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Volume 41 Issue 4
Aug.  2020
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Gong D G, Du H, Qu D, et al. Study on differences of anthocyanin and soluble sugar content in different mulberry varieties[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(4): 64−68 doi: 10.12172/202004130001
Citation: Gong D G, Du H, Qu D, et al. Study on differences of anthocyanin and soluble sugar content in different mulberry varieties[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(4): 64−68 doi: 10.12172/202004130001

Study on Differences of Anthocyanin and Soluble Sugar Content in Different Mulberry Varieties


doi: 10.12172/202004130001
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  • Corresponding author: xmcai2015@163.com
  • Received Date: 2020-04-13
    Available Online: 2020-06-28
  • Publish Date: 2020-08-17
  • In order to screen high-quality mulberry varieties and explore the differences of anthocyanin and soluble sugar content in different mulberry varieties, Langchang No.1, Langchang No.2, Langchang No.3, Langchang No.4, Langchang No.5, Langchang No.6 and Langchang No.7 were selected as the experimental materials in Langzhong silkworm breeding farm. High performance liquid chromatography method and general analysis method were used to detect plant-derived anthocyanin and soluble sugar content respectively in different mulberry varieties. The results showed that Langchang No.4 was the best mulberry variety with the highest anthocyanin and soluble sugar content, reaching 1.024 mg·g−1 and 16.348 mg·g−1 respectively. Therefore, Langchang No.4 was the best fruit mulberry variety suitable for popularization.
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  • [1] 张荷兰,陆鸿奎,郭晓敏等. 桑椹保健食品的研究与分析[J]. 食品与发酵科技,2018,54(5):125−128.
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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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Study on Differences of Anthocyanin and Soluble Sugar Content in Different Mulberry Varieties

doi: 10.12172/202004130001
  • 1. Langzhong Silkworm Breeding Farm of Sichuan Province, Langzhong 637400, China
  • 2. Basic Medical Sciences of North Sichuan Medical College, Nanchong 637000, China
  • Corresponding author: xmcai2015@163.com

Abstract: In order to screen high-quality mulberry varieties and explore the differences of anthocyanin and soluble sugar content in different mulberry varieties, Langchang No.1, Langchang No.2, Langchang No.3, Langchang No.4, Langchang No.5, Langchang No.6 and Langchang No.7 were selected as the experimental materials in Langzhong silkworm breeding farm. High performance liquid chromatography method and general analysis method were used to detect plant-derived anthocyanin and soluble sugar content respectively in different mulberry varieties. The results showed that Langchang No.4 was the best mulberry variety with the highest anthocyanin and soluble sugar content, reaching 1.024 mg·g−1 and 16.348 mg·g−1 respectively. Therefore, Langchang No.4 was the best fruit mulberry variety suitable for popularization.

  • 桑椹在许多中药著作中都有记载,如《本草纲目》有“捣汁饮,解酒中毒;酿酒服,利水气,消肿”等,另外,桑椹的作用在《本草拾遗》《滇南本草》《本草求真》《随息居饮食谱》中也有记载。中医认为,桑椹性寒,味甘,功能补肝、益肾、熄风、滋液,主治肝肾亏虚、消渴、便秘、目暗、耳鸣、关节不利。研究表明,桑椹营养成分十分丰富,鲜桑椹中含有大量水分(80%~85%),此外含总糖12%~15%,粗纤维0.91%、粗蛋白0.8%~1.8%,游离酸0.3%~1.86%。桑椹营养成分十分丰富。桑椹中还含有丰富的黄酮类物质,主要是芦丁和槲皮素,其中芦丁含量较高。现代医学对桑椹进行药理、药效、毒理测试,结果表明,桑椹入胃能补充胃液的缺乏,促进胃液的消化;入肠能促进肠液分泌,增进胃肠蠕动,因而有补益强壮的功效。1993年,就已将桑椹列入“既是食品又是药品”的名单之中[1]

    桑椹一直被认为具有乌发明目等功能,对人体具有多种生理保健功能[1-2]。桑椹中含有3种花色苷成分,按其含量高低依次为矢车菊-3-葡萄糖苷、天竺葵-3-葡萄糖苷和牵牛花-3-芸香糖苷,桑椹的药理学活性在于其含有丰富的花色苷化合物[3]。桑椹多糖是桑椹多种临床功效的主要作用因子,其生物活性高,在食品和生物医药方面具有广阔的应用前景,桑椹甜度主要来至可溶性糖[4]。因此将花青素和可溶性糖作为筛选指标,筛选适宜的果桑品种。

