CN107014967B - 一种果桑品种筛选和果实品质改良方法 - Google Patents

一种果桑品种筛选和果实品质改良方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种果桑品种筛选和果实品质改良方法。本研究系统分析了13个果桑品种的化学组分和矿质元素，数据采用偏最小二乘法、主成分析法和典型相关分析法处理，结果表明桑葚果实中维生素C和可滴定酸可能是影响果实活性成分的关键成分，而锌和铜等矿质元素也起到相应作用，果实中芦丁、花青素、维生素C和可滴定酸呈显著的正相关性.可滴定酸含量是决定桑椹果实风味的重要因素之一，它对花青素、维生素C和芦丁的稳定起到重要作用。矿质元素中钙、镁、钾和硒呈显著正相关性，而另一个正相关群体为铜、铁和锌。这些研究结果为果桑品种筛选和果实品质改良提供了参考依据和可借鉴的研究手段。

Description

一种果桑品种筛选和果实品质改良方法
技术领域
本发明属于果桑品质研究领域，特别涉及一种果桑品种筛选和果实品质改良方法。
背景技术
浆果类水果，在过去的几年中受到了极大的关注，是健康有益化合物的良好来源。桑树的果实是典型的新兴浆果代表，桑树是一种落叶树，树高在10米－13米，包括下垂和锥体形状(
Figure BDA0001272894720000011
and
Figure BDA0001272894720000012
2013,Lin and Lay,2013)。桑树呈现非常甜美的果实，在欧洲等地区，果桑是新兴的优良水果，同时因其具有较高的生物活性化合物，因此它在食品工业中有着非常重要的作用，含有不同的化学成分及不同抗氧化剂的量性能(
Figure BDA0001272894720000013
Papetti
Figure BDA0001272894720000014
Ognjanov
Figure BDA0001272894720000015
and
Figure BDA0001272894720000016
2015)。
中国是桑树的起源中心，现已收集保存有3000多份桑树种质资源，据统计，中国现有15个桑种4个变种，是世界上桑树品种最多的国家(Zhao et al.,2007,Tian,2010)。随着人们对桑树的要求从单用途向多用途的转变，桑树的品种选育也从单一的叶用选向果实的鲜食口感，是否酸甜可口。(Chen Kan Tang Cai and Ji,2012)。经过几十年的品种栽培，中国通过自身选育和引种，筛选了十余个适宜鲜食的果桑新品种，形成了适宜中国种植栽培的独特的果桑种质资源，并在全国广泛种植。
调查显示果桑存在许多生物活性成分，如生物碱、类胡萝卜素、类黄酮维生素，脂肪(主要是亚油酸、棕榈酸、油酸)，糖(葡萄糖和果糖)和矿物质等。许多的生物活性，如抗氧化、降血脂作用，巨噬细胞活化效应，均与桑树果实中的酚类物质有密切关联(DonnoCerutti Prgomet Mellano and Beccaro,2015,Khan et al.,2013,Ercisli and Orhan,2007)。果桑的花青素和芦丁等活性成分含量丰富，这在近几年的研究中有所体现。花青素，水溶性色素，代表一类重要的抗氧化剂。它可降低心血管、癌症疾病潜在风险，非花青素酚类物质，包括酚酸和黄酮类化合物，也具有较强的抗氧化活性(Linghong XiangyangMaomao Weiguo Fang Ye and Liuqing,2012,Farrell Norris Lee Chun and Blesso,2015,Dilip and Tetsuya,2007)。桑果实含有花青素花色苷如葡萄糖苷、矢车菊素-3-芸香糖苷和cyanidin-3-sophoroside)；果桑也含大量黄酮类化合物，如芦丁(Zhang Han Heand Duan,2008,Boranbayeva Karadeniz and
Figure BDA0001272894720000017
