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Effects of Storage Temperature on Resveratrol and Its Glycosides Content in Grape Berries Skin Following UV-C Irradiation

贮藏温度对UV-C辐射葡萄果皮白藜芦醇及其糖苷含量的影响


The mature fruits of post-harvest ‘Jingmi’grape were irradiated by the dosage of 3.6 kJ·m-2 ultraviolet C (UV-C) and then incubated 24 hours in dark at 25 ℃. The UV-C irradiated berries and control berries were stored at 0 ℃ and 25 ℃. The berries was sampled at 0, 0.5, 1, 2, 3, 7, 10,14, 24 and 34 d. Resveratrol and piceid content in grape berries was determined by HPLC. The results showed: Trans-resveratrol (trans-Res) and cis-Piceid (cis-PD) content in grape berries skin was significantly increased when treated by UV-C irradiation and then incubated 24 h in dark at 25 ℃, but trans-Piceid (trans-PD) content in grape berries skin was not significantly increased. Storage temperature played an important role on the level of Res and its glycosides by UV-C irradiation treatment. cis-Resveratrol (cis-Res)could not detected in skin of UV-C irradiated berries and control berries.trans-Res, trans-PD and cis-PD content of control grape berries skin was low and stable under 25 ℃ and 0 ℃, while UV-C irradiated berries skin was higher than control at mostly sampling time and changed sharply.


全 文 :园  艺  学  报  2009, 36 (8) : 1099 - 1104
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2009 - 02 - 17; 修回日期 : 2009 - 05 - 07
基金项目 : 国家自然科学基金项目 (30800744) ; 中国科学院知识创新工程方向性项目 ( KSCX22YW 2N2032)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: shhli@wbgcas1cn)
贮藏温度对 UV2C辐射葡萄果皮白藜芦醇及其糖苷
含量的影响
郑先波 1, 2, 4 , 李晓东 2 , 吴本宏 2 , 李绍华 33
(1 中国农业大学农学与生物技术学院 , 北京 100193; 2 中国科学院植物研究所 , 北京 100093; 3 中国科学院武汉植物
园 , 武汉 430074; 4 河南农业大学园艺学院 , 郑州 450002)
摘  要 : 用剂量 316 kJ·m - 2的紫外线 C (U ltraviolet C, UV2C) 辐射处理 ‘京蜜 ’葡萄成熟果实 , 25
℃条件下避光孵育 24 h后 , 控制温度为 25 ℃和 0 ℃贮藏 , 贮藏后 0、015、1、2、3、7、10、14、24、34 d
取样 , HPLC法分析果皮白藜芦醇 (Resveratrol, Res) 及其糖苷含量。结果表明 : UV2C辐射后 25 ℃条件
下孵育 24 h能显著提高反式白藜芦醇 ( trans2Resveratrol, trans2Res) 和顺式白藜芦醇苷 ( cis2Piceid, cis2PD )
