樱桃番茄果实色素积累与生理指标的相关性分析

摘要：试验分析了樱桃番茄（Lycopersicon esculentum Mill. var. cerasiforme Alef.）果实在成熟过程中色素积累与生理指标的相关程度。结果表明，色素与还原糖、维生素C含量及过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、多酚氧化酶活性的变化趋势一致，其中与维生素C含量、多酚氧化酶活性的相关程度最紧密。还原糖含量的增加为色素等的合成提供原料，维生素C含量及过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、多酚氧化酶活性的提高有利于增强色素的稳定性及果实的抗性。

关键词：樱桃番茄（Lycopersicon esculentum Mill. var. cerasiforme Alef.）；色素；生理指标；相关性

中图分类号：S641.1；O629.4；Q946.5 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）16-3849-03

樱桃番茄（Lycopersicon esculentum Mill. var. cerasiforme Alef.）又叫圣女果，属茄科（Solanaceae）番茄属（Lycopersicon Mill.）蔬菜作物番茄（L. esculentum Mill.）半栽培亚种中的一个变种，为一年生草本喜光植物，果实以其娇艳的外形、可口的食味而深受消费者的青睐[1]。其营养丰富，富含番茄红素、天然有机酸与人体必需氨基酸、维生素C和各种矿物质元素，品质指标糖酸比、固形物含量及维生素C含量都高于普通番茄[2]。番茄红素是自然界比较强的延缓衰老的抗氧化剂，在美肤养颜等方面具有显著的疗效，番茄红素能预防和抑制癌症、防治心血管疾病、改善皮肤过敏症、抗紫外线辐射，还具有预防骨质疏松、降血压、减轻运动引起的哮喘等多种生理功效[3]。试验以设施栽培的樱桃番茄果实为材料，根据樱桃番茄果实颜色的深浅不同进行分级，分析樱桃番茄色素积累过程中的生理指标变化，以便更好地了解樱桃番茄色素积累与糖分合成及抗氧化系统等的相关性。

1 材料与方法

1.1 材料

供试樱桃番茄品种为千僖（L. esculentum var. cerasiforme cv. Millennium），选取生长正常、果形匀称、发育良好、处于不同成熟阶段的果实200个。仪器主要有T6紫外可见光分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）、723型分光光度计（上海分析仪器厂）、WSL-2A比较测色仪（又称罗维朋比色计，广州金科化玻仪器有限公司）。试剂主要有3，5-二硝基水杨酸、钼酸铵、愈创木酚、氮蓝四唑、乙醇、氯仿等，都为化学纯。

1.2 方法

1.2.1 樱桃番茄果实分级 根据果实表面颜色的深浅与不同成熟阶段，将200个樱桃番茄果实划分为微红、浅红、中红、较红、红5种类型。

1.2.2 樱桃番茄果实色价测定 分别取各类型樱桃番茄果实，洗净后研磨匀浆；称取各类型匀浆样品5 g，加入50 mL乙醇冲洗过滤，再加50 mL的氯仿冲洗过滤，滤液混匀（已稀释20倍），采用国际公认的专用色标——罗维朋色标度来度量各类型样品的色价值（用罗维朋比色计测定）。

1.2.3 樱桃番茄果实生理指标测定 对樱桃番茄果实5类样品（微红、浅红、中红、较红、红）分别测定其还原糖、维生素C含量以及过氧化氢酶（Catalase，CAT）、过氧化物酶（Peroxidase，POD）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）的活性。其中还原糖的含量采用3，5-二硝基水杨酸法测定，维生素C的含量采用磷钼酸法测定[4]；过氧化氢酶的活性采用紫外吸收法测定，过氧化物酶活性采用愈创木酚比色法测定，超氧化物歧化酶的活性采用氮蓝四唑光化还原法测定，多酚氧化酶的活性采用比色法测定[5]。

1.2.4 数据处理 对果实生理指标试验数据在Microsft Office Excel 2003软件里进行标准化处理，再用SPSS 10.0统计软件进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 樱桃番茄果实颜色变化与色价

樱桃番茄果实中产生颜色的物质主要为类胡萝卜素类，其色泽深浅与果实内的类胡萝卜素总量及各组分番茄红素、胡萝卜素的含量有关，试验中随着果实成熟度的增加，番茄红素与胡萝卜素含量迅速增多，色价值（罗维朋色标度）增大（表1），颜色变深，番茄红素呈色效应更加明显，樱桃番茄果肉内的颜色逐渐变为红色。

2.2 还原糖与樱桃番茄色素的关联性

还原糖是光合作用的产物，其含量的高低可体现植物光合作用的效率与养分积累的速度。樱桃番茄果实还原糖含量的测定结果见图1。由图1可以看出，樱桃番茄还原糖含量随着樱桃番茄果实颜色的加深而升高，说明还原糖向果实转运的速度加快与色素含量变化的趋势相一致。统计结果显示，还原糖含量与胡萝卜素含量的相关系数为0.88，与番茄红素含量的相关系数为0.83，说明还原糖为番茄色素等物质的合成提供了原料。