2014,Du Zheng and Xu,2008)。有研究表明桑葚食用部分的化学成分和营养状况植物部分可能受遗传、生理和环境的影响因素，如基因型，土壤化学和气候条件。此外，这些分子可以被影响几个农艺条件(技术、成熟阶段收获)和技术因素(收获方法，收获后处理，储存和处理条件)(Sadia Ahmad SultanaAbdullah Teong Zafar and Bano,2014)。外在的气候、环境因素对桑椹的影响是显而易见的，所取得的效果也比较明显。同时，我们也更需要了解果实内在的化学成分之间及对果实的品质影响大小及协调关系。
论文《Partial Least Squares Analysis of the Relationship BetweenChemical Composition and Phenolic Compounds in Blueberry Cultivars》采用偏最小二乘法和主成分分析探讨蓝莓不同品种化学组分和矿质元素对酚类的丰富程度的内在关联，并对蓝莓果实进行归类，但对不同成分类群间的影响关系未作分析，在实际种植、选材过程中无法从总体上有效控制蓝莓果实品质、或有效地进行良种筛选。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供一种果桑品种筛选和果实品质改良装置和方法。通过偏最小二乘法、主成分析法和典型相关分析法的组合，发现了果蔬化学组分组群与矿质元素组群具有密切的关联，为果蔬的品质改良或良种筛选提供了科学依据和新的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种果蔬品种筛选和果实品质改良方法，包括：
选择待测的果蔬品种；
对待测的果蔬品种化学组分、矿质元素含量进行测定，将结果数据进行分析，得相应化学组分主成分组群和矿质元素主成分组群间的类群关系；
根据上述的类群关系对待测果蔬的品种进行筛选或对果实品质进行改良。
本申请中所述的类群关系可通过化学组分的第N典型变量和矿质元素第N典型变量间的函数关系表示。
优选的，所述分析的具体步骤包括：
将结果数据表示为平均值和标准差，并经标准化处理，记为化学组分、矿质元素指标；
对上述化学组分、矿质元素指标进行回归分析；
分别对上述化学成分、矿质元素指标进行主成分分析，划分多个化学组分主成分组群和矿质元素主成分组群；
对上述的多个进行化学组分主成分组群和矿质元素主成分组群进行典型相关分析，得相应组群间的类群关系。
优选的，所述化学组分包括：水分、粗脂肪、粗蛋白、还原糖、花青素、可滴定酸、果胶、维生素C、芦丁；
所述的矿质元素包括：铜、铁、钙、镁、锌、钾、硒。
优选的，所述回归分析采用相关系数R2和交叉验证均方差RMSECV；
优选的，所述主成分分析利用软件SPSS20.0进行；
优选的，所述典型相关分析使用DPS7.0统计软件进行。
优选的，所述化学组分主成分为f1：活性因子、f2：水分、f3：粗脂肪和果胶，其中，活性因子为维生素C，花青素，可滴定酸和芦丁；
优选的，所述矿质元素主成分为f4：钙、镁、钾和硒，f5：铜、铁和锌；
优选的，所述化学组分的第一典型变量：m1＝0.113f1+0.640f2+0.247f3；
优选的，所述矿质元素第一典型变量：n1＝0.913f4+0.087f5。
优选的，所述可溶性总糖和还原糖测定采用蒽酮比色法；
优选的，芦丁采用紫外比色法测定；
优选的，维生素C采用2,4-二硝基苯肼比色法；
优选的，果胶采用吡啶比色法测定；
优选的，总花青素含量使用pH示差法；
优选的，所述矿质元素采用如下方法测定：精确称取1g的样品于消解罐中，按照1:4比例在消解罐中加入高氯酸和硝酸；将消解罐放入100℃恒温干燥箱中恒温1h，再于130℃下恒温两小时，取出，冷却；将消解后的样品液转入50mL容量瓶中用高纯水定容，留做备用；钙加10％氯化锶，消除干扰；同时做空白及各元素的标准工作液制作标准曲线，计算即得。
本发明还提供了一种用于果蔬品种筛选和果实品质改良的分析系统，包括：
果蔬成份检测系统：用于对目标果蔬化学成分、矿质元素含量进行测定，采集各项测定数据；