的含量 , 不能提高反式白藜芦醇苷 ( trans2Piceid, trans2PD) 含量。贮藏温度对 UV2C辐射葡萄果皮 Res及
其糖苷含量具有重要影响。无论是对照果实还是 UV2C辐射处理果实 , 果皮中均未检测到顺式白藜芦醇
( cis2Resveratrol, cis2Res)。25 ℃和 0 ℃贮藏条件下对照果皮 trans2Res、 trans2PD、 cis2PD含量低 , 变化幅度
很小 , 而 UV2C处理果皮中变化幅度很大 , 绝大部分时间显著高于对照。
关键词 : 葡萄 ; 贮藏 ; 温度 ; UV2C辐射 ; 白藜芦醇 ; 白藜芦醇苷
中图分类号 : S 66311  文献标识码 : A  文章编号 : 05132353X (2009) 0821099206
Effects of Storage Tem pera ture on Resvera trol and Its Glycosides Con ten t in
Grape Berr ies Sk in Follow ing UV2C Irrad ia tion
ZHENG Xian2bo1, 2, 4 , L I Xiao2dong2 , WU Ben2hong2 , and L I Shao2hua33
(1 College of A gronom y and B iotechnology, China A gricultural U niversity, B eijing 100193, Ch ina; 2 Institu te of B otany, Chinese
A cadem y of Sciences, B eijing 100093, China; 3W uhan B otanica l Garden, Chinese A cadem y of Sciences, W uhan 430074, China;
4 College of Horticu lture, Henan A gricultura l U niversity, Zhengzhou 450002, Ch ina)
Abstract: The mature fruits of post2harvest‘J ingm i’grape were irradiated by the dosage of 316 kJ·
m
- 2
ultraviolet C (UV2C) and then incubated 24 hours in dark at 25 ℃. The UV2C irradiated berries and
control berries were stored at 0 ℃ and 25 ℃. The berries was samp led at 0, 015, 1, 2, 3, 7, 10, 14, 24
and 34 d. Resveratrol and p iceid content in grape berries was determ ined by HPLC. The results showed:
Trans2resveratrol ( trans2Res) and cis2Piceid ( cis2PD ) content in grape berries skin was significantly increased
when treated by UV2C irradiation and then incubated 24 h in dark at 25 ℃, but trans2Piceid ( trans2PD )
content in grape berries skin was not significantly increased. Storage temperature p layed an important role on
the level of Res and its glycosides by UV2C irradiation treatment. cis2Resveratrol ( cis2Res) could not detected
in skin of UV2C irradiated berries and control berries. trans2Res, trans2PD and cis2PD content of control grape
berries skin was low and stable under 25 ℃ and 0 ℃, while UV2C irradiated berries skin was higher than
control at mostly samp ling time and changed sharp ly.
Key words: grape; storage temperature; UV2C irradiation; resveratrol; p iceid
