苹果加工品种果实中的酚类物质与褐变研究_宋烨
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中国农业科学 2007,40(11):2563-2568 Scientia Agricultura Sinica
苹果加工品种果实中的酚类物质与褐变研究
宋 烨 1,2，翟 衡 1，3，刘金豹 4，杜远鹏 1，陈 锋 1，魏树伟 1
（1 山东农业大学园艺科学与工程学院，泰安 271018；2 中华全国供销合作总社济南果品研究院，济南 250014；3 山东农业大学作物学国家重点实验 室，泰安 271018；4 香格里拉葡萄酒有限公司，蓬莱 265600）
12 min，10%乙腈和 90%水；12～35 min，35%乙腈和 65%水；35～65 min，10%乙腈和 90%水。
原花青素含量采用正丁醇-盐酸法[8]测定。所有测 定均重复 3 次。 1.3.2 多酚氧化酶与褐变度的测定 褐变度和多酚 氧化酶活性测定参照 Coseteng[6]的方法。
果实褐变度的测定：取 50 g 果肉加入 100 g 重蒸 水匀浆，于 800×g 离心 10 min，取上清 10 ml，加入 15 ml 95%乙醇摇匀，800×g 离心 15 min 测定 420 nm OD 值。
山东济南人，研究员，研究方向为果树生理。E-mail：hengz@sdau.edu.cn
衡（1957-），女，
2564
中国农业科学
40 卷
皮苷、芦丁等）[3~5]。不同苹果品种酚类物质含量差别 很大，如酿酒苹果品种多酚浓度普遍比鲜食品种高， 酿酒品种 Jeanne Renard 果皮的多酚含量是鲜食品种 金冠的 7 倍[1]。酚类物质是引起果实酶促褐变的重要 因素，酚类物质在多酚氧化酶（PPO）的催化下氧化 形成褐色物质。酶促褐变不仅影响加工制品的外观、 风味，而且还会造成营养物质的丢失，甚至导致食品 变质。有关果实褐变的机制尚不清楚，不同果实的多 酚氧化酶的最适酚类底物不同[6,7]，有研究认为绿原酸 和儿茶素是苹果多酚氧化酶的最适底物[7]。【本研究 切入点】选择国内外研究较少的苹果加工品种，研究 酚类物质组成特征及其与褐变的关系。【拟解决的关 键问题】初步探明供试品种的多酚组分及其与褐变的 关系，为选择苹果加工原料和加工工艺，开发加工产 品提供参考。
Key words: Apple (Malus domestica Borkh.); Processing varieties; Polyphenolic compounds; Browning; Polyphenol oxidase
0 引言
【研究意义】苹果果实中的酚类物质与苹果汁、 苹果酒的风味、颜色等加工品质密切相关[1~3]，了解加 工苹果的酚类组成对改善生产工艺及促进消费具有重
Abstract: 【Objective】Polyphenolic compound in processing apple (Malus domestica Borkh.) varieties and the relationship between polyphenol content and enzymatic browning were studied in order to provide reference for raw material selection and processing method optimization【. Method】The content of polyphenol compound in 10 processing apple varieties (4 cider and 6 juice varieties) were analyzed using a Folin-Ciocalteu method and HPLC. Degree of browning and acitivities of polyphenol oxidase were also studied.【Result】The content and proportion of the polyphenol varied depending on varieties. Bitter varieties globally showed a higher polyphenol concentration than sweet or acid varieties. Proanthocyanidins, chlorogenic acid, (+)-catechin, (-)-epicatechin were high-concentrated polyphenols in apple fruits. Phloridzin, the unique polyphenol of apple, was abundant in bitter variety Frequin rouge fruit. Total polyphenoics, proanthocyanidins, (+)-catechin, and phloridzin had higher correlations with browning. The correlation was low between chlorogenic acid and browning. 【Conclusion】The polyphenolic profiles were correlated with apple types. Cider apples contained more phenolics than juice apple varieties. The content of flavan-3-ol has close relationship with fruit browning.
