不同品種藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)及芳香物質(zhì)成分分析

劉笑宏，王建萍，顧亮，李公存，沙玉芬，趙玲玲，陳娜，蘇佳明

(山東省煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 煙臺(tái)，265500)

藍(lán)莓是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的水果，富含花色苷、維生素、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)元素，且其果肉細(xì)膩、清香宜人，既可鮮食，又可深加工成果汁、果酒、果醬，具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值和較好的發(fā)展前景[1]。

膠東半島在藍(lán)莓的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有得天獨(dú)厚的條件。膠東半島具有適合藍(lán)莓生長(zhǎng)的天然酸性沙壤土和典型的海洋性氣候，夏季雨量充沛，冬季溫暖、空氣濕度大，可有效防止藍(lán)莓抽條，且由于其緯度適宜，藍(lán)莓果實(shí)成熟期較早，可提前上市；膠東半島交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)，地理優(yōu)勢(shì)顯著，利于成熟果實(shí)的輸出；山東具有豐富的果蔬栽培經(jīng)驗(yàn)、基礎(chǔ)設(shè)施和現(xiàn)代化發(fā)展理念，對(duì)藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)具有較強(qiáng)的推動(dòng)作用。20 世紀(jì)末，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)小漿果研究所便同日本聯(lián)手，在我國(guó)山東地區(qū)進(jìn)行了藍(lán)莓的產(chǎn)業(yè)化示范生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)多年的產(chǎn)業(yè)發(fā)展及人們生活水平的提高，藍(lán)莓因其風(fēng)味獨(dú)特和保健功能，逐步得到人們的認(rèn)可和關(guān)注[2]。

近幾年，藍(lán)莓在我國(guó)已然形成一股種植熱潮。據(jù)調(diào)查，山東省的藍(lán)莓種植面積位列全國(guó)第一，但其產(chǎn)量和出口量卻不及遼寧省，藍(lán)莓種植品種混雜、缺乏區(qū)域化主導(dǎo)品種使其未能形成一整套科學(xué)的栽培管理模式，是造成藍(lán)莓產(chǎn)量較低、品質(zhì)下降的主要因素[3]，極大地制約了藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此本試驗(yàn)以膠東半島藍(lán)莓種植園為試點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)階段已成規(guī)模的藍(lán)莓栽培品種進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)，以期篩選出更適合鮮食和深加工的優(yōu)良種植品種，對(duì)山東藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、產(chǎn)品的推廣及其果實(shí)的深加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于山東省煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院海陽(yáng)藍(lán)莓種植基地進(jìn)行。種植基地屬溫帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候，年平均降水量524.9 mm，年平均氣溫13.4 ℃，年平均日照時(shí)數(shù)2 488.9 h。試驗(yàn)以藍(lán)豐為對(duì)照，供試品種為近幾年栽培面積較大的萊格西、珠寶、綠寶石。各品種均定植于2013年，南北行向種植，株距0.8 m，行距2 m，栽培管理措施一致。試驗(yàn)時(shí)，每個(gè)品種選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的植株，10株為一小區(qū)，重復(fù)3次，共計(jì)30株。果實(shí)達(dá)到商品成熟時(shí)，每株藍(lán)莓采集10粒果實(shí)，保留部分鮮果，供鮮果指標(biāo)測(cè)定，另一部分液氮冷凍處理后，分別貯存于-40、-20 ℃供香氣和其他果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定。

1.2 儀器與設(shè)備

PB-10 pH計(jì)，德國(guó)Sartorius公司； GL-20G-Ⅱ離心機(jī)，中國(guó)安科公司；GCMS-QP2010S高效氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 基本果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定