白藜芦醇 (Resveratrol, Res) , 化学名称为芪三酚 (3, 4’, 52trihydroxystilbene) , 属非黄酮类多
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酚化合物 , 结构式存在反式 ( trans2Resveratrol, trans2Res) 和顺式 ( cis2Resveratrol, cis2Res) 两种类型
(Jeandet et al. , 1992)。1974年在葡萄属植物中发现了该物质 , 并认为是一种植物抗毒素 (Langcake
& Pryce, 1976)。20世纪 90年代起人们发现 Res同时具有很强的预防及抑制心血管疾病与抗癌作用 ,
被誉为继紫杉醇后的又一新的绿色抗癌药物 (Jang et al. , 1997; Soleas et al. , 1997; Fremont, 2000;
Corder et al. , 2001)。此外 , Res也可以通过糖基化而形成白藜芦醇苷 (p iceid, PD) , PD具有与 Res
相似的生物活性 , 且选择性、稳定性远大于 Res (王娅宁 等 , 2007)。由于葡萄中 Res及其衍生物含
量高 , 且葡萄种质资源丰富以及来源于葡萄的 Res具有纯天然的特点 , 符合了当今人们对医药保健品
的要求 , 其研究与应用引起了科学界和企业界的极大重视 (Jeandet et al. , 1991; Ector et al. , 1996;
Jeandet et al. , 2002; Careri et al. , 2003)。
由于葡萄种质间 Res含量差异很大 , 目前生产上大量栽培的无论是欧亚种品种还是欧美杂交种品
种 , 自然条件下 Res含量较低 , 其果皮和种籽内的反式 Res ( trans2Res) 含量通常低于 2μg·g- 1 FW
(L i et al. , 2006)。自然条件下栽培的葡萄果实中 Res远远不能满足人类的需求。紫外辐射 (U ltravio2
let, UV ) 能诱导葡萄产生 trans2Res, 辐射后 24~48 h, 果皮中 Res的含量是自然葡萄的 316~1312
倍 (李晓东 等 , 2007) , 为通过人工 UV2C辐射获得富含 Res的鲜食葡萄和葡萄加工原料提供了可
能。
温度在 UV2C辐射诱导葡萄果皮 trans2Res合成上扮演重要角色 , 低温抑制 trans2Res合成 (Cantos
et al. , 2000, 2001)。此外 , 在室温避光条件下 , UV2C诱导葡萄合成 trans2Res在 24~48 h时可达最
高值 , 但之后 trans2Res含量开始迅速下降 , 且下降的速率与诱导合成的速率相当 (Bais et al. ,
2000)。但是 , L i等 (2009) 研究结果表明 , 常温 UV2C处理导致 trans2Res含量增加后 , 再将 UV2C
处理高 trans2Res含量葡萄放入冷库 ( - 110 ±015) ℃贮藏 , 贮藏 21 d间葡萄 trans2Res含量没有显著
变化。上述结果表明温度在葡萄贮藏过程中果实 Res含量变化上也起着举足轻重的作用 , 然而 , 有关
温度对葡萄 Res及其糖苷在贮藏过程中的影响缺少研究报道。本文报道了不同贮藏温度下 UV2C辐射
葡萄果皮 Res及其糖苷动态变化 , 以期为生产上采用 UV2C调控葡萄果实 Res合成与转化提供进一步
的理论依据。
1 材料与方法
111 材料
以 ‘京蜜 ’葡萄 (V itis vin ifera , 中国科学院植物研究所育成 ) 成熟果实 (商品成熟度 ) 为试材 ,
2007年采自中国科学院植物研究所葡萄试验地。
112 试验处理
果实采收后 , 选用成熟度、颗粒大小较为一致的无损伤和无病虫危害的果粒分为两组 , 每组
2 000粒左右 (对照和 UV2C处理 )。
UV2C处理 , 在装有 3支 40 W UV2C灯管 (北京电光源研究所 , λ= 254 nm ) 的培养架下 , 通过
调节样品放置高度获得辐照光强为 3 W ·m - 2的 UV2C (采用北京师范大学光电仪器厂生产的紫外辐
照计测定辐射强度 )。所采用辐射剂量为 316 kJ·m - 2 (辐射时间 20 m in) , 照射过程中每隔 215 m in
将果粒翻转 1次 , 使果粒均匀接受 UV2C辐射。以不进行 UV2C照射的果粒为对照。
辐射完成后 , 照射葡萄果粒和对照果粒在控制温度为 25 ℃的生长室中 , 黑暗避光条件下孵育 24
h后 , 分别在控制温度为 0 ℃和 25 ℃的冷库中贮藏 34 d和 10 d, 贮藏期间采用保鲜膜保湿。贮藏 0、
