黄肉桃果实发育阶段类胡萝卜素的变化

颜少宾 张妤艳等

摘 要： 【目的】为了分析黄肉桃果实发育过程中类胡萝卜素的组分及含量与果皮和果肉颜色深浅的关系，【方法】以3种不同类型黄肉桃‘香金蟠、‘独立和‘弗雷德里克为试材，采用紫外分光光度计测定桃果实类胡萝卜素的总含量，并对桃果实不同发育阶段的类胡萝卜素进行定性定量分析。【结果】结果表明，果实成熟时，‘香金蟠、‘独立、‘弗雷德里克果肉颜色存在差异，分别为淡黄、金黄和橙黄。‘香金蟠果皮的类胡萝卜素总含量随着果皮黄颜色的加深逐渐降低，‘独立保持平稳，而‘弗雷德里克则逐渐升高。3种黄肉桃果肉的类胡萝卜素总含量则随着果实的生长发育逐渐升高，且以果肉黄颜色最深的黄肉桃（‘弗雷德里克）含量最大。黄肉桃的果皮和果肉均含有类胡萝卜素的5个主要成分，即叶黄素、玉米黄素、β-隐黄质、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素，且以β-胡萝卜素所占比例最大。果皮中的叶黄素随着果实的生长发育逐渐降低，玉米黄素、β-隐黄质和α-胡萝卜素则逐渐升高，β-胡萝卜素与其果皮中类胡萝卜素总含量的变化趋势一致。果肉中的叶黄素、玉米黄素均与果皮中的变化趋势一致，而β-隐黄质、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素存在较大的差异。【结论】β-胡萝卜素是影响桃果肉颜色差异的主要因素之一，其次是β-隐黄质和α-胡萝卜素，且与2者的比值有很大关系，β-隐黄质/α-胡萝卜素的比值越大，黄颜色越深，比值越小，黄颜色越浅。β-隐黄质所体现的颜色偏向于橙黄色，α-胡萝卜素则偏向于淡黄色。

关键词： 黄肉桃； 类胡萝卜素； 发育阶段； β-隐黄质； α-胡萝卜素； β-胡萝卜素

中图分类号：S662.1 文献标志码：A 文章编号：1009-9980

植物类胡萝卜素大量存在于黄色、橙色和红色的果实中，其含量和组成不仅决定果实外观色泽和商品性[1]，且类胡萝卜素作为小分子特殊代谢物，在清除自由基[2]、提高人体免疫力[3]、延缓衰老[4]、防癌抗癌[5-6]等保护人类健康方面起着重要的作用。目前，类胡萝卜素的化学合成已取得了长足的发展[7]，但由于人体自身不能合成类胡萝卜素，且人体补充化学合成的β-胡萝卜素对防病抗癌没有效果[8]，因此从自然界中寻找富含天然类胡萝卜素的植物资源尤为重要。

黄肉桃果实成熟后含有比较丰富的类胡萝卜素，其含量为12～23 μg·g-1，且含量的高低与果肉的颜色相关，随着其含量的增加，果肉颜色由黄到橙黄[9]。为进一步探讨类胡萝卜素成分及其含量与果肉黄颜色深浅的关系，我们通过对3种不同程度黄颜色果肉桃发育过程中的类胡萝卜素含量及成分进行测定，旨在寻找桃果肉颜色差异与类胡萝卜素含量及其成分的关系。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 试验样品 以果肉黄颜色深浅不同的‘香金蟠、‘独立、‘弗雷德里克为试验材料，果实采自江苏省农业科学院国家果树种质南京桃资源圃。花后82 d开始采样，每隔8 d采1次样，最后1次为果实成熟期，‘香金蟠、‘独立和‘弗雷德里克的果实成熟期分别是花后110 d、115 d、115 d。每个品种每次采集果实10个，将果肉和果皮液氮冰冻后-70 ℃保存备用。

1.1.2 试剂 丙酮为分析纯，甲醇、甲基叔丁基醚为色谱纯；标样叶黄素、β-隐黄质、β-胡萝卜素、β-阿朴-8'-胡萝卜醛购自Sigma公司；α-胡萝卜素购自Wako公司；玉米黄素购自百迪信科技有限公司。