    目前,果桑生产和利用日趋流行,仅四川就有果桑8000 hm2,鲜桑椹产量达13万t,部分果桑品种可达60 t·hm−2。因此,对果桑品种筛选及其开发利用迫在眉睫。

1.   实验材料
  • 由阆中蚕种场提供的阆场1号,阆场2号,阆场3号,阆场4号,阆场5号,阆场6号,阆场7号。

  • 水为GB/T 6682规定的一级水。无水乙醇(色谱纯)、甲酸(色谱纯)、甲醇(色谱纯)、盐酸(优级纯)、矢车菊色素(CAS号528-58-5,纯度≥98%)、飞燕草色素(CAS号528-53-0,纯度≥96%)、矮牵牛色素(CAS号1429-30-7,纯度≥96%)、天竺葵色素(CAS号134-04-3,纯度≥96%)、芍药素(CAS号134-01-0,纯度≥98%)、氢氧化钠溶液(200 g·L−1)、葡萄糖标准溶液(2.5 g·L−1)、次甲基蓝指示液(10 g·L−1)、费林溶液(Ⅰ、Ⅱ)。

  • 高效液相色谱仪(waters e2695)、天平、水浴锅、匀浆机、超声波清洗机、粉碎机、三角瓶、滴定管。

2.   实验方法
  • 称取不同品种桑椹阆场1号(果形大、紫黑色),阆场2号(果形中等、较长、紫黑色),阆场3号(果形较小、紫黑色),阆场4号(果形最大、紫黑色、口感好),阆场5号(果形中等、紫黑色),阆场6号(果形较小、白色),阆场7号(果形中等、白中略带紫色)各500 g鲜果(采摘4 h内),粉碎,匀浆,全部收集至抽提瓶(用无水甲醇洗涤粉碎匀浆器皿),用1000 mL无水甲醇避光抽提24 h,2500 r·min−1离心,收集上清液备用。

  • 采用植物源性花青素高效液相色谱法(中华人民共和国农业行业标准,NY/T 2640-2014),2次重复,取平均值。色谱柱:C18柱,250 mm×4. 6 mm×5 μm;流动相A为含1%甲酸水溶液,流动相B为含1%甲酸乙腈溶液;检测波长:530 nm;柱温:35 ℃;进样量:20 μl;梯度洗脱[5]

  • 采用中华人民共和国国家标准可溶性糖通用分析法(GB/T 15038-2006),3次重复,取平均值。预备试验:吸取费林溶液Ⅰ、Ⅱ各5. 00 mL于250 mL三角瓶中,加50 mL水,摇匀,在电炉上加热至沸,在沸腾状态下用葡萄糖标准溶液滴定,当溶液的蓝色将消失呈红色时,加2滴次甲基蓝指示液,继续滴至蓝色消失,记录消耗葡萄糖标准溶液的体积。正式试验:吸取费林溶液Ⅰ、Ⅱ各5. 00 mL于250 mL三角瓶中,加50 mL水和比预备试验少1 mL的葡萄糖标准溶液,加热至沸,并保持2 min,加2滴次甲基蓝指示液,在沸腾状态下于1 min内用葡萄糖标准溶液滴至终点,记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积[6]

3.   实验结果
  • 实验检测,不同桑品种桑椹的矢车菊色素含量差异较大,在阆中蚕种场提供的5种紫黑色桑椹(1~5号)中,其花青素以矢车菊色素为主,平均0.743 mg·g−1,其次有痕量天竺葵色素,无读取意义(<0.15),飞燕草色素、矮牵牛色素、芍药素均未检出。在阆中蚕种场提供的2种白色桑椹(6、7号)中,6号有少量矢车菊色素,为0.006 mg·g−1,其他天竺葵色素、飞燕草色素、矮牵牛色素、芍药素均未检出。从送检的不同桑品种桑椹花青素含量看,矢车菊色素含量差异较大,以紫黑色桑椹含量较多,白色桑椹含量少。在紫黑色桑椹品种中,矢车菊色素含量也有显著差异,最高达1.024 mg·g−1,最低为0.450 mg·g−1,相差2.3倍(见表1图1)。因此,从桑椹功能利用的角度看,应选择不同桑品种进行种植。

