李小艷，段鵬慧，張興亮，蘭彥平

1(山西林業(yè)職業(yè)技術學院，山西 太原，030009)2(北京市農(nóng)林科學院林業(yè)果樹研究所，北京，100093)

板栗(Castaneamollissima)殼斗科栗屬堅果類植物，是我國古老的栽培果品樹種，且有“干果之王”的美稱[1]。板栗品種豐富，在我國分布非常廣泛，是我國重要的生態(tài)型經(jīng)濟果樹，其果實營養(yǎng)價值高[2]。近幾年關于干果果仁及果皮品質研究增加，提升干果附加值的研究逐漸被人們重視，牟東嶺等[3]以地方12個核桃品種為材料，通過對品質的分析，篩選出不同品質特點的核桃品種，為地方核桃產(chǎn)業(yè)提質增效提供理論依據(jù)。王琴等[4]對新疆5個巴旦木主品種進行果實香氣品質分析，了解不同品種品質特點，為堅果不同加工利用提供參考依據(jù)。李杰等[5]對燕山地區(qū)3個板栗品種為試材，在“大板紅”品種中檢測到其他2個未有的特征香氣，可作為香型鮮食果進行加工利用。魏歡等[6]對核桃綠殼中大量酚類化合物進行測定，在核桃綠殼發(fā)現(xiàn)了未被報到過的6-咖啡酸-d-葡萄糖和6-O-高酰甘酸葡萄糖苷物質，為進一步研究核桃綠殼，研發(fā)綠殼藥理作用提供參考。AHAD等[7]為實現(xiàn)核桃綠殼資源的分級利用，利用水、石油醚、二氯甲烷和乙酸乙酯提取了不同極性的酚類化合物，并分別收集了乙酸乙酯層和水層，不同的酚類化合物根據(jù)其組成特性不同來應用于食品或添加劑的各種領域。

酚類化合物是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的重要次生代謝產(chǎn)物,具有抗氧化、抑菌消炎、護肝益腎等保健功能，板栗果實中多酚是一種具有較好抗氧化活性的天然抗氧化劑[8]，且板栗殼是傳統(tǒng)的中藥成分，研究表明板栗殼中酚類化合物能夠抑制肝細胞增殖和炎癥[9]。AFRICA等[10]研究發(fā)現(xiàn)通過加熱和壓力處理相結合可以保持甚至提高開心果、腰果和板栗酚含量和抗氧化活性。邢穎等[11]通過研究水煮、烤制、炒制3種加工方式后板栗殼多酚、黃酮物質以及自由基清除率等，為板栗殼的應用提供了理論基礎。目前關于板栗殼多酚物質的研究較多，但未見對殼外和殼內(nèi)抗氧化物質分析的研究，通過對15個板栗品種果實殼外皮、殼內(nèi)膜、果仁的總酚、總類黃酮、黃烷醇物質進行測定，分析不同品種果實不同部位抗氧化活性，而多酚的生理活性與其具有的清除自由基的抗氧化性能密切相關，通過測定DPPH自由基清除率、羥自由基清除率、還原力，反映板栗不同品種不同部位抗氧化能力。通過主成分分析，挖掘板栗果實不同部位獨特的活性功能，為板栗果實深加工利用提供科學依據(jù)，提高板栗附加值，也為板栗種質資源的研究、新品種的選育提供材料依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗材料采自河北農(nóng)林科學院昌黎果樹研究所板栗資源圃，果實成熟于冠層外圍陰面和陽面進行隨機采樣，每個品種采5份，利用冰盒帶回實驗室進行指標測定。

碳酸鈉、亞硝酸鈉、氯化鋁、氫氧化鈉、無水乙醇、香草醛、濃鹽酸、DPPH、過氧化氫等(均為分析純)，國藥集團化學試劑有限公司；福林酚(分析純)、沒食子酸(色譜純)、兒茶素(色譜純)等，北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設備

KQ-3000DE型數(shù)控超聲清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；HermleZ326K臺式高速離心機，上海圣科儀器設備有限公司；UV1902雙光束紫外分光光度計，上海勤酬衡器有限公司；HH-6數(shù)顯雙列六孔水浴鍋，上海康路儀器設備有限公司。