1.1.3 仪器 紫外-可见分光光度计；高效液相色谱仪；冷冻离心机；电子天平。

1.2 方法

1.2.1 桃类胡萝卜素的提取和纯化 桃果实类胡萝卜素的提取方法经过筛选后得：称取样品2 g，液氮研磨，加入8 mL的丙酮（0.1% BHT+内标），于4 ℃冰箱避光浸提，24 h后取出于4 ℃ 10 000 g 离心5 min，取上清液于新的10 mL离心管，残渣加入7 mL的丙酮（0.1% BHT+内标），重复提取3次，合并上清液，用丙酮（0.1% BHT+内标）定容至25 mL，过0.22 mm有机滤头，备用。每个样重复3次。

1.2.2 桃类胡萝卜素总含量测定 取提取液10 mL，采用UV755B型紫外-可见分光光度计在波长450 nm下进行扫描，根据公式[10]计算桃果实类胡萝卜素总含量。

类胡萝卜素总含量（μg·g-1）=

V—提取液体积，单位为mL；A—样品在450 nm波长下的吸光值；N—稀释倍数；2500—类胡萝卜素的平均吸光系数。

1.2.3 标准曲线的制备 以10 mg·L-1的混合标样溶液为标准储备溶液，制备序列质量浓度为0.005、0.01、0.05、0.1、0.25、0.5、0.75、1.0、5.0 mg·L-1的标准使用溶液，过0.22 mm有机滤头，备用。

1.2.4 桃类胡萝卜素的HPLC检测 桃果实类胡萝卜素的检测采用HPLC，经过筛选得到最佳检测方法如下：采用Aligent 1100系统及YMC-C30色谱柱对桃果实类胡萝卜素进行分析，流动相A：MeOH，流动相B：H2O，流动相C：MTBE；进行梯度冲洗，冲洗条件为：0～90 min，81% A/ 4% B/ 15% C～6% A / 4% B / 90% C；流速为1.0 mL·min-1；柱温为25 ℃；紫外450 nm检测；进样20 μL。

采用以上方法对桃果实样品进行预检测，结果表明叶黄素、玉米黄素、β-隐黄质、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素等是桃果实类胡萝卜素的5个主要成分。

1.2.5 数据分析 采用Excel和SPSS进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 桃果皮颜色在果实发育阶段的变化

随着果实的生长发育，不同品种果皮的色泽不断变化。花后82 d，3种黄肉桃果皮均为深绿色；自花后90 d起，果皮绿色逐渐褪去。花后98 d，‘香金蟠果皮底色为淡绿色，有少量着色；‘独立果皮底色为黄色，80%～90%着深红色；‘弗雷德里克果皮底色为浅黄色，有少量着色。随着果实的生长发育，‘香金蟠、‘独立、‘弗雷德里克果皮的红色均逐渐加深。果实成熟时，‘香金蟠果皮着少许红色，主要分布于果顶和果蒂，背景色为淡黄色；‘独立果皮几乎100%着深红色，背景色为金黄色；‘弗雷德里克果皮红色褪去，着橙黄色（图版-Ⅰ）。

2.2 桃果肉颜色在果实发育阶段的变化

随着果实的生长发育，不同品种果肉的颜色在不断变化。花后82 d，3种黄肉桃的果肉均为浅绿色；花后90 d，果肉颜色逐渐由绿色转为黄色。花后98 d至果实成熟，‘独立、‘弗雷德里克的果肉颜色变化不显著，而‘香金蟠则是在花后105 d至果实成熟时，果肉颜色变化也不显著。果实成熟时，不同品种表现出不同的黄色，‘香金蟠的果肉颜色为浅黄色，‘独立为金黄色，‘弗雷德里克为橙黄色，其中‘独立花后98 d至果实成熟，果肉有红色素2.3 桃果皮类胡萝卜素在果实发育阶段的变化

