荔枝(Litchi chinensis Sonn.)是无患子科(Sapin- daceae)荔枝属的亚热带常绿果树,喜高温高湿。荔枝原产于中国,栽培区域主要分布在17°~32°的纬度带,国内主要在广东、广西、海南、福建和云南等地栽种[1]。常见的荔枝栽培品种有‘怀枝’、‘三月红’、‘桂味’、‘糯米糍’、‘妃子笑’等。荔枝是雌雄同株异花树种,雌花和雄花着生在同一花穗上。荔枝果实味甘,肉质细腻多汁,香甜可口,营养价值丰富。荔枝蜜同样是深受广大消费者喜爱的营养保健品。
蜂蜜是蜜蜂采集植物花朵蜜腺上的花蜜、蜜露和其他分泌物,结合自身特殊的分泌物质在体内酿造而成。蜂蜜主要成分是糖类物质,约占总组分的80%,并富含蛋白质、氨基酸以及人体所需的维生素和微量元素等,是人体优质的营养来源[2-3]。蜂蜜中还含有酚酸和黄酮类物质,具有抑菌、抗氧化和护肝等保健作用[4-7]。不同来源的蜂蜜因含有不同组分的挥发性物质,而具有各自特殊的风味[8-10]。近年来,有关蜂蜜的主要组分鉴定、风味特征和保健功能等方面的研究较多,但随着人们对单花蜂蜜消费需求的迅速增长[11],有关花蜜的研究显得极为重要。
花蜜是植物花朵蜜腺分泌出来的一种汁液,可吸引传粉昆虫来采取花蜜,也是影响传粉昆虫行为的重要因素[12-13]。花蜜中主要成分也含有糖类、氨基酸、蛋白质、脂类、无机离子、以及生物碱和萜烯类挥发性物质[14-17]。但花蜜和相对应的蜂蜜中的主要组分和含量仍有较大差异[18]。花蜜的形成、运输和分泌模式取决于蜜腺的组织结构和发达程度[19-23],因此,雄花和雌花分泌花蜜的模式也各不相同[20, 22], 并且同一植物的不同品种所分泌的花蜜主要组分和含量差异较大[24-25]。花蜜的分泌还受外界环境因子的影响。荔枝蜜是华南地区极具特色的蜂蜜,但有关荔枝花蜜的研究较少。本研究选取3个品种的荔枝,在不同天气状况下分别采取雄花和雌花上的花蜜,分析花蜜的分泌规律,测定花蜜中可溶性固形物和可溶性糖含量,为荔枝栽培和荔枝单花蜜的生产提供依据。
1 材料和方法 1.1 材料本研究所选用荔枝(Litchi chinensis Sonn.)树均为3年生空中压条苗,种植于华南农业大学园艺试验基地(中国,广州),定植密度为2.5 m×6 m。选用的荔枝品种为‘桂味’(‘Guiwei’, GW)、‘糯米糍’(‘Nuomici’, NMC)和‘怀枝’(‘Huaizhi’, HZ)。
1.2 花蜜的采集和分离每个品种荔枝选择长势良好的5棵树,树上选取固定的花穗进行取样,晴天和阴天各取样4次, 每次取雌雄花各30朵,采样时间为早上7:30-10:00。采样时用镊子采摘有花蜜的花放入5 mL的带孔塑料管中,塑料管放置于15 mL离心管中,在1 570×g下离心5 min,离心管底部滤液即为花蜜,称量后放入-20℃的冰箱中冻存。
2017年3月21日至4月9日期间,分别在晴天和阴天对3个荔枝品种的花蜜进行采样,并记录采样时的温度和相对空气湿度(表 1)。采集花蜜的时间在上午8-10点,可见阴天和晴天果园气温差异不明显,但阴天的相对空气湿度显著高于晴天,阴天为90%以上,而晴天为50%~80%。
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表 1 花蜜的采集 Table 1 Collection of nectar |
可溶性固形物含量采用手持式糖度计Atago PR-101 R (Thermo Fisher, 日本)测定。
可溶性糖含量参照Yang等[26]的方法测定,并做适当更改。吸取10 μL花蜜,用超纯水稀释至1 mL, 充分震荡,稀释液经Sep-Pak®1cc (100 mg) C18 Cartridges过滤后,使用HPLC (Agilent Technologies, 德国)检测可溶性糖含量。HPLC配有四元泵、视差检测器RID (G1362A)、自动进样器,使用Coregel 87 C (Transgenomic CHO-99-5860)色谱柱,采用超纯水作为流动相,流速为0.4 mL min–1, 柱温为80℃。蔗糖、葡萄糖、果糖和甘露醇色谱纯的标准品均购自Sigma公司,配制成8 000、4 000、2 000、1 000和500 mg L–1浓度梯度的混合标准品上机检测,制作标准曲线和浓度计算公式。
1.4 数据分析采用SPSS (V. 19)软件进行数据的统计分析, 采用Duncan方法进行数据差异的显著性分析。
2 结果和分析 2.1 雌花和雄花的花蜜分泌量荔枝花蜜的分泌受品种、花性和天气情况(晴天或者阴天)的影响。整体上看,阴天荔枝的花蜜分泌量要高于晴天,雌花的高于雄花(图 1)。不同品种的雌花以‘桂味’的花蜜分泌量最多,阴天和晴天每朵花的分泌量分别达到0.020和0.019 g,‘糯米糍’次之,‘怀枝’最少;不同品种的雄花均是‘糯米糍’的花蜜分泌量最多,阴天与晴天的分泌量分别为0.017和0.015 g,‘桂味’和‘怀枝’的分泌量较少。晴天时, 雌花中‘桂味’的分泌量最多,‘糯米糍’次之,‘怀枝’最少;雄花中,‘糯米糍’的分泌量最多,‘桂味’和‘怀枝’较少。阴天时,雌花中‘桂味’的分泌量最多,雄花中‘糯米糍’的分泌量最多。
