采收技术论文范文

2022-05-09

评职称或毕业的时候,都会遇到论文的烦恼,为此精选了《采收技术论文范文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。摘要:以金艳、金丰李为试材,用高效液相色谱法(HPLC)测定不同采收期糖酸组分及含量,分析其动态变化和相关性。

第一篇:采收技术论文范文

山银花(灰毡毛忍冬)适宜采收期研究

[收稿日期] 2014-01-24

[基金项目] 重庆市科技惠民项目(CSTC2013jcsf1009);重庆市卫生局中医药科技项目(ZY20132070);四川省科技成果转化项目(2013SC0021);科技部科技惠民项目(2013GS500102)

[通信作者] *李隆云,研究员,主要从事中药材种植与质量评价研究,Tel:(023)89029118,E-mail:lilongyun8@163.com

[摘要] 为了确定山银花(灰毡毛忍冬)的适宜采收期,测定不同发育时期的花蕾外观形态、产量和质量,比较一日内不同时段采摘花蕾的质量。结果表明,开花型和花蕾型灰毡毛忍冬不同发育阶段的花蕾外观形态具有较大的差异;随着花蕾发育,产量逐渐增加;开花型灰毡毛忍冬花蕾开放后(银花期、金花期)绿原酸含量极显著降低,开花前(幼蕾期、青色期、大白期)质量无显著差异;花蕾型灰毡毛忍冬黄白期灰毡毛忍冬皂苷乙显著降低,幼蕾期和青白期质量无显著差异。一日内不同时段采摘的灰毡毛忍冬绿原酸和3,5-二咖啡酰奎宁酸含量有显著差异。开花型灰毡毛忍冬的适宜采收期为大白期,采摘时段为10:00以前和18:00以后,花蕾型灰毡毛忍冬的适宜采收期为青白期,采摘时段为8:00以前和18:00以后。

[关键词] 灰毡毛忍冬;采收期;产量;绿原酸;3,5-二咖啡酰奎宁酸;灰毡毛忍冬皂苷乙;川续断皂苷乙

灰毡毛忍冬Lonicera macranthoides是我国重要大宗药材山银花的基原植物之一,花蕾含有有机酸、黄酮类、皂苷类等化学成分,具有清热解毒,凉散风寒的功效,社会需求量极高[1-2]。灰毡毛忍冬生态适应性强、产量高、绿原酸和皂苷等活性成分含量高,在重庆、湖南、贵州、四川等地广泛种植[3]。

药材采收是中药材生产中的重要环节,直接影响着药材的质量与产量[4]。灰毡毛忍冬花蕾簇生,花期短,采收集中方便是其主要的农艺特征,一般采收期8~12 d,但若采收不适时,会导致减产或影响药材质量。本研究分别选取开花型和花蕾型2种灰毡毛忍冬品种,观测不同时期花蕾的外观形态、产量和质量,以及一日内不同采摘时期的花蕾质量,从而确定灰毡毛忍冬的适宜采收期。

1 材料

开放型灰毡毛忍冬选用野生混合种群,取自重庆市秀山县钟灵乡马路村种植基地;花蕾型灰毡毛忍冬选用“渝蕾1号”良种,取自秀山县清溪镇南龙村种植基地。不同花蕾发育阶段和一日内不同采摘时段均取至长势良好、无病虫害、有代表性的单株,每处理重复3次。采摘的花蕾及时采用蒸气杀青干燥方法加工[5]。

绿原酸、咖啡酸和木樨草苷对照品购自中国食品药品检定研究院,批号分别为110753-200413,110885-200102,111720-200602。3,5二咖啡酰奎宁酸、灰毡毛忍冬皂苷乙和川续断皂苷乙对照品购自成都曼思特生物科技有限公司,纯度>98%(HPLC)。流动相为色谱纯,其余试剂为分析纯。

岛津LC-20AT高效液相色谱仪,SPD-M20A二极管阵列检测器,Lcsolution色谱工作站;Alltech ELSD 2000ES蒸发光散射检测器。

2 方法

2.1 绿原酸、咖啡酸、木樨草苷、3,5二咖啡酰奎宁酸含量测定

2.1.1 色谱条件 phenomenex Synergi Hydro-RP 80A C18色谱柱(4.6 mm×250 mm, 4 μm);流动相为乙腈(A)-0.1%磷酸水溶液,梯度程序:0~10 min,14%A;10~20 min,14%~20%A;20~30 min,20%A;30~45 min,20%~90%A;45~60 min,90%~14%A。流速1.0 mL·min-1;检测波长327 nm,322 nm,354 nm。

2.1.2 线性关系考察 精密称取绿原酸、咖啡酸、木樨草苷和3,5二咖啡酰奎宁酸对照品适量,分别加甲醇制成含绿原酸0.49 g·L-1,咖啡酸0.21 g·L-1,木犀草苷0.24 g·L-1,3,5二咖啡酰奎宁酸0.16 g·L-1对照品溶液。分别吸取以上4种对照品溶液各0.5,1,5,10,20 μL进样分析。以进样量(X)为横坐标,峰面积(Y)为纵坐标,进行线性回归,绿原酸回归方程Y= 2.275 079e-007X+2.765 879 7e-003,r=0.999 9,线性范围为24.5~980 g·L-1;咖啡酸回归方程Y=2.591 248e-007X+6.364 204e-003,r=0.999 8,线性范围为10.5~420 g·L-1;木樨草苷回归方程Y=1.793 146e-007X-9.420 646e-004,r=0.999 9,线性范围为12~480 g·L-1;3,5二咖啡酰奎宁酸回归方程Y=3.189 356 2e-007X+2.734 681 5e-003,r=0.999 9,线形范围为8~320 g·L-1;

2.2 灰毡毛忍冬皂苷乙、川续断皂苷乙含量测定

2.2.1 色谱条件 参照《中国药典》2010年版第一部山银花项下含量检测方法[1]。

2.2.2 线性关系考察 精密称取灰毡毛忍冬皂苷乙对照品、川续断皂苷乙对照品适量,加50%甲醇溶解制成灰毡毛忍冬皂苷乙0.7 g·L-1、川续断皂苷乙0.2 g·L-1的对照品溶液。

