山東引種藍(lán)莓品質(zhì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)

周江偉，孔 悅，孫 銳, ，程安瑋 ，韓燕苓

（1.齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250300；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128）

藍(lán)莓（Vacciniumspp.），藍(lán)色小漿果，清爽可口，外觀悅目，獨(dú)具香氣，屬杜鵑花科越橘屬，主要分布在北美和歐洲[1?4]。藍(lán)莓營(yíng)養(yǎng)成分豐富，除糖類、蛋白質(zhì)、維生素之外，花青素等生物活性物質(zhì)以及可溶性固形物含量非常高。其中花青素、鞣花酸等活性成分有強(qiáng)抗氧化性，對(duì)預(yù)防、治療惡性腫瘤效果顯著，還具有改善視力、預(yù)防心臟疾病、增強(qiáng)機(jī)體抵抗力等療效[5?10]。截至2018年，藍(lán)莓的規(guī)?；N植已發(fā)展到了27個(gè)省市[11]。隨著種植規(guī)模的擴(kuò)大，種植者和生產(chǎn)加工者在選用不同品種的藍(lán)莓中，存在盲目、不合理等諸多問題，特別是不同品種的藍(lán)莓在形態(tài)、成分以及質(zhì)構(gòu)上各具特色，因而對(duì)所需種植品種的篩選難度較大，缺乏科學(xué)理論依據(jù)?，F(xiàn)多見對(duì)不同品種藍(lán)莓的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的分析，但對(duì)于多品種間相關(guān)性分析及分類稍有欠缺。如王學(xué)瑛等[12]對(duì)安徽引種的3個(gè)藍(lán)莓品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)藍(lán)莓理化指標(biāo)進(jìn)行了完善的研究，但缺少關(guān)于藍(lán)莓質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的評(píng)價(jià)；劉丙花等[2]對(duì)引種山東的22種藍(lán)莓進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，在果實(shí)形態(tài)、理化指標(biāo)等方面研究充分[12?17]，但質(zhì)構(gòu)分析指標(biāo)少。

因此，本文選取山東13種不同品種的藍(lán)莓，在進(jìn)行形態(tài)指標(biāo)、理化指標(biāo)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析穿刺試驗(yàn)，運(yùn)用相關(guān)性分析以及主成分分析的方法，對(duì)引進(jìn)品種進(jìn)行系統(tǒng)性分類和比較，從而更客觀有效的反應(yīng)藍(lán)莓品種之間的差異，進(jìn)而提高對(duì)目標(biāo)藍(lán)莓選用、加工和培育的效率，為合理發(fā)展藍(lán)莓綜合利用及良種篩選提供科學(xué)依據(jù)[18?20]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍(lán)莓 2014年6月取材自山東日照佳沃藍(lán)莓生產(chǎn)基地成熟藍(lán)莓，包括布萊登、大粒藍(lán)金、赫伯特、康維爾、藍(lán)鳥、努益、喬治寶石、日出、瑞卡、雙迪、塞拉、夏普藍(lán)、澤西 13個(gè)品種，經(jīng)原料驗(yàn)收，各品種藍(lán)莓成熟度一致且無機(jī)械損傷后，于聚乙烯盒分裝包裝，在4 ℃條件下保存；蒸餾水、氫氧化鈉、酚酞、鄰苯二氰酸氫鉀、乙醇（95%） 天津市富宇精細(xì)化工有限公司；蒽酮、濃硫酸 均為分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；總超氧化物歧化酶（T-SOD）測(cè)試盒 南京建成生物工程研究所。

FA2004B型電子天平 上海平軒科學(xué)儀器公司；JJ-2型組織搗碎機(jī) 崢嶸儀器；HH.S11-2電熱恒溫水浴鍋 上海博訊；UV-5900分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司；PHs-3B型酸度計(jì) 上海光譜；TA.XT plus型質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 形態(tài)指標(biāo)測(cè)定 單果重：采用直接稱重法，各取13個(gè)品種的20個(gè)果實(shí)，做三次平行試驗(yàn)；果形指數(shù)：用游標(biāo)卡尺直接測(cè)量果實(shí)的橫、縱徑，求得它們的比值；果實(shí)比重：采用密度測(cè)量法，即相對(duì)密度=質(zhì)量（M）/體積（V）；果皮L*值：采用色度計(jì)測(cè)量果皮的明度指數(shù)（L*值），每個(gè)品種選取10個(gè)有代表性的果實(shí)用于測(cè)定, 每個(gè)樣品測(cè)定重復(fù)6次, 取其平均值。