1.3 實驗方法

參照張京芳等[12]酚類抗氧化成分的提取分離工藝，稱取0.55 g板栗殼外皮、0.11 g板栗殼內(nèi)膜、0.55 g板栗果仁，充分研磨后加部分43%(體積分數(shù))酒精于100 mL棕色容量瓶中，料液比為1∶18.5(g∶mL)，在超聲功率305 W提取時間17.5 min，然后過濾，濾液于10 000 r/min離心10 min，濾渣重復提取、離心，重復提取3次，每次料液比均為1∶18.5(g∶mL)，合并上清液于100 mL棕色容量瓶，用43%酒精定容后作為提取液，每個品種重復5次。

1.3.1 酚類物質測定

采用Folin-Ciocalteu法測定總酚含量，以沒食子酸等價表示(mg/g)；采用氯化鋁比色法測定總類黃酮含量，以蘆丁等價表示(mg/g)；采用香草醛-鹽酸法測定黃烷醇含量，以兒茶素等價表示(mg/g)。

1.3.2 抗氧化性能的測定

將提取液加入含有DPPH的甲醇溶液中，得到3 mL的反應體系后振蕩混勻，在25 ℃下避光放置30 min后于517 nm下測定其吸光度。

將提取液與FeSO4溶液和水楊酸溶液混合后再加入H2O2溶液，得到6 mL的反應體系后振蕩混勻，在37 ℃下水浴1 h，于510 nm下測定其吸光度。

將1 mL提取液稀釋4倍與2.5 mL pH 6.6的磷酸緩沖液和2.5 mL 1%(質量分數(shù))鐵氰化鉀溶液混合均勻，將該體系置于50 ℃恒溫水浴 30 min，取出加入2.5 mL 10%(質量分數(shù))三氯乙酸溶液,混勻后置于離心機內(nèi)3 000 r/min離心10 min，取2.5 mL上清液與2.5 mL蒸餾水和0.5 mL 0.1%(質量分數(shù))氯化鐵溶液混合，700 nm下測定其吸光度。

1.4 統(tǒng)計分析

利用Excel 2019進行數(shù)據(jù)分析，通過Origin 2019b進行顯著性與主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種板栗果實不同部位酚類物質比較

2.1.1 不同品種板栗果實不同部位總酚物質含量比較

總酚物質在植物抗逆反應中發(fā)揮著重要的作用，是重要的保健物質。圖1展示了15個板栗資源果實不同部位總酚物質含量，由圖1可知，不同資源果實總酚物質含量差異顯著，且果實不同部位酚類物質含量差異明顯。圖1-a中板栗石豐和雜-35果實殼外皮酚類物質含量顯著最高，其中石豐分別比廣西玉林、廣西油栗、燕紅高550%、466%、457%(P<0.05)。板栗殼內(nèi)膜總酚物質含量較高，由圖1-b可知,15個板栗資源殼內(nèi)膜總酚含量均在23 mg/g以上，其中黑燕青殼內(nèi)膜總酚含量顯著最高，為61.09 mg/g(P<0.05)。板栗果仁中總酚含量如圖1-c所示，雜-35、燕平、桐優(yōu)-33果仁中總酚含量較高，均高于1.62 mg/g，其中雜-35果仁中總酚含量是燕豐的18.46倍。

a-殼外皮;b-殼內(nèi)膜;c-果仁

2.1.2 不同品種板栗果實不同部位總類黃酮物質含量比較

酚類物質分為黃酮類和非黃酮類物質，其中黃酮類物質是一種重要的次生代謝物，在板栗殼內(nèi)膜含量較高。圖2展示了15個板栗品種果實不同部位總類黃酮物質含量差異，由圖2-a可知，石豐和雜-35殼外皮總類黃酮含量顯著最高，分別為1.08、1.04 mg/g，廣西玉林和廣西油栗殼外皮總類黃酮含量顯著最低(P<0.05)；由圖2-b可知，廣西玉林和雜-35殼內(nèi)膜總類黃酮含量顯著最高(P<0.05)，但15個板栗品種殼內(nèi)膜總類黃酮含量均在8.89 mg/g以上。果仁中總類黃酮含量如圖2-c所示，金豐板栗果仁中總類黃酮含量顯著最高(P<0.05)，桐優(yōu)-33和雜-35果仁中總類黃酮含量顯著高于魯栗3號等9個品種(P<0.05)。