输入设备：用于将上述各项测定数据传输到处理器；
处理器：用于对各项测定数据进行核算，得出目标果蔬化学组分组群与矿质元素组群间的相互关系；
输出设备：用于将处理器核算后得出的相互关系进行输出。
优选的，所述核算方法包括：偏最小二乘法、主成分析法和典型相关分析法。
优选的，所述目标果蔬为果蔬、蓝莓或无花果中的一种。
与下述果桑相似，本发明的果蔬品种筛选和果实品质改良方法和分析系统还可用于多种常见水果、蔬菜。
更具体地，以果桑为例，本发明系统分析了13个果桑品种的化学组分和矿质元素，数据采用偏最小二乘法、主成分析法和典型相关分析法处理，结果表明桑葚果实中维生素C和可滴定酸可能是影响果实活性成分的关键成分，而锌和铜等矿质元素也起到相应作用，但对不同活性成分影响不一致。果实中芦丁、花青素、维生素C和可滴定酸呈显著的正相关性.可滴定酸含量是决定桑椹果实风味的重要因素之一，它对花青素、维生素C和芦丁的稳定起到重要作用。矿质元素中钙、镁、钾和硒呈显著正相关性，而另一个正相关群体为铜、铁和锌。典型相关分析结果显示化学组分与矿质元素具有密切的关联，即具有相互协同增加作用，也具有相互抑制作用；果实中还原糖、粗蛋白、粗脂肪和果胶与矿质元素关系密切。这些研究结果为果桑品种筛选和果实品质改良提供了参考依据和可借鉴的研究手段。
一种果桑品种筛选和果实品质改良方法，包括：
选择待测的果桑品种；
对待测的果桑品种化学组分、矿质元素含量进行测定，将结果表示为平均值和标准差，数据经标准化处理；
对上述化学组分、矿质元素指标进行回归分析；
分别对上述化学成分、矿质元素指标进行主成分分析，划分多个化学组分主成分和矿质元素主成分；
对上述的多个进行化学组分主成分和矿质元素主成分进行典型相关分析，获得化学组分的第一典型变量和矿质元素第一典型变量；
根据分析结果对果桑品种进行筛选或品质改良；
实际中，为了获得富含铁的果实，果农或研究人员可根据果蔬化学组分组群与矿质元素组群的关系调整施肥比例，进而有效地获得目标含量的果实产品。
所述化学组分为水分、粗脂肪、粗蛋白、还原糖、花青素、可滴定酸、果胶、维生素C、芦丁；
所述的矿质元素为铜、铁、钙、镁、锌、钾、硒。
果桑的果实品质特性改良和提升营养功效技术手段还是很缺乏。主要在于这些果桑品种果实中化学成分与活性成分的协调关系及矿质元素对这些组成成分的内在影响研究还很少。本研究以中国新兴果桑优良品种果实的一般化学成分、活性成分及矿质元素做为研究对象，系统分析比较在相同生长条件下，果实成熟时一般化学成分与活性成分的协调及相关性，矿质元素对果实一般化学成分和活性成分的内在影响，可以为果桑品种筛选和果实品质改良提供可靠的依据和支撑。
优选的，所述回归分析采用相关系数R2和交叉验证均方差RMSECV。
优选的，所述主成分分析利用软件SPSS20.0进行。
优选的，所述典型相关分析使用DPS7.0统计软件进行。
优选的，所述化学组分主成分为活性因子(f1)、水分(f2)、粗脂肪和果胶(f3)，其中，活性因子为维生素C，花青素，可滴定酸和芦丁。
优选的，所述矿质元素主成分为钙、镁、钾和硒(f4)，铜、铁和锌(f5)。
优选的，所述化学组分的第一典型变量：m1＝0.113f1+0.640f2+0.247f3。
优选的，所述矿质元素第一典型变量：n1＝0.913f4+0.087f5。
优选的，所述果桑的品种为椹莓098、白葚、白玉王、北方红、冰糖椹、草莓葚、大白椹、无核大十、韩国大白珍珠，红果1号，红果2号，日本甜椹或台湾果桑。
优选的，所述可溶性总糖和还原糖测定采用蒽酮比色法；
优选的，芦丁采用紫外比色法测定；
优选的，维生素C采用2,4-二硝基苯肼比色法；
优选的，果胶采用吡啶比色法测定；
优选的，总花青素含量使用pH示差法；
优选的，所述矿质元素采用如下方法测定：精确称取1g(精确到0.0001g)的样品于消解罐中，按照1:4比例在消解罐中加入高氯酸和硝酸；将消解罐放入100℃恒温干燥箱中恒温1h，再于130℃下恒温两小时，取出，冷却；将消解后的样品液转入50mL容量瓶中用高纯水定容，留做备用；钙加10％氯化锶，消除干扰；同时做空白及各元素的标准工作液制作标准曲线，计算即得。
