《Journal of Food Composition and Analysis》:Mineral composition, bioactive compounds, and antioxidant potential of persimmon fruits
编辑推荐:
研究人员对19个柿属(Diospyros)基因型进行组成谱分析。矿质组成在物种和种间杂种间存在差异。没食子酸(gallic acid)是定量检测到的主要酚类化合物。酚类化合物通过高效液相色谱-二极管阵列检测(High-performance liquid ch
研究人员对19个柿属(Diospyros)基因型进行组成谱分析。矿质组成在物种和种间杂种间存在差异。没食子酸(gallic acid)是定量检测到的主要酚类化合物。酚类化合物通过高效液相色谱-二极管阵列检测(High-performance liquid chromatography with diode array detection, HPLC-DAD)定量。主成分分析(Principal component analysis, PCA)揭示基因型间不同的组成模式。
**研究背景与目的**
柿(Diospyros genus,Ebenaceae科)是原产于亚洲的果树,约含500个物种,其中Diospyros kaki和Diospyros virginiana具有重要经济价值。中国是柿的主要生产国,其后为日本、巴西和意大利。柿果实品质和感官属性受环境与栽培条件强烈影响。柿为季节性水果,鲜果供应期有限,但因其营养特征和丰富的生物活性化合物而日益受到关注。其果实富含碳水化合物、膳食纤维、维生素、矿物质和酚类化合物,并含有维生素C、花青素、黄酮类、多酚、类胡萝卜素、果胶、膳食纤维以及葡萄糖、果糖和蔗糖等简单糖。研究人员还指出,柿果实具有多种健康促进作用,包括抗氧化、预防慢性疾病、管理炎症性肠病和结直肠癌、预防肥胖、降低血液胆固醇和脂质水平以及调节肠道微生物群组成。柿果实也是矿物质来源,果皮中Mn、Fe、Zn、K、Cu、Ca和Mg浓度高于果肉,钠除外。尽管如此,柿在世界许多地区仍未充分利用,关于品种多样性、营养组成、生物活性化合物、健康益处和工业应用的信息分散。因此,研究人员旨在评估斯洛伐克和乌克兰栽培的19个柿属(Diospyros spp.)基因型的矿质组成、生物活性化合物、抗氧化活性和选定酚类化合物,并评估物种及种间杂种间的变异性。
**关键技术方法**
研究人员于2025年生长季从斯洛伐克尼特拉Slovak University of Agriculture in Nitra, Slovakia的植物园和乌克兰基辅M.M. Gryshko National Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Ukraine in Kyiv, Ukraine采集19个柿属(Diospyros spp.)基因型,至少3株混合,按商业成熟度采收。制备甲醇提取物。大量元素用火焰原子吸收光谱法(atomic absorption spectrometry, AAS)和钼蓝法;微量元素及潜在有毒元素用微波消解后火焰或石墨炉AAS。总多酚含量(Total polyphenol content, TPC)用Folin–Ciocalteu法,总黄酮含量(Total flavonoid content, TFC)用氯化铝比色法;抗氧化活性用DPPH•、ABTS•
+和FRAP法;酚类用高效液相色谱-二极管阵列检测(HPLC-DAD)。统计采用RStudio,包括Shapiro–Wilk检验、Kruskal–Wallis检验、Dunn事后检验、Spearman秩相关和主成分分析(PCA)。
**研究结果**
**3.1 大量元素含量测定**
通过AAS和钼蓝法,钾在所有样品中占主导,含量为1197–4051 mg/kg FW,Diospyros lotus(Seedling)最高,Mercatelli最低;磷为161.6–356.9 mg/kg FW,杂种Gora Goverla最高;钠为9.91–16.3 mg/kg FW,所有基因型均较低。钙和镁最高值也出现在D. lotus。结论为遗传背景和物种来源影响柿果实矿质积累。