a-殼外皮;b-殼內(nèi)膜;c-果仁

2.1.3 不同品種板栗果實不同部位黃烷醇物質含量比較

板栗果實不同部位黃烷醇含量如圖3所示，由圖3-a可知，桐優(yōu)-33和金豐板栗果殼外皮黃烷醇含量顯著最高，且分別比燕平高30.56%、29.62(P<0.05)；魯栗3號等8個品種果殼外皮黃烷醇含量低于1.00 mg/g。果殼內(nèi)膜黃烷醇含量如圖3-b所示，其中魯栗3號、黑燕青、燕紅果殼內(nèi)膜黃烷醇顯著最高(P<0.05)，均高于84.14 mg/g，桐優(yōu)-33果殼內(nèi)膜黃烷醇含量顯著最低，但桐優(yōu)-33果殼外皮和果仁黃烷醇含量均顯著最高(P<0.05)，這說明果殼內(nèi)膜中黃烷醇含量不影響果殼外皮和果仁中黃烷醇含量。

a-殼外皮;b-殼內(nèi)膜;c-果仁

2.2 不同品種板栗果實不同部位抗氧化活性比較

2.2.1 不同品種板栗果實不同部位DPPH自由基清除率比較

DPPH自由基和羥自由基清除率能夠反映果實的抗氧化性能，15個板栗品種果實不同部位DPPH自由基清除率如圖4所示，不同品種板栗殼外皮和果仁部位DPPH自由基清除率差異顯著，由圖4-a可知，金豐板栗殼外皮DPPH自由基清除率顯著最高，分別比廣西玉林和廣西油栗高57.91%、63.70%(P<0.05)。板栗殼內(nèi)膜DPPH自由基清除率較高，除金豐和燕平品種外，其他13個品種殼內(nèi)膜DPPH自由基清除率均在87.00%以上，且差異不顯著。而由圖4-c可知，燕平果仁DPPH自由基清除率顯著最高，這與燕平殼內(nèi)膜DPPH自由基清除率顯著最低相反。桐優(yōu)-33和雜-35果仁DPPH自由基清除率顯著低于燕平，但顯著高于其他12個板栗品種(P<0.05)。

a-殼外皮;b-殼內(nèi)膜;c-果仁

2.2.2 不同品種板栗果實不同部位羥自由基清除率比較

羥自由基是一種活性氧，具有極強的氧化能力，板栗果實中清除羥自由基能力越強，說明板栗果實該部位抗氧化能力越強。圖5展示了15個板栗品種果實不同部位羥自由基清除率，由圖5-a可知，除品種石豐外，板栗殼外皮羥自由基清除率均較高，其中雜-35、廣西玉林、黑煙青3個品種殼外皮羥自由基清除率顯著最高(P<0.05)。由圖5-b可知，15個板栗品種殼內(nèi)膜羥自由基清除率差異明顯，其中雜-35殼外皮和內(nèi)膜羥自由基清除率均顯著最高(P<0.05)。15個板栗品種果仁羥自由基清除率均在66.67%及以上，其中岱岳早豐、金平、廣西油栗果仁羥自由基清除率顯著最高，分別為93.59%、91.03%、93.59%，表現(xiàn)極強的抗氧化性。

a-殼外皮;b-殼內(nèi)膜;c-果仁

2.2.3 不同品種板栗果實不同部位還原力比較

不同品種板栗果實不同部位還原力如圖6所示，由圖6-a可知，廣西油栗的殼外皮還原力顯著最高，為97.46%，其次桐優(yōu)-33、廣西玉林、燕平殼外皮還原力顯著高于其他11個品種。由圖6-b可知，廣西油栗等8個品種殼內(nèi)膜還原力均在80.00%以上，且8個品種間差異不顯著(P>0.05)，岱岳早豐殼內(nèi)膜還原力顯著最低，為61.49%(P<0.05)。由圖6-c可知，果仁還原力較高，其中煙泉和廣西油栗果仁還原力均為98.51%，顯著高于其他13個品種(P<0.05)。

