《Journal of Food Composition and Analysis》:Fruit quality, phenolic and mineral profiles of new late-season European plum (
Prunus domestica L.) cultivars from Serbia
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本研究针对晚熟欧洲李品种营养品质评价不足的问题,系统分析了新育品种'Divna'和'Petra'与标准品种'Stanley'在初级代谢物、酚类化合物及矿物质含量方面的差异。研究发现新品种分别呈现高矿物质含量('Divna')和高酚类积累('Petra')的互补优势,且存在显著的品种×年份互作效应。该研究为李树育种提供了重要遗传资源,并揭示了晚熟品种作为功能食品的开发潜力。
在全球水果产业中,李子是仅次于桃和油桃的第二大核果类水果,2023年全球产量超过1240万吨。作为重要的温带落叶果树,欧洲李(Prunus domestica L.)在塞尔维亚等主要产区具有显著的经济和文化价值。然而,传统生产系统和李痘病毒(Plum pox virus)引起的沙卡病等问题,导致平均产量仍然较低。与此同时,现代育种越来越注重将营养和功能特性作为重要选择标准,以满足消费者对具有增强健康价值水果的需求。
在此背景下,塞尔维亚?a?ak果树研究所培育出两个新晚熟欧洲李品种'Divna'和'Petra',它们在西塞尔维亚条件下于9月20日左右成熟,比标准品种'Stanley'晚约三周,从而将鲜李供应期延长至深秋。这些晚熟基因型在育种计划中越来越受到重视,作为延长市场供应和增强新鲜水果膳食连续性的策略。
为了全面评估这些新品种的营养价值,研究人员在《Journal of Food Composition and Analysis》上发表了最新研究成果,系统比较了这两个新品种与标准品种'Stanley'在初级代谢物、个体酚类化合物以及果实宏量和微量元素含量方面的差异,并分析了基因型、年度变异及其互作对生化和矿物质谱的影响。
研究团队采用了多项关键技术方法:在塞尔维亚西部Teo?in村的商业化果园进行了为期三年(2021-2023年)的田间试验,采用随机区组设计;使用折射仪测定可溶性固形物(SSC),滴定法分析总酸(TA)和维生素C;采用高效液相色谱(HPLC)定量酚类化合物(氯原酸、对香豆酸、芦丁、槲皮素和花青素-3-葡萄糖苷);通过原子吸收光谱法等技术测定宏量元素(N、P、K、Ca、Mg)和微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、B)含量;运用方差分析(ANOVA)、相关性分析和主成分分析(PCA)进行统计评估。
3.1. 果实初级代谢物
研究发现所有检测的初级代谢物均受到品种和年份的显著影响。'Petra'表现出最高的SSC和总糖(TS),而'Divna'则在还原糖(RS)、TA和维生素C含量上最高。标准品种'Stanley'以最高的非还原糖(N-RS)和成熟指数(RI)为特征。年份因素也显著影响代谢物积累,如2022年的SSC最高,而TS和N-RS在2023年达到峰值。品种×年份互作对大多数参数(除RI和维生素C外)均显著,表明初级代谢物积累受遗传背景和环境条件的共同调控。
3.2. 果实酚类组成
酚类化合物分析显示显著的品种间差异,'Petra'在所有检测的酚类物质(氯原酸、对香豆酸、芦丁、槲皮素和花青素-3-葡萄糖苷)中均保持最高浓度,而'Stanley'通常显示最低值。年份变异也很明显,2022年所有酚类化合物的平均水平最高。显著的品种×年份互作表明酚类积累模式存在基因型特异性,且受环境条件调节。
3.3. 果实矿物质组成
在矿物质组成方面,'Petra'含有最高的N、P、K和Mg含量,而'Divna'的Ca浓度最高。微量元素分析显示'Divna'在Fe、Mn、Cu和Zn上含量最高,'Petra'则在B元素上领先。年份对Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和B浓度有显著影响,表明矿物质积累对环境条件敏感。
3.4. 检测参数间的相关性
相关性分析揭示了果实初级代谢物、酚类化合物和矿物质营养之间的复杂关系。糖分(SSC、TS和RS)与个体酚类化合物和抗氧化能力呈强正相关,表明高甜度品种往往伴随较高的酚类积累。TA与维生素C和某些微量元素(特别是Mn和Cu)呈正相关。酚类化合物内部也显示出强烈的相互关系,反映了苯丙烷类途径内的相互联系。
3.5. 主成分分析
PCA分析清楚地将品种区分开来:'Petra'与糖分相关性状和酚类化合物紧密关联,而'Divna'则与矿物质含量和维生素C更相关。'Stanley'位于这两个群体之间的中间位置。前两个主成分共同解释了数据集中大部分变异,证实了品种间存在的互补营养模式。
研究结论部分强调,'Divna'和'Petra'表现出清晰的基因型分化,显示出互补而非单一品种优越的营养模式。'Divna'以矿物质和维生素C富集为特征,而'Petra'则以高糖分和酚类化合物积累为特点。这种差异化特征使它们成为育种计划中有价值的遗传资源,特别是针对延长采收季节和增强功能特性的育种目标。
讨论部分深入分析了这些发现的科学意义。从营养角度看,李子的价值不仅在于其感官属性,还在于其对人类健康的贡献。研究表明,李子富含初级代谢物如糖类、有机酸和膳食纤维,这些成分决定果实品质和可消化性。更重要的是,李子被认为是生物活性化合物的来源,特别是酚酸、黄酮类和花青素,它们表现出强大的抗氧化活性,在减少氧化应激和炎症方面发挥作用。
从农业实践角度,研究结果强调了在李子生产中考虑基因型×环境互作的重要性。育种计划可以选择在特定环境条件下表现最佳性状的品种,从而优化水果品质和营养成分。这对于应对气候变化挑战特别相关,因为温度升高和降水模式变化可能会影响李子果实的化学成分。
此外,研究结果对消费者健康和食品工业具有重要意义。具有增强营养特性的李子的可用性延长,为开发功能性食品和营养保健品提供了机会。富含酚类化合物和矿物质的李子可以纳入各种产品中,如果汁、果酱和零食,为消费者提供方便的形式来获取这些有益化合物。
该研究还为可持续农业实践做出了贡献。通过识别在特定环境条件下茁壮成长且需要较少投入的品种,农民可以优化资源利用并减少环境影响。这与全球走向可持续食品生产的趋势一致,强调了环境 stewardship 与营养质量的重要性。
总之,这项研究通过全面表征两个新晚熟欧洲李品种的生化特性,为李子育种和生产提供了宝贵见解。发现的基因型间互补营养模式突显了多样化品种选择在满足各种营养需求和环境条件方面的重要性。随着对营养丰富和功能性食品需求的增长,像'Divna'和'Petra'这样的品种将在促进人类健康和可持续农业实践方面发挥越来越重要的作用。