1.2.2 理化指標(biāo)測(cè)定

1.2.2.1 花青素含量的測(cè)定 采用pH示差法。稱取1 g藍(lán)莓破碎物于離心管中，加入12 mL甲醇、2 mL水、0.1 mL乙酸構(gòu)成的提取液并振蕩20 min。將試樣放入離心機(jī)（8000 r/min，15 min，25 ℃）進(jìn)行離心處理，取5 mL上清液過濾后倒入50 mL容量瓶中，分別以pH1.0、pH4.5緩沖溶液定容，于510 nm和700 nm處測(cè)定其吸光度，以TMAC（表示在μ矢車菊素-3-葡萄糖苷計(jì)）為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算花青素含量[21?22]。

1.2.2.2 維生素C含量的測(cè)定 維生素C含量的測(cè)定依照測(cè)定2,6-二氯靛酚滴定法紫外吸收法測(cè)定[23?24]。

1.2.2.3 還原糖含量的測(cè)定 還原糖依照GB/T 5009.7-2016 《食品中還原糖的測(cè)定》測(cè)定。

1.2.2.4 總糖含量的測(cè)定 采用蒽酮比色法。以0.1 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線，用紫外分光光度計(jì)在620 nm進(jìn)行測(cè)量[25]。

1.2.2.5 總酸含量的測(cè)定 總酸依照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測(cè)定》測(cè)定。

1.2.2.6 SOD含量測(cè)定 采用鄰苯三酚自氧化法測(cè)定，于1.5 mL離心管中加入995 L磷酸緩沖液，于25 ℃條件下處理20 min，然后加入5 μL 45 mmol/L鄰苯三酚溶液，使鄰苯三酚終濃度為0.225 mmol/L；迅速混勻后在紫外分光光度計(jì)上以320 nm波長(zhǎng)測(cè)定。

1.2.3 質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定 采用穿刺試驗(yàn)[26?29]，參考劉丙花等[2]方法。將藍(lán)莓果實(shí)在75 nm探頭下進(jìn)行TPA試驗(yàn)，設(shè)置參數(shù)為測(cè)前速度 5 mm·s?1。測(cè)試速度2 mm·s?1。測(cè)后上行速度 2 mm·s?1，果實(shí)受壓變形為25%，2 次壓縮停頓時(shí)間為 5 s，觸發(fā)力為 5. 0 g。

1.2.4 感官指標(biāo)測(cè)定 感官評(píng)價(jià)[30]:由評(píng)價(jià)小組進(jìn)行感官評(píng)定，小組成員包括8名課題組專業(yè)人員和10名普通消費(fèi)者。評(píng)分過程中成員內(nèi)不得交流，每個(gè)品種間隔10 min并用清水漱口，最終得分取平均值。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 藍(lán)莓果實(shí)感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of the blueberry syrup

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行相關(guān)性分析,主成分分析和聚類分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 藍(lán)莓形態(tài)指標(biāo)分析

如表2所示，不同藍(lán)莓果實(shí)單果質(zhì)量為1.05～2.45 g，存在顯著性差異（P＜0.05）。其中喬治寶石、努益、赫伯特單果重高，果實(shí)較大。單果重能有效反應(yīng)果實(shí)的外觀品質(zhì)，是挑選果實(shí)的重要依據(jù)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)獲知喬治寶石、努益等品種有很大優(yōu)勢(shì)；果型指數(shù)是判定果實(shí)形狀的直觀標(biāo)準(zhǔn), 一般認(rèn)為0.6～0.8為扁圓形，0.8～0.9為圓形或近圓形，0.9～1.0為橢圓形或圓錐形，1.0以上為長(zhǎng)圓。因此瑞卡、雙迪和日出等是橢圓形或圓錐形的代表，大粒藍(lán)金和赫伯特是圓形或近圓形的代表；其中，瑞卡果形指數(shù)最大，其平均值為0.97，努益最小，為0.74；藍(lán)莓的平均果實(shí)比重為1.02左右,組間差異較小，其中日出的果實(shí)比重最大，其次是雙迪、喬治寶石；果皮L*值最大為夏普蘭70.35，其次澤西、大粒藍(lán)金和瑞卡，最少的康維爾54.30，說明夏普藍(lán)、澤西、大粒藍(lán)金等的明亮度高，康維爾等的果皮明亮度低。不同品種的藍(lán)莓形態(tài)表現(xiàn)存在差異，這主要由藍(lán)莓的遺傳基因決定的。