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点 田间试验于 2004～2005 年在山东农业大学进行，
苹果果实采自泰安小津口加工苹果基地；室内试验在 果树生物学实验室和化学与材料学院色谱分析实验室 进行。 1.2 试材
试材包括 4 个酿酒品种：美那（Marie Menard）、 苦绯甘（Frequin rouge）、甜格力（Douce Coetligne）、 酸王（Avrolles）；6 个制汁品种：瑞林（Judeline）、 瑞丹（Judaine）、瑞星（Judestar）、瑞连那（Juliana）、 瑞拉（Jurella）、青苹（Granny Smith）。于果实成熟 期选择生长势中等、产量较一致的植株 10 株，自树冠 外围不同方向选取大小中等的果实 20 个用于测定。 1.3 测定方法 1.3.1 多酚提取与检测 用四分法取果肉，用液氮速 冻后将样品置于冷冻干燥机中干燥，分别记录冻干前 后的重量，存于-70℃冰箱待用。取 3 g 冻干样品粉碎 后用 70%甲醇溶液浸提。
摘要：【目的】研究加工苹果品种的酚类物质组成及其与果实褐变的关系，为选择加工品种和加工工艺提供 依据。【方法】利用 Folin-C 法和高效液相色谱法等测定分析了 10 个苹果加工品种（4 个酿酒品种、6 个制汁品种） 的果实酚类物质组成、果实褐变度及多酚氧化酶活性。【结果】果实中酚类物质的含量和比例因品种类型而异，苦 涩酿酒苹果总酚含量高于甜或酸苹果。原花青素、绿原酸、表儿茶素及儿茶素是苹果果肉中含量较高的酚类物质， 苹果特征酚类物质根皮苷在苦绯甘品种中大量存在。果实的褐变度与总酚、原花青素、儿茶素和根皮苷相关性较 高，绿原酸与果实的褐变度相关性较低。【结论】酚类物质含量与苹果加工品种类型有关，酿酒品种的总酚含量高 于制汁品种。果实中黄烷-3-醇含量对褐变度影响较大。
关键词：苹果；加工品种；酚类物质；褐变；多酚氧化酶
Polyphenolic Compound and Degree of Browning in Processing Apple Varieties
SONG Ye1, 2, ZHAI Heng1, 3, LIU Jin-bao4, DU Yuan-peng1, CHEN Feng1, WEI Shu-wei1
要意义。【前人研究进展】前人对苹果酚类物质的研 究多集中在多酚的检测上。许多研究表明，苹果中酚 类物质主要有黄烷-3-醇类（儿茶素或表儿茶素单体、 原花青素）、羟基肉桂酸类（绿原酸、对香豆酸）、 二氢查尔酮类（根皮苷、木糖根皮苷）、类黄酮（槲
收稿日期：2006-05-12；接受日期：2006-10-08 基金项目：农业部“948”项目（981057） 作者简介：宋 烨（1980-），女，山东泰安人，硕士研究生，研究方向为果树生理。E-mail：songye_sy@163.com；通讯作者翟
(1College of Horticultural Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018; 2 Jinan Fruit Research Institute All China Federation of Supply and Marketing Cooperatives, Ji’nan, 250014; 3 State Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018; 4Shangri-La Wine Co. Ltd,来自百度文库Penglai 265600)
多酚氧化酶的提取与测定：5 g 果肉加 10 ml 磷酸 缓冲液、1.5% PVP 及少许石英砂冰浴研磨，纱布过滤； 4℃600×g 离心 20 min，取上清，定容至 20 ml；沉淀 加 7 ml 1% KCl 溶液磁力搅拌 30 min、4℃600×g 离 心 20 min；合并上清定容至 25 ml。反应体系：2.6 ml 醋酸缓冲液（pH 5.0）；0.3 ml 0.5 mol·L-1 儿茶酚；0.1 ml 酶液。底物和酶液分别在 25℃保温 3 min，加入底 物后立即测定 420 nm OD 值，共测 3 min，以每毫升 酶液每分钟 OD 值改变 0.001 为 1 个酶活力单位。测 定重复 3 次。
