在光照、土壤及果皮組織結(jié)構(gòu)等因素的綜合作用下,使果皮含有豐富的黃酮醇類及花色苷類物質(zhì);果肉中的酚酸類物質(zhì)含量較高[12]。SAIDANI等[22]研究表明,果皮中酚類化合物的含量較果肉高,如黃酮醇類的槲皮素-3-半乳糖苷、槲皮素-3-葡萄糖苷和槲皮素-3-蕓香苷、山奈酚-3-葡萄糖苷及酚酸類的綠原酸和新綠原酸,在果皮中的含量占桃果實(shí)中酚類物質(zhì)總量的7.8%以上。ZHAO等[23]研究表明,果皮中的酚類物質(zhì)以花青素和黃烷醇類化合物為主,且顯著高于果肉中的含量。TOMS-BARBERN等[13]研究表明,果皮中的花色苷類(矢車菊素-3-葡萄糖苷)含量較果肉高,如黃肉桃Spring Bright的果皮中花色苷為 223.6 mg/kg,在果肉中僅有 3.2 mg/kg;在白肉桃Arctic Queen的果皮中為 126.3 mg/kg,果肉中僅有1.3 mg/kg;黃酮醇類只存于果皮中。
桃品種多樣,按其種類大致可分為普通桃、蟠桃、水蜜桃、油桃、黃桃和油蟠桃等,且不同類型的桃果實(shí)中酚類物質(zhì)種類和含量差異較大[24-26]。盧娟芳等[18]對水蜜桃、蟠桃和油桃3種類型共15個(gè)品種的桃果肉進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),蟠桃中的多酚含量整體高于油桃和水蜜桃,其主要成分為表兒茶素、兒茶素、綠原酸和新綠原酸。CHANG等[8]對美國加州大學(xué)果園中8個(gè)桃品種的綠原酸、新綠原酸、錦葵色素苷、蘆丁、槲皮素 3-葡萄糖苷、原花青素 B1和兒茶素共7種酚類物質(zhì)成分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),Corona含有該7種酚類物質(zhì), Bolinha不含錦葵色素苷,Halford不含蘆丁和異槲皮素,其余5個(gè)品種(Andross、Kakamas、Ross、Walgant和18-8-23)均不含錦葵色素苷、蘆丁和異槲皮素??梢姡夜麑?shí)中酚類物質(zhì)含量和種類在不同品種間差異較大。
桃果實(shí)采后貯藏過程中,隨著時(shí)間的推移,在氧氣和多酚氧化酶(PPO)的作用下,酚類物質(zhì)含量呈下降趨勢[27]。采后合理有效的保鮮技術(shù)可顯著降低酚類物質(zhì)的損失,如10 mmol/L的外源甜菜堿結(jié)合冷藏[(0±1)℃]處理,可有效降低桃果實(shí)中PPO活性,減少桃果實(shí)在貯藏期間酚類物質(zhì)的損失[28]。此外,5 mM的草酸、10 μL/L的一氧化氮、10 μL/L的1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)、10 μmol/L茉莉酸甲酯及0.1 mM的褪黑素等處理均可減少酚類物質(zhì)在貯藏過程中的損失,結(jié)合冷藏處理效果更好[29-33]。說明,采用適當(dāng)?shù)馁A藏條件和方式,可顯著降低酚類物質(zhì)在貯藏過程中的損耗。
桃果實(shí)在加工過程中,由于加工技術(shù)不同,對桃果實(shí)酚類物質(zhì)含量有一定影響。ASAMI等[34]將Ross桃加工制罐,研究加工工藝對桃果實(shí)中酚類和花青素的影響發(fā)現(xiàn),去皮、滅菌等會顯著降低酚類物質(zhì)的含量;而冷藏(4℃)和冷凍(-12℃)在短期內(nèi)總酚含量不會損失;但貯藏時(shí)間對桃罐頭中酚類物質(zhì)影響較大,在貯藏3個(gè)月后果實(shí)中總酚含量損失30%~43%。CAMPBELL等[20]研究不同品種和去皮處理對桃罐頭中酚類物質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn),去皮處理顯著降低黃酮醇類化合物和矢車菊素3-葡萄糖苷含量。此外,BENGOECHEA等[35]研究表明,濃縮后果汁中綠原酸、新綠原酸、咖啡酸和原兒茶酸等含量增加近7倍,但兒茶素、表兒茶素、原花青素B3和原花青素B2等因高溫作用損失殆盡。說明,采用適當(dāng)?shù)募庸し绞?,可顯著降低酚類物質(zhì)在加工過程中的損失。
大量流行病學(xué)研究表明,自由基對人體內(nèi)脂質(zhì)、蛋白質(zhì)及DNA等具有一定的破壞作用,適當(dāng)攝入抗氧化能力較高的食物,可顯著降低疾病的發(fā)病率及死亡率[36]。桃果實(shí)中含有豐富的酚類物質(zhì),抗氧化能力較高[10]。LIAO等[16]研究發(fā)現(xiàn),桃果實(shí)中主要的酚類物質(zhì)為兒茶素和原花青素,其親水性-氧自由基吸收能力(H-ORACFL)為872~2 428 μmol/100g,鐵離子氧化還原能力(FRAP)為309~432 μmol/100g,具有較強(qiáng)的抗氧化能力。LIU等[37]研究表明,酚類化合物是經(jīng)過苯丙烷途徑在果實(shí)中產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物,主要包括綠原酸、新綠原酸、兒茶素、槲皮素-3-蕓香苷和原兒茶酸等,不均勻地分布于果實(shí)中;且晚熟品種果皮中的酚類化合物含量較高,具有較高的ABTS·+、DPPH·、FRAP及銅鐵離子螯合活性,具有較高的生物活性和抗氧化活性。SRIVASTAVA等[38]研究表明,酚類物質(zhì)的抗氧化能力主要取決其化學(xué)結(jié)構(gòu),即羥基化基團(tuán)的數(shù)量和排列。說明,桃果實(shí)中酚類物質(zhì)具有較高的抗氧化能力,其抗氧化活力來源可能與兒茶素、綠原酸、新綠原酸及原花青素等有關(guān)。
