全 文 ：2006年 10月 皖西学院学报 Oct., 2006
第 22卷第 5期 Journal o f West Anhui Unive rsity Vo l.22　NO.5
火棘果实成熟期中生物学特性及
营养成分动态变化研究＊
闵运江 ,代　涛 ,陈　科 ,王玉芳 ,吴俊芳
(皖西学院 化学与生命科学系 ,安徽 六安 237012)
摘　要:通过对火棘果实成熟期生物学指标和营养成分动态研究 ,结果表明:平均每粒果实直径 、平均每粒果实重 、100 粒果
实果肉重 、100 粒果实种子重均随果实成熟度的变化而呈现出先增加后减少的变化趋势;果肉水分 、还原糖和灰分的含量在果实
完全成熟前是缓慢增加的 ,随后又缓慢下降。维生素 C 的含量在果实成熟前期逐步增加 ,至几乎完全成熟时达到顶峰 ,然后含量
又下降。粗蛋白的含量随果实的成熟度的变化呈现出逐步下降的趋势。矿质元素中的 Cu 、Zn 、 Ca、 Mg 、Pb 等的含量也各有其
规律。该研究为适时合理采摘利用火棘果实提供了可资借鉴的参考数据。
关键词:火棘;生物学特性;营养成分;动态变化;野果
中图分类号:Q94-33　　　文献标识码:A　　　文章编号:1009-9735(2006)05-0070-04
1　引言
火棘(Py racantha fortuneana),系蔷薇科火棘属野生常绿灌木果树 ,又名救军粮 、红果 、火把果 、赤阳子等 。
在我国主要分布在西南地区 ,因其生长适应性强 ,秋冬季节其果实多而鲜红美观 ,故广为栽培作行道绿化树种 。
其果实 9 ～ 12月成熟[ 1 , 2] ,成熟时颜色为橘红色至深红色 ,直径较小(约 0.65 ～ 0.85cm),含 5粒种子 ,果肉酸涩
有甜味。
火棘果实中含有大量的营养成分 ,相关资料已多有报道[ 1-4] ,但何时含量最高目前尚未见报道 。本研究通
过对火棘果实成熟期中营养成分的动态分析测试 ,为合理地开发利用火棘资源提供了可资借鉴的参考数据。
2　材料和方法:
2.1　试验材料:
2005年 10 ～ 12月采于皖西学院(本部)绿化栽培之火棘树上的不同成熟期的果实 。
2.2　主要仪器及试剂:
(1)WXF-1型系列原子吸收分光光度计(北京第二光学仪器厂);
(2)高温炉 ;
附:KSW-2.5-12型电阻炉温度控制器(武汉工学院英山机器电子设备厂);
(3)FA1004型电子天平(上海精密科学仪器有限公司);
(4)101-1型电热鼓风干燥箱(上海浦东荣丰科学仪器有限公司);
(5)HH-2型数显恒温水浴锅(国华电器有限公司);
(6)可调试万用电炉(江苏中通电器厂);
(7)KDN-8智能加热炉(上海新嘉电子有限公司);
(8)所用试剂均为分析纯或优级纯 ,水为去离子水或双蒸馏水。
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＊ 收稿日期:2006-06-28
基金项目:皖西学院自然科学研究项目 ,项目编号(WXZY 0412)。
作者简介:闵运江(1963-),男 ,安徽金寨人 ,皖西学院化学与生命科学系高级实验师。
2.3　试验方法:
2005年 9月 28日-11月 7日 ,每隔 10天采果测定一次(分别于 9 月 28日 、10月 8日 、10月 18日 、10月
28日 、11月 7日共分五次采果)。每次随机采摘数百粒果实 ,再按四分法取样 ,从中抽取约 100粒 ,测其生物学
指标(如平均每粒果实重 、平均每粒果实直径 、核肉质量比等),及其果肉中水分 、维生素 C 、粗蛋白 、还原糖 、灰
分 、矿质元素(包括 Cu 、Zn 、Ca、Mg)和重金属 Pb的含量。
具体测定方法:
(1)水分:105℃常压恒温干燥称重法 GB 5009.3-85[ 5]
(2)维生素 C:2 ,6-二氯酚靛酚滴定法[ 6]
(3)粗蛋白:凯氏定氮法(N取系数 6.25)GB 5009.5-85[ 7]
(4)还原糖:直接滴定法 GB 5009.7-85[ 5-7]
(5)灰分:灼烧法 GB5009.4-85[ 5 , 8]
(6)Cu 、Zn 、Ca、Mg 、Pb :火焰原子吸收分光光度法[ 5 , 9 , 10]
其中试验材料要求如下:(1)、(2)、(3)项为鲜果肉 ,(4)、(5)项为干果肉 ,(6)项为灰分。每项重复测 3 ～ 5