总酚含量采用 Folin-Ciocalteu 法[8]。各种酚类物质 的含量采用高效液相色谱测定。标样为：（+）-儿茶 素、（-）-表儿茶素、绿原酸、p-香豆酸、香草醛、咖 啡酸、阿魏酸、没食子酸、根皮苷、槲皮素，购自 Sigma 公司。色谱分析条件：KromasilC18 色谱柱（Φ 4.6 mm×150 mm）；流动相为乙腈和水（用冰乙酸调至 pH 2.6）；柱温 25℃；进样量 10 µl；流速 1.0 ml·min-1； 紫外检测器检测，波长 280 nm。线性梯度洗脱：0～
利用高效液相色谱在苹果果肉中共检测出（-）表儿茶素、绿原酸、（+）-儿茶素、香草醛、p-香豆酸、 咖啡酸、根皮苷 7 种酚类物质（图 2）。
各种酚类物质中，酿酒品种的原花青素、儿茶素 显著含量高于制汁品种，如甜格力、苦绯甘的原花青 素含量都超过 1 000 mg·kg-1FW，是制汁品种瑞拉的 26 倍 之 多 ； 酿 酒 品 种 的 儿 茶 素 含 量 在 300 ～ 600 mg·kg-1FW 之间，而制汁品种特别是酸苹果的儿茶素 含量均很低，在 6.59～153.16 mg·kg-1FW 之间。
试验数据采用 DPS 统计软件进行显著性和相关 性分析。
2 结果与分析
2.1 加工苹果果实总酚含量 不同类型苹果果实的总酚含量有明显区别（图
1），酿酒品种变动于 2 524.8～3 511.7 mg·kg-1FW 之 间，制汁品种中只有瑞连那的总酚较高，达到 2 044.2 mg·kg-1FW，其它制汁品种和高酸品种变动于 547.8～ 1 084.7 mg·kg-1FW 之间。苦涩酿酒品种的总酚含量明 显高于制汁品种，苦绯甘的总酚含量是瑞拉的 6.4 倍， 是瑞林的 5.4 倍。 2.2 加工苹果果实多酚的组成
苹果加工品种果实中的酚类物质与褐变研究
宋 烨 1,2，翟 衡 1，3，刘金豹 4，杜远鹏 1，陈 锋 1，魏树伟 1
（1 山东农业大学园艺科学与工程学院，泰安 271018；2 中华全国供销合作总社济南果品研究院，济南 250014；3 山东农业大学作物学国家重点实验 室，泰安 271018；4 香格里拉葡萄酒有限公司，蓬莱 265600）
12 min，10%乙腈和 90%水；12～35 min，35%乙腈和 65%水；35～65 min，10%乙腈和 90%水。
原花青素含量采用正丁醇-盐酸法[8]测定。所有测 定均重复 3 次。 1.3.2 多酚氧化酶与褐变度的测定 褐变度和多酚 氧化酶活性测定参照 Coseteng[6]的方法。
果实褐变度的测定：取 50 g 果肉加入 100 g 重蒸 水匀浆，于 800×g 离心 10 min，取上清 10 ml，加入 15 ml 95%乙醇摇匀，800×g 离心 15 min 测定 420 nm OD 值。
山东济南人，研究员，研究方向为果树生理。E-mail：hengz@sdau.edu.cn
衡（1957-），女，
2564
中国农业科学
40 卷
皮苷、芦丁等）[3~5]。不同苹果品种酚类物质含量差别 很大，如酿酒苹果品种多酚浓度普遍比鲜食品种高， 酿酒品种 Jeanne Renard 果皮的多酚含量是鲜食品种 金冠的 7 倍[1]。酚类物质是引起果实酶促褐变的重要 因素，酚类物质在多酚氧化酶（PPO）的催化下氧化 形成褐色物质。酶促褐变不仅影响加工制品的外观、 风味，而且还会造成营养物质的丢失，甚至导致食品 变质。有关果实褐变的机制尚不清楚，不同果实的多 酚氧化酶的最适酚类底物不同[6,7]，有研究认为绿原酸 和儿茶素是苹果多酚氧化酶的最适底物[7]。【本研究 切入点】选择国内外研究较少的苹果加工品种，研究 酚类物质组成特征及其与褐变的关系。【拟解决的关 键问题】初步探明供试品种的多酚组分及其与褐变的 关系，为选择苹果加工原料和加工工艺，开发加工产 品提供参考。
Key words: Apple (Malus domestica Borkh.); Processing varieties; Polyphenolic compounds; Browning; Polyphenol oxidase
0 引言
【研究意义】苹果果实中的酚类物质与苹果汁、 苹果酒的风味、颜色等加工品质密切相关[1~3]，了解加 工苹果的酚类组成对改善生产工艺及促进消费具有重