天平稱取30粒果實(shí)質(zhì)量，計(jì)算百粒重，重復(fù)30次；游標(biāo)卡尺測(cè)定果實(shí)的縱橫經(jīng)，果形指數(shù)計(jì)算依據(jù)為公式(1)；果實(shí)榨汁，用pH計(jì)和手持折光儀測(cè)定果汁pH和可溶性固形物含量；酸堿滴定法[4]、3,5-二硝基水楊酸法[5]、Folin-Ciocalteu法[6]、亞硝酸鹽-氯化鋁法[7]、pH示差法[8]，分別測(cè)定果實(shí)可滴定酸、還原糖、總酚、類黃酮和花色苷含量。所有指標(biāo)均按田間重復(fù)進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。

(1)

1.3.2 果實(shí)芳香物質(zhì)的測(cè)定

采用固相微萃取法提取果實(shí)芳香物質(zhì)。藍(lán)莓榨汁處理后，取6 mL樣品置于20 mL頂空瓶中，加入1 μL 2-辛醇(0.812 g/L)和磁力攪拌轉(zhuǎn)子，迅速密封并搖勻，置于恒溫磁力攪拌器上，將老化后的50/30 μm CAR/PDMS/DVB萃取頭插入樣品瓶頂空部分，于40 ℃吸附30 min，吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜進(jìn)樣口，于250 ℃解吸3 min，同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)。

氣相色譜-質(zhì)譜條件為：毛細(xì)管色譜柱為DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；升溫程序：40 ℃保持3 min，以5.0 ℃/min升溫至90 ℃，再以10.0 ℃/min升溫至230 ℃，保持7 min，進(jìn)樣口溫度 250 ℃，高純氦氣流速0.80 mL/min。質(zhì)譜接口溫度250 ℃，離子源(EI+)，電子能量70 eV，檢測(cè)器電壓1 000 V。

參照NIST 08 標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)及原苗苗等[9]、申靜云等[10]的方法進(jìn)行芳香物質(zhì)定性；以2-辛醇為內(nèi)標(biāo)，對(duì)芳香物質(zhì)成分定量分析。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)分析采用Excel 2010及DPS 7.05(P≤0.05)，作圖采用Origin 9.0；隸屬函數(shù)分析法對(duì)4個(gè)品種的藍(lán)莓進(jìn)行得分分析，并按得分高低進(jìn)行排序。隸屬函數(shù)分析值的計(jì)算參照公式(2)[11]:

(2)

式中：Xi為i品種的隸屬函數(shù)值，Xmin為各品種同一性狀最小值，Xmax為各品種同一性狀的最大值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種藍(lán)莓基本果實(shí)品質(zhì)分析

由表1可見，藍(lán)豐百粒重、pH在所測(cè)品種中最高，其中百粒重達(dá)651. 1 g，與綠寶石無(wú)顯著差異，但比萊格西和珠寶顯著增高4.15%和12.59%，pH顯著高于綠寶石13.47%，但與萊格西和珠寶無(wú)顯著差異；珠寶的果形指數(shù)、可溶性固形物、還原糖均顯著高于其他品種，即珠寶在所測(cè)品種中果型最接近圓形且含糖量最高，其可溶性固形物含量達(dá)13.7°Brix，分別比藍(lán)豐、萊格西、綠寶石顯著提高30.52%、22.29%和9.99%，還原糖含量為132.0 mg/g，比藍(lán)豐和綠寶石顯著提高31.77%、25.02%，甚至達(dá)到萊格西含量的2.18倍；4個(gè)品種的可滴定酸含量無(wú)顯著差異。

表1 不同品種藍(lán)莓果實(shí)基本生理指標(biāo)分析Table 1 Analysis of physiological indicators of different blueberry varieties

注：同一列不同字母表示差異顯著(P≤0.05)，表2同。TSS(total soluble solids)，可溶性固形物。

2.2 不同品種藍(lán)莓次生代謝果實(shí)品質(zhì)分析

次生代謝產(chǎn)物方面，藍(lán)豐在所測(cè)指標(biāo)中均未顯示絕對(duì)優(yōu)勢(shì)?？偡雍突ㄉ蘸恳跃G寶石最高，葉綠素和類胡蘿卜素含量以珠寶最高，類黃酮含量以萊格西最高(表2)。