次 ,结果取其算术平均值 。
3　结果与讨论
各采果期火棘果实的生物学特性指标和各营养成分及铅含量测定结果 ,经统计学分析结果如下表 1。
表 1　各采果期火棘果实生物学特性指标和各营养成分及铅含量测定结果数据统计表
9 月 28日 10 月 8 日 10 月 18 日 10 月 28 日 11 月 7 日
直径(cm) 0.7099±0.5425abA 0.6849±0.0347bA 0.7240±0.0336abA 0.7599±0.0687bA 0.7282±0.0443abA
平均百粒重(g/100粒)10.1225±0.2161cC 12.2825±0.4146bB 12.6425±0.2343bB 13.7075±0.4560aA 12.6425±0.0911bB
水分(%) 83.4300±4.375aA 81.0333±1.250aA 79.0233±2.682aA 77.2767±1.412aA 81.4033±2.09aA
灰分(%) 3.8537±0.069eE 5.6600±0.044bB 6.0598±0.083aA 5.1816±0.158cC 4.7611±0.045dD
维生素 C(mg/ 100g) 17.5267±0.517dD 25.2071±0.610cC 37.6937±1.275bB 60.4386±3.88aA 20.0693±1.360dD
还原糖(%) 5.9879±0.236dD 7.5625±0.171cC 10.3779±0.647bB 12.98.9±0.325aA 10.5176±1.032bB
粗蛋白(%) 0.6064±0.021aA 0.3461±0.040bB 0.2995±0.012bBC 0.2438±0.035cC 0.1294±0.007dD
Ca的含量(mg/ Kg) 123.2±4.4eD 329.7±4.5bA 342.6±10.8aA 245.4±4.8cB 220.9±3.0dC
Mg 的含量(mg/ Kg) 106.6±2.7dD 161.8±5.5bB 185.6±9.1aA 135.4±1.8cC 86.2±4.3eE
Zn 的含量(mg/ Kg) 0.59±0.01dD 1.26±0.03cC 1.83±0.08bB 2.54±0.09aA 2.34±0.13aA
Cu的含量(mg/ Kg) 7.84±0.21dD 14.42±0.05aA 13.42±0.19bB 10.05±0.29cC 7.19±0.12eE
Pb 的含量(mg/ Kg) 0.59±0.01cB 0.21±0.07dC 0.24±0.02dC 0.88±0.05bA 0.96±0.05aA
注:(1)该数据表中数据是经 DPS 数据处理系统处理分析的结果;
(2)每一行五次处理数据后小写字母不相同表示 5%水平差异显著 ,大写字母不相同表示 1%水平差异极显著。
3.1　生物学指标(如平均每粒果实直径 、平均每粒果实质量 、果核与果肉质量比)变化分析
由表 1可见 ,果实在成熟过程中 ,生物学指标中的平均每粒果实直径没有明显的变化 。平均每粒果实质量
都是随果实成熟期变化而呈先增加后减少的趋势 。在果实成熟前期与中期 ,细胞的分裂与生长导致了果实的
平均直径不断增大 、果肉的平均质量不断增加 ,说明果实的营养物质的合成与储存的速率大于生命活动所消耗
的速率;而在果实成熟后期 ,果实的营养物质的合成与储存的速率则要小于生命活动所消耗的速率 。
3.2　水分含量变化分析
从表 1中可以看出 ,火棘果实中的含水量基本上稳定在 80%左右 ,各采果期无显著差异 。水分是细胞质
的主要成分 ,是代谢作用过程的反应物质 ,是植物对物质吸收和运输的溶剂 ,因此水分在植物的生命中具有重
大意义。
3.3　粗蛋白含量变化分析
粗蛋白是生命的物质基础 ,是构成生物体细胞组织的重要成分 ,是生物及其发育的组织材料 ,因此粗蛋白
是生命的重要营养物质。从表 1中可以看出 ,粗蛋白的含量随果实的成熟度的变化而呈现出逐渐下降的趋势 ,
可能有以下两个原因:(1)粗蛋白的合成能力比较弱;(2)粗蛋白部分分解转化成为糖类等其它物质 。
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3.4　Vc含量变化分析