分别精密吸取对照品溶液2,10 μL,供试品溶液5~10 μL,注入液相色谱仪,测定,以外标两点法计算绿原酸的含量,以外标两点法对数方程计算灰毡毛忍冬皂苷乙、川续断皂苷乙的含量。

3 结论

3.1 不同发育阶段花蕾外观形态和产量

通过田间调查发现,灰粘毛忍冬从4月中下旬始现蕾到6月中旬花蕾凋谢,一般30~45 d。不同类型品种之间花蕾发育具有较大的差异,其中开花型灰毡毛忍冬花蕾发育阶段分为幼蕾期、青花期、大白期、银花期、金花期和凋花期,花蕾型灰毡毛忍冬花蕾发育阶段分为幼蕾期、青白期、黄白期和凋花期,各发育阶段的外观形态见表1。

灰毡毛忍冬各发育阶段鲜花重、干花重和折干率见表2。随着花蕾发育,开花型和花蕾型灰毡毛忍冬100朵花的鲜重和干花重均逐渐增加,折干率逐渐降低,产量逐渐增加。凋花期由于部分花蕾脱落,产量显著降低。

3.2 不同发育阶段花蕾的质量

灰毡毛忍冬花蕾的不同发育阶段质量检测结果见表3,其中开花型灰毡毛忍冬花蕾开放前(幼蕾期、青花期、大白期)与开放后(银花期、金花期)质量存在极显著差异,青花期绿原酸质量分数最高8.44%,与幼蕾期、青色期和大白期含量无显著差异,银花期、金花期绿原酸含量极显著降低,分别达 5.56%,4.64%。3,5二咖啡酰奎宁酸、灰毡毛忍冬皂苷乙、川续断皂苷乙含量基本随花蕾发育降低,金花期含量达到最低值。不同发育阶段咖啡酸和木樨草苷含量无显著差异。

花蕾型灰毡毛忍冬绿原酸含量随花蕾发育降低,但无显著差异。3,5二咖啡酰奎宁酸和灰毡毛忍冬皂苷乙含量随发育阶段逐渐降低。不同发育阶段咖啡酸、木樨草苷和川续断皂苷乙含量无显著差异。

3.3 一日内不同采收时段花蕾质量

一日内从8:00至18:00,在不同时段分别采收开花型灰毡毛忍冬同一单株的大白期花蕾和花蕾型灰毡毛忍冬同一单株的青白期花蕾,不同采收时段花蕾的质量见表4,5。开花型灰毡毛忍冬8:00采收的花蕾绿原酸含量最高,质量分数达8.96%,中午到下午绿原酸含量降低,18:00采收质量分数回升至8.79%;8:00,10:00,18:00采收的花蕾3,5二咖啡酰奎宁酸含量极显著高于12:00,14:00,16:00采收的花蕾;一日内不同采收时段采收的花蕾咖啡酸、木樨草苷、灰毡毛忍冬皂苷乙和川续断皂苷乙含量无显著差异。

花蕾型灰毡毛忍冬18:00采收的花蕾绿原酸含量最高,质量分数达7.59%,与8:00,16:00采收的花蕾绿原酸含量无显著差异,极显著高于12:00采收的花蕾;8:00,18:00采收的花蕾3,5二咖啡酰奎宁酸含量极显著高于10:00,12:00,14:00,16:00采收的花蕾;一日内不同采收时段采收的花蕾咖啡酸、木樨草苷、灰毡毛忍冬皂苷乙和川续断皂苷乙含量无显著差异。

4 讨论

灰毡毛忍冬花期短,花期植株生长发育较快,花的外部形态、产量和质量都有着明显的变化,从本实验中也可看出不同采收期的灰毡毛忍冬药材产量和质量均有显著差异,因此对灰毡毛忍冬不同采收标准进行深入研究,对于药材合理采收、提高药材产量和保证质量稳定具有深远意义。

灰毡毛忍冬生产区域广、产地生产生态环境差异大,以月度和时间作标准往往不能客观准确的反映适应的采收期。以重庆市秀山县为例,低海拔地区(450 m左右)在6月初采收,中等海拔地区(700~800 m)在6月中下旬采收,高海拔地区(1 000 m以上)在6月底7月上中旬采收。同时采收期花的发育速度较快,且随气温、光照、地形、雨水等自然条件变化。曾有报道比较形态、采收期及开花率3种采集标准, 发现花蕾形态为标准最优[6]。植物物候变化的实质是植物生长发育与环境条件的关系表征,体现植物体内初生和次生代谢产物对环境变化的适应[7]。植物物候期更为适用于探讨较大区域的中药材采收共性规律[8]。

药材适宜采收期确立的基本原则是质量最优和产量最大化[7]。研究表明:2种类型的灰毡毛忍冬都随着花蕾发育,产量逐渐增加;开花型灰毡毛忍冬花蕾开放后(银花期、金花期)绿原酸含量极显著降低,开花前(幼蕾期、青色期、大白期)质量无显著差异;花蕾型灰毡毛忍冬黄白期灰毡毛忍冬皂苷乙显著降低,幼蕾期和青白期质量无显著差异。根据一日内不同时段采收的灰毡毛忍冬花蕾质量检测结果表明,不同时段采收显著影响灰毡毛忍冬药材的绿原酸和3,5-二咖啡酰奎宁酸。因此建议开花型灰毡毛忍冬的最佳采收期为大白期,采摘时段为10:00以前和18:00以后,花蕾型灰毡毛忍冬的最佳采收期为青白期,采摘时段为8:00以前和18:00以后。

目前灰毡毛忍冬的栽培品种约10余种[9-12],各品种间存在一定的形态、品质差异,主要可分为开花型和花蕾型2种类型,本研究分别选取2种类型的典型品种做对比研究,以全面地探讨灰毡毛忍冬的适宜采收期。

[参考文献]

[1] 中国药典.一部[S].2010.