**3.2 微量元素和重金属含量测定**
通过微波消解后AAS测定,铁为多数样品中最丰富的微量元素,含量为0.61–3.98 mg/kg FW,Diospyros virginiana cv. Darunok mama最高;锰为0.36–1.58 mg/kg FW;铜和锌浓度较低;铅从低于检测限至0.14 mg/kg FW,19个基因型中有7个超过Commission Regulation (EU) 2023/915规定的水果0.10 mg/kg FW最大水平;镉从低于检测限至0.02 mg/kg FW,均低于0.05 mg/kg FW的最大水平。研究人员指出,必需微量元素差异可能反映基因型、生长条件、土壤特征和其他环境因素的组合,但本实验设计无法分离这些效应。
**3.3 总多酚含量、总黄酮含量、抗氧化活性及选定酚类含量测定**
通过TPC、TFC、DPPH•、ABTS•
+、FRAP和HPLC-DAD分析,TPC为221.6–1848 mg GAE/kg FW,TFC为311.0–1552 mg QE/kg FW,最高值出现在杂种Diospyros kaki × virginiana DV-12(Darunok Tatu),其次为D. virginiana和D. lotus基因型;DPPH为1.58–5.25 mmol TE/kg FW,ABTS为2.85–6.23 mmol TE/kg FW,FRAP为1.73–4.99 mmol TE/kg FW,最高抗氧化活性通常见于D. lotus和一些杂种基因型,尤其DV-12,其酚类含量也高。HPLC-DAD分析确认三种酚类化合物,即没食子酸(gallic acid, GA)、trans-caffeic acid和rutin,但其出现和浓度在基因型间差异明显;其他目标化合物trans-cinnamic acid、trans-p-coumaric acid、trans-sinapic acid、myricetin、quercetin和kaempferol未超过检测限。GA在所有样品中检出,最高浓度见于杂种基因型和D. virginiana;trans-caffeic acid浓度较低且未在所有样品中检出;rutin仅在部分基因型中鉴定到。Spearman相关显示,TPC与TFC呈强正相关,并与GA、ABTS和DPPH正相关;GA与DPPH活性呈最强正相关;trans-caffeic acid与FRAP值强相关。矿物元素也与抗氧化性质和酚类化合物存在关联,例如trans-caffeic acid与钾、镁和锰正相关,rutin与钴正相关,TPC与Mg和Cu负相关,FRAP与Mn正相关、与Na负相关,GA与Mn负相关、与Fe正相关;Ca与Mg呈最强正相关,Cu与Mg、Mn和Ca正相关,Na与Fe正相关但与Cd负相关,Cr与Co负相关,Cd与Pb正相关。PCA前两个主成分解释44.99%的总方差,PC1占24.3%,PC2占20.7%;PC1主要受Mg、K、Ca和trans-caffeic acid影响,PC2主要与TPC、GA、DPPH、TFC、Cu和Mn相关。D. virginiana基因型通常与TPC、TFC、GA、ABTS和DPPH方向相关,多数D. kaki品种靠近K、Ca、Mg和trans-caffeic acid区域,种间杂种位于亲本物种之间,D. lotus则明显分离。结论为基因型间组成模式分化,酚类组成与抗氧化活性密切关联,矿物元素呈不同变异模式。
**讨论与结论**
讨论部分指出,钾占主导与文献中柿富含钾的描述一致;TPC和TFC的基因型依赖性很强,不同研究间数值差异大,说明品种、成熟阶段和栽培条件等均可能影响结果;杂种和野生基因型具有很高多酚含量,提示其可用于提高柿果实功能价值的育种。抗氧化活性并不总是与TPC和TFC水平直接成比例,说明抗氧化潜力不仅取决于多酚总量,还取决于其定性组成。矿物元素与抗氧化性质和酚类化合物存在多种显著关联,但研究人员强调,由于样本数量相对较小,PCA应视为探索性多元分析,主要用于可视化基因型和化学参数间关系。
研究结论翻译如下:比较组成评估表明,所评价的Diospyros基因型存在显著变异。矿质元素、酚类组分和抗氧化特征的对比模式进一步表明,组成品质不能从单一化学参数组推断。野生和杂种Diospyros种质具有独特组成谱,可能成为未来品种选择和育种的有价值材料,聚焦营养和植物化学性状。同时,部分样品中Pb的出现表明,在评估果实品质时,潜在有毒元素应与理想营养和生物活性化合物一并考虑。总体而言,研究结果支持采用结合矿物和靶向植物化学表征的综合组成方法评价柿遗传资源。需要更大基因型集合、多生长季和多地点以及受控环境效应评估的进一步研究,以区分遗传影响与生长条件影响。