015、1、2、3、7、10和 14 d, 分别取 2个贮藏温度下的对照和处理果粒 , 24 d和 34 d仅取 0 ℃条件
下贮藏的对照和处理果粒。每次取样 3次重复。取样后迅速分离葡萄果皮 , 液氮速冻后磨碎 , - 40
℃保存待测。
0011
 8期 郑先波等 : 贮藏温度对 UV2C辐射葡萄果皮白藜芦醇及其糖苷含量的影响  
113 Res及其糖苷的提取和测定
Res及其衍生物提取采用李晓东等 ( 2007) 的方法。含量测定采用 D ionex Summ itTMHPLC系统 ,
包括 D ionex P680泵、D ionex TCC2100柱温箱、D ionex PDA2100检测器 (美国戴安公司 )。色谱柱 :
Inertsilµ ODS23柱 (L 250 mm × I1D1416 mm, 5μm粒径 , 日本 GL科技公司 ) 和 Sunchrom C18保护
柱 (北京金欧亚科技发展有限公司 )。柱温 : 25 ℃。进样量 : 10μL。流速 : 110 mL·m in - 1。检测波
长 : 306 nm和 288 nm。3D扫描 : 200~380 nm。梯度洗脱 : 流动相 A———乙腈 (德国 Sigma2A ldrich
公司 ) ; 流动相 B———重蒸水 , 洗脱程序为初始 90% A、10% B , 14 m in内转为 70% A、30% B , 在
2 m in内转为 90% A、10% B , 然后平衡 2 m in。 trans2Res标样购于 Sigma公司 , trans2Piceid标样 (纯
度 > 99% ) 购于北京迪尔塔金公司 , cis2Piceid由 trans2Piceid经 UV2C辐射转化制备 , 含量通过反式
异构体的减少量计算。
Chromeleonµ 色谱管理系统 Version 6150处理数据 , 外标法定量 , 最小检出限 01011μg·g- 1。回
归方程 : y = 11736x - 011577, r2 = 019989 ( trans2Res) , y = 312561x + 014454, r2 = 019979 ( trans2
Piceid) , y = 316313x - 010829, r2 = 019983 ( cis2Piceid)。
采用 SPSS1110 for W indows (美国 SPSS公司 ) 进行数据处理 , 采用 Sigma Plot1010软件 (美国
SPSS公司 ) 作图。
2 结果与分析
211  反式白藜芦醇 ( trans2Res) 含量动态变化
‘京蜜’葡萄经 316 kJ·m - 2的 UV2C辐射后在 25 ℃中黑暗条件下孵育 24 h, 果皮中 trans2Res含
量为 12148μg·g- 1 FW , 为对照的 9192倍 (图 1, 0 d)。
25 ℃和 0 ℃贮藏条件下 , 对照 trans2Res含量低 , 变化幅度很小 , 而 UV2C处理在整个贮藏过程
中均显著高于对照 (图 1)。
25 ℃贮藏条件下 UV2C处理果实果皮中 trans2Res含量在 0~2 d内迅速增加 , 3 d时开始迅速降
低 , 之后则表现为缓慢持续降低的动态 , 在 10 d时仅为 4152μg·g- 1 FW。0 ℃贮藏条件下 UV2C处
理果实果皮 trans2Res含量在 0~3 d无显著变化 , 之后则表现为持续增加 , 在 34 d试验结束时 , 达到
3118μg·g- 1 FW , 是贮藏开始时的 255%。
图 1 UV2C处理后 ‘京蜜’葡萄贮藏过程中果皮 trans2Res含量动态变化
F ig. 1 D ynam ic changes of trans2Res con ten ts in sk in s of‘J ingm i’dur ing
storage a t d ifferen t tem pera ture follow ing UV2C irrad ia tion
212 反式白藜芦醇苷 ( trans2PD ) 含量动态变化
UV2C辐射完成后在 25 ℃黑暗条件下孵育 24 h后 , UV2C处理和对照果实果皮中 trans2PD含量均
1011
园   艺   学   报 36卷
很低 , 且不存在显著差异 (图 2, 0 d)。
25 ℃和 0 ℃贮藏条件下 , 对照果实果皮中 trans2PD含量无明显变化 (25 ℃) 或在贮藏后期明显
增加 (0 ℃)。
UV2C处理果皮中 trans2PD含量 , 在 25 ℃和 0 ℃贮藏条件下变化动态存在显著差别 (图 2) ; 25
℃贮藏条件下在 2 d内迅速提高 , 3 d显著降低 , 之后则维持在一个相对稳定状态 ; 0 ℃贮藏条件下
在 0~24 d表现为少量持续增加 , 24 d至试验结束时大幅度增加。
图 2 UV2C处理后 ‘京蜜’葡萄贮藏过程中果皮 trans2PD含量动态变化