[2] 陈君,许小方,柴兴云,等. 灰毡毛忍冬花蕾的化学成分[J]. 中国天然药物, 2006, 4(5): 347.

[3] 肖聪颖,汪冶,田兰,等. 关于《中国药典》金银花、山银花标准的几点修订建议[J]. 中国中药杂志,2011,36(10):1406.

[4] 任德权, 周荣汉. 中药材生产质量管理规范( GAP) 实施指南[M].北京: 中国农业出版社, 2003.

[5] 庞有伦,佘小明,周玉华,等. 金银花机械烘干工艺与设备研究[J].南方农业,2008,2(2):66.

[6] 贾晓东,赵兴增,王鸣,等. 不同采收方法对灰毡毛忍冬药材质量的影响[J]. 现代中药研究与实践,2006,20(3):38.

[7] 段金廒,严辉,宿树兰,等. 药材适宜采收期综合评价模式的建立与实践[J]. 中草药, 2010,41(11):1755.

[8] 李化,黄璐琦,杨滨. 论植物物候学指导中药材采收期的研究[J]. 中国药学杂志,2008,43(19):1441.

[9] 吴叶宽, 李隆云, 马鹏. 金银花丰产优质种植技术[M]. 北京: 中国三峡出版社农业局科教出版中心, 2009: 14.

[10] 王晓明,罗金塔,宋庆安, 等. 金银花(灰毡毛忍冬)新品种的选育[J]. 湖南林业科技, 2004,31(6):15.

[11] 韩丰,张建攀,张杰. 3个金银花品种的比较[J]. 农技服务, 2010, 27(11) : 1456.

[12] 王珊,周日宝,潘清平,等. 利用ISSR和RAPD标记技术分析灰毡毛忍冬种质资源的遗传多样性[J]. 中医药导报, 2011,17(11):64.

作者:李隆云 张应 马鹏 吴叶宽

第二篇:不同采收期李果实糖酸组分分析

摘要:以金艳、金丰李为试材,用高效液相色谱法(HPLC)测定不同采收期糖酸组分及含量,分析其动态变化和相关性。结果表明,随着成熟度增加,2个李品种蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇含量均呈上升趋势,在九成熟时达最高值;酸含量变化趋势在品种间有差异,金艳的总酸含量随着成熟度的增加呈先增后降趋势,而金丰的总酸含量随着成熟度的增加而增加;相关性分析显示,山梨醇与总糖含量相关性最强(r=0.880),构成李果实总糖的最重要部分。综合分析认为,鲜食的金艳可在八成熟至九成熟采收,金丰则需在九成熟采收。

关键词:采收期;李果实;糖酸组分;糖酸比

李果实营养丰富、酸甜可口,能加工果干、果脯和罐头等众多种类,深受众多消费者喜爱[1]。果实品质直接影响市场竞争力,品质评价是果实选优和良种选育的重要依据[2-3]。随着果实成熟,色、香、味发生明显改变,最终达到人们消费需求的食用品质,而食用品质的改变主要是由于糖类和酸类物质转化引起,糖和酸的组成和含量是影响果实口感的重要因素之一[4-8]。有研究表明,有机酸是评价新鲜李果实质量的重要指标,不同品种果实中所含的有机酸含量具有明显差别,其主要作用是抑制O2的积累,延缓H2O2含量的降低,增强抗氧化酶的活性以及增加相关抗衰老蛋白或防御蛋白的表达等[9-11]。此外,果实糖酸比决定口感和香气,对水果的整体质量起着至关重要的作用[12-14]。

本研究采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)对金艳、金丰2个李品种在不同采收期的糖、酸组分进行测定,并分析其动态变化和相关性,为了解果实的营养风味特征和适期采收提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

李果实采自山东省果树研究所泰东基地(117°01′09″E 、36°12′55″N),树龄11年生,砧木为毛樱桃,树形为“V”字形,株行距2.0 m×4.0 m,南北行向,土壤为平原沙壤土,pH值6.9,有机质含量1.3%,有效氮含量95 mg/kg,有效磷含量 59 mg/kg,有效钾含量15 mg/kg,灌溉条件良好,管理水平中等偏上。

不同采收期设七成熟、八成熟和九成熟3个阶段,随机选取5株树,在树冠外围中上部随机采取色泽相近、成熟度一致的健康果实50个,放入带有冰块的泡沫箱运回实验室进行测定分析,常规测定后(相关指标见表1)取果肉,铝箔纸包裹,液氮速冻,贮存在-80 ℃冰箱中,用于分析糖酸组分。

蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇、草酸、酒石酸、苹果酸、乙酸、柠檬酸、琥珀酸、丙酮酸等标准品均购自上海源叶生物科技有限公司;乙腈、甲醇均购自德国Meker公司;磷酸、磷酸二氢钾均购自天津市风船化学试剂科技有限公司;高效液相色谱仪美国Agilent公司,型号为1100。

1.2 试验方法

参照Hwang等的提取方法[15],糖类与有机酸类提取稍有改动。有机酸类提取步骤:称取约0.2 g样品,在样品中加入0.5 mL预冷的去离子水,移入EP管内,超声提取60 min,离心取上清液,残渣用0.2 mL去离子水超声20 min 离心取上清 合并上清,用去离子水定容至1 mL,混匀,经0.22 μm水相微孔滤膜进行过滤后待测。

糖类提取步骤:称取约0.2 g样品,研磨过夜浸提,4 ℃、8 500 r/min离心10 min,取上清液,调节pH值至5~9,使用0.22 μm水相微孔滤膜过滤到带有内衬管的样品瓶待测。

糖类测定条件:使用Agilent 1100高效液相色谱仪,Kro-masil NH2(250 mm×4.6 mm)色谱柱,流动相为纯水,流速0.6 mL/min,RID-10 示差检测器,柱温80 ℃,进样量10 μL,测定时间30 min。

有机酸类测定条件:使用Kromasil C18反相色谱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相的配置为1.56 g磷酸二氢钠溶于800 mL水中,加入16 mL甲醇,用磷酸调节溶液pH值为2.8,进样量10 μL,流速 0.8 mL/min,柱温25 ℃,走样时间为20 min,紫外波长214 nm,使用外标法进行定量。