果皮的类胡萝卜素总含量随着果实的生长发育不断变化，不同品种间差异较大。其中以‘弗雷德里克果皮的类胡萝卜素总含量变化较大，呈先降后升的趋势，果实成熟时达到最大值；‘香金蟠果皮的类胡萝卜素总含量逐渐降低，果实成熟时达到最小值；‘独立果皮的类胡萝卜素总含量在果实的整个发育过程中没有明显的变化。果实成熟时，‘弗雷德里克果皮的类胡萝卜素总含量最高，为76.62 μg·g-1，约是‘香金蟠和‘独立的3倍，其次是‘独立（29.00 μg·g-1），最低的为‘香金蟠（26.64 μg·g-1），但‘独立与‘香金蟠之间差异不显著（图1）。

叶黄素、玉米黄素、β-隐黄质、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素等是桃果皮类胡萝卜素的5个主要成分，随着果实的生长发育，表现出不同的变化趋势。果皮的叶黄素均随着果实的生长发育逐渐降低，玉米黄素、β-隐黄质和α-胡萝卜素则随着果实的生长发育逐渐增加，而不同品种果皮的β-胡萝卜素差异较大。果实成熟时，均以β-胡萝卜素所占的比例最大，‘香金蟠、‘独立和‘弗雷德里克果皮的β-胡萝卜素占5个类胡萝卜素成分总含量的比例分别为71.63%、81.53%、79.51%。而‘香金蟠果皮的α-胡萝卜素占5个类胡萝卜素成分总含量的12.46%，‘弗雷德里克果肉的β-隐黄质占5个类胡萝卜素成分总含量的9.80%，其余的类胡萝卜素成分所占比例均低于9.00%。‘香金蟠、‘独立和‘弗雷德里克果皮中β-隐黄质/α-胡萝卜素的比值分别是0.21、0.50、2.08。

‘香金蟠果皮的叶黄素含量一直高于‘独立和‘弗雷德里克，果实成熟时，其含量为1.94 μg·g-1，约为‘独立的3倍、‘弗雷德里克的6倍；玉米黄素在花后82 d时，在‘香金蟠果皮内含量为0，‘独立为0.47 μg·g-1，‘弗雷德里克为0.28 μg·g-1，随着果实的生长发育逐渐增加，成熟时，‘弗雷德里克果皮的玉米黄素最高（2.48 μg·g-1），约为‘香金蟠的4倍、‘独立的2倍；‘香金蟠和‘独立果皮的β-隐黄质增加缓慢，果实成熟时均与花后105 d无显著性差异。‘弗雷德里克果皮的β-隐黄质在果实的整个生长发育过程中显著增加，果实成熟时达到最大值，为4.61 μg·g-1，约为‘香金蟠的9倍、‘独立的5倍；花后82 d时，‘香金蟠果皮的α-胡萝卜素含量最低，随着果实的生长发育，‘香金蟠果皮的α-胡萝卜素比同期的其他2个品种高，花后105 d至果实成熟，其α-胡萝卜素含量变化不显著，‘独立果皮的α-胡萝卜素在整个果实的发育过程中都比‘弗雷德里克的低，果实成熟时，‘香金蟠果皮的α-胡萝卜素含量最高，为2.49 μg·g-1，‘弗雷德里克次之（2.22 μg·g-1），‘独立最低（1.72 μg·g-1）；3种黄肉桃的β-胡萝卜素随着果实的生长发育差异较大，‘香金蟠果皮的β-胡萝卜素随着果实的生长发育逐渐降低，果实成熟时达到最低值，为14.30 μg·g-1，‘独立果皮的β-胡萝卜素在整个果实的发育过程变化不显著，‘弗雷德里克果皮的β-胡萝卜素呈先降后升的趋势，花后90 d时，达到最低值，果实成熟时，其β-胡萝卜素的含量达到最大值37.40 μg·g-12.4 桃果肉类胡萝卜素在果实发育阶段的变化

果实的类胡萝卜素总含量均随果实的生长发育逐渐增加，果实成熟时达到最大值。花后82～98 d，‘香金蟠和‘独立果肉的类胡萝卜素总含量增加缓慢，随后迅速增加；至花后98 d，‘弗雷德里克果肉的类胡萝卜素总含量急剧上升，花后98 d至果实成熟，则保持相对稳定。‘弗雷德里克果肉类胡萝卜素总含量一直高于‘独立和‘香金蟠，‘独立果肉类胡萝卜素总含量在花后82～105 d均高于‘香金蟠，而在果实成熟时，稍低于‘香金蟠（16.61 μg·g-1），但两者差异不显著