綠寶石的總酚達(dá)13.11 mg/g，比藍(lán)豐顯著提高29.10%，花色苷含量達(dá)2.26 mg/g，比珠寶和萊格西顯著提高42.51%、49.69%，是藍(lán)豐花色苷含量的2.66倍；萊格西的類黃酮比珠寶顯著提高66.23%，是藍(lán)豐的2.41倍，但與綠寶石的類黃酮含量無(wú)顯著差異；葉綠素和類胡蘿卜素均以珠寶含量最高，且顯著高于其他品種，但藍(lán)豐、萊格西和珠寶之間無(wú)顯著差異。

表2 不同品種藍(lán)莓果實(shí)次生代謝產(chǎn)物質(zhì)量分析Table 2 Quality analysis of secondary metabolites of different blueberry varieties

2.3 不同品種藍(lán)莓果實(shí)芳香物質(zhì)分析

所測(cè)品種均以醇類、酯類和醛酮類物質(zhì)為主(表3)。藍(lán)豐的芳香物質(zhì)種類最多，達(dá)56種，綠寶石、珠寶均為51種，萊格西50種。所測(cè)品種中，藍(lán)豐、珠寶和綠寶石醇類物質(zhì)種類豐富，均在15種以上，綠寶石種類最多，達(dá)20種，萊格西僅檢測(cè)到13種，但其醛酮類物質(zhì)在所測(cè)品種中最多，達(dá)19種；所有品種的酯類物質(zhì)種類均不超過(guò)10種，藍(lán)豐以9種居首位，綠寶石則僅檢測(cè)到4種酯類物質(zhì)，在所有品種中最少；烯炔類和呋喃類則大部分都在2種左右。

物質(zhì)含量方面，藍(lán)豐、珠寶和綠寶石香氣物質(zhì)含量均超過(guò)了1 000 μg/L，綠寶石總量最高，為1 605.65 μg/L，珠寶次之，為1 537.72 μg/L，藍(lán)豐也達(dá)到了1 107.96 μg/L，但萊格西的香氣物質(zhì)含量較低，為905.76 μg/L。藍(lán)豐和綠寶石均以醇類物質(zhì)含量最高，藍(lán)豐為302.39 μg/L，綠寶石醇類物質(zhì)含量高達(dá)664.97 μg/L，萊格西和珠寶則以醛酮類物質(zhì)含量最高，含量分別為390.09 μg/L和534.14 μg/L。

表3 不同品種藍(lán)莓芳香物質(zhì)單體組分及含量分析Table 3 Analysis of composition and content of aromatic substances in different blueberry varieties