表2 不同品種藍(lán)莓形態(tài)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析Table 2 Statistical analysis of morphological indexes of different blueberries

2.2 藍(lán)莓理化指標(biāo)分析

如表3所示，花青素含量起伏大，其中在0.3 g/kg以上的品種有兩個(gè)，為日出和布萊登，日出含量最高為0.38 g/kg。在0.2～0.3 g/kg的品種有塞拉；不同品種的藍(lán)莓中維生素C存在顯著性差異（P＜0.05），在0.93～2.17 mg/g之間，平均為1.61 mg/g左右。其中努益的維生素C最高為2.17 mg/g,其次為日出、藍(lán)鳥等，最小的為瑞卡0.93 mg/g；還原糖在0.12～0.57 g/kg之間，不同品種間含量存在顯著性差異（P＜0.05），其中澤西的還原糖最高在0.57 g/kg，其次為大粒藍(lán)金、夏普藍(lán)和康維爾，最小的是布萊登0.12 g/kg；藍(lán)莓品種的總糖含量，大粒藍(lán)金17.07 g/kg含量最高，赫伯特11.18 g/kg含量最低；不同品種間的總酸含量變幅較大，以塞拉的總酸含量最高，為12.14 g/kg，藍(lán)鳥次之，最少的是日出；SOD是有效清除體內(nèi)的超氧陰離子自由基，所測(cè)藍(lán)莓品種中SOD含量范圍在737～1256.25 U/g之間，努益含量最高，夏普藍(lán)次之，澤西最低。

表3 不同品種藍(lán)莓理化指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分Table 3 Statistical analysis of physicochemical indexes of different blueberries

2.3 藍(lán)莓質(zhì)構(gòu)指標(biāo)分析

不同品種藍(lán)莓質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果由表4可知，大粒藍(lán)金225.29 g果皮硬度最大，喬治寶石115.31 g最小?？稻S爾與藍(lán)鳥、努益三者之間無顯著性差異（P＞0.05），其余品種間存在顯著性差異或差異不顯著；果皮破裂距離以赫伯特4.14 mm為最高值，日出2.72 mm最低。通過分析13種不同種類藍(lán)莓的果皮破裂距離可知，果皮破裂距離差異不大，大粒藍(lán)金、瑞卡、雙迪和澤西果皮破裂距離無差異（P＞0.05）；果皮脆度以大粒藍(lán)金脆度最高，為62.32 g·mm?1，最低為喬治寶石35.74 g·mm?1，努益與夏普藍(lán)間無顯著性差異（P＞0.05）；果皮韌性反映了藍(lán)莓果實(shí)抗壓能力。大粒藍(lán)金果皮韌性最大，其他品種果皮韌性都有不同程度地減少，其中喬治寶石的果皮韌性最小，喬治寶石、日出、雙迪三者無顯著性差異（P＞0.05），布萊登、康維爾、藍(lán)鳥等6個(gè)品種間無差異；果肉硬度最高的藍(lán)莓品種為大粒藍(lán)金28.12 g，硬度最低的為雙迪12.46 g。大粒藍(lán)金與其他品種數(shù)據(jù)差異較大，其余品種間差異不顯著（P＞0.05）；粘連性最大的為赫伯特11.32 g·sec，最小的為藍(lán)鳥5.99 g·sec，粘連性較高的品種有赫伯特、澤西、塞拉；不同品種藍(lán)莓中，粘性小于3，無顯著性差異（P＞0.05）。

表4 不同品種藍(lán)莓質(zhì)構(gòu)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析Table 4 Statistical analysis of texture indexes of different varieties of blueberry