维生素 C(简称 Vc ,又称抗坏血酸),是人类膳食中必须的维生素之一 。生命活动中许多重要物质的代谢
反应都需要它的参与:它是脯氨酸羟基化酶的辅酶 ,故有增进胶原蛋白合成的作用 。机体中许多含疏基的酶 ,
需要依赖于作为还原剂的抗坏血酸的保护 ,使酶分子的疏基处于还原状态 ,从而维持其催化活性。由于抗坏血
酸的氧化还原作用 ,它可促进免疫球蛋白的合成 ,增强机体的抵抗力[ 12] 。同时还能使氧化型谷胱甘肽转化为
还原型谷胱甘肽(简称GSH),而GSH 可与重金属结合而排除体外 ,因此常用于重金属的解毒 。如果人体缺乏
Vc ,将导致坏血病发生。通过本次测定可见 ,火棘果实中 Vc的含量比较丰富。
Vc的含量随着火棘果实的成熟度的变化而逐步增加 ,在 10月中 、下旬 ,V c的含量达到高峰(60.4389mg/
100g),此时果实的颜色由淡橘红色变为橘红色 ,果实接近完全成熟 。随着果实成熟 、颜色也逐渐变为深红色
后 ,Vc的含量迅速下降 。因此在 10月中 、下旬采摘作为加工食品的原料较好 。
3.5　还原糖含量变化分析
还原糖的含量随着火棘果实的成熟度的变化先逐步增加后下降 。在未成熟的果实中 ,果肉细胞的液泡中
积累着很多有机酸 ,而在成熟过程中 ,有机酸含量下降 ,转变为糖 ,有些则由呼吸作用氧化成二氧化碳和水 ,有
些则被钾离子 ,钙离子等所中和 ,所以果实中的糖含量增加[ 13 , 14] 。另外:光合作用产生的有机物质主要是糖
类;营养物质的合成 、转运 、储存:如淀粉转变为可溶性糖类 ,使得糖分在果肉细胞的液泡中积累。而到后来 ,呼
吸聚变等生命活动需要消耗部分还原糖提供能量 ,又导致了糖含量的下降 。
3.6　灰分含量变化分析
从表 1中可以看出 ,灰分的含量在成熟期前缓慢增加 ,在成熟后期则又缓缓下降 ,因为成熟前期果肉中的
矿质元素不断被转运储存 ,使灰分含量升高;后来由于糖类等有机物积累的增加而矿物质积累少 ,使得灰分含
量相对降低[ 13 , 14] 。
3.7　铜含量变化分析
Cu 属于矿质元素中的微量元素 ,它是某些氧化酶的成分 ,可以影响氧化还原过程。Cu又存在于叶绿体的
质体蓝素中 ,后者是光合作用 e传递体系的一员[ 13 , 14] 。所以成熟初期 Cu存在于青色果实中含量较高 ,后来被
转运到其他部位参与光合作用 ,使果肉中 Cu 含量降低 。
3.8　锌含量变化分析
Zn是矿质元素中的微量元素 ,它是叶绿素生物合成的必需元素。植物需要 Zn才能合成色氨酸 ,而色氨酸
是吲哚乙酸(生长素)的前身 ,吲哚乙酸的作用是促进果实发育[ 13 , 14] ,所以 Zn的含量是随成熟度变化而升高
的。
3.9　钙含量变化分析
Ca 是矿质元素中的丰量元素 ,它是构成细胞壁的一种元素 ,细胞壁的胞间层是由果胶酸钙组成的[ 13 , 14] 。
胞质溶胶中的 Ca与可溶性的蛋白质形成钙调素(简称 CAM)。CAM 和钙离子结合形成有活性的复合体 ,在
代谢调节中起“第二信号”的作用。Ca在生物膜中可作为磷脂的磷酸根和蛋白质的羧基间联系的桥梁 ,因而可
以维持膜结构的稳定性。Ca主要存在于叶子或老的器官和组织中 。它是一个比较不易移动的元素 。所以 Ca
在果肉中含量较稳定 ,在成熟后期含量较高。
3.10　镁含量变化分析
Mg 是植物体所需的丰量元素 ,它主要存在于幼嫩器官和组织中 ,如在未成熟果实的果皮中。未成熟果实
的果皮呈青色 ,而 Mg 是叶绿素的组成部分 ,因此在成熟生长期 Mg 的含量相对较高且向果实转运 ,不断集中
于种子 ,为种子萌发积累物质基础 ,因此 Mg 的含量有所增加[ 13 , 14] 。在成熟过程中 ,果皮颜色由青色而青黄色 、
橘红色 、深红色等 ,因此 Mg 元素由果皮转移到叶子中参与光合作用 ,转移到果肉中参与活化 DNA 和 RNA 的
合成过程。在光合作用和呼吸作用过程中 ,Mg 参与活化各种磷酸变位酶和磷酸激酶 ,所以随着果实的不断不
断成熟 Mg 的含量降低 。
3.11　铅含量变化分析
Pb是重金属元素而不是营养元素 ,主要抑制 SH -酶 ,与矿质元素作用会引起代谢紊乱 。它易在体内富