总糖=蔗糖+葡萄糖+果糖+山梨糖醇;总酸=草酸+酒石酸+苹果酸+乙酸+柠檬酸+琥珀酸+丙酮酸;糖酸比=总糖/总酸。

1.3 數据分析

采用Excel 2016、SPSS 19.0软件进行数据统计与分析,Origin 2018软件进行作图分析,Duncan's法(P<0.05)进行均值间的比较,采用Pearson相关系数法进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同采收期李果实糖含量动态变化

如表2所示,随着成熟度增加,2个李品种各种糖含量均呈上升趋势,于九成熟时达最高值。其中,葡萄糖含量在总糖中的占比最高,在九成熟时金艳、金丰的葡萄糖含量分别占总糖含量的31.45%、40.87%;其次为果糖,九成熟时金艳、金丰的果糖含量约占总糖含量的21.83%、26.01%;再次为山梨醇,而蔗糖对总糖的贡献最小。在金艳中,蔗糖和山梨醇含量在成熟过程中迅速增加,九成熟的蔗糖和山梨醇含量分别为七成熟时的2.58倍、1.55倍;金丰李的山梨醇含量随果实成熟迅速积累,九成熟的山梨醇含量为七成熟时的1.24倍,而蔗糖含量则增长缓慢,九成熟的蔗糖含量仅为七成熟时的1.19倍。在九成熟,金艳李的总糖含量和蔗糖含量均明显高于金丰李,因此金艳的口感甜度要高于金丰。

2.2 不同采收期李果实酸含量动态变化

如表3所示,随着成熟度增加,金艳李总酸含量呈先升后降趋势,金丰李总酸含量呈持续上升趋势。其中苹果酸在总酸中的占比很高,在九成熟时金艳、金丰的苹果酸含量分别占总酸含量的90.84%、92.10%;其次为柠檬酸,九成熟时金艳、金丰的柠檬酸含量约占总酸含量的4.47%、3.02%;琥珀酸含量最少,金艳的琥珀酸含量仅占总酸含量的0.08%~0.18%,金丰的琥珀酸含量仅占总酸含量的0.08%~0.25%。在九成熟时,金丰李的总酸含量明显高于金艳李,因此金丰的口感酸度要高于金艳。

2.3 不同采收期李果实糖酸比动态变化

由图1可知,金艳李糖酸比随果实成熟呈先降后升趋势,金丰李则正好相反,呈先升后降趋势。在七成熟时,2个品种糖酸比分别为7.44、7.17,仅相差0.27;八成熟时,由于金艳中苹果酸迅速积累,导致糖酸比降至6.71,而金丰的糖积累大于酸积累,糖酸比升至7.57;九成熟时,金艳李由于蔗糖和山梨醇的迅速积累,使糖酸比迅速升高,而金丰李在该阶段酸积累远大于糖积累,使糖酸比降至6.76,达到3个采收阶段的最低值。

2.4 不同品种李果实糖酸组分含量的相关性分析

相关性分析(表4)表明,糖、酸组分之间存在一定相关性。其中总糖与蔗糖、山梨醇呈极显著正相关关系,与山梨醇相关性较强(r=0.880);葡萄糖与山梨醇呈极显著正相关关系,相关系数为0.601。总酸与苹果酸之间为极显著正相关关系,相关系数高达0.999;与酒石酸存在显著正相关关系,相关系数为0.549。丙酮酸和琥珀酸之间存在极显著正相关关系,相关系数为0.596。总糖与柠檬酸以及总酸与葡萄糖之间存在极显著正相关关系,相关系数分别为0.756、0.645;蔗糖与草酸间存在显著正相关关系,与乙酸间存在极显著负相关关系,相关系数分别为0.560、-0.864;葡萄糖与酒石酸、苹果酸和乙酸间存在极显著正相关关系,相关系数分别为0.871、0.624、0.595,与草酸间存在极显著负相关关系,相关系数-0.802;山梨醇与柠檬酸间存在极显著正相关关系,相关系数为0.812,与酒石酸间存在显著正相关,相关系数为0.559。以上分析说明,不同品种李果实中的糖酸间存在一定的相关性,其含量综合影响果实的风味。

3 讨论与结论

3.1 不同采收期李果实中糖酸动态变化

研究表明,不同品种李果实随着成熟度的增加,糖含量呈现逐渐上升的趋势,在九成熟时达到最高点,这说明李果实不同种类糖组分均在果实的发育后期进行积累,应该与果实中淀粉逐渐转化成糖,或者是由于相关酶活性增加有关,与前人研究结果[16-17]一致。在有机酸含量变化中,金艳果实的总酸含量随着成熟度的增加先增加后降低,而金丰果实中的总酸含量则呈现增加趋势,存在品种差异,进而使其在九成熟时糖酸比差异明显。通过相关性分析,总糖与蔗糖、山梨醇呈极显著正相关,总酸与苹果酸呈极显著正相关,与酒石酸呈显著正相关,这说明不同糖酸间的含量变化具有相关性,针对其代谢关系需要进一步进行机制探讨。

3.2 成熟期李果实中糖酸构成特点

评价果实品质的主要营养物质是糖酸含量及其种类[18],已有研究表明,甜樱桃果实中葡萄糖含量最高,果糖含量最少,有机酸以苹果酸为主[19];番茄果实中主要包括葡萄糖、果糖、蔗糖、半乳糖等糖类物质,主要有机酸为柠檬酸[20];越橘果实中以葡萄糖和果糖为主,柠檬酸为主要有机酸[21]。李子果实中主要糖类物质为葡萄糖,其次是山梨醇,蔗糖和果糖含量较低;主要有机酸为苹果酸,其次是柠檬酸、乙酸,酒石酸、草酸、丙酮酸和琥珀酸含量较低。本研究结果与先前学者研究[22-23]具有一致性,说明果实中糖酸含量和种类与李果实的品质具有一定的关联性。

3.3 李果实中糖酸比动态变化

研究表明,糖酸比作为评价果实品质与风味的主要指标,其在李果实发育期不断变化,且不同品种间的糖酸比变化趋势具有差异性,不同采收期糖酸比也存在较大的差别,进而影响果实最终成熟的口感。根据试验结果,鲜食的金艳宜在八成熟至九成熟采收,金丰作为深加工的原料,八成熟的金丰果实远销各地,九成熟的金艳就地销售,从而提高李子果实的利用率,增加经济收入。

参考文献:

[1]王海青,龙忠伟,王艳辉. 辽西晚红李子加工用果丰产栽培技术[J]. 防护林科技,2018(2):81,84.