本发明的有益效果
(1)为了研究中国果桑新品种群体果实中化学成分与活性成分的协调关系及矿质元素对这些组成成分的内在影响。本研究系统分析了13个果桑品种的化学组分和矿质元素，数据采用偏最小二乘法、主成分析法和典型相关分析法处理，结果表明：桑葚果实中维生素C和可滴定酸可能是影响果实活性成分的关键成分，而锌和铜等矿质元素也起到相应作用，但对不同活性成分影响不一致。果实中芦丁、花青素、维生素C和可滴定酸呈显著的正相关性。可滴定酸含量是决定桑椹果实风味的重要因素之一，它对花青素、维生素C和芦丁的稳定起到重要作用。矿质元素中钙、镁、钾和硒呈显著正相关性，而另一个正相关群体为铜、铁和锌。典型相关分析结果显示化学组分与矿质元素具有密切的关联，即具有相互协同增加作用，也具有相互抑制作用；果实中还原糖、粗蛋白、粗脂肪和果胶与矿质元素关系密切。这些研究结果为果桑品种筛选和果实品质改良提供了参考依据和可借鉴的研究手段。
(2)本发明分析方法简单、筛选、改良效率高、实用性强，易于推广。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是果桑样品中芦丁含量的预测值与测量值的线性回归图；
图2是芦丁对Ca,Zn,Fe,Mg,K,Cu,Se,维生素C，还原糖，粗蛋白，可滴定酸，粗脂肪和果胶的回归系数图；
图3是果桑样品中花青素含量的预测值与测量值的线性回归图；
图4是花青素对Ca,Zn,Fe,Mg,K,Cu,Se,维生素C，还原糖，粗蛋白，可滴定酸，粗脂肪和果胶的回归系数图；
图5是化学组分与矿质元素典型相关分析图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例1
1材料与方法
1.1材料：
本实验材料来源与山东夏津县果桑种植基地。采集时间，2014年6月，13个品种：椹莓098、白葚、白玉王、北方红、冰糖椹、草莓葚、大白椹、无核大十、韩国大白珍珠，红果1号，红果2号，日本甜椹和台湾果桑(表1)。
1.2药品：
蒽酮，葡萄糖，硫酸，氢氧化钠，盐酸，硫酸铜，硫酸钾，硫酸铵，甲烯兰，甲基红，过氧化氢，硒粉，硼酸，抗坏血酸，2，4二硝基苯肼，甲醇，乙醇，亚硝酸钠，硝酸铝，活性炭，柠檬酸，邻苯二甲酸氢钾；芦丁对照品，铜、铁、钙、镁、锌、钾、硒标准溶液。
2方法：
2.1化学成分测定。所有的化学成分分析进行三个重复。包括水分，粗蛋白质，脂肪，可滴定酸(AOAC,1990)。可溶性总糖和还原糖测定采用蒽酮比色法。芦丁采用紫外比色法测定。维生素C采用2,4-二硝基苯肼比色法。样品的维生素C含量采用比色法与2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)将样品在分光光度计在520nm的吸光度进行分析。果胶采用吡啶比色法测定(Pang Zhang Guo Fang Xie Jun Luo and Feng-Kui,2012)。
2.2花青素测定。总花青素含量(The total monomeric anthocyanin content,TMAC)使用pH示差法(Lee Durst and Wrolstad,2005,Souza Queiroz Borges andCarneiro,2012)，每个水果提取物在pH值1.0和pH值4.5缓冲区达到稀释相同的稀释。测定在510nm处并在两个pH值1.0和pH 4.5缓冲液700纳米的吸光度。然后，TMAC(表示在μ矢车菊素-3-葡萄糖苷计)为计算使用下面公式计算：
A＝(A510-A700)PH1.0-(A510-A700)PH4.5 (1)
TMAC＝(A×MW×DF×VE×1000)/(ε×1×M) (2)
其中MW是矢车菊素-3-葡萄糖苷的分子量(449g/mol)，DF是稀释因子，Ve是提取量，ε是矢车菊素-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数(29600)，M是所提取的浆果的质量。