在果实生长发育过程中，桃果肉类胡萝卜素的主要成分含量因品种不同表现出差异性。果肉的叶黄素均随着果实的生长发育逐渐降低，玉米黄素则随着果实的生长发育逐渐增加，而不同品种果肉的β-隐黄质、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素差异较大。果实成熟时，均以β-胡萝卜素所占的比例最大，‘香金蟠、‘独立和‘弗雷德里克果肉的β-胡萝卜素占5个类胡萝卜素成分总含量的比例分别为55.07%、72.32%、65.50%。而‘香金蟠果肉的α-胡萝卜素占5个类胡萝卜素成分总含量的24.92%，‘弗雷德里克果肉的β-隐黄质占5个类胡萝卜素成分总含量的19.50%，其余的类胡萝卜素成分所占比例均低于12.00%。‘香金蟠、‘独立和‘弗雷德里克果肉中β-隐黄质/α-胡萝卜素的比值分别是0.27、0.64、6.15。

花后98 d至果实成熟，‘独立、‘香金蟠果肉的叶黄素均保持平稳，几乎没有明显的下降趋势，果实成熟时，‘独立果肉中的叶黄素含量最高（0.34 μg·g-1），‘香金蟠次之（0.19 μg·g-1），‘弗雷德里克最低（0.12 μg·g-1）；花后82 d，‘香金蟠、‘弗雷德里克果肉的玉米黄素含量为0，‘独立的玉米黄素含量为0.18 μg·g-1，果实成熟时均达到最大值，弗雷德里克果肉中的玉米黄素含量最高，为1.57 μg·g-1，‘独立为1.17 μg·g-1，‘香金蟠为1.02 μg·g-1，其中‘独立果肉的玉米黄素含量变化较慢，大约每隔16 d其含量出现显著变化；‘弗雷德里克果肉的β-隐黄质随着果实的生长发育逐渐升高，果实成熟时为2.79 μg·g-1；而‘独立果肉的β-隐黄质没有明显的变化；‘香金蟠果肉的β-隐黄质呈先升后降最后升的趋势，花后105 d时突然下降，果实成熟时升到最大值；‘独立果肉的α-胡萝卜素随着果实的生长发育呈先降低后升高的趋势，‘香金蟠明显呈逐渐升高的趋势，‘弗雷德里克呈先升高后降低最后升高的趋势，果实成熟时，‘独立和‘香金蟠达到最大值，‘弗雷德里克在花后98 d时达到最大值，成熟时‘香金蟠果肉α-胡萝卜素的含量为2.25 μg·g-1，分别约为‘独立和‘弗雷德里克的3倍和5倍；‘独立果肉的β-胡萝卜素随着果实的生长发育逐渐升高，‘香金蟠果肉的β-胡萝卜素从花后82 d至果实成熟均保持平稳的趋势，各个点之间不存在显著性差异，‘弗雷德里克果肉的β-胡萝卜素呈逐渐上升的趋势，花后82、90、98 d 3者之间以及花后105 d与果实成熟时β-胡萝卜素的含量均不存在显著性差异，果实成熟时，以‘弗雷德里克果肉中的β-胡萝卜素含量最高，为9.36 μg·g-1，‘独立7.49 μg·g-1，‘香金蟠5.00 μg·g-1

3 讨 论

3.1 黄肉桃果实类胡萝卜素总含量的分析

黄肉桃果肉类胡萝卜素总含量随果实发育逐渐增加，直到完熟期含量达到最大值，与其他黄肉物种[11-14]的研究结果一致，即随着果实类胡萝卜素含量的增加，果肉颜色由绿色逐渐转为黄色。本文的研究与杏果实[15]的研究结果一致，均表明橙黄果肉的类胡萝卜素总含量高于黄肉，且黄肉桃果肉的类胡萝卜素总含量比柑橘[16-17]的高。黄勇等[18]对柑橘的研究表明，果皮的呈色过程包括叶绿素的降解和类胡萝卜素的显现和积累，闫忠业等[19]对苹果果皮的研究也表明，不同品种苹果果皮的类胡萝卜素含量变化与花色苷含量变化有着一定的联系，但大多数呈显著负相关。