[2]包九零,乔 光,刘沛宇,等. 不同品种大樱桃果实品质的评价[J]. 华中农业大学学报,2016,35(3):12-16.

[3]Megías-Pérez R,Gamboa-Santos J,Soria A C,et al. Survey of quality indicators in commercial dehydrated fruits[J]. Food Chemistry,2014,150:41-48.

[4]梁芳菲,王小容,鄧丽莉,等. 采后柑橘果实糖酸代谢研究进展[J]. 食品与发酵工业,2018,44(10):268-274.

[5]Hu H J,Chen Q L,Wang Y P,et al. Changes in contents of sugar and acid during fruit development of four sand pears[J]. Journal of Huazhong Agricultural University,2007(2):23-27.

[6]Lakkakula A,Geaghan J P,Wong W P,et al. A cafeteria-based tasting program increased liking of fruits and vegetables by lower,middle and upper elementary school-age children[J]. Appetite,2011,57(1):299-302.

[7]Huang Y,Li W H,Zhao L,et al. Melon fruit sugar and amino acid contents are affected by fruit setting method under protected cultivation[J]. Scientia Horticulturae,2017,214:288-294.

[8]张 丹,丁 萌,赵余庆. 水果有机酸转化活性人参皂苷的研究进展[J]. 沈阳药科大学学报,2017,34(7):606-612.

[9]Huang H,Jing G X,Guo L F,et al. Effect of oxalic acid on ripening attributes of banana fruit during storage[J]. Postharvest Biology & Technology,2013,84:22-27.

[10]Cao S F,Zheng Y H,Wang K T,et al. Effect of methyl jasmonate on cell wall modification of loquat fruit in relation to chilling injury after harvest[J]. Food Chemistry,2010,118(3):641-647.

[11]Wang Q,Lai T F,Qin G Z,et al. Response of jujube fruits to exogenous oxalic acid treatment based on proteomic analysis[J]. Plant and Cell Physiology,2009,50(2):230-242.

[12]Asencio A D,Serrano M,García-Martínez S,et al. Organic acids,sugars,antioxidant activity,sensorial and other fruit characteristics of nine traditional Spanish Citrus fruits [J]. European Food Research & Technology,2018,244:1497-1508.

[13]周先艳,朱春华,李进学,等. 果实有机酸代谢研究进展[J]. 中国南方果树,2015,44(1):120-125,132.

[14]李佳秀,张春岭,刘 慧,等. 草莓汁中糖酸组成分析及其在掺假鉴别中的应用[J]. 食品工业科技,2019,40(21):268-273.

[15]Hwang H,Kim Y J,Shin Y. Influence of ripening stage and cultivar on physicochemical properties,sugar and organic acid profiles,and antioxidant compositions of strawberries[J]. Food Science and Biotechnology,2019,28:1659-1667.

[16]王鵬飞,曹 琴,何永波,等. 欧李果实发育期糖和酸组分及其含量的动态变化特性[J]. 西北植物学报,2011,31(7):1411-1416.

[17]叶丽琴,孙 萌,张忠爽,等. 不同发育阶段欧李果实糖酸变化规律研究及相关性分析[J]. 食品工业科技,2017,38(5):98-102.

[18]郑丽静,聂继云,闫 震. 糖酸组分及其对水果风味的影响研究进展[J]. 果树学报,2015,32(2):304-312.

[19]魏国芹,孙玉刚,孙 杨,等. 甜樱桃果实发育过程中糖酸含量的变化[J]. 果树学报,2014,31(增刊):103-109.

[20]赵建涛. 番茄果实主要糖酸成分全基因组关联分析[D]. 杨凌:西北农林科技大学,2016.

[21]刘有春,陶承光,魏永祥,等. 越橘果实糖酸含量和不同发育阶段的变化及其与叶片中可溶性糖含量的相关关系[J]. 中国农业科学,2013,46(19):4110-4118.

[22]刘 硕,刘有春,刘 宁,等. 李属(Prunus)果树品种资源果实糖和酸的组分及其构成差异[J]. 中国农业科学,2016,49(16):3188-3198.

[23]Singh S P,Singh Z,Swinny E E. Sugars and organic acids in Japanese plums (Prunus salicina Lindell) as influenced by maturation,harvest date,storage temperature and period[J]. International Journal of Food Science & Technology,2010,44(10):1973-1982.聂梅梅,肖亚冬,李大婧,等. 超微粉碎对怀山药粉抗氧化和体外消化性的影响[J]. 江苏农业科学,2020,48(21):224-228.

作者:薛晓敏 韩雪平 王金政 董放

第三篇:不同采收期对药用植物—益智种子质量的影响研究

摘 要 为明确药用植物-益智种子的适宜采收期,提高种子质量,本试验比较了不同采收期益智种子的基本参数和萌发特性。结果表明:益智果实采摘期与其种子质量有密切关系,益智开花后100 d种子成熟度最高,即表现出益智果实表皮由青变黄(黄绿色),果皮有少量褐色斑点,辛辣味足,果实的干/鲜重比大于0.34,种子千粒重达到11 g以上,干燥种子含水量13.01%,TTC法测定种子活力指数达到85%,此时为采收种子的最佳时期;益智种子透水性能差,种子吸胀吸水时间长,约72 h,吸胀吸水阶段的最大吸水率约为23.71%,推测益智种子属于硬实种子;益智种子的萌发时间长,成熟益智种子约12 d时才开始发芽,第50天时发芽率才达到75.56%。通过本研究确定了益智种子的最佳采收期,摸清了种子吸水缓慢、萌发周期长的生物学特性,推测种皮是种子吸水缓慢和种子萌发周期长的主要因素。

关键词 益智;萌发;采收期;吸水率

Effects of Different Picking on Seed Quality of

Medicinal Plants Alpinia oxyphylla Miq.