肥胖已成為全球最主要的公共健康問題之一,體內(nèi)脂肪積累過多,會誘導(dǎo)機(jī)體高血壓、糖尿病及心血管疾病等慢性疾病發(fā)生[39]。水果中含有豐富的酚類物質(zhì),可有效預(yù)防肥胖和心血管疾病的發(fā)生[40-41]。NORATTO等[42]研究表明,適當(dāng)攝入桃汁可抑制肥胖引起的代謝紊亂(包括高血糖、胰島素和瘦素抵抗、血脂異常和低密度脂蛋白氧化),使血漿和心臟組織中動脈粥樣硬化的炎癥生物標(biāo)志物表達(dá)降低。此外,桃汁中的酚類物質(zhì)有助于降低血漿中血管緊張素II(AGII)及其受體(Agtr1)在心臟組織中的水平,對氧化物酶體增殖物激活的受體-γ具有一定的促表達(dá)作用。姜運(yùn)耀等[43]研究發(fā)現(xiàn),植物多酚類物質(zhì)對胰脂肪酶的活性具有顯著的抑制作用,顯著降低機(jī)體對食物中甘油三酯的消化吸收,控制和治療肥胖。說明,桃果實(shí)中酚類物質(zhì)可預(yù)防體內(nèi)代謝紊亂、肥胖和心血管疾病等慢性疾病發(fā)生。
癌癥是人類健康的四大殺手之一,是異常細(xì)胞組織局部不受控制的生長和擴(kuò)散(如纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞等),歸屬于惡性腫瘤之列的一類疾病[44]。臨床試驗(yàn)表明,桃果實(shí)中酚類物質(zhì)對癌細(xì)胞有顯著的抑制作用。VIZZOTTO等[45]研究表明,桃果實(shí)酚類提取物對抗雌激素陰性的人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-435呈計(jì)量性依賴作用,對雌激素依賴性的乳腺癌細(xì)胞MCF-7活性較弱,對非癌性乳腺癌細(xì)胞系MCF-10A殺傷作用較小或不明顯;咖啡酸衍生物對MDA-MB-435的DNA片段化(0~100 μg/mL)細(xì)胞具有較強(qiáng)的凋亡誘導(dǎo)作用,花色素苷次之,但對正常細(xì)胞沒有作用。NORATTO等[46]研究表明,每天食用2~3個(gè)桃果實(shí),可為人體提供至少370.6 mg的酚類物質(zhì),對MDA-MB-435細(xì)胞的基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)基因有抑制作用,使腫瘤的體積和重量顯著降低。說明,桃果實(shí)中酚類物質(zhì)具有較強(qiáng)的抗癌活性,是抗癌物質(zhì)的天然來源。桃果實(shí)酚類物質(zhì)的抗癌活性可能是通過抑制癌細(xì)胞基因片段的表達(dá),促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡,降低腫瘤的體積與重量,從而有效預(yù)防和治療癌癥。
桃果實(shí)以其豐富的酚類物質(zhì)而具備多種生理活性作用,如抗氧化、預(yù)防肥胖和心血管疾病、抗腫瘤、抗癌等。目前,桃果實(shí)酚類物質(zhì)的研究逐漸增多,但對于桃豐富的種質(zhì)資源而言,研究的品種有限,對桃果實(shí)中酚類物質(zhì)的有效分離、提取和鑒定等有關(guān)研究還處于初步研究水平,其生物活性作用機(jī)制研究較淺,仍處于鮮食和初加工階段,導(dǎo)致目前對桃果實(shí)的開發(fā)存在許多不足。因而,桃果實(shí)中不同酚類物質(zhì)在體內(nèi)的功效、作用機(jī)制等有待更深入、更全面的研究。
為提高桃果實(shí)的附加值,建議在品種選育方面開展更多種質(zhì)資源的研究,深入研究環(huán)境和栽培技術(shù)等對桃果實(shí)酚類物質(zhì)的影響,分析桃果實(shí)中主要的酚類物質(zhì),建立桃果實(shí)酚類物質(zhì)評價(jià)體系,為桃果實(shí)酚類物質(zhì)的開發(fā)利用和高酚桃品種的選育提供信息;在結(jié)構(gòu)鑒定與分析方面應(yīng)用氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)、液相色譜串聯(lián)技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)建立和完善酚類物質(zhì)的測定方法和提取條件,建立適宜桃果實(shí)酚類物質(zhì)分離與鑒定的方法;在生物活性方面可應(yīng)用分子生物學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)相結(jié)合,采用體內(nèi)和體外試驗(yàn)研究桃果實(shí)酚類物質(zhì)在體內(nèi)的功效和調(diào)控機(jī)制,為慢性病預(yù)防和膳食指南提供基本信息,以推動桃果實(shí)酚類物質(zhì)在醫(yī)藥、日用化工及保健方面的開發(fā)利用。