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图 1 荔枝系每朵花的花蜜分泌量 Fig. 1 Nectars secretion amount per flower of litchi |
从图 2可知,晴天花蜜中可溶性固形物含量要高于阴天,在雌花中尤为明显。在不同花性和不同天气状况下均是‘怀枝’花蜜中的可溶性固形物含量最高,可达37.7%,‘桂味’其次,‘糯米糍’最少(17.7%)。不同天气状况对‘桂味’和‘怀枝’雌花的可溶性固形物含量有显著影响,但对雄花花蜜的可溶性固形物含量没有显著影响(图 2)。
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图 2 荔枝花蜜中的可溶性固形物含量 Fig. 2 Soluble solid content in litchi nectar |
采用高效液相色谱对蔗糖(sucrose)、葡萄糖(glucose)、果糖(fructose)和甘露醇(mannitol)标准品的检测,他们的出峰时间分别是12.1、14.8、21.8和28.4 min, 且能较好的区分(图 3: A),制作标准曲线用于定量分析。从荔枝花蜜的可溶性糖提取液中, 检测到蔗糖、葡萄糖和果糖,但几乎检测不到甘露醇(图 3: B)。
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图 3 荔枝花蜜中可溶性糖组分的高效液相色谱图。A:标准品; B:花蜜 Fig. 3 HPLC diagram of soluble sugars in litchi nectar. A: Standard substance; B: Nectar |
从图 4可知,在荔枝花蜜中检测到的3种可溶性糖中,葡萄糖含量最多,其次为果糖,蔗糖含量相对较少。3个荔枝品种中,‘怀枝’雌花晴天花蜜中的可溶性糖含量达到450.36 μg mL–1,显著高于另外两个品种,而雄花花蜜的可溶性糖含量在品种间差异不显著(图 4)。
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图 4 荔枝花蜜的可溶性糖含量 Fig. 4 Soluble sugar content in litchi nectar |
研究荔枝花蜜的分泌模式和规律,分析花蜜的主要组分,对荔枝栽培和单花蜂蜜的生产具有重要意义[12-13]。本研究选取了‘糯米糍’、‘怀枝’和‘桂味’3个荔枝主栽品种,在阴天和晴天分别对雄花和雌花的花蜜进行采样,分析荔枝花蜜的分泌规律。结果表明,总体上荔枝阴天的花蜜分泌量要高于晴天, 雌花的花蜜分泌量高于雄花,‘桂味’和‘糯米糍’的花蜜分泌量均要高于‘怀枝’(图 1)。花蜜的分泌需要消耗树体营养[19],泌蜜量与植株叶片数量和株高等呈正相关关系[27],而不同品种荔枝的生物量和代谢水平不同,导致荔枝品种间花蜜分泌量的差异。荔枝和西葫芦(Cucurbita pepo)等雌雄同株植物雄花和雌花的蜜腺虽然结构较为类似[20-21],但花蜜的分泌量和组分存在较大差异[20]。荔枝的泌蜜活动与呼吸作用密切相关,荔枝雌花的呼吸酶活性均要高于同一时段雄花,无论是氧气的吸收还是二氧化碳的释放,雌花明显高于雄花[28],因此,雌花的泌蜜量要高于雄花。
温度和湿度是影响植物花泌蜜的重要因素,温湿度可对植株体内酶活性和物质运输产生重要影响[29],而花是新陈代谢和物质运输十分活跃的组织,且荔枝单个花朵体积较小,受外界环境影响更明显。本研究结果表明,阴天花蜜分泌量要高于晴天,这可能是因为晴天与阴天上午果园的气温相近,但晴天的空气相对湿度较低(表 1),花蜜中的水分较容易蒸发,导致晴天花蜜分泌量低于阴天(图 1),但可溶性固形物含量要高于阴天(图 2)。另外, 花蜜的分泌受开花时间的影响,刺五加(Eleuthero- coccus senticosus)雄株花朵在开花后1~3 d分泌花蜜,雌株花朵在开花后5~9 d分泌花蜜,而两性株在开花后有两次分泌花蜜的过程,花蜜分泌主要集中在8:30-11:30[27]。百子莲(Agapanthus africanus)的花蜜分泌速率和花蜜常备量均在开花第2天达到最大[30]。淫羊藿(Epimedium wushanense)花蜜常备量在花早期较高,但花蜜的含糖量在花晚期较高[31],因此,研究荔枝花蜜分泌规律还需确定荔枝的泌蜜周期,且须排除授粉昆虫等外界干扰因素。
花蜜的成分不仅构成了蜂蜜的主要风味,也是影响授粉昆虫的主要因素[32]。本研究结果表明,3种荔枝品种花蜜的主要可溶性糖组分为蔗糖、葡萄糖和果糖,其中葡萄糖含量最高(图 3, 4),这与前人的研究结果[17, 33]一致。花蜜中不同可溶性糖组分对蜜蜂和蚂蚁等授粉昆虫的吸引力不一样,有些糖分甚至不能被授粉昆虫消化,从而形成毒害[34]。因此,根据花蜜分泌规律和主要成分,可对果园的荔枝品种进行相应搭配,以有效吸引蜜蜂等授粉昆虫,并生产适合特别人群的蜂蜜产品。
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