Abstract: 【Objective】Polyphenolic compound in processing apple (Malus domestica Borkh.) varieties and the relationship between polyphenol content and enzymatic browning were studied in order to provide reference for raw material selection and processing method optimization【. Method】The content of polyphenol compound in 10 processing apple varieties (4 cider and 6 juice varieties) were analyzed using a Folin-Ciocalteu method and HPLC. Degree of browning and acitivities of polyphenol oxidase were also studied.【Result】The content and proportion of the polyphenol varied depending on varieties. Bitter varieties globally showed a higher polyphenol concentration than sweet or acid varieties. Proanthocyanidins, chlorogenic acid, (+)-catechin, (-)-epicatechin were high-concentrated polyphenols in apple fruits. Phloridzin, the unique polyphenol of apple, was abundant in bitter variety Frequin rouge fruit. Total polyphenoics, proanthocyanidins, (+)-catechin, and phloridzin had higher correlations with browning. The correlation was low between chlorogenic acid and browning. 【Conclusion】The polyphenolic profiles were correlated with apple types. Cider apples contained more phenolics than juice apple varieties. The content of flavan-3-ol has close relationship with fruit browning.
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点 田间试验于 2004～2005 年在山东农业大学进行，
苹果果实采自泰安小津口加工苹果基地；室内试验在 果树生物学实验室和化学与材料学院色谱分析实验室 进行。 1.2 试材
试材包括 4 个酿酒品种：美那（Marie Menard）、 苦绯甘（Frequin rouge）、甜格力（Douce Coetligne）、 酸王（Avrolles）；6 个制汁品种：瑞林（Judeline）、 瑞丹（Judaine）、瑞星（Judestar）、瑞连那（Juliana）、 瑞拉（Jurella）、青苹（Granny Smith）。于果实成熟 期选择生长势中等、产量较一致的植株 10 株，自树冠 外围不同方向选取大小中等的果实 20 个用于测定。 1.3 测定方法 1.3.1 多酚提取与检测 用四分法取果肉，用液氮速 冻后将样品置于冷冻干燥机中干燥，分别记录冻干前 后的重量，存于-70℃冰箱待用。取 3 g 冻干样品粉碎 后用 70%甲醇溶液浸提。
摘要：【目的】研究加工苹果品种的酚类物质组成及其与果实褐变的关系，为选择加工品种和加工工艺提供 依据。【方法】利用 Folin-C 法和高效液相色谱法等测定分析了 10 个苹果加工品种（4 个酿酒品种、6 个制汁品种） 的果实酚类物质组成、果实褐变度及多酚氧化酶活性。【结果】果实中酚类物质的含量和比例因品种类型而异，苦 涩酿酒苹果总酚含量高于甜或酸苹果。原花青素、绿原酸、表儿茶素及儿茶素是苹果果肉中含量较高的酚类物质， 苹果特征酚类物质根皮苷在苦绯甘品种中大量存在。果实的褐变度与总酚、原花青素、儿茶素和根皮苷相关性较 高，绿原酸与果实的褐变度相关性较低。【结论】酚类物质含量与苹果加工品种类型有关，酿酒品种的总酚含量高 于制汁品种。果实中黄烷-3-醇含量对褐变度影响较大。