2.3矿物质的测定。精确称取1g(精确到0.0001g)的样品于消解罐中，按照1:4比例在消解罐中加入高氯酸和硝酸。将消解罐放入100℃恒温干燥箱中恒温1h，再于130℃下恒温两小时，取出，冷却。将消解后的样品液转入50mL容量瓶中用高纯水定容，留做备用。钙加10％氯化锶，消除干扰。同时做空白及各元素的标准工作液制作标准曲线。测定元素包括铜、钙、镁、钾、铁、锌、硒、钠。
3统计分析
对于每个桑葚品种均进行了三次平行实验，并将结果表示为平均值和标准差，数据经标准化处理，Partial Least Squares method(PLS)and Principal ComponentAnalyses(PCA)were used to test the samples by Unscrambler software package(Version 9.7；CAMO,Trondheim,Norway).PLS was used to detect cause–effectrelationships，用相关系数R2和交叉验证均方差RMSECV对总酚、花青素与其他成分建立模型进行评价。使用DPS7.0统计软件进行典型相关分析法分析矿质元素与化学组分的关系与影响。
4结果
4.1化学组分及矿质元素分析
由表2可知，果桑品种的水分约在76.75－90.55％，粗脂肪在0.35－1.97％，粗蛋白在0.51－1.77％，还原糖在0.24－0.68％，花青素在0－0.34％，可滴定酸在1.10－5.84mg/g，果胶在2.88－6.13mg/g，维生素C在0.87－4.08mg/g，芦丁在0－0.32mg/g。其中花青素和芦丁可含量与果实颜色相协调一致，一般白色或浅色果实花青素和芦丁值均很低或为零。
由表3可知，铜在0－0.50μg/g，铁在7.72－30.13μg/g，钙在180.61－423.30μg/g，镁在13.96－34.04μg/g，锌在4.06－10.58μg/g，钾在87.70－208.44μg/g，硒在1.80－5.82μg/g.
4.2芦丁/花青素与其他化学成分的回归分析
各化学成分与芦丁的关系见图1，数据拟合后，PLS的主因子1占到75.69％，验证的结果表明RMSECV很低为0.0192，相关系数达到0.999。锌、维生素C和可滴定酸与芦丁呈明显正相关，钙和硒正相关性弱；而铁、镁、钾、还原糖和果胶与芦丁呈明显负相关，铜、粗蛋白和粗脂肪影响负相关性弱(图2)。
各化学成分与花青素的关系见图3，数据拟合后，PLS的主因子1占到63.73，验证的结果表明RMSECV为0.192，相关系数达到0.963。可滴定酸、维生素C铜和粗蛋白与花青素呈明显正相关；而铁、粗脂肪、果胶、锌和钙等与总酚呈负相关，锌、硒、钾等负相关性弱(图4)。
因此，维生素C和可滴定酸可能是影响果实活性成分的关键成分，而锌和铜等矿质元素也起到相应作用，但对不同活性成分影响不一致。
4.3化学组分与矿质元素的典型相关性分析
4.3.1化学组分的主成分分析
利用软件SPSS20.0对9个化学组分指标进行主成分分析(表2)。结果显示KMO值为0.691，Sig为0.093，说明这些指标数据可以主成分分析。然后，按照特征值大于1的原则重新选择主成分个数，运用方差极大正交旋转方法得出了3个主成分(见表4)，它们共同解释了样本总体信息的80.60％。
其中，第一个主成分有维生素C，花青素，可滴定酸和芦丁等4个指标。根据指标与第一主成分的载荷系数，可以命名为“活性因子”主成分，它解释了样本信息的36.24％。第二个主成分为还原糖、粗蛋白2个指标。它解释了样本信息的23.39％。第三个主成分包括粗脂肪和果胶2个指标。它解释了样本信息的20.96％。
4.3.2矿质元素的主成分分析
利用软件SPSS20.0对7个矿质元素指标进行主成分分析(表3)。结果显示KMO值为0.662，Sig为0.000，说明这些指标数据可以主成分分析。然后，按照特征值大于1的原则重新选择主成分个数，运用方差极大正交旋转方法得出了2个主成分(见表5)，它们共同解释了样本总体信息的86.871％。