    桑品种
    Mulberry varieties
    飞燕草色素
    Delphinidin/(mg·g−1)
    矮牵牛色
    Petunidin/(mg·g−1)
    天竺葵色
    Pelargonidin/(mg·g−1)
    芍药
    Paeonidin/(mg·g−1)
    矢车菊色素
    Cyanidin/(mg·g−1)
    阆场1号未检出未检出痕量,未读出未检出0.736
    阆场2号未检出未检出痕量,未读出未检出0.968
    阆场3号未检出未检出痕量,未读出未检出0.537
    阆场4号未检出未检出痕量,未读出未检出1.024
    阆场5号未检出未检出痕量,未读出未检出0.450
    阆场6号未检出未检出未检出未检出0.608×10−3
    阆场7号未检出未检出未检出未检出痕量,未读出

    Table 1.  Anthocyanin content in different mulberry varieties

    Figure 1.  Chromatography of five purple-black mulberry varieties

  • 桑椹可溶性糖含量看,5种紫黑色桑椹可溶性糖含量平均10.45 mg·g−1,2种白色桑椹可溶性糖含量平均12.25 mg·g−1,从送检的7种桑椹看,白色桑椹含可溶性糖略高。在5种紫黑色桑椹中,可溶性糖含量最高为16.348 mg·g−1,最低为7.027 mg·g−1,相差2.3倍。在2种白色桑椹中,6号可溶性糖含量13.642 mg·g−1、7号可溶性糖含量10.860 mg·g−1,相差25.6%(见表2)。表明不同桑品种桑椹可溶性糖含量差异极大。本实验在桑椹采摘4 h内对鲜果用甲醇进行提取,基本反映了不同桑品种桑椹鲜果的可溶性糖含量水平,且7种桑椹鲜果的平均可溶性糖占1.1%,表明在鲜桑椹中,可溶性糖只占桑椹总糖的约10%左右。

    桑品种
    Mulberry varieties
    可溶性糖含量
    Contents of soluble sugar/(mg·g−1)
    阆场1号9.217
    阆场2号8.943
    阆场3号10.702
    阆场4号16.348
    阆场5号7.027
    阆场6号13.642
    阆场7号10.860

    Table 2.  Soluble sugar content in different mulberry varieties

4.   结论与讨论
  • 本研究检测不同桑品种花青素和可溶性糖发现,桑品种不同,花青素和可溶性糖差异十分明显,在紫黑色桑椹品种中,矢车菊色素含量显著差异,最高达1.024 mg·g−1,最低为0.450 mg·g−1,相差2.3倍。表明在实际农业生产中应根据用途选择不同品种进行种植,从而提高产量和经济效益。需要指出的是,本实验花青素提取是自然条件下的醇提取,没有酸性条件富集,可能导致部分花青素残留在残渣中,可能其结果值与实际鲜果含量稍小,但由于不同品种噪音方式相同,条件一致,它依然能反映不同桑品种花青素变化规律。桑椹中糖的种类复杂,含量多样[7-11],本实验仅检测了醇提液中可溶性糖含量,且以单糖葡萄糖作标样,可溶性糖含量最高为16.348 mg·g−1,最低为7.027 mg·g−1,相差2.3倍,由于对桑椹中多糖、复合糖、淀粉等[12]物质未做检测,在实际桑椹中,总糖含量应高于本实验检测值。不同品种可溶性糖含量变化规律是否反映其总糖变化规律,目前未有报道,尚需进一步深入细致研究。

    从桑椹既是食品又是药品的角度考虑,作为推广的最好果桑品种,以阆场4号最适宜。同时阆场4号桑椹果形最大,口感最好,也是果桑考虑条件之一,只是,尚需研究几种桑品种的单位产量,从而提高土地利用效率。

    我国栽桑养蚕历史悠久,桑树品种资源丰富,野生种有长穗桑、长果桑、黑桑、华桑、吉隆桑、蒙桑、川桑、唐鬼桑、滇桑、鸡桑等,栽培种有鲁桑、白桑、广东桑、山桑、瑞穗桑,变种有蒙桑的变种鬼桑、白桑的变种大叶白桑、垂枝桑等,这些不同桑品种中,由于基因差异,其桑椹生化代谢途径可能存在极大不同,从而导致桑椹中营养成分及分布可能迥异,加之我国地域辽阔,环境差异明显,也会导致不同桑品种桑椹化学成分差异[12-14],具体花青素含量、总糖含量、可溶性糖含量及其变化规律,基因表达规律及其调控机制等,还有待进一步深入研究。

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