CHENG Hanting, LIU Jingkun, YAN Tingliang, ZHANG Qiaoyan, WANG Jinchuang *

Environment and Plant Protection Institute, CATAS / Danzhou Scientific Observing and Experimental

Station of Agro-Environment, Ministry of Agriculture, Haikou, Hainan 571101, China

Key words Alpinia oxyphylla Miq.; germination; picking stage; water-absorption

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.10.012

为了充分利用橡胶园的林下资源,提高综合效益,胶园间作已成为提高橡胶生产效益的一项重要措施[1],也是橡胶种植户脱贫致富的有效方法[2]。人工橡胶林间作复合系统的主要模式有:橡胶-茶、橡胶-甘蔗、橡胶-菠萝、橡胶-胡椒、橡胶-咖啡、橡胶-肉桂、橡胶-砂仁、橡胶-香蕉、橡膠-益智等[3-5],其中橡胶-益智间作模式是目前发展最为普遍,具有较好的经济效益和生态效益[6],在中国海南地区被大面积推广应用。益智(Alpinia oxyphylla Miq.)为姜科(Zingiberaceae)山姜属(Alpinia)植物,干燥成熟果实具有益脾胃,理元气,补肾虚滑沥的作用。益智主产于中国广东和海南省,在福建、广西、云南等地亦有栽培[7]。益智是中国著名四大“南药”之一,也是《中华人民共和国药典》(2010年版)收载的品种,有着1 300多年的应用历史。发展林下间作益智不仅能弥补益智的市场供给不足,还符合海南省大力发展林下经济的产业需求[3]。近三年海南益智林下种植面积增长迅速,2013年种植面积为4 648 hm2,2015年种植面积为6 139 hm2 (《海南统计年鉴》)。2016年海南省进一步提出集约发展林-药、菌和畜禽等林下种养业,发展林下经济66 700 hm2(含农垦30 000 hm2)[8]。按照近几年林下间作益智产业发展速度和海南省发展林下经济的规划要求,预计2017年发展益智产业约需要种子苗750万丛(按照每公顷种植2 250株,发展3 333 hm2计算)。因此,开展益智种苗规模化繁育显得尤为必要。

目前海南省大规模推广林下种植益智,其种苗主要采用传统分株繁殖的方式。然而,传统分株繁殖成本高[9],挖取分株苗会影响下一季的产量,长期的无性繁殖容易造成种群退化、植株抵抗力差、药材质量下降等问题。益智果实的种子量大,每颗果实约有种子25粒,非常适合用来繁育种苗。据本研究组调查发现,益智花期较长约2个月,益智的花序类型属于总状花序,在整个花轴上可以看到不同发育程度的花朵,即着生在花轴基部的花朵发育较早,而接近花轴顶部的花发育较迟,基部的果实先成熟,顶端的果实后成熟;而且目前用于育苗的益智种子采收并无统一标准参考,这些因素造成了不同采收期种子产量、千粒重、空瘪率、穗粒数具有很大差异。关于益智种子特性的研究较少,吴祖强等[10]介绍了益智种子繁育技术,但是缺乏生理指标量化益智果实的采收标准。邱海莲[11]采用ISSR分子标记技术分析了儋州、琼中、白沙等地区68份益智种质的遗传性状,其种质的遗传多样性较低;同时发现益智种子具有發芽时间长,萌发不集中生物学特性[12]。曾琳等[13]研究了益智种子液氮超低温保存的方法。开展益智种苗规模化繁育,需要大量的益智种子。种子的适宜采收期对于种子的质量至关重要,采收太早,种子尚不成熟,营养物质积累不够,采收太晚,容易掉落或者发霉,降低种子质量[14-15]。而益智种子的最佳采收期是什么时间?在最佳采收期采收的益智果实和种子表现出什么样的生理特性?这些问题需要进一步研究来解答。笔者通过研究不同采收期益智种子质量参数和其萌发的生物学特性进行了研究,旨在探索益智种子最佳采收期,提高益智种子萌发率,为其开展规模化繁育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

通过前期观察,发现农户一般在益智开花后80~110 d内开始采摘益智果实。本试验在海南省琼中县红毛镇的益智示范基地开展,采摘方法:在益智开花期间,挂牌记录每个植株花序的开花时间,然后分别在开花后的80、90、100、110 d 4个时间点采集益智果实,每次采集4份(每份2 000粒果实)。

1.2 方法

1.2.1 种子基本参数测定 果实干鲜重比测定:随机取100粒益智果实3份,均匀地铺在样品盒内,放入烘箱,在(105±2)℃烘干18 h,取出后立即放入干燥皿里,冷却至室温后称重。果实干鲜重比=烘干后样品重/烘前样品重。

千粒重测定:随机取1 000粒种子,测定其质量,3次重复。

含水量测定:依据国际种子检验规程(International Seed Testing Association,1985),随机取100粒益智种子共3份,均匀地铺在样品盒内,放入烘箱,在(105±2)℃烘干18 h,取出后立即放入干燥皿里,冷却至室温后称重。含水量按下式计算:种子含水量=(烘干前样品重-烘干后样品重)/烘前样品重×100%。

1.2.2 种子活力测定 采用TTC染色法,按GB/T 3543.7-1995《农作物种子检验规程-其他项目检验》规定的生化(四唑)方法(TTC法)测定种子生活力,以100粒为1重复,共12次重复,取平均值。将1 200粒益智种子放入三角瓶中,盛入蒸馏水,使液面浸没过种子即可,室温下浸泡24 h。TTC用pH7.8的磷酸缓冲液配制成1.0%的溶液,避光贮藏于棕色瓶内。试验时用刀片将种子沿着中轴切成两半,放入25 mL的烧杯中,加一定量的1.0%TTC溶液,使种胚完全浸泡。水浴锅温度保持30 ℃恒温,染色3 h观察染色情况,并按正常染色、部分染色但胚根顶端或子叶顶端不染色超过1/2、完全不染色分别计数。