其中，第一个主成分包括钙、镁、钾和硒等4个指标。它解释了样本信息的52.444％。第二个主成分包括铜、铁和锌等3个指标，根据指标与第二主成分的载荷系数，它解释了样本信息的34.427％。
4.3.3获取主成分的典型相关性分析
根据统计资料，从上述主成分分析得到化学组分主成分3个，分别是活性因子(f1)、水分(f2)、粗脂肪和果胶(f3)；另有矿质元素主成分2个，分别是钙等4个矿质元素(f4)与铜等3个矿质元素(f5)。将这5个主成分进行典型相关分析，分析化学组分与矿质元素的协同关联机制。
由于在主成分分析过程中采用了方差极大正交旋转法，因此，来自同一组主成分分析下的各个主成分之间相关系数为零，说明每一个主成分均具有绝对的不可替代性。化学组分主成分f1与矿质元素主成分之间有一定的负相关性，说明维生素C、花青素、芦丁和可滴定酸含量受到矿质元素的弱抑制作用。而f2/f3与f4有正相关，说明还原糖、粗蛋白、粗脂肪和果胶与矿质元素关系密切(表6)。
如表7所示。第一对典型变量通过显著性检验(a＝0.01)，典型相关系数为0.859，第二对典型变量没有通过显著性检验(a＝0.01)，典型相关系数为0.401。因此，化学组分与矿质元素之间存在着典型相关关系，可以取第一对典型变量进行典型关系分析(表7)。
为了分析两组主成分在形成典型变量时的相对作用大小，需要考察来自化学组分的第一典型变量：m1＝0.113f1+0.640f2+0.247f3。
对于化学组分的第一典型变量，各主成分的系数中f2影响最明显，表示还原糖和粗蛋白对果实的品质影响明显，为0.640，其次为f3，系数为0.247，f1的系数最小，为0.113。来自矿质元素第一典型变量：n1＝0.913f4+0.087f5。很明显，对于矿质元素的第一典型变量，两个主成分的系数中钙、镁、钾和硒4项元素影响最大，因此可以表示为桑葚的主要效应矿质元素。
结构分析主要依据主成分在典型变量上的负载系数，如图5所示。f1，f2，f3在化学组分的第一典型变量上负载系数不均衡，还原糖和粗蛋白对化学组分的第一典型变量相关程度很高。f4和f5在矿质元素的第一典型变量n1上负载系数也明显差异，f4对矿质元素的第一典型变量影响显著。由于第一对典型变量之间的相关度达到0.859，说明还原糖和粗蛋白与钙等4中矿质元素协调影响显著。
5讨论与结论
中国果桑的新品种群体果实化学成分和矿质成分分析表明果桑果实的营养价值非常好，但品种间成分差异明显。其中果桑的果实活性成分因功效显著一直受到科学工作者的重视，花青素和芦丁多次被作为重点研究对象进行了比较和分析。本文研究同样表明深色桑椹的红果2号品种的芦丁可达到0.32mg/g，这个结果数值上显著的高于Natic′的芦丁分析结果(
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Papetti
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Ognjanov
Figure BDA0001272894720000094
and
Figure BDA0001272894720000095
2015)；同样红果2号的花青素含量为0.34g/100g，而浅色品种白椹的花青素检测不出。与其他文献比较，可知芦丁和花青素表现出相似的结论(
Figure BDA0001272894720000101
Papetti
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Ognjanov
Figure BDA0001272894720000103
and
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2015,Donno Cerutti Prgomet Mellano and Beccaro,2015)。
桑树水果的植物化学物质组成仍然是一个有趣的和有用的任务。特别是为了寻找新的有前途的来源天然抗氧化剂(Wang Xiang Wang Tang and He,2013,Kara and
