前言
桑葚作为一种高营养价值的水果，含有丰富的天然酚类化合物，具有抗氧化，抗高血脂和抗癌功能特性。但不同桑树品种酚类化合物的化学成分和含量有差异，本研究对13种黑桑的多酚含量、总可溶性固形物、可滴定酸度、总酚含量、总黄酮含量和总花青素含量进行测定，探讨不同成分对不同种黑桑功能的影响。筛选出来酚类化合物和抗氧化活性较好的品种，有利于进行后续的商业栽培推广。
2022年4月，南昌大学食品科学与技术国家重点实验室陈明舜课题组在Foods发表了题为“Evaluation of Different Black Mulberry Fruits (Morus nigra L.) Based on Phenolic Compounds and Antioxidant Activity”的研究成果，通过黄酮酚靶向代谢组学技术，对在广东地区种植的13种不同的黑桑椹的酚类化合物和抗氧化活性进行检测评估，以选择对健康有益最佳品种，可用于商业推广栽培。
中文标题：基于酚类化合物和抗氧化活性的不同黑桑椹评价
研究对象：黑桑葚
发表期刊：Foods
影响因子：5.561
发表时间：2022年4月
运用组学方法：黄酮酚靶向代谢组学
研究思路
研究结果
1.总可溶性固体和可滴定酸度
总可溶性固体（TSS）和可滴定酸度（TA）分别与水果中可溶性糖和有机酸的水平有关，含量多少会影响新鲜水果感官质量和市场销售量。不同栽培品种的TSS和TA的含量有很大差异（表1）。广东地区桑葚果实的TSS含量与中国浙江地区的桑葚果实（6.2~16.00 °Brix）一致，低于在西班牙种植的桑葚果实（12.00-25.80 °Brix）。TA的水平在5.82 mg CA/g FW和48.49 mg CA/g FW之间。样品M-8的TA值最高（48.49 mg/g FW），与中国新疆地区种植的黑桑品种瑶桑的值（47.10 mg/g FW）相似，M-3 TA值最低（5.82 mg CA/g FW）。
2. 总酚含量、总黄酮含量和总花青素含量
样品M-2、M-4和M-10含有较高的总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）和总花青素含量（TAC）值，明显高于中国镇江地区栽培的桑葚（1.59-2.46 mg GAE/g DW、0.41-1.50 mg RE/g DW、0.19-1.93 mg CE/g DW）。样品M-2、M-4、M-6和M-10的TPC、TFC和TAC比样品M-3的高数倍。较高TPC、TFC和TAC值的栽培品种或可更适合作为天然酚类化合物的丰富来源，此外，本研究采用的桑树栽培品种是在相同的生长环境下采集的，说明TPC、TFC和TAC含量的差异可能受到遗传变异的影响。
表1 | 桑树样品的总可溶性固形物（TSS）、可滴定酸度（TA）、总酚类含量（TPC）、总黄酮类含量（TFC）和总花青素含量（TAC）
3.单个多酚类化合物的鉴定和定量
在桑树栽培品种中鉴定了55种不同的酚类化合物，其中15种化合物（化合物12、15、19、21、22、24、27、37、38、39、41、43、44、47和53）是首次在桑树中报道（表2）。46个酚类化合物通过酚类化合物标准品的校准曲线进行量化（表3）。酚类化合物的分布在不同品种中差异较大，单个酚类化合物的总含量在292.16 mg/kg DW和1672.21 mg/kg DW之间。样品 M-2、M-4和M-10的单个酚类化合物含量最高，而M-3的单个酚类化合物含量最低，与TPC结果一致。
表2 | 不同桑葚样品中酚类化合物的鉴定
表3 | 不同品种桑树样品中酚类化合物含量（mg/kg DW）
4.抗氧化能力
不同样品间抗氧化能力差异显著(P < 0.05)。用DPPH、ABTS和FRAP测定桑椹的抗氧化能力分别为28.48-100.11 mg VCE/g DW、13.49-73.06 mg VCE/g DW和10.05-48.35 mg VCE/g DW。样品M-2和M-10的抗氧化活性高于其他品种，样品M-3、M-5和M-12的抗氧化活性最低。
图1 | DPPH、ABTS和FRAP测定法测量不同桑树样品的抗氧化活性
TPC、TFC、TAC 与抗氧化活性之间存在显著相关性（P < 0.05），但结果中一些具有相似TPC、TFC和 TAC的样品没有表现出相似的抗氧化活性。可能除了多酚之外，其他非酚类化合物（包括氨基酸、酶和有机酸）也影响抗氧化活性。
表4 | 总酚含量、总黄酮含量、总花青素含量与抗氧化活性的相关性
5.主成分分析和聚类分析
为探讨不同桑树品种多变量之间的趋势和关系，将PCA应用于TSS、TA、TPC、TFC、TAC、DPPH、ABTS和FRAP，并对单个酚类化合物进行量化。PC1与各酚类化合物TA、TPC、TFC、TAC、DPPH、ABTS和FRAP的含量呈正相关。PC2与TSS、反式肉桂酸、芦丁、芥子酸、fraxin、delphinidin-3-O-glucoside和prunin的变量呈正相关。品种M-2、M-4和M-10显示出较高的PC1正值，含有较高的植物化学成分（TPC、TFC、TAC和多酚）和抗氧化活性，以及较低的TSS。品种M-1、M-6、M-7和M-9的PC1和PC2值相似，以高TA为特征。品种M-3、M-5、M-8、M-11、M-12和M-1的PC1值为负，TSS含量高，植物化学成分和抗氧化活性低。在所有定量酚类化合物中，圣草酚和木犀草素可被认为对抗氧化活性的影响最大。
图2 | 桑树样品的PC分数图；桑树样品的载荷图
根据TSS、TA、TPC、TFC、TAC、ABTS、DPPH、FRAP和单个酚类化合物的含量，将所有桑树品种分为三个组。第一组由M-2、M-4和M-10组成，表现出低水平的TSS、中等TA和高TPC、TFC、TAC、单个多酚含量和抗氧化活性。第二组由M-1、M-6、M-7和M-9组成，具有高TA和中等TPC、TFC、TAC、单个多酚含量和抗氧化活性。第三组包括M-3、M-5、M-8、M-11、M-12和M-13，TSS值较高，TA值中等，TPC、TFC、TAC值较低，个别多酚含量和抗氧化剂含量较低。不同的黑桑品种可以通过化学特性完全区分。
图3 | 桑树样品的层次聚类分析
研究结论
该研究运用黄酮酚类靶向代谢组学研究方法对13种不同黑桑葚的酚类化合物和抗氧化能力进行了比较和表征。不同桑椹品种的TSS、TA、TPC、TFC、TAC和抗氧化活性差异较大，TPC、TFC和TAC与其抗氧化活性呈一定程度的正相关。品种M-2、M-4和M-10具有高TPC、TFC和TAC、强抗氧化活性以及高水平的圣草酚和木犀草素的特点，可推荐用于商业化栽培。该研究结果有助于选择富含酚类化合物的桑树品种作为膳食补充剂，食品天然抗氧化剂以及功能性食品。
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