1.2.3 种子吸水率测定 采用称重法测定种子的吸水率。随机取不同采收期的益智种子各500粒称重,在室温条件下将种子浸泡在蒸馏水中并放置在27 ℃恒温培养箱中,分别在1、2、4、8和12 h测定,以后每24 h测定一次。测定时先用滤纸吸干种子表面水分,用万分之一电子天平称量种子质量,连续3次秤种子质量相同为止,即吸水停止。吸水率=(湿重-干重)/干重×100%。2种处理各3次重复,取其平均值绘制种子吸水曲线。

1.2.4 种子萌发率测定 4个采收期的种子分别取1 000粒,将干净过10目筛的细砂和种子的混合物均匀撒在铺有细沙的塑料盘(沙床)里(塑料盘底部打孔,保证能将多余的水分渗出),砂床厚度8 cm,然后表面撒一层约0.5 cm厚的腐熟椰糠,浇水直至底部有水渗出为止,将塑料盘放入培养箱,用喷雾器均匀的喷洒水使得砂床保持湿润,设定温度白天32 ℃,晚上温度24 ℃,湿度80%,每个处理设置4个重复,每天统计并计算萌发种子率,一共统计50 d。萌发率=(萌发的种子数÷样品总种子数)×100%。

1.2.5 益智种子结构及萌发动态观察 取益智种子50粒,清水浸泡48 h,然后用3%双氧水消毒25 min;处理后的种子置于铺有2层滤纸直径10 cm的培养皿内,适量加水至湿润;在恒温培养箱内培养,温度控制在(27±2)℃。期间用德国SZX7型号的体视显微镜200倍下观察种子发芽过程,并拍照记录。

1.3 数据分析

采用Excel 2003和Origin Pro 8.1软件对试验数据进行整理和作图,采用DPS7.55软件对数据进行差异显著性分析(LSD法,p<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同采收期的益智果实和种子基本参数和种子活力比较

通过观测并测定4个采收期的益智果实颜色和干鲜重比发现(表1):开花后80~110 d里,益智果皮颜色由深青绿色逐渐变成黄绿色;益智果实干鲜重比也逐渐增大并相对稳定,开花后100 d时采收的益智果实干鲜重比维持在0.345~0.358之间。千粒重是体现种子大小与饱满程度的一项重要指标。如表1所示,益智开花后100 d和110 d时采收的益智种子千粒重、种子含水量均达到最大值,且趋于稳定,益智种子千粒重、种子含水量分别为11.075 g和13.01%。表明益智开花后100 d以后采收的益智种子的饱满程度最好。

種子生活力是种子发芽的潜在能力或胚具有的生命力,采用TTC法测定不同采收期益智种子活力指数表明(表2),开花后80 d时,采收的种子正常染色率仅为22%,开花后100 d和110 d时,采收的种子正常染色率分别达85%和87%。表明益智开花后100 d以后采收的益智种子的活力达到最大。

2.2 不同采收期的益智种子吸水率比较

由图1可以看出,不同采收期益智种子表现出不同的吸水特性。在种子吸水前4 h内,开花后80~110 d 4个不同采收期的益智种子的吸水速率均直线上升,分别达到各处理种子总吸水量的26.69%、29.31%、35.74%和36.82%;4~24 h各处理吸水速率增长有所减缓,但仍然大量吸水;24~72 h吸水速率增长减慢;72 h以后各处理种子吸水趋于停滞,即接近最高吸水率,最终测得各处理吸水率分别为13.90%、16.49%、23.59%和23.71%。表明益智种子萌发的吸胀吸水阶段需要约72 d,且采摘期较晚的种子吸水率较高。

2.3 不同采收期的益智种子萌发率的研究及种子萌发动态观察

由图2可以看出,不同采收期的益智种子均经过约12 d的萌发处理才开始发芽,发芽时间长达50 d;随着采收期的延迟,益智种子萌发率逐渐提高并趋于稳定。开花后80 d和90 d采收的益智种子萌发率相对较低(p<0.05),种子发芽率缓慢增加,第50天时这2个采收期的萌发率仅为9.21%和28.13%。益智种子萌发的处理前37 d,开花后110 d采收的益智种子萌发率显著高于开花后100 d采收的种子(p<0.05);萌发处理37 d以后,2个采收期的萌发率无显著差异(p>0.05)。第50天时2个采收期的萌发率均达到75.56%。表明采收期与种子的萌发率密切相关,开花后100 d益智果实才完全成熟。

益智种子由种皮、胚、胚乳组成,种皮纤维质,顶部有种孔(图3-a),种孔与胚相对,萌发时即由此孔穿出;种子萌发处理约4 d时益智种子的胚生长膨大,即开始萌动(图3-b);约12 d时益智种子的胚由种皮顶部的种孔穿出而萌发(图3-c和图3-d);15~17 d时益智种子的胚逐渐分化出胚根和胚芽鞘2部分(图3-e和图3-f);约19 d时益智种子的胚根分化成2条种子根用来吸收水分和养分(图3-g)。

3 讨论与讨论

种子质量的优劣直接影响到作物的产量和产品质量,高活力的种子具有较好的生长优势和生产潜力,对发展农业生产具有十分重要的意义[16]。王华磊等[17]通过研究采收时间与种子外观颜色、大小、重量及发芽率的关系确定了喜树种子适宜采收期。有研究表明,种子活力与种子成熟度密切相关[18-19],随着种子的成熟度增加,种子重量不断增加,至生理成熟期种子干重达到最高,此时种子表现出最高的发芽率及活力。本研究通过比较不同采收时间益智果实和种子基本参数及种子活力,表明开花后100 d益智果实才达到完全成熟,此时采收果实才能得到高质量的益智种子。因此,成熟益智果实的采收标准为:益智果实表皮由青变黄(黄绿色),果皮有少量褐色斑点,辛辣味足;果实干/鲜重比大于0.34,种子千粒重达到11 g以上;干燥种子含水量约13.01%~13.09%;TTC法测定种子活力指数达到85%。