Figure BDA0001272894720000105
2013)。已有研究表明桑椹果实富含植物活性化合物如酚类物质，黄酮类化合物，芦丁和花青素(葡萄糖苷、矢车菊素-3-芸香糖苷和cyanidin-3-sophoroside)。其中芦丁和花青素是桑椹的主要活性成分。芦丁为黄酮类化合物，具有降低毛细血管脆性，改善微循环的作用，在临床上主要用于糖尿病、高血压、高血糖等的辅助治疗(Fernandes Novelli OkoshiOkoshi Muzio
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and Junior,2010,Duarte Carvalho Gadelha and Braga,2014)。花青素是一种强有力的抗氧化剂，它能够保护人体免受一种自由基损伤，花青素的自由基清除能力远高于VE和VC(Jiang and Nie,2014)。本文研究结果也表明，果桑花青素和芦丁同时受到维生素C和可滴定酸的显著影响，而锌对芦丁影响明显，铜对花青素影响明显。这为果桑果实品质的改良提供了良好的研究指导。
同时本文的主成分分析结果显示，桑葚果实中芦丁、花青素、维生素C和可滴定酸呈显著的正相关性.可滴定酸含量是决定桑椹果实风味的重要因素之一，它对花青素、维生素C和芦丁的稳定起到重要作用。在酸度降低的情况下，花青素等容易降解。桑椹果实这4中成分是果实品质的重要指标，尤其是影响果实颜色，花青素和芦丁含量高的果实颜色深，这些深色品种的品质被认为要好于浅色的品种。此外，桑椹果胶做为一种水溶性膳食纤维。由于其不被人体肠道吸收但有益与肠道菌群生长和矿质元素吸收，消除多余未消化脂肪、胆固醇、重金属等化学物质毒害而受到人们的关注(Lei Davis Fang and Young,1980,Contrerasesquivel Aguilar Montanez Brandelli Espinozaperez and Renard,2010,Brouns Theuwissen Adam Bell Berger and Mensink,2012)。
桑椹的抗氧化性与花青素和芦丁的含量存在正的相关性，因此如何提高这些活性成分含量是一个非常感兴趣的方向。其中矿质元素对提高果实品质和活性成分的影响是研究的热点之一，以往的工作往往集中在品种间或生长条件如土壤、光照等因素引起的矿质元素变化，但很少与这些活性成分进行内在关系的分析和讨论。在这项研究，对七种人体健康关联的矿质元素进行了测定并与其他化学成分进行了关联分析，结果显示果桑中钙、镁、钾和硒呈显著正相关性，而另一个正相关群体为铜、铁和锌。这些矿质元素均对人体健康有重要作用。其中硒是人体中重要的微量元素，抑制由于多元不饱和脂肪在体内分解而引起的癌细胞生长方面有很好的效用，因此，硒是一种很好的防癌、抗癌的微量元素。同时硒与VC在抗氧化方面由于具有协同作用而提高了桑椹的保健功效(L.Garciabanuelos andSanchez,2011)。从人体需要营养分析，桑椹的花青素、芦丁、钙、硒、铁和果胶等含量丰富值得关注的。因此，基于桑椹丰富和有益的营养成分，可以说它是一种有价值的园艺产品。
本文典型相关分析结果显示还原糖、粗蛋白、粗脂肪和果胶等成分与矿质元素具有密切的关联，具有相互协同增加作用；矿质元素总体上对活性成分积累关联性不明显，但硒、铜对活性成分的显著影响。这些研究结果为今后桑椹的果实品质改良和营养价值开发提高了理论依据。同时也为桑椹生长条件和管理技术，优良营养价值的桑椹品种进一步研究和筛选提供了项目主题。
表1选育及引种果桑品种
Table Bred and introduction of mulberry varieties
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表2果桑果实的化学组分分析