續(xù)表3

芳香物質(zhì)含量/(μg·L-1)藍(lán)豐萊格西珠寶綠寶石3,7-二甲基-6-亞辛基苯乙酸酯, E15-2.47±0.20--鄰苯二甲酸二異丁酯, E16---4.51±1.39壬烯醛, AH1--9.03±1.09b14.39±1.17a(E,E)-2,4-己二烯醛, AH2-1.76±0.04--2,4-壬二烯醛, AH3-1.17±0.06--苯甲醛, AH414.03±0.01a10.80±0.46a--壬烯醛, AH55.40±0.00a3.13±0.02b--(E,Z)-2,6-壬二烯醛, AH62.00±0.00a0.90±0.06b1.91±0.27a-反式-2,6-壬二醛, AH7---4.57±0.19正己醛, AH830.01±0.01b100.74±5.1a118.65±17.29a48.22±7.28b醛類己烯醛, AH9-1.71±0.12c241.02±5.28a179.94±10.40b反式己烯醛, AH1069.1±0.00b160.45±9.78a3.18±0.13c-辛醛, AH114.47±0.01b-4.26±0.11b7.38±0.83a壬醛, AH1222.38±0.01ab11.81±0.73b30.15±4.2a31.60±5.01a癸醛, AH1326.56±0.02ab13.75±0.73bc19.13±2.25bc33.93±3.83aα,4-3-環(huán)己烯正乙醛, AH14--1.06±0.55b6.64±0.58aZ-檸檬醛, AH1511.28±0.01b12.92±0.49b27.97±6.45a16.78±1.23b月桂醛, AH16---2.24±1.11反式-3,7-二甲基-2,6-醛, AH1711.63±0.01c27.39±1.10a34.82±2.00a20.77±1.21b3-苯基-2丙烯醛, AH18---3.67±0.242-壬酮, K14.88±0.01c16.69±0.84a17.33±0.78a11.21±2.11b甲基庚烯酮, K2---22.24±.0722-十一烷酮, K3--8.26±0.38a4.02±0.56b二氫黃蒿萜酮, K4---5.22±0.54正苯基乙酮, K5---1.31±0.051-苯基乙酮, K6--0.87±0.09-酮類6-甲基-5-庚酮, K730.71±0.00a15.80±1.94b16.50±2.15b-2-庚酮, K86.08±0.00---3-甲基-4-庚酮, K92.00±0.01a1.39±0.17a--正庚酮, K102.17±0.00a1.06±0.22b--2-十一烷酮, K11-6.50±0.20--苯乙酮, K12-0.85±0.05--2-辛酮, K13-1.27±1.05--香葉基丙酮, K1445.43±0.03a--31.38±2.92b5-異平基-2-甲基-2-乙烯基四氫呋喃, F1--3.77±0.23b26.29±4.88a呋喃類2-戊烷基呋喃, F21.68±0.00b1.32±0.58b2.99±1.15a3.00±0.55a反式-2-(2-戊烯基)呋喃, F30.77±0.00---十四基環(huán)氧乙烷, O12.08±0.00a1.05±0.03b--十三烷, O20.76±0.00b4.36±0.10a--1,1-氧二苯丁烷, O36.63±0.01a3.38±0.31b3.36±0.51b4.86±0.99ab1,3,5,7-環(huán)辛四烯, O4264.14±0.09b176.25±10.89c257.67±14.55b313.24±14.14a桉葉油素, O5143.3±0.07a5.33±0.76b-9.02±2.19b檸檬烯, O6--2.82±0.67a5.00±1.83aβ-月桂烯, O7-1.49±0.03b2.10±0.09a-其他類異松油烯, O8--1.34±0.18-十六炔, O9-0.83±0.00b1.68±0.49a-萘, O100.91±0.00---丁香油酚, O1112.37±0.01---β-環(huán)檸檬酸, O121.3±0.00a0.96±0.02b--順式辛細(xì)醚, O13-10.07±0.04--石竹烯氧化物, O1410.07±0.09c13.38±2.14c20.88±0.32b26.37±1.43a香草氧化物, O156.96±0.01b-5.72±0.43b41.28±3.01a反式-里那醇氧化物, O16---13.13±1.01異戊酸鹽, O17--61.89±1.33-