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集 ,所以其含量不断升高 。
3.12　小结
总之 ,国家标准对水果类食品中 Cu的含量要求为≤10.0mg/kg(GB 15199-94),对 Zn 的含量要求为≤
5.0mg/kg(GB 13106-91),对 Pb的含量要求为≤0.2mg/kg(GB 14935-94)。试验结果表明:火棘果实中
Cu 的含量在成熟前期有所超标 ,而在成熟中 、后期则符合要求;Zn的含量在各个成熟期均符合要求;Pb 的含
量明显超标 ,原因可能是试验材料采自栽于校园内主干道旁的绿化树上 ,马路上过往车辆较多从而排出大量的
尾气导致空气污染造成的 ,这一点在开发利用作为食品加工原料(如有人研究火棘饮料等)时 ,尤其值得注意 ,
应选择采果地段无 Pb污染或采取必要措施除去产品中的 Pb以降低其含量。
4　总结
综合以上各种因素 ,在 10月中 ～下旬采摘即果实成熟期的橘红色阶段较适于火棘果实作为加工果汁食品
的原料。
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Study on the Dynamic Variation of Biological Characteristics and
Nutrition Components in the Fruits of Pyracantha f or tuneana during Maturation
Min Yunjiang ,Dai Tao , Chen Ke ,Wang Yuf ang ,Wu Junfang
(Department o f Chem istry and B iology ,West Anhui Universi ty ,Luan , Anhui 237012)
Abstract:The dynamic variation o f biological indexes and nutrition components in the fruit o f Py racantha fo rtuneana during matu-
ration have been studied.The results show:As the degr ee o f the fruit matura tion change s , the average diame te r and w eight of the
fruit , the w eight of the flesh and the seeds in one hundred fruits increase firstly and then reduce;The contents of the wa te r , r educ-
ing sugar and ash o f fruits increase slow ly and then reduce slow ly befo re ma tur ation.The content of vitamin C increases g radually
during prema tur ation and amounts to its peak at full maturation , and reduced postmaturation.The contents o f crude pro teins reduce
gr adually during maturation.The contents of some mine ral elements (including Cu , Zn , Ca , Mg , Pb)each have their own regular.
This study supplis some reference for picking up and utilizing the fr uits o f Pyracantha f ortuneana ra tionally.
Key words:Pyracantha fortuneana ;nutrition components;dynamic;wild fruit
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