《Food Chemistry》:Hydroxycinnamoyl compounds, flavonols, anthocyanins, sugar profiles, and antioxidant activity of low-chill peach, nectarine, and plum cultivars grown in Florida, USA
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佛羅里達州種植的低 chill 櫻桃類品種糖分、酚類及抗氧化活性差異顯著,李子品種(Gulfrose、Scarlet Beauty、Gulfgold)表現出更高總花青素、總酚及抗氧化活性, peach 品種甜度高而酸度低,糖分以蔗糖為主,酚類物質分布因品種而異,為篩選營養健康型品種提供依據。
法里博茲·哈比比(Fariborz Habibi)、塔莉亞·雅各布森(Talia Jacobson)、卡塔林·沃伊尼丘克(C?t?lin Voiniciuc)、馬庫·林(Makou Lin)、鄭金(Jeongim Kim)和阿里·薩爾科什(Ali Sarkhosh)
美國佛羅里達大學園藝科學系,蓋恩斯維爾,FL 32611
摘要
本研究連續兩年評估了26個在佛羅里達種植的Prunus品種(18個桃子、4個油桃和4個李子)中的糖分、次生代謝物和抗氧化活性。結果顯示,總可溶性固形物(TSS)、可滴定酸度(TA)、TSS/TA和pH值存在顯著差異:油桃的甜度更高,而李子的酸度更高。蔗糖是桃子和油桃中的主要糖分,而李子則含有更高水平的山梨醇、葡萄糖和果糖。李子的總花青素濃度(TAC)、總酚含量(TPC)和總抗氧化活性(TAA)也顯著高于其他品種,尤其是在‘Gulfrose’、‘Scarlet Beauty’和‘Gulfgold’中。酚類化合物的分析顯示了李子的獨特性,尤其是新綠原酸、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-蕓香苷、花青素-3-O-葡萄糖苷和花青素-3-O-蕓香苷的含量;而桃子和油桃中的綠原酸含量較高。這些成分差異對果實品質、營養價值和消費者偏好具有重要影響。總體而言,這些發現為了解適應溫暖氣候培育的低需冷量桃子、油桃和李子的植物化學多樣性提供了寶貴見解。
引言
桃子、油桃和李子屬于Prunus屬,是薔薇科中最受歡迎和最有價值的核果之一。桃子和油桃屬于同一物種P. persica L. Batsch,其中油桃被歸類為nucipersica品種(Sarkhosh, Olmstead, Chaparro等人,2018)。李子分為美洲李(P. americana L.)、歐洲李(P. domestica L.)和日本李(P. salicina L.),它們因其感官品質和營養價值而廣受喜愛(Sarkhosh, Olmstead, Miller等人,2018)。
桃子、油桃和李子富含維生素、糖類、有機酸、類胡蘿卜素和多種植物化學物質。其中,包括羥基肉桂酰化合物、黃酮醇和花青素在內的酚類化合物在抗氧化活性中起著關鍵作用,有助于果實的顏色、風味和健康促進效果(Nowicka & Wojdy?o,2019)。例如,不同核果中的總花青素濃度差異很大:李子的總花青素濃度范圍為2至376毫克/100克(紅肉品種可達611毫克/100克),桃子為2至7毫克/100克(紅肉品種可達266毫克/100克),油桃也類似(Liao等人,2019)。李子的酚類化合物譜系更廣,其中羥基肉桂酰化合物的含量為20至150毫克/100克(Xiao等人,2024)。然而,這些化合物的濃度不僅受品種、砧木、收獲時果實成熟度、環境壓力、生長條件和管理方式的影響(Ding等人,2020)。這些植物化學物質具有抗氧化活性,可以中和自由基,減少與心血管疾病、糖尿病和神經退行性疾病等相關的生物分子氧化損傷(Speer等人,2020)。它們還影響多種生物過程,如抗炎作用、調節葡萄糖代謝和神經保護作用。攝入后,植物化學物質在腸道和肝臟中經歷廣泛的代謝和生物轉化,其與腸道微生物群的相互作用對其生物利用度和生物效應至關重要(Wang等人,2023)。因此,同時考慮其直接的抗氧化效應和代謝轉化對于理解其對人類健康的整體貢獻非常重要。此外,糖分組成也對消費者的接受度至關重要,直接影響果實的口感和整體品質(Petruccelli等人,2023)。