注：“-”表示未檢出,同一行不同字母表示差異顯著(P≤0.05)。

單體物質(zhì)含量熱圖(圖1)和表1聯(lián)合分析可見，綠寶石、珠寶、藍(lán)豐、萊格西和分別有19種、15種、14種和6種芳香物質(zhì)含量顯著高于其他品種，4個(gè)品種的1-己醇和乙酸二辛醇無(wú)顯著差異。大部分醇類物質(zhì)都在100 μg/L以下，里那醇和香葉醇含量顯著高于其他香氣物質(zhì)，里那醇以珠寶和綠寶石的含量較高，分別為218.35 μg/L和314.92 μg/L，香葉醇則以珠寶最高，為171.47 μg/L，比萊格西和綠寶石顯著提高23.93%、48.72%，甚至達(dá)藍(lán)豐的2.01倍；珠寶的α-松油醇含量達(dá)萊格西的17.48倍。酯類物質(zhì)僅有珠寶的3-甲基丁酸乙酯含量超過(guò)50 μg/L，分別為藍(lán)豐、萊格西和綠寶石的12.32倍、11.98倍和5.33倍；4個(gè)品種的2-丙烯酸丁酯含量較高，且以藍(lán)豐含量最高，比珠寶高81.96%，是綠寶石和萊格西的2.08倍和2.94倍；綠寶石的水楊酸甲酯和藍(lán)豐的(E)-乙酸-2-己烯-1-醇酯含量也較高，均在10 μg/L以上，其余酯類物質(zhì)含量均較低。醛酮類物質(zhì)則以正己醛、己烯醛和反式己烯醛含量較高，其中萊格西的正己醛和反式己烯醛、珠寶的正己醛和己烯醛以及綠寶石的己烯醛含量均超過(guò)了100 μg/L，珠寶的己烯醛含量甚至達(dá)到了241.02 μg/L。此外，所測(cè)藍(lán)莓均檢測(cè)到大量的1,3,5,7-環(huán)辛四烯，綠寶石達(dá)313.24 μg/L，藍(lán)豐和珠寶含量在250 μg/L左右，萊格西含量在180 μg/L左右(表3，圖1)。

圖1 不同品種藍(lán)莓芳香物質(zhì)成分及含量熱圖Fig.1 Heatmap of aromatic components and contents of different blueberry varieties注：熱圖條從上至下依次為芳香物質(zhì)A1～O17，與表3一致。

各品種香氣物質(zhì)含量占比分析可見，醇類、醛酮類、烯炔類在所測(cè)品種中占比較高，藍(lán)豐烯炔類物質(zhì)比例最高，為36.35%，醇類和醛酮類占比次之；綠寶石醇類物質(zhì)比例最高，為43.46%，占比次高的是醛酮類；萊格西和珠寶占比最高的均是醛酮類，占比次高均為醇類物質(zhì)。所測(cè)品種的酯類物質(zhì)含量占比均在5%左右，以藍(lán)豐最高，達(dá)5.93%，珠寶次之，為5.22%，萊格西占比最低，僅為3.18%；綠寶石的呋喃類占比最高，達(dá)1.73%，其他品種占比均未超過(guò)1%(圖2)。

a-藍(lán)豐；b-菜格西；c-珠寶；d-綠寶石圖2 不同品種藍(lán)莓芳香物質(zhì)含量占比分析Fig.2 Analysis of the aromatic substances content of different blueberry varieties

2.4 不同品種藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)分析

對(duì)不同品種藍(lán)莓各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)分析可見，珠寶、藍(lán)豐、綠寶石和萊格西得分為1.00的指標(biāo)個(gè)數(shù)分別為5個(gè)、3個(gè)、2個(gè)和1個(gè)，得分為0.00的指標(biāo)個(gè)數(shù)分別為1個(gè)、6個(gè)、2個(gè)和1個(gè)；平均隸屬函數(shù)分析可見，珠寶在所測(cè)品種中得分最高，平均隸屬函數(shù)值為0.68，其次為綠寶石，為0.52，藍(lán)豐和萊格西相差不大，分別為0.34和0.35(表4)。