a-殼外皮;b-殼內(nèi)膜;c-果仁

2.3 不同品種板栗果實不同部位酚類及抗氧化活性主成分分析

通過3種酚類物質及3種抗氧化物活性對15個板栗品種不同部位主成分分析得分圖如圖7所示，通過2個主成分可以有效地將板栗不同部位抗氧化能力區(qū)分開。由圖7-a可知，板栗殼外皮酚類及抗氧化活性前2個主成分累計方差貢獻率為76.23%，桐優(yōu)-33、金豐、石豐品種在第一和第二主成分均為正值，其中石豐主成分得分最高，為殼外皮抗氧化能力較強的品種；由圖7-b可知，殼內(nèi)膜酚類及抗氧化活性前2個主成分累計方差貢獻率為62.29%，在第一和第二主成分排名前三的品種為黑煙青>廣西油栗>燕紅，為殼內(nèi)膜抗氧化能力較強的品種；在圖7-c中，果仁前2個主成分累計方差貢獻率為68.54%，其中桐優(yōu)-33、燕平、雜-35板栗果仁主成分得分較高，果仁抗氧化能力表現(xiàn)較強。

3 討論與結論

板栗果實中多酚是一種天然抗氧化劑，且板栗果殼具有藥用保健功效，我國關于板栗的研發(fā)多集中在果仁，且板栗的育種以抗性、成熟期、產(chǎn)量、果實中淀粉、蛋白質等為重要指標[13-14]，關于板栗果實中酚類抗氧化物質作為指標進行選擇性育種的工作開展得不多，缺乏相關理論指導。本研究通過采用超聲波提取技術，對板栗果實不同部位酚類物質及抗氧化劑活性進行測定，表明板栗不同品種、不同部位酚類及抗氧化性能差異明顯，且殼內(nèi)膜總酚含量是殼外皮和果仁總酚含量的10倍左右，這可能與酚類相關的代謝基因在果實不同部位表達量不同造成[15-16]。劉政海等[17]對美樂葡萄不同營養(yǎng)系酚類研究發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)系間酚類含量差異顯著，且果實不同部位酚類物質差異顯著。弓志青等[18]對貯藏后的不同板栗總酚和抗氧化活性測定發(fā)現(xiàn)不同品種板栗果仁中總酚、DPPH自由基清除率等抗氧化物之間呈顯著差異，這均與本研究中板栗不同品種間、果實不同部位酚類及抗氧化劑活性差異顯著結論一致。AHAD等[19]研究抗氧化劑、溫度、包裝材料和貯存期對核桃酚類的影響，旨在增加核桃品種果實中的酚類抗氧化活性，提升核桃的保健功效。本研究中通過對15個板栗品種不同部位酚類及抗氧化活性測定，通過主成分分析，得出了板栗桐優(yōu)-33、金豐、石豐品種殼外皮酚類抗氧化活性強，黑煙青、廣西油栗、燕紅為殼內(nèi)膜抗氧化能力較強的品種，桐優(yōu)-33、燕平、雜-35表現(xiàn)果仁抗氧化能力表現(xiàn)較強。李林晴等[20]對河北省9個核桃品種堅果特性進行測定，通過主成分分析選出5個適宜河北省栽植的品種。本研究中，15個品種均栽培在河北昌黎，不同品種間酚類及抗氧化活性的差異與環(huán)境有一定關系[21]，其中板栗桐優(yōu)-33在昌黎地區(qū)殼外皮和果仁中酚類抗氧化物含量均較高，為優(yōu)質抗氧化品種資源，且初次研究發(fā)現(xiàn)板栗殼內(nèi)膜總酚含量均在20 mg/g，值得深入開發(fā)加工利用。研究結論為昌黎地區(qū)栽培高品質板栗品種、不同加工板栗品種、分級利用板栗果實提供理論和材料依據(jù)，提升板栗產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展。