2.4 藍(lán)莓品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析

對(duì)13種藍(lán)莓的17品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析，結(jié)果如表5所示?；ㄇ嗨睾颗c還原糖之間呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；維生素C與粘性呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；總糖與果皮脆度呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與果肉硬度呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與果肉韌性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；總酸與果皮破裂距離呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；果皮破裂距離與果皮韌性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與果肉韌性呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）；果皮脆度與果肉硬度呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與果肉韌性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；果肉硬度與果肉韌性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；粘連性與粘性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。

表5 藍(lán)莓品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of blueberry quality index

2.5 主成分分析

對(duì)13個(gè)藍(lán)莓品種的17個(gè)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如圖1所示。提取出前5個(gè)主成分，第一主成分特征值為4.311，方差貢獻(xiàn)率25.356%，是最主要的主成分；第二主成分特征值為3.413，方差貢獻(xiàn)率20.074%；第三主成分特征值為2.679，方差貢獻(xiàn)率15.762%；第四主成分特征值為2.056，方差貢獻(xiàn)率12.097%；第五主成分特征值為1.695，方差貢獻(xiàn)率9.971%。5個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率83.260%，超過80%，可以代表品質(zhì)指標(biāo)的大部分信息。由表7可知，第一主成分主要代表果肉韌性，為正相關(guān)；第二主成分主要代表果皮韌性，為正相關(guān)；第三主成分主要代表粘性，為正相關(guān)；第四主成分主要代表果形指數(shù)，為正相關(guān)；第五主成分主要代表花青素，為正相關(guān)。如表8所示，5個(gè)主成分得分值記為F1、F2、F3、F4和F5，并將該5組主成分的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)數(shù)值，構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)函數(shù)為：F=0.25356F1+0.20074F2+0.15762F3+0.12097F4+0.09971F5。

表7 主成分因子荷載矩陣Table 7 Load matrix of principal component factors

圖1 主成分分析特征根碎石圖Fig.1 Principal component analysis feature root gravel map

由表8可知，排名前6品種藍(lán)莓分別為：大粒藍(lán)金、布萊登、赫伯特、日出、夏普藍(lán)和澤西。

表8 不同藍(lán)莓品種的主成分得分與綜合評(píng)價(jià)指數(shù)Table 8 Values of principal components and synthetic analysis indexes in different blueberry cultivars

主成分1與主成分2的方差貢獻(xiàn)率各為25.356%和20.074%，主成分1值增大，則總糖值也增大，總酸值減小，即糖酸比增大，口感偏甜；主成分2值增大，則果皮脆度、果皮韌性及果肉硬度值也增大，口感較硬；結(jié)合圖2可知，大粒藍(lán)金、努益、日出、布萊登的總糖含量高，總酸含量較低，口感較甜；澤西、雙迪、喬治寶石的糖酸比較大，且它們的果皮脆度、果皮韌性及果肉硬度較低，口感較為綿甜，對(duì)于藍(lán)莓的特性而言，適于鮮食。主成分4與主成分5的方差貢獻(xiàn)率各為12.097%和9.971%，主成分4值增大，SOD值隨之增大；主成分5值增大，花青素值也增大；結(jié)合圖3可得，藍(lán)鳥、大粒藍(lán)金、塞拉、赫伯特、努益、康維爾、日出、布萊登、喬治寶石的SOD含量豐富，而塞拉、赫伯特、澤西、雙迪、日出、布萊登此幾種品種的花青素含量較高，其中，塞拉、赫伯特、日出、布萊登處于兩者的相交處，SOD與花青素含量均較高；由藍(lán)莓品質(zhì)的相關(guān)性分析可得，花青素與維生素C、SOD含量呈正比，因此，此幾種藍(lán)莓品種的特色性較強(qiáng)，可用于藍(lán)莓的特色深加工。