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注：水分、粗脂肪、粗蛋白、还原糖和花青素单位为g/100g，可滴定酸、果胶、维生素C和芦丁单位为mg/g。
表2果桑果实的化学组分分析(续)
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表3果桑果实的矿质元素比较分析(μg/g)
Figure BDA0001272894720000133
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表4化学组分主成分分析
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表5矿质元素主成分分析
Figure BDA0001272894720000152
表6主成分相关系数
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表7典型相关系数与检验
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以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种果桑品种筛选和果实品质改良方法，其特征在于，包括：
选择待测的果桑品种；
对待测的果桑品种化学组分、矿质元素含量进行测定，将结果数据进行分析，得相应化学组分主成分组群和矿质元素主成分组群间的类群关系；
根据上述的类群关系对待测果桑的品种进行筛选或对果实品质进行改良；
所述分析的具体步骤包括：
将结果数据表示为平均值和标准差，并经标准化处理，记为化学组分、矿质元素指标；
对上述化学组分、矿质元素指标进行回归分析；
分别对上述化学组分、矿质元素指标进行主成分分析，划分多个化学组分主成分组群和矿质元素主成分组群；
对上述的多个进行化学组分主成分组群和矿质元素主成分组群进行典型相关分析，得相应组群间的类群关系；
所述化学组分包括：水分、粗脂肪、粗蛋白、还原糖、花青素、可滴定酸、果胶、维生素C、芦丁；
所述的矿质元素包括：铜、铁、钙、镁、锌、钾、硒；
所述回归分析采用相关系数R2和交叉验证均方差RMSECV；
所述主成分分析利用软件SPSS20.0进行；
所述典型相关分析使用DPS7.0统计软件进行；
所述化学组分主成分为f1：活性因子、f2：水分、f3：粗脂肪和果胶，其中，活性因子为维生素C，花青素，可滴定酸和芦丁；
所述矿质元素主成分为f4：钙、镁、钾和硒，f5：铜、铁和锌；
所述化学组分的第一典型变量：m1＝0.113f1＋0.640f2＋0.247f3；
所述矿质元素第一典型变量：n1＝0.913f4＋0.087f5；
第一对典型变量之间的相关度为0.859；
可溶性总糖和还原糖测定采用蒽酮比色法；
芦丁采用紫外比色法测定；
维生素C采用2,4-二硝基苯肼比色法；
果胶采用吡啶比色法测定；
总花青素含量使用pH示差法；
所述矿质元素采用如下方法测定：精确称取1g的样品于消解罐中，按照1:4比例在消解罐中加入高氯酸和硝酸；将消解罐放入100℃恒温干燥箱中恒温1h，再于130℃下恒温-2h ，取出，冷却；将消解后的样品液转入50mL容量瓶中用高纯水定容，留做备用；钙加10％氯化锶，消除干扰；同时做空白及各元素的标准工作液制作标准曲线，计算即得。
2.一种基于权利要求1所述果桑品种筛选和果实品质改良方法的分析系统，其特征在于，包括：
果桑成分检测系统：用于对目标果桑化学组分、矿质元素含量进行测定，采集各项测定数据；
输入设备：用于将上述各项测定数据传输到处理器；
处理器：用于对各项测定数据进行核算，得出目标果桑化学组分组群与矿质元素组群间的相互关系；
输出设备：用于将处理器核算后得出的相互关系进行输出。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述核算方法包括：偏最小二乘法、主成分析法和典型相关分析法。
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