本文试验表明3种不同程度黄颜色桃果皮颜色与类胡萝卜素总含量的变化趋势不一致，主要原因是在果实的发育过程中，果皮的呈色主要是叶绿素、类胡萝卜素和花青素3者共同作用的结果[20-21]。随着果实的生长发育，‘香金蟠果皮的叶绿素（绿色）逐渐褪去，花青素（红色）逐渐增加，可能是叶绿素的降解速率低于花青素的形成，导致作为呈色色素之一的类胡萝卜素即降解为之所需。因此，果皮的叶绿素、类胡萝卜素总含量随着果实的生长发育逐渐降低，果实成熟时，果皮含有的叶绿素含量较低，不足以覆盖类胡萝卜素的显色。对于‘独立而言，幼果期，果皮完全附着深绿色；随着果实的生长发育，果皮的绿色逐渐褪去，红色逐渐形成；果实成熟时，果皮的绿色完全褪去，几乎100%着红色。从中可得，果皮中叶绿素（绿色）的降解为花青素（红色）合成所需，因此，类胡萝卜素总含量在整个发育过程中几乎没有明显的变化。对于‘弗雷德里克而言，幼果期，果皮完全附着深绿色；随着果实的生长发育，果皮的绿色逐渐褪去，红色逐渐形成；果实接近成熟时，果皮的绿色、红色均完全褪去，呈现黄色。因此，类胡萝卜素总含量在幼果期时先降低后随着果实的生长发育逐渐增加，果实成熟时达到最大值，与目测结果一致。归根到底，导致3种不同程度黄颜色果皮颜色与类胡萝卜素总含量的变化趋势不一致，主要是品种间存在着较大的差异，有待从分子水平上进一步探讨。

3.2 黄肉桃果实类胡萝卜素成分及其含量的分析

杨祥燕等[22]认为玉米黄素对果肉颜色呈现差异的作用较大。本研究结果表明，β-胡萝卜素占类胡萝卜素总含量55.07%～81.53%，是类胡萝卜素的主要成分之一。叶黄素、玉米黄素、β-隐黄质和α-胡萝卜素等含量的变化对类胡萝卜素总含量的影响相对较小。因此，β-胡萝卜素的变化对类胡萝卜素总含量的变化起着主导性作用。随着果实的生长发育，‘香金蟠果肉颜色差异的主要因素可能是α-胡萝卜素和玉米黄素，而‘弗雷德里克果肉颜色差异可能是β-隐黄质。综合比较‘香金蟠、‘独立和‘弗雷德里克 3者果肉中类胡萝卜素成分及其含量，可得β-隐黄质和α-胡萝卜素在3个品种间差异显著，且随着果实黄颜色的逐渐加深，β-隐黄质/α-胡萝卜素的比值逐渐加大。因此可以推测出，桃果肉均以β-胡萝卜素为主，而不同程度黄颜色果肉桃的差异可能是β-隐黄质和α-胡萝卜素且与2者之间的比值有关。这个与成分本身可能所呈现的色素有关，因为辣椒[23]和丹西红橘[24]的研究表明β-隐黄质是一类橙黄或黄色的色素分子，根据本文的试验结果推测β-隐黄质所体现的颜色偏向于橙黄色，α-胡萝卜素则偏向于淡黄色，故‘香金蟠由于α-胡萝卜素含量高呈现淡黄色，‘弗雷德里克与‘独立果肉颜色的差异主要体现在果肉颜色更为橙黄且暗。类胡萝卜素成分在不同品种内的比例和含量不同，可能与其代谢合成途径内相关基因的表达有关。

4 结 论

果实成熟时，‘香金蟠、‘独立和‘弗雷德里克果肉的颜色分别为淡黄色、金黄色和橙黄色。‘香金蟠果皮的类胡萝卜素总含量随着果皮黄颜色的加深呈逐渐降低，‘独立保持平稳，而‘弗雷德里克则逐渐升高的趋势。3种黄肉桃果肉的类胡萝卜素总含量则随着果实的生长发育逐渐升高，且以果肉黄颜色最深的黄肉桃（‘弗雷德里克）含量最大。（本文图版见封底）

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