圖2 主成分分析得分圖Fig.2 Principal component analysis score chart

圖3 主成分分析得分圖Fig.3 Principal component analysis score chart

表6 特征值及方差分析表Table 6 Eigenvalue and variance analysis table

2.6 聚類分析

對(duì)本次實(shí)驗(yàn)藍(lán)莓的13個(gè)品種進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，采用離差平方和法（ward法），當(dāng)歐式距離=5時(shí)，可將藍(lán)莓分為五大類，結(jié)果如圖4所示。第一類聚集了2個(gè)品種，為澤西、雙迪，此兩個(gè)品種單果重屬中等質(zhì)量，果形指數(shù)都為0.9以上，果實(shí)比重較大，花青素、維生素C含量豐富，總糖含量較高，總酸含量較低，果皮脆度、果肉硬度較小，口感綿甜，但SOD較其他藍(lán)莓含量偏低；第二類只有瑞卡一個(gè)品種，其果形指數(shù)最大，呈近圓形；維生素C含量低，SOD含量較低，糖酸比較大，口感較好。此兩類鮮食口感較佳。第三類聚集了2個(gè)品種，為藍(lán)鳥、康維爾，此兩個(gè)品種的單果重較大，花青素、維生素C的含量較低，還原糖、SOD的含量較高；第四類聚集了5個(gè)品種，為努益、夏普藍(lán)、日出、喬治寶石、布萊登，此5個(gè)品種的單果重較大，維生素C、總糖含量豐富，總酸含量較高；第五類聚集了塞拉、赫伯特、大粒藍(lán)金3個(gè)品種，此3個(gè)品種的花青素、維生素C、還原糖含量較豐富，總酸含量高。第四、五類藍(lán)莓SOD含量極豐富，具有清除體內(nèi)自由基，提高身體免疫力的功效。

圖4 不同藍(lán)莓品種聚類分析Fig.4 Cluster analysis dendrogram of different blueberry cultivars

2.7 感官評(píng)價(jià)

13個(gè)品種的藍(lán)莓分別對(duì)其色澤、風(fēng)味、咀嚼感、形態(tài)、香氣進(jìn)行感官評(píng)分，并得出最終排名。如表9所示，新鮮藍(lán)莓色澤均為紫紅色，其中大粒藍(lán)金評(píng)分4.31為最高值；風(fēng)味均為酸甜口，以澤西4.57最高，該果甜味突出，酸甜適宜；咀嚼感以大粒藍(lán)金4.22為最高值，該果具有較高的硬度和脆度，咀嚼韌性好，脆而不爛；形態(tài)均近似圓形，其中塞拉4.41為最高值，該果呈圓形，形態(tài)均一飽滿；香氣以大粒藍(lán)金4.18為最高值，該果香氣濃郁，無雜味?？傇u(píng)分以大粒藍(lán)金20.69排名第一，綜合感官指數(shù)最好。

表9 不同藍(lán)莓感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 9 Sensory evaluation results of different blueberries

3 結(jié)論

通過對(duì)13種引種山東的藍(lán)莓品種進(jìn)行檢測(cè)分析，測(cè)定了藍(lán)莓形態(tài)、理化、質(zhì)構(gòu)等品質(zhì)指標(biāo)，結(jié)果表明不同品種間各指標(biāo)存在一定的差異。采用相關(guān)性分析與主成分分析結(jié)合的方法，在藍(lán)莓的17項(xiàng)指標(biāo)中篩選出5種作為綜合評(píng)價(jià)藍(lán)莓的核心指標(biāo)，即果肉韌性、果肉韌性、粘性、果形指數(shù)、花青素。提取的前五個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)83.260%，可以代表品質(zhì)指標(biāo)的大部分信息。研究結(jié)果表明，大粒藍(lán)金綜合品質(zhì)最好。該果單果質(zhì)量大，果實(shí)飽滿，近似圓形。還原糖、總酸含量高，質(zhì)構(gòu)品質(zhì)好。聚類分析在歐式距離=5時(shí)將藍(lán)莓分為五大類，其結(jié)果與主成分分析結(jié)果較為一致。

藍(lán)莓作為小漿果種，依據(jù)其優(yōu)質(zhì)的感官特性和豐富的生物活性物質(zhì)，廣受喜愛；據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析不同品種藍(lán)莓的共性與差異，對(duì)于合理篩選品種，綜合利用資源有著積極作用。利用相關(guān)性分析和主成分分析的方法得到結(jié)論，改良了以往僅對(duì)藍(lán)莓進(jìn)行形態(tài)分析和理化分析或結(jié)合少量質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)方案，從而使結(jié)論更具合理性[31?34]。