專門為溫暖和亞熱帶氣候培育的低需冷量核果品種因其適應性和經濟潛力而受到重視。佛羅里達獨特的氣候和土壤條件為這些品種的生產提供了理想的環境,支持了多種品種的種植。該州的溫暖溫度和高濕度導致果實風味、外觀和營養成分的多樣性(Sarkhosh, Olmstead, Chaparro等人,2018;Sarkhosh, Olmstead, Miller等人,2018)。然而,特別是在佛羅里達特定生長條件下,低需冷量Prunus品種中的生物活性化合物和抗氧化活性尚未得到系統評估。這一知識空白為探索佛羅里達種植的低需冷量核果(桃子、油桃和李子)中生物活性化合物的變異性提供了機會(Sarkhosh等人,2018a)。了解其植物化學組成不僅有助于評估營養價值,也有助于推動旨在開發具有更好健康效益和感官特性的育種計劃。
在佛羅里達種植的低需冷量桃子、油桃和李子的植物化學組成尚未得到全面研究。由于不同品種在植物化學組成和抗氧化特性上存在差異,研究重要商業品種中的生物活性化合物的變異性非常重要。擴大這一領域的研究將有助于增進對植物化學物質的了解,特別是對有價值的商業品種。推薦和種植富含花青素、酚類和抗氧化劑的品種可以提升果實的健康效益。因此,本研究旨在利用高效液相色譜(HPLC)和光譜分析方法,對佛羅里達種植的選定低需冷量桃子、油桃和李子品種中的羥基肉桂酰化合物、黃酮醇、花青素、單糖和抗氧化活性進行全面分析。通過表征這些生化特性,本研究旨在填補關于其營養和功能特性的知識空白,為種植者、育種者和食品科學家提供見解。預計這些發現將擴展目前對這些未充分研究的品種的營養和功能特性的認識,并突出它們對消費者和食品行業的潛在價值。
實驗材料與果園管理
實驗在3年生的18個桃子品種(‘UFOne’、‘UFGlo’、‘UFBeauty’、‘UFSun’、‘Flordaprince’、‘Gulfcrimson’、‘UFBlaze’、‘TropicSnow’、‘TropicBeauty’、‘UFGem’、‘UFBest’、‘Flordaglo’、‘Gulfcrest’、‘UFO’、‘Flordaking’、‘Flordacrest’、‘UFSharp’和‘FlordaBelle’)、4個油桃品種(‘UFRoyal’、‘Sunraycer’、‘Sunmist’和‘Sunbest’)以及4個李子品種(‘Gulfrose’、‘Gulfgold’、‘Gulfblaze’和‘Scarlet Beauty’)上進行,這些品種均嫁接在‘Flordaguard’砧木上。
果汁化學特性
評估結果顯示,不同品種的果汁化學特性(總可溶性固形物TSS、可滴定酸度TA、TSS/TA和果汁pH值)存在顯著差異(圖1)。桃子的TSS含量范圍為11.7%至16.4%;油桃中‘Sunmist’(16.4%)和‘UFRoyal’(14.6%)的TSS含量顯著高于其他品種。相反,‘UFOne’(11.6%)、‘UFSharp’(11.7%)、‘SunBest’(11.8%)和‘Sunraycer’的TSS含量最低。討論
了解不同桃子、油桃和李子品種中生物活性化合物和抗氧化活性的差異,有助于揭示它們的潛在營養價值、健康促進化合物和消費者偏好。據我們所知,這是首次結合詳細HPLC分析和總生物活性測定,評估佛羅里達種植的26個低需冷量Prunus品種中的糖分、酚類和抗氧化活性的研究。結論
本研究強調了桃子、油桃和李子在果汁化學組成、可溶性糖類、酚類化合物和抗氧化活性方面的顯著多樣性。結果顯示,桃子的甜度較高,而李子的酸度和酸度較高;糖分分析證實蔗糖是桃子和油桃中的主要糖分,而李子則含有更高水平的山梨醇。作者貢獻聲明
法里博茲·哈比比(Fariborz Habibi):撰寫 – 審稿與編輯、原始草稿撰寫、軟件使用、方法論設計、數據分析。塔莉亞·雅各布森(Talia Jacobson):撰寫 – 審稿與編輯、方法論設計。卡塔林·沃伊尼丘克(C?t?lin Voiniciuc):撰寫 – 審稿與編輯、方法論設計。馬庫·林(Makou Lin):撰寫 – 審稿與編輯、方法論設計。鄭金(Jeongim Kim):撰寫 – 審稿與編輯、方法論設計。阿里·薩爾科什(Ali Sarkhosh):撰寫 – 審稿與編輯、數據可視化、研究監督、資源協調、實驗設計。
資助
本研究得到了美國農業部(USDA)國家食品與農業研究所(National Institute of Food and Agriculture)的研究能力基金(Hatch)項目7004457(資助A.S.)和7004470(資助C.V.),以及佛羅里達大學/IFAS的啟動資金支持。
未引用參考文獻
Du, Gao, Ren, Pan and Zhu, 2024
利益沖突聲明
作者聲明沒有已知的利益沖突或個人關系可能影響本文的研究結果。
致謝
我們衷心感謝佛羅里達大學園藝科學系的采后與果樹實驗室在實驗過程中提供的寶貴支持和合作,這對我們的研究至關重要。