2.3 抗氧化系统与樱桃番茄色素的关联性

不同类型的樱桃番茄果实维生素C含量及抗氧化酶系统的酶活性测定结果见图2。由图2可见，樱桃番茄果实内的维生素C含量随着樱桃番茄成熟度的增加而升高；统计结果显示，维生素C含量与胡萝卜素含量的相关系数为0.97，与番茄红素含量的相关系数为0.97，说明维生素C含量与色素含量变化同步。维生素C在生物体内分别以氧化型、还原型的形式存在，所以它既是供氢体、又是受氢体，在氧化还原反应中起着传递氢原子的作用，是人类营养中重要的维生素之一；维生素C具有的抗氧化作用有利于维持果实内营养成分的还原状态，这是有利于色素稳定的。

由图2还可见，过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶的活性均随着樱桃番茄果实成熟度的提高而增大。统计结果显示，过氧化氢酶活性与胡萝卜素含量的相关系数为0.97、与番茄红素含量的相关系数为0.87；过氧化物酶活性与胡萝卜素含量的相关系数为0.99、与番茄红素含量的相关系数为0.89；超氧化物歧化酶活性与胡萝卜素含量的相关系数为0.81、与番茄红素含量的相关系数为0.71，也表现出与色素含量变化同步的趋势。超氧化物歧化酶可将樱桃番茄果实体内剧毒的·O2-歧化成毒性稍低的H2O2，再在过氧化氢酶的作用下，把H2O2变成无毒的H2O。过氧化物酶为细胞膜保护酶系统中的主要成分之一，它与超氧化物歧化酶、过氧化氢酶一起参与樱桃番茄果实体内清除活性氧及超氧化物自由基的过程，以防止超氧化自由基对细胞膜系统的伤害，对生物膜具有保护作用[6]；所以抗氧化酶系统的活力提高，对樱桃番茄果实细胞内蛋白质、酶及膜系统的保护作用就增强，可以防止代谢酶系统因氧化失活，促进樱桃番茄果实成熟相关物质的合成，并具有防止色素氧化的作用。

2.4 多酚氧化酶活性与樱桃番茄色素的关联性

不同类型的樱桃番茄果实多酚氧化酶活性测定结果见图3。由图3可见，多酚氧化酶活性随着樱桃番茄果实成熟度的增加而提高；统计结果显示，多酚氧化酶活性与胡萝卜素含量的相关系数为0.98，与番茄红素含量的相关系数为0.94，也是与色素含量的变化趋势一致。多酚氧化酶广泛存在于植物体的各类器官或组织中，并与细胞器内膜结合，平时活性很低；但遭到外界逆境胁迫时，多酚氧化酶迅速被激活，产生的高活性可以增加植物体对胁迫因子的抗性，是植物抗性生理研究中经常用到的一个指标[7]。随着樱桃番茄果实的成熟及果实硬度降低，多酚氧化酶活性上升利于提高樱桃番茄果实的抗性，减少果实在逆境下的损伤程度，并且有利于果实色素的稳定。

3 小结与讨论

樱桃番茄果实在成熟过程中，类胡萝卜素总量及组分番茄红素与胡萝卜素的含量均上升，色价值（罗维朋色标度）增加，番茄红素呈色效应更加明显。色素与还原糖、维生素C含量及过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、多酚氧化酶的活性变化趋势一致，以维生素C含量、多酚氧化酶活性与色素的相关程度最紧密，还原糖含量、超氧化物歧化酶活性的相关程度较弱。在色素组分上，各生理指标与胡萝卜素的相关程度较番茄红素的相关程度紧密。

樱桃番茄在成熟过程中，还原糖含量的增加可为色素等的合成提供原料，维生素C含量及过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、多酚氧化酶活性的提高，增强了果实组织的抗氧化性能及抗胁迫能力，有利于果实组织结构与膜系统的稳定，有利于色素的稳定。果实成熟过程在内在方面是多种生理生化反应综合变化的结果，而果实颜色的变化是外在表现，其中内在的生理生化指标协调变化是促进果实成熟的主因。

参考文献：

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[3] 宋 力，翟秋阁，付 裕，等.圣女果中番茄红素的提取方法及其抗氧化效果研究[J].信阳师范学院学报（自然科学版），2012， 25（1）：109-112.

[4] 陈钧辉.生物化学实验[M].北京：科学出版社，2007.

[5] 刘永军，郭守华，杨晓玲.植物生理生化实验[M].北京：中国农业科学技术出版社，2002.

[6] 潘 昕，李吉跃，苏 艳，等.干旱胁迫对华南地区三种苗木膜脂过氧化及保护酶活性的影响[J].广东林业科技，2012，28（1）：13-18.

[7] 贺立红，宾金华.高等植物中的多酚氧化酶[J].植物生理学通讯，2001，37（4）：340-345.