F ig. 2 D ynam ic changes of trans2PD con ten ts in sk in s of‘J ingm i’dur ing
storage a t d ifferen t tem pera ture follow ing UV2C irrad ia tion
213 顺式白藜芦醇苷 ( c is2PD ) 含量动态变化
UV2C辐射完成后在 25 ℃黑暗条件下孵育 24 h, UV2C处理果实果皮中 cis2PD含量显著高于对照
(图 3, 0 d)。
25 ℃贮藏条件下 , 对照果实果皮中 cis2PD含量低 , 变化幅度很小 , 且在整个贮藏过程中始终显
著或极显著低于 UV2C处理。0 ℃贮藏条件下 , 对照 cis2PD含量在 0~24 d无显著变化 , 24 d以后开
始显著增加 , 除 2 d和 34 d外 , 均显著或极显著低于 UV2C处理。
UV2C处理果实果皮中 cis2PD含量 , 在 25 ℃贮藏条件下 0~3 d内迅速增加 , 之后维持在一个相
对稳定状态 ; 0 ℃贮藏条件下在 015 d内显著增加 , 015~2 d显著降低 , 2 d后持续增加 , 在 24~34 d
维持在一个相对稳定状态 (图 3)。
图 3 UV2C处理后 ‘京蜜’葡萄贮藏过程中果皮 cis2PD含量动态变化
F ig. 3 D ynam ic changes of cis2PD con ten ts in sk in s of‘J ingm i’dur ing
storage a t d ifferen t tem pera ture follow ing UV2C irrad ia tion
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 8期 郑先波等 : 贮藏温度对 UV2C辐射葡萄果皮白藜芦醇及其糖苷含量的影响  
3 讨论
本研究结果表明 , 无论是对照果实还是 UV2C辐射处理果实 , 果皮中仅检测到 trans2Res, 而检测
不到 cis2Res, 表明 Res的顺式异构体极不稳定 , 与 Trela和 W aterhouse ( 1996) 的研究结果一致。但
是本试验中同时检测到 trans2PD 和 cis2PD, 由此推断 , 对于活体葡萄 , cis2Res可能被迅速转化成
trans2Res, 或通过糖基化而形成 cis2PD。
UV2C辐射处理果实能显著增加果皮 Res及其糖苷的含量 , 但是贮藏温度对维持 UV2C辐射处理
获得的 Res及其糖苷的高含量具有关键作用。25 ℃贮藏条件下 , UV2C处理果皮中 trans2Res含量在贮
藏后 2 d (即辐射处理后 3 d) 出现高峰 , 而后开始下降 , 到贮藏后 3 d (即辐射处理后 4 d) 已下降
到约为最高峰的 1 /3。但在 0 ℃条件下贮藏 , UV2C处理 trans2Res含量不出现下降现象 , 相反表现出
持续增加。表明低温贮藏能够抑制 ‘京蜜 ’葡萄果皮中 trans2Res含量下降 , 与 L i等 (2009) 在 ‘北
全 ’葡萄上的研究结果一致。表明无论是欧亚种的酿酒葡萄还是鲜食葡萄 , 低温贮藏条件下能稳定
采收时 UV2C辐射处理果实获得的高 trans2Res含量。由于采收时 UV2C辐射处理果实诱导获得的主要
是 trans2Res, 占总白藜芦醇及其糖苷总量的 9616% , 可以在室温 ( 25 ℃) 下采用 UV2C辐射提高葡
萄 trans2Res含量 , 在低温 (0 ℃) 下使高含量的 trans2Res保持较长的时间来满足不同时期消费的需
要。
25 ℃贮藏条件下 , 果皮中 trans2Res含量在 2~10 d随贮藏时间延长迅速下降 , 而 trans2PD和 cis2
PD含量则保持一个相对稳定状态 , 表明室温条件下白藜芦醇苷具有较 Res更好的稳定性 , 与王娅宁
等 (2007) 的研究结果一致。0 ℃贮藏条件下 , UV2C辐射处理果皮中 trans2Res、 trans2PD含量 , 对
照 trans2Res、 trans2PD和 cis2PD含量 , 在贮藏后 24 d均具有一个上升的过程。Res是一种葡萄属植物
对真菌侵染、机械伤害、UV照射后的反应产物 (Langcake & Pryce, 1976) 。本试验贮藏过程中没有
对葡萄果实施用任何化学物质 , 只是在贮藏后期发现果实出现轻微的霉菌污染。果皮中 trans2Res、
trans2PD和 cis2PD含量的增加或许是霉菌侵染的结果 , 与 L i等 ( 2009) 的研究结果相同 , 具体原因
仍需进一步进行研究。
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