在种子萌发过程中,水是必不可少的条件,吸水是种子萌发准备的首要环节,种子的萌发总是从含水量增加和种子吸胀吸水开始的[20]。种子吸水可以分为3个阶段,即吸胀吸水期、吸水滞缓期和主动吸水期。通常情况下,植物的种子在第一阶段时种子的吸水速度较快。因为这一阶段主要是依靠种子内部的胶体吸胀吸水,与种子的代谢活动无关。但是有许多种子由于种皮(有时也包括果皮)坚硬而很难进行吸胀萌发的种子称为硬实种子(或称硬实、硬粒种子,hardseed;硬壳种子,hard-coatedseed,hard-shelled seed)。硬实程度越高,种子达到吸胀状态需要的浸种时间也越长[21]。通过研究益智种子吸水动态发现,益智种子萌发的吸胀吸水阶段所需要时间长,约72 h;吸胀吸水阶段的最大吸水率约为23.71%,表明益智种子透水性能较差。推测益智种子属于硬实种子。益智种皮纤维质是影响益智种子的吸水主要障碍,生产中种子育苗可以采用“等量沙”进行种子搓摩处理,提高种皮通透性,促进种子吸胀吸水,进一步缩短种子发芽时间。

种子发芽速率测定方法是评价作物种子活力的一种简单而实用的方法[22]。通过研究不同采收期的益智种子萌发动态,表明开花后100 d后采收的益智种子萌发率达到最大值。进一步从种子萌发率的角度验证了益智种子的最佳采收期。研究益智种子萌发动态发现,益智种子的萌发时间长,成熟益智种子约12 d时才开始发芽,第50天时发芽率才达到75.56%,即最大值。根据益智种子结构观察推测种皮是益智种子萌发率低,萌发周期长的主要原因之一。可能是益智种皮结构阻碍了水分和气体的交换,但是种皮是如何阻碍水分和气体进入益智种子的机制需要进一步深入研究。

参考文献

[1] 林位夫, 周钟毓. 我国胶园间作的回顾与展望[J]. 生态学杂志, 1999, 18(1): 43-52.

[2] Ogwuche P, Umar H Y, Esekhade T U, et al. Economies of intercropping natural rubber with arable crops: A Panacea for poverty alleviation of rubber farmers[J]. Journal of Agriculture & Social Sciences, 2012, 8(3): 100-102.

[3] 程汉亭, 沈奕德, 范志伟, 等. 橡胶-益智复合生态系统综合评价研究[J]. 热带农业科学, 2014, 34(10): 7-11.

[4] Penot E, Ollivier I. Rubber tree intercropping with food-crops, perennial, fruit and tree crops: several examples in Asia, Africa and America.[J]. Bois Et Forêts Des Tropiques, 2009, 15(301): 67-82.

[5] Guo Z, Zhang Y, Deegen P, et al. Economic analyses of rubber and tea plantations and rubber-tea intercropping in hainan, China[J]. Agroforestry Systems, 2006, 66(2): 117-127.

[6] 程漢亭, 王进闯, 侯宪文, 等. 胶价低迷背景下昌江县民营橡胶产业的发展现状和对策[J]. 热带农业科学, 2015, 35(5): 78-81.

[7] 中国科学院中国植物志编辑委员会主编. 中国植物志[第16(2)卷][M]. 北京: 科学出版社, 1981.

[8] 中共海南省委. 中共海南省委关于以创新为引领推进供给侧结构性改革的实施意见[N]. 海南日报, 2016-07-05, A2.

[9] 许明会, 卢丽兰, 甘炳春. 益智研究进展[J]. 热带农业科学, 2009, 29(10): 60-64.

[10] 吴祖强, 曾 武, 华 列, 等. 益智种子繁殖育苗技术[J]. 林业科技通讯, 2016(3): 37-38.

[11] 邱燕连. 海南岛益智种质资源调查研究[D]. 海口: 海南大学, 2015.

[12] 邱燕连, 晏小霞, 王祝年, 等. 益智种子的萌发与贮藏特性初步研究[J]. 种子, 2015(10): 88-91.

[13] 曾 琳, 何明军, 陈 葵, 等. 益智种子超低温长期保存方法探究[C]. 中国作物学会作物种子专业委员会2015年学术年会, 2015: 124-129.

[14] 吴佩纹. 蓝花丹(Plumbago auriculatain)花粉与种子釆集及其储存技术研究[D]. 雅安: 四川农业大学, 2015.

[15] 陶嘉龄, 郑光华. 种子活力[M]. 北京: 科学出版社, 1991.

[16] 颜启传. 种子学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2001.

[17] 王华磊, 赵 致, 唐 平, 等. 喜树种子适宜采收期研究[J]. 中国现代中药, 2011, 13(8): 20-21, 33.

[18] 王显国, 朱云生. 新麦草种子成熟过程中活力变化的研究[J]. 草地学报, 2000, 8(4): 306-311.

[19] Adam N M, Mcdonald M B, Henderlong P R. The influence of seed position, planting and harvesting dates on soybean seed quality[J]. Seed Science & Technology, 1989, 17(1): 143-152.

[20] 程汉亭, 范志伟, 李鸣光, 等. 金钟藤种子低萌发率原因探讨[J]. 广西植物, 2012, 32(4): 522-526.

[21] 杨期和, 尹小娟, 叶万辉. 硬实种子休眠的机制和解除方法[J]. 植物学通报, 2006, 23(1): 108-118.

[22] 聂小兰, 李森晶, 栗长兰. 不同采收期和后熟天数对黄瓜种子质量的影响[J]. 种子, 2004, 23(10): 64-65.

作者:程汉亭 刘景坤 严廷良 张俏燕 王进闯

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