关键词：苹果；加工品种；酚类物质；褐变；多酚氧化酶
Polyphenolic Compound and Degree of Browning in Processing Apple Varieties
SONG Ye1, 2, ZHAI Heng1, 3, LIU Jin-bao4, DU Yuan-peng1, CHEN Feng1, WEI Shu-wei1
要意义。【前人研究进展】前人对苹果酚类物质的研 究多集中在多酚的检测上。许多研究表明，苹果中酚 类物质主要有黄烷-3-醇类（儿茶素或表儿茶素单体、 原花青素）、羟基肉桂酸类（绿原酸、对香豆酸）、 二氢查尔酮类（根皮苷、木糖根皮苷）、类黄酮（槲
收稿日期：2006-05-12；接受日期：2006-10-08 基金项目：农业部“948”项目（981057） 作者简介：宋 烨（1980-），女，山东泰安人，硕士研究生，研究方向为果树生理。E-mail：songye_sy@163.com；通讯作者翟
(1College of Horticultural Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018; 2 Jinan Fruit Research Institute All China Federation of Supply and Marketing Cooperatives, Ji’nan, 250014; 3 State Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018; 4Shangri-La Wine Co. Ltd,来自百度文库Penglai 265600)
多酚氧化酶的提取与测定：5 g 果肉加 10 ml 磷酸 缓冲液、1.5% PVP 及少许石英砂冰浴研磨，纱布过滤； 4℃600×g 离心 20 min，取上清，定容至 20 ml；沉淀 加 7 ml 1% KCl 溶液磁力搅拌 30 min、4℃600×g 离 心 20 min；合并上清定容至 25 ml。反应体系：2.6 ml 醋酸缓冲液（pH 5.0）；0.3 ml 0.5 mol·L-1 儿茶酚；0.1 ml 酶液。底物和酶液分别在 25℃保温 3 min，加入底 物后立即测定 420 nm OD 值，共测 3 min，以每毫升 酶液每分钟 OD 值改变 0.001 为 1 个酶活力单位。测 定重复 3 次。
总酚含量采用 Folin-Ciocalteu 法[8]。各种酚类物质 的含量采用高效液相色谱测定。标样为：（+）-儿茶 素、（-）-表儿茶素、绿原酸、p-香豆酸、香草醛、咖 啡酸、阿魏酸、没食子酸、根皮苷、槲皮素，购自 Sigma 公司。色谱分析条件：KromasilC18 色谱柱（Φ 4.6 mm×150 mm）；流动相为乙腈和水（用冰乙酸调至 pH 2.6）；柱温 25℃；进样量 10 µl；流速 1.0 ml·min-1； 紫外检测器检测，波长 280 nm。线性梯度洗脱：0～
利用高效液相色谱在苹果果肉中共检测出（-）表儿茶素、绿原酸、（+）-儿茶素、香草醛、p-香豆酸、 咖啡酸、根皮苷 7 种酚类物质（图 2）。
各种酚类物质中，酿酒品种的原花青素、儿茶素 显著含量高于制汁品种，如甜格力、苦绯甘的原花青 素含量都超过 1 000 mg·kg-1FW，是制汁品种瑞拉的 26 倍 之 多 ； 酿 酒 品 种 的 儿 茶 素 含 量 在 300 ～ 600 mg·kg-1FW 之间，而制汁品种特别是酸苹果的儿茶素 含量均很低，在 6.59～153.16 mg·kg-1FW 之间。
试验数据采用 DPS 统计软件进行显著性和相关 性分析。
2 结果与分析
2.1 加工苹果果实总酚含量 不同类型苹果果实的总酚含量有明显区别（图
1），酿酒品种变动于 2 524.8～3 511.7 mg·kg-1FW 之 间，制汁品种中只有瑞连那的总酚较高，达到 2 044.2 mg·kg-1FW，其它制汁品种和高酸品种变动于 547.8～ 1 084.7 mg·kg-1FW 之间。苦涩酿酒品种的总酚含量明 显高于制汁品种，苦绯甘的总酚含量是瑞拉的 6.4 倍， 是瑞林的 5.4 倍。 2.2 加工苹果果实多酚的组成