3 討論

3.1 品種對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

品種是決定果實(shí)品質(zhì)的重要因素，決定果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組成和含量[12]。前人研究表明，果實(shí)大小可影響果實(shí)外觀，但對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的影響甚微[13-14]，本試驗(yàn)研究也顯示，藍(lán)豐在所測(cè)品種中果個(gè)最大，但其他果實(shí)品質(zhì)并不突出，而果個(gè)最小的珠寶，卻在綜合果實(shí)評(píng)價(jià)中得分最高，位列所測(cè)品種之首；果實(shí)色澤主要由花色苷決定，類胡蘿卜素、葉綠素對(duì)果實(shí)色澤具有輔助作用，本研究也表明，果實(shí)花色苷的含量顯著高于葉綠素和類胡蘿卜素；華星[15]研究表明，花青苷含量與葡萄糖、果糖等還原糖含量顯著相關(guān)，但也有研究表明，果實(shí)中花色苷含量與可溶性糖含量顯著相關(guān)[16]，本試驗(yàn)研究顯示，珠寶還原糖含量顯著高于其他品種，但其花色苷含量卻顯著低于綠寶石，萊格西的還原糖含量在所測(cè)品種中最低，但其花色苷含量顯著高于藍(lán)豐，可能與糖類代謝途徑相關(guān)酶的活性有關(guān)，研究表明，葡萄糖既可作為苯丙烷類代謝途徑前體參與合成花色苷、類黃酮，又可為蔗糖合酶途徑中蔗糖的合成提供活化的單糖基[17]，兩者又形成了一定的底物競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，本試驗(yàn)中也顯示還原糖含量最低的萊格西，其類黃酮含量是所有品種中最高的，可能與此競(jìng)爭(zhēng)有關(guān)。

表4 不同品種藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)隸屬函數(shù)分析Table 4 Membership function analysis of quality in different blueberry varieties

3.2 品種對(duì)芳香物質(zhì)成分及含量的影響

芳香物質(zhì)組分及含量影響果實(shí)鮮食和加工品質(zhì)[18]。研究表明，高叢藍(lán)莓多數(shù)都以醇類和酯類等芳香物質(zhì)為主[19]，酯類和醇類物質(zhì)分別可賦予果實(shí)濃郁的花香和果香氣味，增加果實(shí)香氣的復(fù)雜性和典型性[20]，是藍(lán)莓果實(shí)主要特征香氣成分[21]。MATSUI等[22]研究表明，藍(lán)莓果實(shí)酯類物質(zhì)含量最高，但本試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，所測(cè)藍(lán)莓品種的酯類物質(zhì)種類較多，但僅有3-甲基丁酸乙酯、2-丙烯酸丁酯和水楊酸甲酯含量在所測(cè)品種中含量均相對(duì)較高，醇類物質(zhì)則表現(xiàn)為種類和含量均相對(duì)較高，這可能與品種及測(cè)定方式有關(guān)。

果實(shí)中芳香物質(zhì)種類豐富，可提升藍(lán)莓的主體香氣，使其香氣更為清甜飽滿。與其他品種相比，藍(lán)豐的芳香物質(zhì)種類更多，綠寶石芳香物質(zhì)含量更高，二者芳香物質(zhì)隸屬函數(shù)值相對(duì)較高，主體香氣應(yīng)該更為濃郁；又有研究表明，醛酮類物質(zhì)賦予果實(shí)特殊的品種香[23]，癸醛等物質(zhì)可以賦予果實(shí)以令人愉快的柑橘果青甜香[24]，己醛、己烯醛等物質(zhì)則具有蘋果香、青草香，這些物質(zhì)香氣閾值較低，少量便可提高藍(lán)莓香氣的感知度[25]，加強(qiáng)果實(shí)特征香氣，本試驗(yàn)中，珠寶和萊格西等醛酮類物質(zhì)含量比例較高，品種香更濃；此外，檸檬烯可賦予果實(shí)以果香、甜香和清香，異松油烯具柑橘類水果風(fēng)韻[26]，可使藍(lán)莓具有清新的、典型的水果香氣，但所測(cè)品種中，僅珠寶和綠寶石檢測(cè)到了檸檬烯，僅珠寶檢測(cè)到了異松油烯，珠寶和綠寶石的果實(shí)更清香。

4 結(jié)論

珠寶和綠寶石香氣更豐富，可作為鮮食和釀酒首選品種進(jìn)行推廣。珠寶果個(gè)小但果型偏圓，且含糖量、總酚和花色苷含量高，表現(xiàn)最佳；綠寶石果個(gè)大、總酚和花色苷含量高；藍(lán)豐果個(gè)大、芳香物質(zhì)種類多；萊格西類黃酮含量高，品種香濃郁。